JP2021124327A

JP2021124327A - 乾燥システムおよび乾燥方法

Info

Publication number: JP2021124327A
Application number: JP2020016602A
Authority: JP
Inventors: 貴史吉田; Takashi Yoshida; 雅則西崎; Masanori Nishizaki; 大和進藤; Yamato Shindo; 文夫富田; Fumio Tomita; 勇樹加茂; Yuki Kamo
Original assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2040-02-03
Also published as: JP6862587B1

Abstract

【課題】放射性廃棄物を安全かつ効率的に乾燥することが可能な乾燥システムを提供する。【解決手段】一実施形態に係る乾燥システムは、プール設備内で少なくとも１つ以上の放射性廃棄物を収納可能なバスケットと、バスケットに収納された放射性廃棄物を乾燥する乾燥容器と、プール設備の上方と乾燥容器の上方との間を移動可能な放射線遮蔽筒と、バスケットをプール設備から吊り上げて放射線遮蔽筒内に収納し、かつバスケットを放射線遮蔽筒から吊り下げて乾燥容器内に収納する巻き上げ機構と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、放射性廃棄物用の乾燥システムおよび乾燥方法に関する。

原子力発電所の廃止措置では、シュラウドや上部格子板等の炉内構造物といった高い放射能を有する放射性廃棄物が発生する。このような放射性廃棄物は、水の放射線分解によって、水素の生成を引き起こす。そのため、放射性廃棄物の保管には水素燃焼対策が必要になり、放射性廃棄物を乾燥させる。

特開２０１１−２４２３５６号公報

一般的な乾燥システムでは、把持具を用いてプール設備から取り出した放射性廃棄物をそのままの状態で直接乾燥容器内に収納する。このような乾燥システムでは、放射性廃棄物をプール設備から乾燥容器まで移送するときの放射線対策が不十分である。また、把持具で移送できる放射性廃棄物の数は、限られているため、乾燥処理の効率も不十分である。

本発明は、放射性廃棄物を安全かつ効率的に乾燥することが可能な乾燥システムおよび乾燥方法を提供することを目的とする。

一実施形態に係る乾燥システムは、プール設備内で少なくとも１つ以上の放射性廃棄物を収納可能なバスケットと、バスケットに収納された放射性廃棄物を乾燥する乾燥容器と、プール設備の上方と乾燥容器の上方との間を移動可能な放射線遮蔽筒と、バスケットをプール設備から吊り上げて放射線遮蔽筒内に収納し、かつバスケットを放射線遮蔽筒から吊り下げて乾燥容器内に収納する巻き上げ機構と、を備える。

一実施形態に係る乾燥方法は、プール設備内で、少なくとも一つ以上の放射性廃棄物をバスケット内に収納し、プール設備の上方に放射線遮蔽筒を配置し、プール設備からバスケットを吊り上げて放射線遮蔽筒内に収納し、放射線遮蔽筒およびバスケットを乾燥容器の上方に移送し、放射線遮蔽筒からバスケットを吊り下げて乾燥容器内に収納し、乾燥容器内で放射性廃棄物を乾燥する。

本発明によれば、放射性廃棄物を安全かつ効率的に乾燥することが可能となる。

第１実施形態に係る乾燥システムの概略的な構成を示す図である。放射性廃棄物を収納したバスケットをプール設備から吊り上げるステップを示す図である。放射線遮蔽筒内でバスケットを水切りするステップを示す図である。バスケットをプール設備から乾燥容器まで移送するステップを示す図である。バスケットを乾燥容器内に収納するステップを示す図である。バスケットに収納された放射性廃棄物を乾燥するステップを示す図である。乾燥された廃棄物を収納したバスケットを乾燥容器から放射線遮蔽筒まで吊り上げるステップを示す図である。第２実施形態に係る乾燥システムの概略的な構成を示す図である。放射性廃棄物を収納したバスケットを放射線遮蔽筒に収納するステップを示す図である。放射線遮蔽筒で乾燥容器を密閉するステップを示す図である。バスケットに収納された放射性廃棄物を乾燥するステップを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。下記の実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る乾燥システムの概略的な構成を示す図である。図１に示すよ乾燥システム１は、バスケット１０と、乾燥容器２０と、放射線遮蔽筒３０と、巻き上げ機構４０と、真空ポンプ５０と、排気ライン６０と、温湿度センサー７０と、表示盤８０と、を備える。

バスケット１０は、プール設備１００内に沈められている。バスケット１０には、少なくとも１つ以上の放射性廃棄物１１が収納される。放射性廃棄物１１は、例えば、原子炉圧力容器（RPV：Reactor Pressure Vessel）の切断解体処理によって生じたシュラウドや上部格子板等の炉内構造物の破片等である。

乾燥容器２０は、プール設備１００の近傍に設置されている。乾燥容器２０の側壁部には、ヒータユニット２１が取り付けられている。また、乾燥容器２０の上端開口部は、観音開き型の蓋部２２によって開閉可能とされている。なお、蓋部２２の開閉方式は、観音開き型に限定されず、例えばスライド型であってもよい。乾燥容器２０の底部には、排水管２３が設置されている。排水管２３は、プール設備１００まで延びている。

放射線遮蔽筒３０は、プール設備１００の上方と、乾燥容器２０の上方との間を移動可能である。放射線遮蔽筒３０は、放射線を遮蔽できる材料、例えば鉄で形成されている。放射線遮蔽筒３０内には、巻き上げ機構４０が設置されている。

巻き上げ機構４０は、回転機４１と、ワイヤー４２と、フック４３と、を有する。回転機４１は、放射線遮蔽筒３０の上部（天井部）に設置されている。ワイヤー４２は、回転機４１に巻き付けられている。フック４３は、ワイヤー４２の先端部に設置されている。フック４３は、バスケット１０を引っ掛けるための部品である。巻き上げ機構４０では、回転機４１の回転に応じてワイヤー４２が昇降する。これにより、フック４３に引っ掛かったバスケット１０をプール設備１００から吊り上げたり、乾燥容器２０内へ吊り下げることができる。

真空ポンプ５０は、乾燥容器２０内で放射性廃棄物１１を乾燥しているときに生じた水蒸気を排気ライン６０に排気する。排気ライン６０内には、温湿度センサー７０が設置されている。温湿度センサー７０の計測値は、表示盤８０に表示される。本実施形態では、例えば、作業者が、表示盤８０に表示された温度および湿度に基づいて、遠隔操作にて乾燥容器２０のヒータユニット２１の加熱状態を調整することができる。

以下、上述した乾燥システム１を用いて放射性廃棄物１１を乾燥する動作手順を説明する。なお、以下の動作は、作業者が不図示の遠隔操作盤を操作することによって行われる。この遠隔操作盤は、上述した乾燥システム１の一部と電気的に接続されている。

まず、図２に示すように、回転機４１の回転によってワイヤー４２が下降する。これにより、ワイヤー４２の先端部に設置されたフック４３が、プール設備１００に沈められたバスケット１０に引っ掛かる。このとき、放射線遮蔽筒３０は、プール設備１００内に沈められず、ワイヤー４２およびフック４３のみが水没する。これにより、プール設備１００の水による放射線遮蔽筒３０の汚染を回避することができる。

次に、図３に示すように、回転機４１がワイヤー４２を巻き上げる。これにより、フック４３に引っ掛けられたバスケット１０はプール設備１００から吊り上げられて、放射線遮蔽筒３０内に収納される。その後、バスケット１０は、水切りのために所定時間（例えば１０分）静置される。このとき、バスケット１０は、放射線遮蔽筒３０内に収納されてるため、バスケット１０内に収納された放射性廃棄物１１の放射線を遮蔽することができる。

次に、図４に示すように、放射線遮蔽筒３０をプール設備１００の上方から乾燥容器２０の上方に移送する。これにより、バスケット１０も移送される。このとき、バスケット１０は放射線遮蔽筒３０内に収納された状態で移送されるため、移送中も放射性廃棄物１１の放射線を遮蔽することができる。

次に、図５に示すように、回転機４１の回転によってワイヤー４２が下降する。これにより、バスケット１０は、フック４３で吊り下げられて、乾燥容器２０内に収納される。その後、フック４３は、バスケット１０から外され、回転機４１によってワイヤー４２とともに巻き上げられる。

次に、図６に示すように、乾燥容器２０の蓋部２２が閉じられる。続いて、ヒータユニット２１を加熱することによって、バスケット１０および放射性廃棄物１１を乾燥させる。このとき、真空ポンプ５０も作動し、乾燥容器２０内で発生した水蒸気を排気ライン６０へ排気する。なお、水蒸気に状態変化しなかった水は、排水管２３からプール設備１００内へ排水される。また、表示盤８０に表示された温度および湿度が予め決められた範囲内に収まっていない場合には、遠隔操作にてヒータユニット２１の温度を調節する。

上述した乾燥ステップが終了すると、図７に示すように、蓋部２２が開く。続いて、バスケット１０が、回転機４１、ワイヤー４２、およびフック４３によって、乾燥容器２０から吊り上げられて放射線遮蔽筒３０内に収納される。その後、放射線遮蔽筒３０を移動させることによって、バスケット１０および放射性廃棄物１１を発電所構内の所定仮置き場所まで移送する。

以上説明した本実施形態によれば、放射性廃棄物１１は、バスケット１０に収納された状態でプール設備１００から乾燥容器２０まで移送される。そのため、一度に多くの放射性廃棄物１１を乾燥できるため、乾燥処理の効率が向上する。

また、放射性廃棄物１１は、プール設備１００から乾燥容器２０まで移送されるときに放射線遮蔽筒３０に収納されている。このとき、放射線遮蔽筒３０は、プール設備１００内に沈められないのでプール設備１００の水で汚染されない。これにより、放射性廃棄物１１を移送するときの放射線に対する安全性を十分に確保することができる。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係る乾燥システムの概略的な構成を示す図である。上述した第１実施形態に係る乾燥システム１と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８に示す乾燥システム２は、乾燥容器２０が蓋部２２を有さない点を除いて第１実施形態に係る乾燥システム１と同様の構成を有する。以下、本実施形態に係る乾燥システム２を用いて放射性廃棄物１１を乾燥する動作手順を説明する。なお、以下の動作も、第１実施形態と同様に、作業者が不図示の遠隔操作盤を操作することによって行われる。

まず、図９に示すように、回転機４１、ワイヤー４２、およびフック４３を用いてバスケット１０をプール設備１００から吊り上げて放射線遮蔽筒３０内に収納する。このとき、放射線遮蔽筒３０は、第１実施形態と同様に、プール設備１００内に沈められず、ワイヤー４２およびフック４３のみが水没する。その後、バスケット１０は、水切りのために所定時間（例えば１０分）静置される。このとき、バスケット１０は、放射線遮蔽筒３０内に収納されてるため、バスケット１０内に収納された放射性廃棄物１１の放射線を遮蔽することができる。

次に、図１０に示すように、放射線遮蔽筒３０をプール設備１００の上方から乾燥容器２０の上方に移送する。このとき、放射線遮蔽筒３０は、乾燥容器２０の上端開口を塞ぐように配置される。その結果、乾燥容器２０は、放射線遮蔽筒３０によって密閉される。

次に、図１１に示すように、回転機４１、ワイヤー４２、フック４３によって、バスケット１０は、乾燥容器２０内に収納される。この状態で、ヒータユニット２１を加熱することによって、バスケット１０および放射性廃棄物１１を乾燥させる。このとき、第１実施形態と同様に、真空ポンプ５０も作動し、乾燥容器２０内で発生した水蒸気を排気ライン６０へ排気する。

上述した乾燥ステップが終了すると、バスケット１０が、回転機４１、ワイヤー４２、およびフック４３によって、乾燥容器２０から吊り上げられて放射線遮蔽筒３０内に収納される。その後、放射線遮蔽筒３０を移動させることによって、バスケット１０および放射性廃棄物１１を発電所構内の所定仮置き場所まで移送する。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態同様に、放射性廃棄物１１をバスケット１０に収納することによって、一度に多くの放射性廃棄物１１を乾燥できる。また、放射性廃棄物１１は、プール設備１００から乾燥容器２０まで移送されるときに放射線遮蔽筒３０に収納されている。このとき、放射線遮蔽筒３０は、プール設備１００内に沈められることなく放射性廃棄物１１を収納するため、プール設備１００の水に汚染されない。これにより、放射性廃棄物１１を移送するときの放射線に対する安全性を十分に確保することができる。

さらに、本実施形態では、放射性廃棄物１１の乾燥時に乾燥容器２０を密閉するため、第１実施形態で説明した蓋部２２が不要になる。これにより、蓋部２２の開閉動作が不要になるため、乾燥処理に要する時間を短縮することが可能となる。

以上、いくつかの実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規なシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明したシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要ことに含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１，２：乾燥システム、１０：バスケット、１１：放射性廃棄物、２０：乾燥容器、２１：ヒータユニット、２２：蓋部、２３：排水管、３０：放射線遮蔽筒、４０：巻き上げ機構、４１：回転機、４２：ワイヤー、４３：フック、５０：真空ポンプ、６０：排気ライン、７０：温湿度センサー、８０：表示盤、１００：プール設備

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る乾燥システムの概略的な構成を示す図である。図１に示すように乾燥システム１は、バスケット１０と、乾燥容器２０と、放射線遮蔽筒３０と、巻き上げ機構４０と、真空ポンプ５０と、排気ライン６０と、温湿度センサー７０と、表示盤８０と、を備える。

次に、図３に示すように、回転機４１がワイヤー４２を巻き上げる。これにより、フック４３に引っ掛けられたバスケット１０はプール設備１００から吊り上げられて、放射線遮蔽筒３０内に収納される。その後、バスケット１０は、水切りのために所定時間（例えば１０分）静置される。このとき、バスケット１０は、放射線遮蔽筒３０内に収納されているため、バスケット１０内に収納された放射性廃棄物１１の放射線を遮蔽することができる。

Claims

プール設備内で少なくとも１つ以上の放射性廃棄物を収納可能なバスケットと、
前記バスケットに収納された前記放射性廃棄物を乾燥する乾燥容器と、
前記プール設備の上方と前記乾燥容器の上方との間を移動可能な放射線遮蔽筒と、
前記バスケットを前記プール設備から吊り上げて前記放射線遮蔽筒内に収納し、かつ前記バスケットを前記放射線遮蔽筒から吊り下げて前記乾燥容器内に収納する巻き上げ機構と、
を備える乾燥システム。
前記巻き上げ機構は、前記放射線遮蔽筒内に設置された回転機と、前記回転機に巻き付けられるワイヤーと、前記ワイヤーの先端部に設置されたフックと、を有する、請求項１に記載の乾燥システム。
前記放射線遮蔽筒が、前記放射性廃棄物の乾燥時に前記乾燥容器を密閉する、請求項１または２に記載の乾燥システム。
前記放射線遮蔽筒の移動および前記巻き上げ機構の動作は、遠隔操作可能である、請求項１から３のいずれか１項に記載の乾燥システム。
前記乾燥容器から排気するための排気ラインと、
前記排気ラインの温度および湿度を計測する温湿度センサーと、
前記温湿度センサーの計測値を表示する表示盤と、
をさらに備える請求項１から４のいずれか１項に記載の乾燥システム。
プール設備内で、少なくとも一つ以上の放射性廃棄物をバスケット内に収納し、
前記プール設備の上方に放射線遮蔽筒を配置し、
前記プール設備から前記バスケットを吊り上げて前記放射線遮蔽筒内に収納し、
前記放射線遮蔽筒および前記バスケットを乾燥容器の上方に移送し、
前記放射線遮蔽筒から前記バスケットを吊り下げて前記乾燥容器内に収納し、
前記乾燥容器内で前記放射性廃棄物を乾燥する、
乾燥方法。