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発明の名称 使用済核燃料の封入方法及び封入設備
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−324199
公開日 平成6年(1994)11月25日
出願番号 特願平5−113460
出願日 平成5年(1993)5月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 (外2名)
発明者 三尾 圭吾 / 有田 克彦
要約 目的
高純度の不活性ガスを充満させた状態で収納容器内に使用済みの核燃料集合体を収納させて封入できる使用済核燃料の封入方法及び及び封入設備を提供する。

構成
使用済核燃料(S)を水プール(1)に入れる工程と、使用済核燃料を水プールから水プールの液面上の不活性ガス室(7)内に移送する工程と、不活性ガス室内で使用済核燃料を収納容器(13)内に不活性ガスとともに挿入する工程と、使用済核燃料を収納した収納容器を密閉する工程とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】 使用済核燃料を水プールに入れる工程と、使用済核燃料を水プールから該水プールの液面上の不活性ガス室内に移送する工程と、該不活性ガス室内で使用済核燃料を収納容器内に不活性ガスとともに挿入する工程と、使用済核燃料を収納した収納容器を密閉する工程とを備えることを特徴とする使用済核燃料の封入方法。
【請求項2】 使用済核燃料が投入される水プールと、該水プールの液面上に配される不活性ガス室と、該不活性ガス室に配され水プール中の使用済核燃料を引き上げて収納容器に挿入する引き上げ手段と、不活性ガス室に配され使用済核燃料が収納された収納容器を密閉する容器密閉手段とを具備することを特徴とする使用済核燃料の封入設備。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、使用済核燃料を収納容器へ封入する使用済核燃料の封入方法及び該方法を好適に実施し得る使用済核燃料の封入設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、原子炉で使用された使用済み核燃料は、解体されてプルトニウム等の有用物質を取り出すための再処理が行なわれる。しかし、原子炉において使用されるウラン燃料が供給過剰で価格が低下している場合や、高速増殖炉の実用化が遅れる場合等であると、経済性の点で使用済み核燃料を直ちに再処理することが不利になることも考えられるため、このような状況の際等には使用済み燃料集合体を必要に応じて適宜貯蔵することが必要であると考えられる。
【0003】従来、上記使用済核燃料を貯蔵する場合には水プールが用いられるのが一般的である。しかしながら、近年、上記した乾式貯蔵に代わり湿式貯蔵が考えられている。上記乾式貯蔵にはキャニスタと呼ばれる容器が用いられるが、この容器は有底円筒状をなす胴体部を有するもので、胴体部の内側に使用済の核燃料集合体が収納され、その後に上端部に円盤状の上蓋を周溶接して密閉し、該上蓋の上部に設けられた吊持部に吊具を引っ掛けて吊り上げることにより搬送等を行なう構造のものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記キャニスタに使用済みの核燃料集合体を収納させる際、該キャニスタ内から空気を完全に追い出し代わりに高純度のヘリウムガスを充満させる必要がある。これは、貯蔵中の使用済み核燃料集合体のピンの腐食やウラシの酸化を抑さえるためである。したがって、充満するヘリウムガスの純度が高ければ高いほうが望ましいが、どのように高い濃度で上記ヘリウムガス等を充満させるかが問題となる。特に、使用済み核燃料集合体をキャニスタ内に収納した後、該キャニスタの上端部に上蓋を周溶接させるが、そのときに、キャニスタ内部に空気が侵入するおそれがあり、これをどのような方法で防ぐかが大きな問題となる。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高純度の不活性ガスを充満させた状態で収納容器内に使用済みの核燃料集合体を収納させて封入できる使用済核燃料の封入方法及び及び該方法を好適に実施し得る使用済核燃料の封入設備を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】係る目的を達成するために、請求項1記載の発明では、使用済核燃料を水プールに入れる工程と、使用済核燃料を水プールから該水プールの液面上の不活性ガス室内に移送する工程と、該不活性ガス室内で使用済核燃料を収納容器内に不活性ガスとともに挿入する工程と、使用済核燃料を収納した収納容器を密閉する工程とを備える構成とした。
【0007】また、請求項2記載の発明では、使用済核燃料が投入される水プールと、該水プールの液面上に配される不活性ガス室と、該不活性ガス室に配され水プール中の使用済核燃料を引き上げて収納容器に挿入する引き上げ手段と、不活性ガス室に配され使用済核燃料が収納された収納容器を密閉する容器密閉手段とを具備する構成とした。
【0008】
【作用】本発明によれば、外部空気と縁を切った不活性ガス雰囲気中で、収納容器内に使用済みの核燃料集合体を挿入し、かつその後収納容器を密閉するようにしているから、収納容器内に空気が侵入するおそれはきわめて少なく、使用済核燃料集合体のピンの腐食やウラシの酸化が抑さえられ、適切な貯蔵が可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【0010】図1は本願発明に係る実施例を示すものである。図において符号1は水プールである。この水プール1には、内部に燃料集合体(使用済核燃料)Sを収納するキャスク2を運搬するためのトレーラ3の導入路4が隣接して設けられている。水プール1とトレーラの導入路4の上方には、それらを跨ぐようにキャスククレーン5が設けられ、これによりトレーラ3によって搬入されたキャスク2を吊り上げて図中左端部の投入場所1aから水プール1内へ差し入れられるようになっている。水プール1の底部には水中台車8が設けられ、これにより、前記キャスク2から取り出した燃料集合体Sは不活性ガス室7の下方の燃料一時貯蔵ラック9の近傍まで移送される。なお、上記投入場所1aは燃料集合体を収納したキャニスタ容器13を取り出すと際の取出場所も兼ねる【0011】前記水プール1の右側上方には前記不活性ガス室7が、隔壁7a及び天井7bにより外部空気と遮断された状態で水プール1の液面上に画成されている。不活性ガス室7には図示しないヘリウム供給系が接続されており、室内に必要に応じて高純度のヘリウムガスが供給されるようになっている。不活性ガス室7の天井7bにはインセルクレーン10が設けられ、前記水中台車8で移送された燃料集合体Sを貯蔵ラック9へ移し替えたり、また燃料集合体Sをこの貯蔵ラック9から不活性ガス室7の溶接機12に対向する箇所まで移送できるようになっている。
【0012】前記溶接機12は、図3及び図4に示すように、キャニスタと称される容器13を内部に前記燃料集合体Sを挿入した状態で上側から蓋14を被せ、該蓋14の外周部を溶接するためのものである。
【0013】溶接機12は、不活性ガス室7の片持ち状のスラブ7c上に支柱17を介してテーブル16が略水平状となるように支持され、テーブル16には溶接トーチ18が調整機構を介して互いに直交するX、Y、Zの3軸方向に調整自在に支持されて構成される。そして、溶接トーチ17の下方には、前記キャニスタ容器13がパレット19を介して運搬台車20によって溶接トーチ17の真下に位置するように運搬される。なお、22は制御装置部、23は溶接電源部、24は溶接条件記録計である。また、不活性ガス室7には、キャニスタ13の上蓋13bを容器本体13aの上端に正確に位置合わせして配置できる遠隔手段が設けられている。
【0014】次に、上記構成の使用済核燃料の封入装置を用いた燃料済核燃料の封入方法について説明する。
【0015】まず、空のキャニスタ容器13を水プール1を経由し、ヘリウムガスが充満されている不活性ガス室7に導く。具体的には、トレーラ3で運ばれたキャスク2をキャスククレーン5を利用して投入場所1aから水プール1に挿入し、水プール1の底部にてキャスク2中の燃料体集合Sを水中台車8に移し替えて不活性ガス室7の下方へ移送する。そして、インセンクレーン10により燃料集合体Sを吊り上げて不活性ガス室7内の所定箇所に移送する。なお、水中台車8で移送されてきた燃料集合体Sを直接不活性ガス室7に運ぶ代わりに、図に示すように貯蔵ラック9に一時的に蓄えておき、この貯蔵ラック9から不活性ガス室7へ運ぶようにしてもよい。こうすることで、トレーラ3によって一度に多量のキャスク2が運ばれたとき等に、燃料集合体Sを一時的に貯蔵ラック9に貯えて処理できる。
【0016】次いで、不活性ガス室7にて吊り上げた燃料集合体Sを空のキャニスタ容器本体13a内に入れる。このとき、キャニスタ容器本体13a及び上蓋13bは前記燃料集合体Sと同じ経路を通って予め不活性ガス室7内に入れられる。また、上記キャニスタ容器本体13a内の水は不活性ガス室7にて予め払い出しておく。
【0017】次いで、不活性ガス室7にてキャニスタ容器13上に遠隔操作によって蓋14を載せる。この状態で、キャニスタ容器13を運搬台車20を介して溶接機12の溶接トーチ18の真下まで移送する。そして、蓋14の外周部を溶接することによりキャニスタ容器13に固着する。このとき、キャニスタ容器13内部は不活性ガス室7内と同じヘリウム純度となっている。
【0018】上記溶接したキャニスタ容器13は前記とは逆の過程を経て水プール1を経由して水プールの図中左側の投入場所を兼ねる取出場所から外部へ取り出す。
【0019】上記のように、キャニスタ容器13ならびに燃料集合体Sは一旦水プール1を経由して不活性ガス室7に導くため、キャニスタ容器13の内部に空気は残っておらず全てヘリウムガスに置き換えられるので、キャニスタ容器13内は不活性ガス室7と同じ純度のヘリウムガスが充填される。さらに、この不活性ガス室7でそのまま上蓋13bが溶接されるので、溶接の際にも空気等の他のガスがキャニスタ容器13内に侵入するおそれはなく、キャニスタ容器13内のヘリウムガス純度は良好に保たれる。
【0020】変形例図5は不活性ガス室7にてキャニスタ容器13を密閉する場合に用いられる溶接機の他の例を示す。
【0021】すなわち、具体的な構成について説明すると、符号30は、開閉自在でかつ内部にキャニスタ容器13が挿入される密閉容器30であり、この密閉容器30は有底円筒状の容器本体31と蓋32とから構成される。蓋32には前記燃料集合体Sが挿入されるキャニスタ容器13にその上から被せられる蓋14を溶接するための溶接機34が取り付けられている。また、前記密閉容器30には密閉容器30内のガスを外部へ排出するための排出手段35が併設されている。
【0022】そして、上記構成の溶接機によれば、まず燃料集合体Sをキャニスタ容器13内に設置する。次いで、上記キャニスタ容器13を密閉容器30の容器本体31に入れ、上側から蓋32を降ろして密封する。次いで、密閉容器30の蓋32の裏面に予め支持させていた蓋13bを降ろし、下方のキャニスタ容器13aの上端に位置合わせし、排出手段35により溶接容器30内のガスを吸引しながら溶接する。その後、密閉容器の蓋32を取り除き、内部のキャニスタ容器13を所定の貯蔵区域内へ運びそこで貯蔵する。
【0023】上記した溶接機34によれば、溶接時に生じたガス排出手段35を介して外部へ排出しながら溶接できるので、溶接時に生じる不要なガスがキャニスタ容器13に侵入するのを未然に防止でき、より長時間の貯蔵が可能とある。
【0024】なお、上記実施例によれば、不活性ガスとしてヘリウムガスを用いているが、これに限られることなく、ネオンガスあるいはアルゴンガス等の他の不活性ガスを用いてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の本発明によれば、外部空気と縁を切った不活性ガス雰囲気中で、収納容器内に使用済みの核燃料集合体を挿入するとともに、その後収納容器を密閉するから、収納容器内に空気が侵入するおそれはきわめて少なく、使用済核燃料集合体のピンの腐食やウラシの酸化が抑さえられ、適切な貯蔵が可能となる。また、請求項2記載の発明によれば、前記使用済核燃料の封入方法を好適に実施できる。




 

 


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