JPS5817440B2 - 燃料バンドルの洗浄方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多数の原子炉燃料棒を格子状に配置して束ねた
燃料バンドル（燃料束）の外面に付着した水垢を洗浄除
去するとともに、このとき生じた洗浄廃液を清澄水と固
形分とに遠心分離して水垢を固形分として回収すること
のできる燃料バンドルの洗浄方法ならびに洗浄装置に関
する。

原子炉系の保守、点検作業に伴う放射線被曝の主な原因
は、炉水中の腐食生成物が原子炉−次系に移動され、機
器配管の内面に付着または沈着し、作業環境の放射線量
率を高めるためと考えられている。

また、この放射性腐食生成物の大部分は、燃料棒表面に
水垢（Ｆｅ２０３を主成分とする）としてゆるく付着し
ており、これが剥離して原子炉−次系への放射性腐食生
成物の重要な供給源となっているのと考えられる。

このため原子炉−次系の機器配管の放射線量率を低下さ
せる上で、燃料棒の水垢を除去することは非常に有効で
あるが、燃料棒の水垢除去は、高放射能レベルの廃棄物
発生を伴うと同時に、原子。

炉や燃料棒に損傷を与えることのないように行わなけれ
はならないという制約があるため、きわめて困難な作業
となっている。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、原
子炉や燃料棒に損傷を与えることなく洗。

浄でき、放射能汚染の拡散や放射性二次廃棄物の発生も
ない燃料バンドルの洗浄方法およびその洗浄方法を実施
するための装置を提供することを目的とする。

本発明においては、燃料バンドルを原子炉より。

水の貯留されている燃料プール内に取り出し没入し、チ
ャンネルカバーを取り外した状態で、燃料バンドルの外
周囲から比較的低圧燃料バンドル外表面圧力が５ｋｇ／
ｉ以下の水を噴射することにより水垢を除去し、この除
去された水垢を、直接撚、料プール内に配設されである
遠心分離型分離部で清澄水と分離し、固形分として廃棄
用容器に収納した後廃棄することにより燃料バンドルの
洗浄を行う。

本発明においては、燃料バンドルを取り囲んで・洗浄廃
液の燃料プール中への拡散を防ぐ洗浄塔と、この洗浄塔
内に配設され洗浄のためのスプレーノズルの設けられた
スプレーノズルヘッダと、除去された水垢を捕集し遠心
分離型分離部へ移送する廃液移送部と、洗浄廃液を清澄
水と固形分とに分離する遠心分離型分離部と、遠心分離
型分離部で分離された固形分を収容するクラッド受槽が
水で十分に遮蔽されるように燃料プール中に据付けられ
ている。

以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明による燃料バンドル洗浄装置の一例を示
す断面図である。

図において符号１１は洗浄塔であり、燃料バンドル１２
とスプレーノズルヘッダ１３とを取り囲む細長い筒状を
している。

この洗浄塔１１は水で十分遮蔽されるよう燃料プールの
水面り下に、燃料プールの底面Ｂに対して垂直に据付け
られている。

スプレーノズルヘッダ１３は、第２図にその上平面を示
すように、燃料バンドル１２の形状に合わせて四角形状
の貫通孔１４を有する、四角形リング形状をしている。

貫通孔１４の内周部には複数個のスプレーノズル１５が
設けられ、圧力水が燃料バンドル１２に一様に噴射でき
るようになっている。

スプレーノズルヘッダ１３は洗浄塔１１内を、洗浄塔１
１の長手方向に移動可能に配設されているが、このスプ
レーノズルへラダ１３の移動は駆動部によって行われる
。

このスプレーノズルヘッダ１３の１駆動部は、第１図お
よび第３図に示すように、燃料プールの上方床面Ｆに載
置された電動機１６、この電動機１６の回転数を減速す
るとともに力の伝達方向を変える歯車部１７、歯車部１
７からの回転力を送りねじ棒１８に伝える自在継手１９
、スプレーノズルヘッダ１３の一端に設けられたナツト
部２０に螺合する送りねじ棒１８およびスプレーノズル
ヘッダ１３の他端を貫通するよう洗浄塔１１内に配設さ
れたガイド棒２１から構成されている。

送りねじ棒１８は、スプレーノズルヘッダ１３を燃料バ
ンドル１２の上方から下方位置まで直線移動させるため
、少なくとも燃料バンドル１２の長手方向長さ以上のね
じ部を有している。

スプレーノズルへラダ１３には給水部が接続され、スプ
レーノズル１５から圧力水（燃料バンドル外表面圧力が
５ｋｇ〜以下）が噴射されるようになっている。

圧力水が高圧（５ｋｙ／ｉ以上）となると燃料バンドル
１２に損傷を与えるおそれがある。

給水部は第１図に示すように、燃料プールの床面Ｆ上に
載置されたポンプ２２、ポンプ２２の吐出側とスプレー
ノズルヘッダ１３吉を連結する可撓性のパイプ２３およ
び燃料プールの水面り下にまで没入し、ポンプ２２の吸
込側に接続された吸込パイプ２４とから構成されている
。

符号２５は洗浄塔１１内で生じた洗浄廃液を後述する遠
心分離型分離部２６へ移送する廃液移送部であり、洗浄
塔１１と遠心分離型分離部２６とを連結している。

廃液移送部２５は洗浄塔１１と遠心分離型分離部２６と
を連結する配管２７内に水中ポンプ２８を突設すること
により構成されている。

遠心分離型分離部２６は、遠心分離機又はサイクロンセ
パレータのような二次廃棄物を発生することなく遠心力
により洗浄廃液中の固形分を分離回収できる分離機であ
り、分離された清澄水を燃料プール中に放出する開口部
２９と、固形分を次のクラッド受槽３０に移送する出口
ノズル３１を有している。

クラッド受槽３０は遠心分離型分離部２６の出口ノズル
３１に接続されて、燃料プールの底面Ｂ上に載置されて
いるが、この接続は遠隔脱着式継手３２により行われて
いる。

第４図はこの接続状態を示す部分断面図である。

分離部２６の出口ノズル３１内には、押棒３３が出口ノ
ズル３１から先端が軸線方向に突出するように固着され
ている。

一方、クラッド受槽３０には、出口ノズル３１と同径の
入口ノズル３５が突設され、入口ノズル３５の真下のク
ラッド受槽３０内には、支え板３６によりスプリング３
１が配設され、スプリング３７の上端に円板状の弁座３
４が載置されている。

分離部２６の出口ノズル３１とクラッド受槽３０の入口
ノズル３５とはその先端部が尚接しており、その当接部
にはガスケットシール３８が取り付けられている。

遠心分離型分離部２６とクラッド受槽３０とが切り離さ
れている場合には、弁座３４はスプリング３７により上
方に押圧され、入口ノズル３５の下端を密閉して、クラ
ッド受槽３０内への水の流入およびクラッド受槽３０内
からの固形分の流出を防止する。

次に遠心分離型分離部２６とクラッド受槽３０とが結合
された場合には、押棒３３の先端が弁座３４をスプリン
グ３７に抗して下方に押し下げ、入口ノズル３５を開口
させるとともに、出口ノズル３１と入口ノズル３５の接
続がガスケットシール３８によりシールされ、分離部２
６からクラッド受槽３０への通路が気密性を有して形成
される。

第５図は本発明による燃料バンドル洗浄装置の他の実施
例を示す断面図である。

この実施例においては、スプレーノズルヘッダを燃料バ
ンドルの長手方向に相対移動させる駆動部が自走式台車
で行われているとともに、廃液移送部に水中ポンプの代
わりにジェットエゼクタ方式が用いられている。

符号４１は洗浄塔であり、燃料プールの底面Ｂに対し横
方向に配設されている。

この洗浄塔４１の入口側にはスプレーノズルの設けられ
た、第２図に示すと同様の四角形リング形状のスプレー
ノズルヘッダ４２が、貫通孔の軸線を洗浄塔４１の長手
方向に向けて固着されている。

このスプレーノズルヘッダ４２には、燃料プールの床面
Ｂ上に載置されたポンプ２２の吐出側からのパイプ４３
が接続され、吸込側の吸込パイプ２４から吸上げられた
水が、スプレーノズルから噴射されるようにされている
。

符号４４は自走式台車であり、遠隔操作可能な電動機４
５により、適宜な伝達手段を介して車輪４６が回転駆動
されて、洗浄塔４１内を長手方向に移動しうるようにさ
れている。

この自走式台車４４の上部には、燃料バンドル１２を載
置するための一対の支柱４７が、載置する燃料バンドル
１２の長手力向長さに合イっせて間隔をおいて固着され
ている。

洗浄塔４１と遠心分離型分離部２６との間には廃液移送
部４８が配設されているが、この実施例においてはジェ
ットエゼクタ方式が用いられている。

すなわち、燃料プールの床面Ｂ上にポンプ４９を載置し
、このポンプ４９により吸込パイプ５０でプール水を吸
込み昇圧し、先端が洗浄塔４１と遠心分離型分離器２６
との接続配管５１中に挿着された吐出パイプ５２により
噴射させて、洗浄廃液を遠心分離型分離部２６に移送し
うるようにされている。

遠心分離型分離部２６とクラッド受槽３０とは前記実施
例と同様に、遠隔脱着式継手３２により連結されている
。

このような構成からなる本発明による燃料バンドル洗浄
装置の作用について説明する。

まず第１図に示した実施例においては、燃料バンドル１
２は、チャンネルカバーを外した状態で洗浄塔１１の上
部より、スプレーノズル・＼ラダ１３の貫通孔１４を挿
通するように吊り降され、洗浄塔底部の受は座５３に載
置される。

次いでエアシリンダ等の遠隔操作可能な掴み機構で燃料
バンドル１２の上部タイプレートを支持する。

この場合、燃料棒の寸法およびスプレー水の圧力等によ
っては、燃料バンドル１２の中央部のサポートを追加し
てもよい。

次に電動機１６を駆動して、送りねじ棒１８を回転させ
、これに螺合するスプレーノズルヘッダ１３のナツト部
２０とのねじ送り作用により、スプレーノズルヘッダ１
３を洗浄塔１１の長手方向に移動させる。

これと同時にポ。ンプ２２を駆動して、プール水を吸込
昇圧してスプレーノズルヘッダ１３に送り、スプレーノ
ズル１５から噴射させる。

このようにスプレーノズル１５から圧力水を噴射しつつ
、電動機１６の回転方向を変換するなどしてスプレーノ
ズルヘッダ 。

１３を往復移動すれば、燃料バンドル１２の外面には均
一に圧力水が噴射されることとなり、外面に付着してい
る水垢が除去される。

第５図に示した実施例においては、燃料バンドル１２を
スプレーノズルヘッダ４２を挿通させてシ自走式台車４
４の支柱４７上に載置固定し、電動機４５を駆動するこ
とにより自走式台車４４を洗浄塔４１の長手力定に往復
移動させる。

そして同時にポンプ２２を駆動して、プール水を昇圧し
てスプレーノズルへツ２゛４２のスプレーノズルから：
噴射する。

これにより燃料バンドル１２の外面に付着している水垢
が除去される。

このようにして洗浄塔内で除去された水垢は、噴射され
た水とともに洗浄廃液となり、廃液移送部により遠心分
離型分離部２６に移送される。

。この洗浄廃液の移送は、第１図に示した実施例にお
いては水中ポンプ２８を駆動することにより行われ、第
５図に示した実施例においてはポンプ４９により昇圧水
を吐出パイプ５２から接続配管５１中に噴射させること
により、洗浄廃液ととも。

に遠心分離型分離部２６へ流すことにより行われる。

遠心分離型分離部２６へ移送された洗浄廃液は、遠心力
により清澄水と固形分に分離され、清澄水は開口部２９
から燃料プール中に放出され、固形４分は出口ノズル３
１からクラッド受槽３０に送られ沈降蓄積される。

固形分で満杯となったクラッド受槽３０は、遠隔脱着式
継手３２を切り離すことにより、遠心分離型分離部２６
と分離され、燃料プール外に搬出されて廃棄される。

そして遠心分離型分離部２６には再び新しいクラッド受
槽が交換結合される。

このように本発明による燃料バンドル洗浄装置によれば
、燃料バンドルの洗浄から廃棄物の処理に至る作業を、
すべて水により十分に遮蔽された燃料プール中で行うこ
とができ、洗浄作業に伴う放射線被曝が少なくてすむ。

また、洗浄廃液の処理も発生場所のすぐ近傍で行われ、
除去された水垢中に含まれる放射性廃棄物を、燃料プー
ル外に取り出すこさなく、直接燃料プール中で廃棄用の
容器に詰めて行うため、放射能汚染の拡散や放射性二次
廃棄物の発生がない。

さらに、燃料バンドルは、原子炉より取り出され、燃料
プール中で比較的低圧の水を噴射することにより洗浄さ
れるので、原子炉や燃料棒に損傷を与えることがない。

なお本発明の実施例においては、スプレーノズルヘッダ
を燃料バンドルの長手方向に対して相対移動させる方法
として、送りねじ棒を用いてスプレーノズルヘッダを移
動する方法、およびスプレーノズルヘッダを固定し燃料
バンドルを自走式台車で移動する方法を用いたが、この
他にワイヤ巻き上げ方式によりスプレーノズルヘッダあ
るいは燃料バンドルを移動させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による燃料バンドル洗浄装置の縦断面図
、第２図はスプレーノズルヘッダの上平面図、第３図は
スプレーノズルヘッダの駆動部ノー例を示す縦断面図、
第４図は遠心分離型分離部とクラッド受槽との連結状態
を示す部分断面図、第５図は本発明による燃料バンドル
洗浄装置の他の実施例を示す縦断面図である。 １１．４１・・・・・・洗浄塔、１２・・・・・・燃料
バンドル、１３．４２・・・・・・スプレーノズルヘッ
ダ、１５・・・・・・スプレーノズル、１６・・・・・
・電動機、１８・・・・・・ねじ棒、２０・・・・・・
ナツト部、２２．４９・・・・・・ポンプ、２５．４８
・・・・・・廃液移送部、２６・・・・・・遠心分離型
分離部、３０・・・・・・クラッド受槽、３２・・・・
・・遠隔脱着式継手、４４・・・・・泪走式台車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 燃料バンドルを水中に没入し、水中においてこの燃
   料バンドルの外表面に圧力水を該燃料バンドル外表面圧
   力が５ｋｇΔ抛以下で噴射して燃料バンドルの外表面に
   付着している水垢を除去し、この除去された水垢を含む
   洗浄廃液を水中において直接清澄水と固形分とに遠心分
   離する部分に移送して分離し、この遠心分離された固形
   分を水中において容器に収納することからなる原子炉燃
   料バンドルの洗浄方法。 ２ 細長い筒状の洗浄塔と、この洗浄塔内に配設され内
   周部に圧力水を噴射するスプレーノズルの設けられたリ
   ング状あスプレーノズルヘッダと、このスプレーノズル
   ヘッダを洗浄すべき燃料バンドルの長手方向に相対移動
   させる駆動部と、前記スプレーノズルヘッダのスプレー
   ノズルに圧力水を供給する給水部と、洗浄廃液を清澄水
   と固形分とに分離する遠心分離型分離部と、前記洗浄塔
   と遠心分離部とを接続し前記洗浄塔から洗浄廃液を遠心
   分離型分離部へ移送する廃液移送部と、前記遠心分離型
   分離部で分離された固形分を収容するクラッド受槽とか
   らなり、前記洗浄塔、スプレーノズルヘッダ、遠心分離
   型分離部、廃液移送部およびクラッド受槽は水中に没設
   されていることを特徴とする原子炉燃料バンドルの洗浄
   装置。 ３ スプレーノズルヘッダは洗浄塔内を長手方向に移動
   しうるよう配設され洗浄すべき燃料バンドルは洗浄塔内
   に固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の燃料バンドル洗浄装置。 ４ スプレーノズルヘッダは洗浄塔内に固着され洗浄す
   べき燃料バンドルが洗浄塔内を長手方向に移動しうるよ
   うにされていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の燃料バンドル洗浄装置Ｌ