JPS6367596A - 使用済燃料集合体の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明は、１次冷却材としてナトリウム等の液体金属
を使用する高速増殖炉の使用済燃料集合体を対象とした
使用済燃料集合体の洗浄装置に関する。

【従来技術とその問題点】

周知のように頭記した原子炉から取出した使用済燃料集
合体は、燃料貯蔵プール内に保管する前段階の工程で燃
料集合体に付着しているナトリウム等の液体金属を洗浄
することが一般に行われている。 この場合の使用済燃料集合体の洗浄法として、従来より
使用済燃料集合体を洗浄槽内に収容した状態で使用済燃
料集合体に蒸気を含む湿潤ガスを吹付け、さらに水で洗
浄した後に、燃料集合体を温風等で乾燥させる蒸気−水
洗浄法が知られている。しかしてかかる蒸気−水洗浄法
は１本の使用済燃料集合体の洗浄に１．５時間にも及ぶ
長時間を要する他、さらに洗浄に伴って使用済燃料集合
体１本当たりで約１．５トンにも及ぶ放射性クランド。 放射性腐食生成物等を含む多量の放射性洗浄廃液が発生
するために、廃液処理系設備の大形化、および放射能汚
染の増加などの廃棄物処理上での厄介な問題がある。 一方、前記した従来の蒸気−水洗浄方式の難点を解消し
、放射性廃液の発生を伴わずに使用済燃料集合体に付着
している液体金属を排除する洗浄方式として、まず使用
済燃料集合体をナトリウム等の液体金属の溶融温度以上
の温度まで予熱昇温し、この予熱済みの使用済燃料集合
体を洗浄槽内に収容した状態で洗浄槽内の雰囲気を前記
の予熱温度に対する液体金属の飽和蒸気圧以下に減圧さ
せることにより、燃料集合体に付着している液体金属を
蒸発さセて排除するようにした乾式減圧洗浄方式が提唱
されている。かかる乾式減圧洗浄方式によれば洗浄過程
で蒸気、水等を使用しないので洗浄に伴う放射性廃液の
発生が無く、比較的少ない量の排ガスを気体廃棄物処理
系で処理するだけで使用済燃料集合体を効果的に洗浄す
ることが可能となろ。 次に１次冷却材としてナトリウムを使用した高速増殖炉
の使用済燃料集合体を対象とする前記乾式減圧洗浄方式
の概要を第２図により説明する。 図においてｌは頂部にドアバルブ２を装備した洗浄槽、
３が洗浄槽内に収容された使用済燃料集合体であり、こ
こで前記洗浄槽１に対し、ブロア４゜ガス加熱器５．ガ
ス冷却器６．ベーパトラップ７等を具備して洗浄槽１と
の間に接続配管した不活性ガス循環ライン８、および該
不活性ガスＷ１環ライン８に接続された例えばアルゴン
ガスの不活性ガス源９を含めた使用済燃料集合体の予熱
手段と、洗浄槽１より真空タンク１０．真空ポンプ１１
．ベーパトラップ１２等を経て気体廃棄物処理系１３に
通じる減圧排気ライン１４として成る減圧手段が装備さ
れている。さらに洗浄槽１および真空タンク１０にはそ
の底部より引出して、ナトリウムのドレンタンク１５．
ナトリウム送液ポンプ１６を経てナトリウム回収系１７
に通じるナトリウムのドレンライン１８が接続配管され
ている。なお１９〜２９は前記したガスｎｍう・イン、
減圧排気ライン、ドレンラインの系内に介挿した開閉バ
ルブである。 次に上記構成による使用済燃料集合体の洗浄操作の手順
に付いて説明する。まず原子炉より取り出した使用済燃
料集合体３をドアバルブ２を通じて洗浄槽１内に収容す
る。ここでバルブ１９〜２１を開放し、不活性ガス源９
より所定量のアルゴンガスを系内に導入し、さらにブロ
ア４．ガス加熱器５を始動して加熱されたガスを洗浄槽
１内に循環送流し、崩壊熱を発生する燃料ピン、および
燃料ピン以外の非発熱部を含む使用済燃料集合体３の全
長域をナトリウムの溶融温度以上の所定の予熱温度（好
ましくは４５０〜５５０℃程度）まで加熱昇温させる。 またこの予熱工程の過程で使用済燃料集合体３の温度、
特に崩壊熱を発生する燃料ピンの表面温度が許容温度ま
で達するようになった場合には、一時的に不活性ガス循
環ライン８のガス冷却器６を始動して循環ガス温度を下
げ、使用済燃料集合体３を所定の予熱温度に維持させる
ように温度調節を行う、一方、この予熱工程を行ってい
る期間にバルブ２２．２３を閉じたまま真空ポンプ１１
を始動して真空タンク１０を減圧して置く。 ここで前記した予熱工程により使用済燃料集合体３が所
定の予熱温度に到達した時点でブロア４゜ガス加熱器５
を停止し、かつバルブ１９．２０を閉じ、しかる後にま
ず真空タンク１０に通じるバルブ２２を開放して洗浄槽
１の内部を急激に減圧させる。続いてバルブ２２を閉じ
て真空タンク１０との間を切離した後に、バルブ２３を
開放して真空ポンプ１１により洗浄ｔｒｔ内をさらに真
空引きし、洗浄槽内の内圧がその温度に対するナトリウ
ム飽和蒸気圧以下。 例えば４〜１０Ｔｏｒｒ程度となるように減圧排気させ
る。これにより使用済燃料集合体３の表面、内部に付着
したいたナトリウムは蒸発促進され、ナトリウム蒸気、
ミストの形で使用済燃料集合体３より洗浄除去されるよ
うになる。なおこの過程で生じたナトリウム蒸気、ミス
トは大半が洗浄槽１゜および真空タンク１０の内部に移
行して付着し、残りの浮遊蒸気、ミストは排ガスに同伴
して減圧排気ライン１４中のペーパートラップ１２に吸
着除去され、洗浄槽１の内容積に見合う量の排ガスのみ
が気体廃棄物処理系１３に送出されて処理される。 なお上記の洗浄操作を必要により数回操り返して行い、
使用済燃料集合体３を充分に洗浄して一連の洗浄工程が
終了する。また前記の洗浄に伴って洗浄槽１．真空タン
ク１０に蒸着したナトリウムは、洗浄槽、真空タンクに
装備した図示されてない加熱ヒータ、および使用済燃料
集合体自身の崩壊発熱により加熱してナトリウムを溶融
させた上で、パルプ２６．２７を開放してナトリウムを
ドレンタンク１５へ排出し、ここからナトリウム送液ポ
ンプ１６によりナトリウム回収系１７に送出して回収す
る。 ところで上記した乾式減圧洗浄方式では、蓋気−水洗浄
方式のように多量の洗浄廃液が発生することは無いが、
それでも洗浄の都度洗浄槽の減圧排気操作に伴って比較
的少ない量の廃ガスが発生するために、この廃ガスを気
体廃棄物処理系にて処理することが避けられないし、か
つこの消費分のガス量を次回の洗浄時には新たに不活性
ガス源から不活性ガス循環ラインへ補給する必要があり
、このために洗浄運転費が嵩むことになる。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記した乾式減圧洗浄装置を改良し、洗浄時における減圧
工程で生じた排ガスを廃棄処理すること無く、次回の洗
浄の際の予熱工程で再度活用して気体廃棄物の発生量、
および新たな不活性ガス補給量の大幅な削減化が図れる
ようにした運転経費が少なくて経済的効果の高い使用済
燃料集合体の洗浄装置を提供することを目的とする。

【発明の要点】

上記目的を達成するために、この発明は先記した乾式減
圧洗浄装置に対し、減圧排気ラインと不活性ガス循環ラ
インとの閘を結んで排ガス戻しラインを接続配管し、洗
浄時の減圧工程で洗浄槽より排気された排ガスを前記排
ガス戻しラインを通じて不活性ガス循環ラインへ供給し
て次回の洗浄時における使用済燃料集合体の予熱工程に
用いることにより、気体廃棄物の発生量、および新たに
不活性ガス源から補給するガス補給量の大幅な削減化を
図るようにしたものである。

【発明の実施例】 第１図はこの発明の実施例による洗浄設備の系統図を示
すものであり、第２図に対応する部分には同じ符号が付
しである。ここでこの発明により減圧排気ライン１４に
おける真空ポンプ１１の下流側地点と不活性ガス循環ラ
イン８との間を結んでガス貯留タンク３０．ブロア３１
．開閉パルプ３２〜３４を装備した排ガス戻しライン３
５が接続配管されている。 次に上記構成による洗浄操作の手順について説明すると
、まず被洗浄物である使用済燃料集合体３を洗浄槽１内
に収容した状態で行う使用済燃料集合体の予熱工程、減
圧工程が第２図と同様に進められる。ここで洗浄槽１内
の減圧排気を行う際には、通常は気体排気物処理系１３
に通じるバルブ２５を閉じるとともに、排ガス戻しライ
ン３５における入口側のパルプ３２を開放し、減圧工程
で減圧排気ライン１４を通じて洗浄槽１内より排気され
た排ガスを全てガス貯留タンク３０内に回収して貯留さ
せて置く、なお排ガス戻しライン３５に回収される排ガ
スはその途中でベーパートラップ１２により排ガス中に
含まれているナトリウム蒸気、ミストが除去されるでい
る。 続いて次回の洗浄サイクルの予熱工程に移行する際には
バルブ３３．３４を開放し、かつブロア３１を運転する
ことにより、ガス貯留タンク３０内に貯留されてた不活
性ガスを不活性ガス循環ライン８および洗浄槽１内に送
り込み、この状態で先記した予熱工程、減圧工程を行っ
て使用済燃料集合体を洗浄する。不活性ガスの繰り返し
使用により放射能汚染が非常に高レベルになった場合、
あるいは洗浄設備の運転を停止する場合には系内に残留
しているガスを減圧排気ラインを通じて気体廃棄物処理
系に送出して処理し、再度洗浄を再開する際には不活性
ガス源９より不活性ガスを新たに補給する。 上記の説明で明らかなように、前回の洗浄時における減
圧工程で洗浄槽１より排気された排ガスはそのまま気体
廃棄物処理系１３へ送出して処理することなく、排ガス
戻しライン３５のガス貯留タンク３０内に回収し、次回
の洗浄時の予熱工程の際に不活性ガス循環ライン８へ戻
して再度活用することにより、通常の洗浄サイクルでは
気体廃棄物の発生量、並びに不活性ガス源９より不活性
ガス循環ラインへ新たに補給するガス補給量を殆ど無く
し、気体廃棄物処理系の負荷軽減化を含めて経済運転が
達成できるようになる。 なお図示実施例に対し、洗浄槽の前段に使用済燃料集合
体のプレ加熱装置を別置することにより、洗浄槽内に収
容した状態で行う予熱工程の熱負荷を軽減して洗浄時間
をより短縮化することが可能となる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、洗浄槽に接続され
た減圧排気ラインと不活性ガス循環ラインとの間を結ん
で排ガス戻しラインを接続配管し、洗浄時の減圧工程で
洗浄槽より排気された排ガスを前記排ガス戻しラインを
通じて不活性ガス循環ラインへ供給するようにしたこと
により、使用済燃料集合体の洗浄に伴う気体廃棄物の発
生量、並びに予熱の際に不活性ガス源より新たに補給す
るガス量を大幅に削減することができ、かくして気体廃
棄物処理の負荷軽減化と併せてより経済的な運転を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による使用済燃料集合体の洗浄
設備の系統図、第２図は従来における乾式減圧洗浄設備
の系統図である０図において、ｌ：洗浄槽、３：使用済
燃料集合体、４ニブロア、５：ガス加熱器、８：不活性
ガス循環ライン、通風手段を兼用した加熱不活性ガスの
循環ライン、９：不活性ガス源、１４：減圧排気ライン
、１８：ナトリウムのドレンライン、３０：ガス貯留タ
ンク、３１ニブロア、３５：排ガス戻しライン。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ナトリウム等の液体金属を１次冷却材とする原子炉
   の使用済燃料集合体の洗浄装置であって、使用済燃料集
   合体を収容する洗浄槽に対し、該洗浄槽内に加熱した不
   活性ガスを通風して使用済燃料集合体を所定温度に昇温
   予熱する不活性ガス循環ライン、および洗浄槽内の雰囲
   気を減圧させる減圧排気ラインとを接続配管して成り、
   前記洗浄槽内に収容した使用済燃料集合体を予熱した後
   に洗浄槽内を減圧排気することにより、使用済燃料集合
   体に付着している液体金属を蒸発、除去して洗浄するよ
   うにしたものにおいて、前記の減圧排気ラインと不活性
   ガス循環ラインとの間を結んで排ガス戻しラインを接続
   配管し、洗浄時の減圧工程で洗浄槽より排気された排ガ
   スを前記排ガス戻しラインを通じて不活性ガス循環ライ
   ンへ供給するようにしたことを特徴とする使用済燃料集
   合体の洗浄装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の洗浄装置において、排
   ガス戻しラインが減圧排気ラインからの排ガスを一時貯
   留するガス貯留タンクと、ガス貯留タンク内の貯留ガス
   を不活性ガス循環ラインへ供給するブロアとを備えてい
   ることを特徴とする使用済燃料集合体の洗浄装置。