JP2002156488A - 容器の乾燥方法及びその乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放射性発熱固体を収納する容器内に残留する液
体の容器外への排出を、その放射性発熱固体の温度上昇
を抑制して、早く行う。 【解決手段】使用済燃料集合体を収納する使用済燃料収
納容器１内の上端部に供給されたヘリウムガスは、使用
済燃料集合体から発生する熱で加熱される。加熱された
ヘリウムガスは、使用済燃料収納容器１内に存在する水
を加熱して水蒸気にする。真空ポンプ９の駆動によっ
て、使用済燃料収納容器１内のヘリウムガス及び水蒸気
の混合気体である排気ガスが、使用済燃料収納容器１外
に排出される。排気ガスに含まれた水蒸気は、コールド
トラップ８で除去される。使用済燃料集合体から発生す
る熱で加熱されたヘリウムガスで水を加熱するので、水
蒸気の排気量を増加でき、使用済燃料収納容器１内の乾
燥時間を著しく短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器の乾燥方法及
びその乾燥装置に係り、特に、容器内に液体が存在し、
かつ放射性発熱固体（例えば使用済燃料集合体または放
射性廃棄物）が収納された容器内部を乾燥するのに好適
な容器の乾燥方法及びその乾燥装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】使用済燃料集合体の乾式貯蔵において
は、原子力発電所の燃料プールに保管されていた使用済
燃料集合体を燃料プール内で使用済燃料収納容器内に収
納した後、その使用済燃料収納容器内に残留している液
体、すなわち水を使用済燃料収納容器外に排出する。更
に、使用済燃料収納容器内の水分量が予め定められた設
定値以下となるまで、使用済燃料収納容器の内部が真空
乾燥される。真空乾燥終了後に、不活性ガス（例えばヘ
リウムガス）が所定圧力まで使用済燃料収納容器内に充
填され、この使用済燃料収納容器が所定の保管場所に貯
蔵される。使用済燃料収納容器は、使用済燃料貯蔵容器
でもある。

【０００３】使用済燃料収納容器内部を真空乾燥する方
法としては、使用済燃料収納容器に設けられた一ヶ所の
開口部に真空ポンプを接続し、使用済燃料収納容器内を
水の飽和水蒸気圧以下に減圧してその容器内に存在する
残留水を蒸発させて除去する方法がある。しかしなが
ら、この方法では、残留水への外部からの熱供給が不十
分である場合には、残留水の蒸発時に奪われる気化熱に
より残留水の温度が低下し、残留水が使用済燃料収納容
器内で凍結することがある。この場合、凍結した水の蒸
気圧は残留水に比べて小さいため、凍結した水を蒸発さ
せて使用済燃料収納容器外に排出するために長時間を要
することになり、使用済燃料収納容器内の乾燥に要する
時間が増加する。

【０００４】使用済燃料収納容器内の真空乾燥に伴う残
留水の凍結を防止する方法としては、特開平１１−３３
７６９３号公報に記載された使用済燃料収納容器の真空
乾燥設備を用いる方法が知られている。この真空乾燥設
備は、使用済燃料収納容器内の圧力が残留水の凍結する
圧力まで低下したことを圧力制御器により検知した場合
に、使用済燃料収納容器の外部で加温されたガスをその
容器内に供給して使用済燃料収納容器内部を加熱し、残
留水の凍結を防止するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平１１−３３７６
９３号公報記載の容器の乾燥方法は、使用済燃料収納容
器内の圧力がその容器内の残留水が凍結する温度に対す
る飽和蒸気圧に近づいた（第１設定飽和蒸気圧４.６ ト
ール）ときに、加温されたガス（数十℃）を使用済燃料
収納容器内に供給する。加温されたガスが使用済燃料収
納容器内に供給されたとき、使用済燃料収納容器内の残
流水の温度は残留水が凍結する温度に近い低温状態にあ
る。加温されたガスによってもその残流水の温度はあま
り上昇しない。加温されたガスの供給によって使用済燃
料収納容器内の飽和蒸気圧が第１設定飽和蒸気圧よりも
高い第２設定飽和蒸気圧（５トールを超える値）になっ
たときに加温されたガスの使用済燃料収納容器内への供
給が停止されるため、使用済燃料収納容器内の残流水の
温度はそれほど上昇しない。

【０００６】加温されたガスからの熱供給によって水の
蒸発速度を増大させるためには、使用済燃料収納容器に
供給するガスの温度を上げればよい。しかしながら、そ
のガス温度の上昇は、使用済燃料収納容器内に格納され
た使用済燃料集合体を構成する燃料棒（具体的には内部
の核燃料物質）からの除熱を阻害する危険性がある。

【０００７】本発明の目的は、放射性発熱固体を収納す
る容器内に残留する液体の容器外への排出を、その放射
性発熱固体の温度上昇を抑制しつつ、迅速に行うことが
できる容器の乾燥方法及びその乾燥装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
本発明の特徴は、放射性発熱固体を収納する収納容器内
の上端部に供給されたガスが、放射性発熱固体から発生
する熱で加熱されて収納容器内の底部に導かれ、加熱さ
れた前記ガスによって収納容器内に存在する液体を加熱
し、液体の加熱によって発生した蒸気、及び収納容器内
に供給された前記ガスを、前記収納容器内の底部から前
記収納容器の外部に排出することにある。

【０００９】本発明の好ましい第１の実施形態の特徴
は、前記蒸気及び前記ガスの前記収納容器外への排出
は、前記収納容器の外部に置かれ、前記ガスの前記収納
容器への供給速度以上の排気速度を有するポンプによ
り、行われることにある。好ましくは、前記ガスはヘリ
ウムガスである。

【００１０】本発明の好ましい第２の実施形態の特徴
は、前記ガス、及び前記液体の蒸気が含まれて前記収納
容器から排出された排気ガス中の前記蒸気の量が設定値
以下になったときに、前記収納容器内への前記ガスの供
給を停止することにある。

【００１１】本発明の好ましい第３の実施形態の特徴
は、前記ガス、及び前記液体の蒸気が含まれている前記
排気ガスから前記蒸気を除去し、前記蒸気が除去された
前記排気ガスを、前記収納容器内の乾燥作業時に前記収
納容器内に供給することにある。

【００１２】上記目的を達成する本発明の他の特徴は、
放射性発熱固体を収納する収納容器内の上端部にガスを
供給するガス供給管と、前記収納容器の上端部から前記
収納容器内を下方に向かって伸び、前記収納容器内の底
部に開口する排気ガス排出管と、前記排気ガス排出管に
設けられ、前記収納容器内に存在する液体の蒸気、及び
前記ガスを含む排気ガスを前記収納容器内から吸引する
ポンプと、前記排気ガス排出管内を流れる前記排気ガス
に含まれた水分を検出する手段とを備えたことにある。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好適な一実施例である容
器の乾燥方法を以下に説明する。本実施例は、具体的に
は、放射性発熱固体である使用済燃料集合体を収納する
使用済燃料収納容器内に残留する水を除去する容器の乾
燥方法である。なお、本実施例は、使用済燃料集合体の
替りに放射性廃棄物（例えば、核燃料再処理において発
生するハル（燃料棒の被覆管を切断することによって生
じる筒状体、及びエンドピース（燃料集合体のタイプレ
ート）））を収納した放射性廃棄物収納容器内に残留す
る水を乾燥する場合にも適用可能であり、容器内に残留
する液体が水のように温度の上昇と共に蒸気圧が大きく
なる液体である場合に適用が可能である。

【００１４】本実施例は、使用済燃料収納容器１の外部
から使用済燃料収納容器１内に供給する気体としてヘリ
ウムガスを使用する。本実施例に用いられる乾燥装置の
構成を、図１を用いて説明する。使用済燃料収納容器１
は上端に２ヶ所の開口部を有する。一方の開口部にはガ
ス供給用配管２、他方の開口部にはガス排出用配管３が
挿入される。ガス供給用配管２の開口は使用済燃料収納
容器１内の上端部に位置する。ガス排出用配管３は使用
済燃料収納容器１内を底部に向かって伸びており、ガス
排出用配管３の開口は使用済燃料収納容器１の下端部
（底部付近）に位置する。ヘリウムガス供給源４（例え
ばヘリウムガスボンベ）がガス供給用配管２に接続され
る。更に、ヘリウムガスの供給量を調節する可変流量弁
５、及び乾燥終了時等に容器１内へのヘリウムガスの供
給を遮断するための閉止弁Ａ６が、ガス供給用配管２に
設置される。閉止弁Ａ６は可変流量弁５と使用済燃料収
納容器１との間に設置される。ガス排出用配管３は、閉
止弁Ｂ１１及びコールドトラップ８を備え、真空ポンプ
９に接続される。閉止弁Ｂ１１はコールドトラップ８よ
りも使用済燃料収納容器１側に位置する。差圧センサ１
０は、コールドトラップ８と並列に配置され、コールド
トラップ８の上流側と下流側における差圧を検出する。
具体的には、差圧センサ１０はコールドトラップ８の上
流側と下流側でそれぞれガス排出用配管３に接続され
る。

【００１５】原子炉から取り出された使用済燃料集合体
は、原子炉建屋内に設けられた燃料貯蔵プール内で、所
定期間の間、冷却されながら貯蔵される。燃料貯蔵プー
ル内で所定期間貯蔵された使用済燃料集合体は、燃料貯
蔵プール内で使用済燃料収納容器１内に収納される。使
用済燃料収納容器１内の水は、使用済燃料収納容器１外
に排出される。使用済燃料収納容器１内の残留水がほと
んど除去された後、使用済燃料収納容器１は乾式使用済
燃料貯蔵施設まで運搬され、貯蔵される。

【００１６】使用済燃料収納容器１内の残留水を排出す
る本実施例の容器乾燥方法を、具体的に説明する。閉止
弁Ａ６を開く。ヘリウムガスが、ヘリウムガス供給源４
からガス供給配管２を介して使用済燃料収納容器１内の
上端部に供給される。ヘリウムガスの供給量は、可変流
量弁５の開度を制御することにより調節される。使用済
燃料収納容器１内に供給されたヘリウムガスは、ガス排
出用配管３の開口が底部に位置するので、使用済燃料収
納容器１内を下降してガス排出用配管３の開口に達す
る。本実施例において、ガス排出用配管３は蓋部を貫通
して容器底部に伸びている。本構成は、使用済燃料収納
容器１内部の乾燥が終了して不活性ガスが充填され、ガ
ス供給配管２とガス排出用配管３の開口部が閉止された
後、両開口部を同時に覆うことができるカバーを容易に
取り付けることができ、この両開口部からのリーク発生
を簡便な構成で検知することを可能とする。しかしなが
ら、本構成は使用済燃料収納容器１内部の乾燥の観点か
らは必ずしも必須の要件ではなく、ガス排出用配管３の
開口部の一端が使用済燃料収納容器１の底面近傍にあれ
ば、貫通部は使用済燃料収納容器１の側面や底面の任意
の場所に置くことが可能である。

【００１７】ヘリウムガスは、使用済燃料収納容器１内
を下降するあいだに、複数の使用済燃料集合体が配置さ
れている使用済燃料収納領域７を通過して使用済燃料収
納容器１の底部に向かって流れる。ヘリウムガスは、使
用済燃料収納領域７を通過する際に、使用済燃料集合体
が発生する熱を直接受取って（あるいは使用済燃料収納
容器１の構成部材を介して受取って）、温度が上昇す
る。換言すれば、使用済燃料集合体はヘリウムガスによ
って冷却される。使用済燃料集合体によって加熱された
ヘリウムガスは、残留水１２の存在する領域（例えば使
用済燃料収納容器１底部）に到達する。このヘリウムガ
スの温度は、残留水１２、及びその周辺にある容器構成
部材の温度よりも高温になっている。このため、ヘリウ
ムガスから残留水１２へ、直接（または残留水１２の周
辺にある容器構成部材を介して）、熱が伝達される。ヘ
リウムガスから残留水１２への入熱が大きくなるほど、
残留水１２の蒸発に伴う温度低下が抑制され、水蒸気の
密度は高い状態に保たれる。一方で、残留水１２への入
熱量を増やすためにヘリウムガスの供給量を増加させる
と、使用済燃料収納容器１内の気相中に含まれる水蒸気
が希釈されて水蒸気の密度が小さくなる。残留水１２の
減少速度（蒸発速度）は、真空ポンプ９による単位時間
当たりの排気体積が使用済燃料収納容器１の内圧に依ら
ず一定の場合には、水蒸気の密度が大きいほど高くな
る。このため、使用済燃料収納容器１内の乾燥時間を短
縮するには、これを満たすヘリウムガス供給条件を選定
することが望ましい。その乾燥時間とは、使用済燃料収
納容器１内に残留している水分が予め定められた設定値
以下になるまでに経過する時間である。

【００１８】本実施例では、コールドトラップ８の上流
側と下流側でのガス排出用配管３の差圧を差圧センサ１
０により測定している。図２に示すように、差圧センサ
１０による差圧測定値からヘリウムガスの流量変動に伴
う差圧の変化を差し引いた差圧が最大となるヘリウムガ
ス流量条件で、使用済燃料収納容器１内の乾燥時間は最
短となる。

【００１９】閉止弁Ｂ１１を開いた状態で、真空ポンプ
９が駆動される。ガス排出用配管３の開口からガス排出
用配管３内に流入した排気ガスは、ガス供給用配管２か
ら供給されたヘリウム、及び残留水１２が蒸発した水蒸
気を含んでいる。排気ガスは、コールドトラップ８に導
かれて冷却される。排気ガスに含まれている水蒸気は、
コールドトラップ８で凝縮されて除去される。真空ポン
プ９は、ガス供給用配管２，使用済燃料収納容器１及び
ガス排出用配管３内における圧力損失を考慮した上で、
少なくとも供給されるヘリウムガス流量よりも大きな排
気能力を有するものを使用する。閉止弁Ｂ１１は、使用
済燃料収納容器１内の残留水１２が除去された後に閉じ
られ、使用済燃料収納容器１を密封する。閉止弁Ａ６及
び閉止弁Ｂ１１は、共に、使用済燃料収納容器１内の残
留水１２が除去されている間は「開」状態にある。

【００２０】ガス排出用配管３内に排出されてコールド
トラップ８を通過した排気ガスはヘリウムガスのみであ
るため、このヘリウムガスを回収する。回収されたヘリ
ウムガスは、乾燥作業時において、ヘリウムガス供給源
４よりガス供給用配管２を通して使用済燃料収納容器１
内に供給する。これによって、ヘリウムガスを再利用す
ることができ、ヘリウムガスの環境への排出を防止でき
る。すなわち、廃棄物の発生量を低減できる。特に、再
利用されるヘリウムガスは、コールドトラップ８で水分
が除去されているため水分を含んでいない。このため、
そのヘリウムガスを使用済燃料収納容器１内に供給して
も水分が使用済燃料収納容器１内に持ち込まれることは
なく、使用済燃料収納容器１内の乾燥作業を阻害するこ
とはない。

【００２１】本実施例は、ヘリウムガスを外部から使用
済燃料収納容器１内に供給しているため、使用済燃料収
納容器１内の領域にはヘリウムガス及び水蒸気（残留水
１２が蒸発）が混在している。ガス排出用配管３を通し
て使用済燃料収納容器１から外部に排出される排気ガス
は、ヘリウムガスと水蒸気との混合ガスである。

【００２２】使用済燃料収納容器１から排出される排気
ガスの流出量が使用済燃料収納容器１内へのヘリウムガ
スの流入量に等しいと仮定したときには、使用済燃料収
納容器１内における水蒸気の発生量に等しい容量のガス
が使用済燃料収納容器１内に蓄積され、使用済燃料収納
容器１内におけるガスの分圧が大きくなる。これは、排
気ガスの単位排気量当たりに含まれる水蒸気の量が減少
することを意味し、使用済燃料収納容器１内からの水蒸
気の除去速度は小さくなる。このため、上記の仮定した
条件では、使用済燃料収納容器１からの残留水１２の除
去速度の向上は達成できなく、乾燥時間の短縮につなが
らない。

【００２３】一方、本実施例のように、使用済燃料収納
容器１内へのヘリウムガスの流入量に比べて排気ガスの
排気量を大きくした場合（例えば、前述のように排気能
力の大きな真空ポンプ９を使用）には、排気ガスの排気
量とヘリウムガスの流入量との差分だけ水蒸気が使用済
燃料収納容器１外へ排出されることになり、その分、使
用済燃料収納容器１内の残留水１２も早くなくなる。が
蒸発した液体成分が（気化して）除去されることにな
る。しかし、排気ガスの排気量が、ヘリウムガスの流入
量と残留水１２の最大蒸発量（残留水１２への入熱量と
その気化熱が平衡となる量）との和を上回る場合には、
残留水への入熱量に対して大きな気化熱が奪われること
になる。このため、残留水１２の温度が低下して残留水
１２が凍結する恐れがある。従って、ヘリウムガスの流
入量と残留水１２の蒸発量（残留水１２への入熱量と気
化熱が平衡となる量）との和と、排気ガスの排気量とが
釣り合うように、可変流量弁５の開度制御によるヘリウ
ムガスの流入量の調節（または真空ポンプ９の制御によ
る排気量の調節）を行うことが望ましい。

【００２４】なお、ヘリウムガスの供給を停止した場合
には、残留水１２への入熱量からヘリウムガスの流入に
伴う入熱量が除外されるため、残留水１２を凍結させな
い条件（残留水への入熱量（＝気化熱））を満たす排気
ガスの排気量は小さなものとなり、使用済燃料収納容器
１内からの残留水１２の除去速度はやはり小さくなる。
以上の説明で用いた「排気量」は、質量流量で定義した
ものである。差圧を発生させることで排気を行う真空ポ
ンプを用いた排気システムでは、ある圧力範囲内で体積
流量が圧力に依らずほぼ一定となるため、質量流量は、
使用済燃料収納容器１内及びガス排出用配管３内の圧力
が高いほど大きくなる。従って、外部からヘリウムガス
を供給し、このヘリウムガスを使用済燃料収納容器１内
の使用済燃料集合体によって加熱し、加熱されたヘリウ
ムガスによって使用済燃料収納容器１内の残留水１２を
加熱し、使用済燃料収納容器１内の圧力が（ある圧力範
囲内で）大きくなるような場合でも、外部からガスを供
給しない場合と同じ排気システムを用いて高い質量流量
を得ることができる。一般に、揮発性の液体は温度の上
昇とともに急激に蒸気圧が大きく（揮発しやすく）なる
ことから、流入したガスが使用済燃料収納容器１内の使
用済燃料集合体により加熱されることによって、使用済
燃料収納容器１内の液体が加熱された場合には、使用済
燃料収納容器１内の圧力が上昇して質量流量が大きくな
る。この結果、使用済燃料収納容器１からの液体除去速
度は大きくなる。

【００２５】本実施例では、使用済燃料収納容器１内の
乾燥作業終了後に、使用済燃料収納容器１内に乾燥作業
に用いたヘリウムガスが供給される。このヘリウムガス
の供給は、閉止弁Ｂ１１を閉めた後、使用済燃料収納容
器１内が設定圧力になるまで行われる。使用済燃料収納
容器１内の圧力が、その設定圧力達した後、閉止弁Ａ６
を閉める。乾燥作業後において使用済燃料収納容器１内
に充填されたヘリウムガスは、使用済燃料収納容器１を
乾式使用済燃料貯蔵施設内での貯蔵中において、使用済
燃料収納容器１内の使用済燃料集合体で発生する熱を使
用済燃料収納容器１に効率良く伝える機能を有する。使
用済燃料収納容器１に伝えられた熱は、使用済燃料収納
容器１の外部を流れる冷却空気によって冷却される。

【００２６】本実施例では、乾燥作業時において使用済
燃料収納容器１内に供給するガスとして他のガスに比べ
て高い熱伝導率を有するヘリウムガスを用いている。ヘ
リウム以外のガス（例えば窒素ガス及びアルゴンガス
等）を使用した場合でも、残留水１２の蒸発は促進され
る。

【００２７】しかしながら、高い熱伝導率が高いガス
（例えば、ヘリウムガス）を使用することによって、使
用済燃料収納容器１の内部領域における高温部分（例え
ば使用済燃料収納領域７）をヘリウムガスが通過する際
に、速やかに使用済燃料集合体からヘリウムガスへの熱
移動が進み、ヘリウムガスから残留水１２に伝わる熱量
が増加する。更に、ヘリウムガス自身による残留水１２
への加熱効果が高いことに加え、ヘリウムガスを介して
使用済燃料収納容器１内の構成材間の伝熱も促進され
る。これは、使用済燃料収納容器１の構成部材から残留
水１２に伝わる熱量を増加させる。以上述べた残留水１
２への入熱量の増加は、残留水１２の蒸発を促進させ、
使用済燃料収納容器１内の乾燥時間の短縮に貢献する。
また、高温部から低温部への熱移動が促進されて高温部
の温度（例えば燃料集合体の被覆管温度）の上昇が抑制
される効果も生じる。

【００２８】差圧センサ１０の出力は、乾燥作業時間の
経過に伴って図３のように変化する。使用済燃料収納容
器１内に残留水１２が存在している場合には、使用済燃
料収納容器１からコールドトラップ８までの間のガス排
出用配管３内は水蒸気とヘリウムガスの混合気体が流れ
る。また、コールドトラップ８で水蒸気が除去されるた
め、コールドトラップ８よりも下流側では、ガス排出用
配管３内はヘリウムガスのみとなる。従って、使用済燃
料収納容器１内にヘリウムガスを供給した時点では、差
圧センサ１０で計測された差圧の値は大きくなる。乾燥
作業が進行して使用済燃料収納容器１内の残留水１２が
なくなると、ガス排出用配管３内の水蒸気濃度が小さく
なる。コールドトラップ８での水蒸気の凝縮量が少なく
なり、差圧センサ１０で計測された差圧の値は小さくな
る。このため、差圧センサ１０による差圧の計測値が設
定値以下になった時点（図３の乾燥終了点）で乾燥を終
了する。差圧センサ１０は排気ガスに含まれている水分
を検出する水分検出手段である。本実施例は、差圧セン
サ１０の計測値を用いるので、使用済燃料収納容器１内
の残留水１２がすべて蒸発し、乾燥が終了したことを容
易にかつ確実に検知できる。

【００２９】前述の特開平１１−３３７６９３号公報で
は、使用済燃料収納容器の内部圧力を検出してヘリウム
ガスの供給開始及び供給停止を制御している。このよう
な制御方法では使用済燃料収納容器内の水の凍結に伴う
圧力の低下と使用済燃料収納容器内から水蒸気が除去さ
れたことによる圧力の低下とを区別できない。しかし、
本実施例は、前述したように、差圧センサ１０の出力
で、乾燥終了時点を容易に判別できる。

【００３０】本発明の他の実施例である容器の乾燥方法
を、図４を用いて説明する。

【００３１】図４は、本実施例に用いられる容器の乾燥
装置の構成を示す。この乾燥装置は、図１に示す装置構
成のうち差圧センサ１０が２つの質量流量センサ１３に
置き換えられているだけであり、他の構成は図１の乾燥
装置の構成と同じである。質量流量センサ１３は、コー
ルドトラップ８の上流側及び下流側において、ガス排出
用配管３にそれぞれ取付けられている。

【００３２】本実施例は、図１の実施例が差圧センサ１
０の計測値に基づいて乾燥終了時点を判断しているのに
対して、２つの質量流量センサ１３の計測値に基づいて
判断する。すなわち、使用済燃料収納容器１内に残留水
１２が存在している場合には、コールドトラップ８より
も上流側のガス排出用配管３内を、水蒸気及びヘリウム
ガスを含む排気ガスが流れ、コールドトラップ８よりも
下流側のガス排出用配管３内を、ヘリウムガスだけが流
れる。使用済燃料収納容器１内に残留水１２が存在して
コールドトラップ８に流入する排気ガスがヘリウムガス
及び水蒸気を含んでいる場合には、コールドトラップ８
の上流側に位置する質量流量センサ１３における質量流
量の計測値とコールドトラップ８の下流側に位置する質
量流量センサ１３における質量流量の計測値とに大きな
差が発生する。一方、使用済燃料収納容器１内に残留水
１２がなくなると、排ガス中の水蒸気濃度が小さくなっ
てコールドトラップ８での水蒸気の凝縮量が少なくなる
ため、上記の上流側に位置する質量流量センサ１３にお
ける質量流量の計測値と上記の下流側に位置する質量流
量センサ１３における質量流量の計測値と差が小さくな
る。２つの質量流量センサ１３での計測値の差が設定値
（図５の乾燥終了点）以下になった時点で乾燥作業を終
了する。

【００３３】なお、供給されるヘリウムガス以外のガス
が使用済燃料収納容器１内に流入していない場合には、
供給されるヘリウムガスの流量とコールドトラップ８の
下流側での流量が等しくなるので、コールドトラップ８
の下流側で流量を測定する代わりに、供給されるヘリウ
ムガスの流量を測定して用いてもよい。

【００３４】本実施例においても、使用済燃料収納容器
１内の水蒸気密度が最大となるヘリウムガス供給条件を
見つけることもできる。この場合は、使用済燃料収納容
器１内に残留水１２が存在している状態で、ヘリウムガ
ス供給量をパラメータとしてコールドトラップ８の上流
側とその下流側での質量流量差を求め、その質量流量差
が最大となる時点におけるヘリウムガス供給量を求め
る。このヘリウムガス供給量が、使用済燃料収納容器１
内の水蒸気密度が最大、すなわち残留水１２の蒸発速度
が最大となる時点（図６参照）でのヘリウムガス供給量
となる。このとき、本実施例において乾燥時間が最も短
くなる。

【００３５】本発明の他の実施例である容器の乾燥方法
を、図７を用いて説明する。

【００３６】図７は、本実施例に用いられる容器の乾燥
装置の構成を示す。この乾燥装置は、図１に示す装置構
成のうち差圧センサ１０が電力計１４に置き換えられて
いるだけであり、他の構成は図１の乾燥装置の構成と同
じである。電力計１４は、真空ポンプ９を駆動するモー
ターの消費電力を測定する。

【００３７】使用済燃料収納容器１内に残留水１２が存
在している場合には、前述の各実施例で述べたように、
排気ガスがヘリウムガス及び水蒸気を含んでいる。この
場合には、上記モーターの消費電力が大きくなる。これ
に対して、使用済燃料収納容器１内の残留水１２がなく
なった場合には、排気ガス中の水蒸気密度が急速に低下
するため、真空ポンプ９の負荷が小さくなり、上記モー
タの消費電力が低下する。このような消費電力の変化
は、電力計１４によって計測された電力値に基づいて把
握できる。その電力値が設定値（図８の乾燥終了点での
電力値）になった時点で使用済燃料収納容器１内の乾燥
を終了する。

【００３８】本実施例においても、使用済燃料収納容器
１内部の水蒸気密度が最大となるヘリウムガス供給条件
を見つけることもできる。この場合は、使用済燃料収納
容器１内に残留水１２が存在している状態で、ヘリウム
ガス供給量をパラメータとして真空ポンプ９の負荷特
性、すなわち真空ポンプ９を駆動するモーターの消費電
力を電力計１４によって測定する。この測定値から使用
済燃料収納容器１内に残留水１２が存在しない状態にお
ける上記モーターの消費電力の測定値を差し引いて得ら
れる電力値が最大となる時点でのヘリウムガス供給量を
求める。このヘリウムガス供給量が、使用済燃料収納容
器１内の水蒸気密度が最大、すなわち残留水１２の蒸発
速度が最大となる時点（図９参照）でのヘリウムガス供
給量となる。このとき、本実施例において乾燥時間が最
も短くなる。

【００３９】本発明の他の実施例である容器の乾燥方法
を、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施例に用
いられる容器の乾燥装置の構成を示す。この乾燥装置
は、図１に示す装置構成のうち差圧センサ１０が水分セ
ンサ１５に置き換えられているだけであり、他の構成は
図１の乾燥装置の構成と同じである。水分センサ１５
は、コールドトラップ８よりも上流側でガス排出用配管
３に設置され、コールドトラップ８に供給される排気ガ
ス中の水分量を測定する。水分センサ１５は、実質的
に、排気ガス中の水蒸気量を測定する。

【００４０】本実施例では、使用済燃料収納容器１内に
残留水１２が存在している場合には、使用済燃料収納容
器１から排出された排気ガスに含まれる水蒸気濃度は概
ね一定濃度となる。使用済燃料収納容器１内の残留水１
２がなくなると水蒸気濃度が急激に低下する。水分セン
サ１５により測定された排気ガスに含まれる水分量に着
目することによって、使用済燃料収納容器１内の乾燥の
終了時点が把握できる。すなわち、本実施例では、水分
センサ１５で計測された水分量（例えば水蒸気濃度）が
設定値（図１１の乾燥終了点における水分量の値）以下
になった時点で使用済燃料収納容器１内の乾燥作業を終
了する。

【００４１】本実施例においても、使用済燃料収納容器
１内の水蒸気密度が最大となるヘリウムガス供給条件を
見つけることもできる。この場合は、使用済燃料収納容
器１内に残留水１２が存在している状態で、ヘリウムガ
ス供給量をパラメータとして水分センサ１５により使用
済燃料収納容器１から排出される排気ガス中の水分量
（水蒸気濃度）を測定する。この水分量が最大となる時
点でのヘリウムガス供給量を求める。このヘリウムガス
供給量が、使用済燃料収納容器１内の水蒸気密度が最
大、すなわち残留水１２の蒸発速度が最大となる時点
（図１２参照）でのヘリウムガス供給量となる。このと
き、本実施例において乾燥時間が最も短くなる。

【００４２】図４，図７及び図１０に記載された各実施
例は、図１に記載された実施例で得られる効果を得るこ
とができる。

【００４３】本発明の他の実施例である容器の乾燥方法
を、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施例に用
いられる容器の乾燥装置の構成を示す。この乾燥装置
は、図１に示す装置構成において真空ポンプ９の下流側
でガス排出用配管３が貯留タンク１６に接続される。貯
留タンク１６は、可変流量弁５の下流側でガス供給用配
管２に接続される。これらの構成以外の部分での構成
は、図１の乾燥装置の構成と同じである。

【００４４】コールドトラップ８で水分が除去されてヘ
リウムのみになった排気ガスは、貯留タンク１６に回収
される。貯留タンク１６内のヘリウムガスは、使用済燃
料収納容器１内の乾燥作業時に、ガス供給用配管２を通
して使用済燃料収納容器１内に供給される。本実施例
は、ヘリウムガスの再利用が可能である。再利用される
ヘリウムガスは、コールドトラップ８で水分が除去され
ているため水分を含んでいない。このため、そのヘリウ
ムガスを使用済燃料収納容器１内に供給しても水分が使
用済燃料収納容器１内に持ち込まれることはなく、使用
済燃料収納容器１内の乾燥作業を阻害することはない。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、放射性発熱固体を収納
する容器内に残留する液体の容器外への排出を、その放
射性発熱固体の温度上昇を抑制して、早く行うことがで
きる。すなわち、放射性発熱固体を収納する容器内の乾
燥に要する時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例である容器の乾燥方法
に用いられる使用済燃料収納容器の乾燥装置の構成図で
ある。

【図２】図１の実施例におけるヘリウムガス供給量に対
するコールドトラップの上流側と下流側との間の差圧の
変化を示す特性図である。

【図３】図１の実施例における乾燥時間の経過に対する
コールドトラップの上流側と下流側との間の差圧の変化
を示す特性図である。

【図４】本発明の好適な他の実施例である容器の乾燥方
法に用いられる使用済燃料収納容器の乾燥装置の構成図
である。

【図５】図４の実施例における乾燥時間の経過に対する
コールドトラップの上流側と下流側との間での質量流量
の差の変化を示す特性図である。

【図６】図４の実施例におけるヘリウムガス供給量に対
するコールドトラップの上流側と下流側との間での質量
流量の差の変化を示す特性図である。

【図７】本発明の好適な他の実施例である容器の乾燥方
法に用いられる使用済燃料収納容器の乾燥装置の構成図
である。

【図８】図７の実施例における乾燥時間の経過に対する
真空ポンプの駆動モーターでの消費電力の変化を示す特
性図である。

【図９】図７の実施例におけるヘリウムガス供給量に対
する真空ポンプの駆動モーターでの消費電力の変化を示
す特性図である。

【図１０】本発明の好適な他の実施例である容器の乾燥
方法に用いられる使用済燃料収納容器の乾燥装置の構成
図である。

【図１１】図１０の実施例における乾燥時間の経過に対
する水分量の変化を示す特性図である。

【図１２】図１０の実施例におけるヘリウムガス供給量
に対する水分量の変化を示す特性図である。

【図１３】本発明の好適な他の実施例である容器の乾燥
方法に用いられる使用済燃料収納容器の乾燥装置の構成
図である。

【符号の説明】

１…容器、２…ガス供給用配管、３…ガス排出用配管、
４…ヘリウムガス供給源、５…可変流量弁、６…閉止弁
Ａ、７…使用済燃料収納領域、８…コールドトラップ、
９…真空ポンプ、１０…差圧センサ、１１…閉止弁Ｂ、
１２…残留水、１３…質量流量センサ、１４…電力計、
１５…水分センサ、１６…貯留タンク。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射性発熱固体を収納する収納容器内の上
   端部にガスを供給し、このガスが前記放射性発熱固体か
   ら発生する熱で加熱されて前記収納容器内の底部に導か
   れ、加熱された前記ガスによって前記収納容器内に存在
   する液体を加熱し、液体の加熱によって発生した蒸気、
   及び前記収納容器内に供給された前記ガスを、前記収納
   容器内の底部から前記収納容器の外部に排出することを
   特徴とする容器の乾燥方法。
2. 【請求項２】前記蒸気及び前記ガスの前記収納容器外へ
   の排出は、前記収納容器の外部に置かれ、前記ガスの前
   記収納容器への供給速度以上の排気速度を有するポンプ
   により、行われる請求項１の容器の乾燥方法。
3. 【請求項３】前記ガスがヘリウムガスである請求項１ま
   たは請求項２の容器の乾燥方法。
4. 【請求項４】前記ガス、及び前記液体の蒸気が含まれて
   前記収納容器から排出された排気ガス中の前記蒸気の量
   が設定値以下になったときに、前記収納容器内への前記
   ガスの供給を停止する請求項１または請求項２の容器の
   乾燥方法。
5. 【請求項５】前記ガス、及び前記液体の蒸気が含まれて
   いる前記排気ガスから前記蒸気を除去し、前記蒸気が除
   去された前記排気ガスを、前記収納容器内の乾燥作業時
   に前記収納容器内に供給する請求項１，請求項２及び請
   求項４のいずれかの容器の乾燥方法。
6. 【請求項６】放射性発熱固体を収納する収納容器内の上
   端部にガスを供給するガス供給管と、前記収納容器の上
   端部から前記収納容器内を下方に向かって伸び、前記収
   納容器内の底部に開口する排気ガス排出管と、前記排気
   ガス排出管に設けられ、前記収納容器内に存在する液体
   の蒸気、及び前記ガスを含む排気ガスを前記収納容器内
   から吸引するポンプと、前記排気ガス排出管内を流れる
   前記排気ガスに含まれた液体の蒸気を検出する手段とを
   備えたことを特徴とする容器の乾燥装置。
7. 【請求項７】前記排気ガス排出管に設けられ、前記排気
   ガス排出管内を流れる前記排気ガスに含まれる液体を除
   去する手段と、前記液体除去手段から排出された、前記
   ガスを含む前記排気ガスを前記収納容器内に導く手段と
   を備えた請求項７の容器の乾燥装置。