JPH05188185A - 可燃性毒物ロッド処理装置 - Google Patents

可燃性毒物ロッド処理装置

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JPH05188185A
JPH05188185A JP2074992A JP2074992A JPH05188185A JP H05188185 A JPH05188185 A JP H05188185A JP 2074992 A JP2074992 A JP 2074992A JP 2074992 A JP2074992 A JP 2074992A JP H05188185 A JPH05188185 A JP H05188185A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bpr
box
burnable poison
processing apparatus
burnable
Prior art date
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Pending
Application number
JP2074992A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazutoshi Tokai
和俊 渡海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05188185A publication Critical patent/JPH05188185A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 BP(可燃性毒物)を放射性廃棄物の固化剤
等として再利用でき、BPRの廃棄物総量を減じること
のできるBPR処理装置を提供する 【構成】 BPR1は置換ボックス2から処理ボックス
3に搬送され、端部切断装置8、被覆管縦割り装置11
によって被覆管12が解体され、被覆管12は更に圧延
機14、切断機を経てボックス16に回収される。被覆
管12内に封入されていたBPは粗粉砕機19、微粉砕
機20で粉砕されて粉末状態でボックス21に回収され
る。BP内で生成した三重水素は装置6によってUT3
等として捕集され、ボンベ35に回収される。各操作は
Ar雰囲気中で行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被覆管内に可燃性毒物
が封入された可燃性毒物ロッドの処理装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所や核燃料の再処理施設にお
いて発生する無機化合物の放射性廃棄物を固化する方法
の一つに、固化剤としてSiO2 を主成分とするガラス
質物質又はその構成材料を使用する方法がある。
【0003】一方、原子炉においては、炉心内で発生す
る中性子数を調整して出力を制御するための制御材とし
て可燃性毒物(中性子吸収反応によって毒物質自体の濃
度が大きく変化するもの)が使用される。現在、使用さ
れている可燃性毒物(以下BP(burnable poison )と
いう)は、ホウケイ酸ガラス、あるいはアルミナ(Al
23 )に炭化ホウ素(B4 C)を添加したもの等であ
り、何れもガラスの構成材料からなっている。
【0004】図4、図5は加圧水型原子炉用の一般的な
可燃性毒物ロッド(以下BPR(burnable poison rod
)という)の構造を示す断面図である。図4におい
て、上下端栓52a,52bによって閉止された被覆管
52内には、被覆管52より小さい径のスぺーサーチュ
ーブ50が所定の高さまで設けられ、被覆管52とスぺ
ーサーチューブ50との間にはホウケイ酸ガラス57が
充填されている。また、図5のBPRは上下端栓52
a,52bで閉止された被覆管52内に、B4 CをAl
23 に添加して成形したアルミナペレット67が所定
の高さまで充填され、アルミナペレット67の上部はプ
レナムスプリング60で押圧されている。
【0005】図4、図5のようなBPRは、図6に示さ
れるように、上部構造物62に所要本数だけ支持され、
クラスター(BPR集合体)として使用される。図6に
おいて、上部構造物62のBPRを配置しない部位には
プラグ棒61が配置されており、BPR1はプラグ棒6
1と共に上端部に固定される。
【0006】廃棄に際しては、BPR1は図6の上部構
造物62から切り離され、束にして缶の中に納められた
り、うず巻き状にまるめられて缶の中に納められたりし
て保管される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の技術においては、使用済みのBPRを保管するた
めにかなり大きなスペースが必要であるという問題があ
る。この問題は、今後廃棄するBPRが着実に発生し続
けることを考えると、非常に重大である。
【0008】又、従来のBPR処理方法は、使用済みの
BPRを単に廃棄物として保管するだけであるため、被
覆管の内容物については全く再利用することができない
という点でも問題である。
【0009】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、使用済みBPを放射性廃棄物の固化剤等として
再利用でき、BPRの廃棄物総量を減じることができる
BPR処理装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1のBPR処理装
置は、上記の目的を達成するために、被覆管を解体する
解体手段と、解体された被覆管とBPとを分離する分離
手段とを備えたものである。
【0011】請求項2のBPR処理装置は、請求項1の
装置の構成に加えて、分離手段によって分離されたBP
を粉砕する粉砕手段と、粉砕されたBPを回収する回収
手段とを備えたものである。
【0012】請求項3のBPR処理装置は、請求項1の
装置の構成に加えて、BPから発生する三重水素を水素
化合物として捕集する捕集手段を備えたものである。
【0013】
【作用】本発明においては、従来単に廃棄物として保管
されていた使用済みBPRが、被覆管とBPとに分離さ
れる。分離されたBPは、好ましくは所定粒度の粉末に
粉砕され、無機化合物の放射性廃棄物の固化剤等として
利用される。このように、本発明では従来被覆管内に封
入されたままになっていたBPが再利用されるため、B
PRの実質的な廃棄物は解体された被覆管のみとなり、
廃棄物総量が大幅に減少する。
【0014】又、BPRの被覆管内にはBPに中性子が
照射されることにより生成した三重水素(トリチウム)
が存在しているが、請求項3の装置ではこの三重水素が
水素化合物として回収される。回収された三重水素は核
融合燃料として利用される。
【0015】
【実施例】図1は本実施例によるBPR処理装置の概略
的な構成を示す図である。使用済みのBPR1は上部構
造物(図6の62)から取りはずされて容器に収納さ
れ、容器ごと置換ボックス2内に挿入される。置換ボッ
クス2は、容器からBPR1を1本ずつ取り出す手段
(図示せず)と連設された処理ボックス3へBPR1を
搬送する搬送装置4を有し、処理ボックス3とはゲート
バルブ5で仕切られている。
【0016】本実施例の装置には、各操作をArガス雰
囲気中で行なうためにAr循環装置6(後述)とAr置
換装置7(後述)が設けられており、装置内の各箇所に
はArガスの配管が接続されている。
【0017】Arガス置換が終了した後、ゲートバルブ
5が開放され、BPR1は搬送装置4によって1本ずつ
処理ボックス3内の端部切断装置8(後述)に送られ
る。この端部切断の際には、BPR1の下部端栓から切
断することが好ましい。これは、BPR1の上部にはB
Pが充填されていないプレナム(空間)があるため、先
端部を切断しなくともプレナム部分で切断すれば良く、
下部端栓を先に切断した方がBPR1の保持が容易とな
るからである。
【0018】切断されたBPR1の端部は下方に備えら
れた回収ボックス9内に落下して回収される。この回収
ボックス9はゲートバルブ10により処理ボックス3と
仕切られており、Ar置換装置7と配管で結合されてい
る。端部を切断されたBPR1は、被覆管縦割り装置1
1(後述)に搬送され、ここで被覆管12が軸方向に切
断される。切断された被覆管12は、ローラガイド13
等により偏平化のための圧延機14に送られて圧延され
る。圧延された被覆管12はシャーリングタイプの切断
機15によって所定長さに切断されて下方の回収ボック
ス16に落下する。この回収ボックス16も取り出し時
に備えてAr置換装置7と配管で結合されている。
【0019】被覆管12の縦割り時に排出されるBP破
片17はホッパー18を介して粗粉砕機19に落下す
る。ここで粗粉砕されたBP17は更に微粉砕機20を
経て所定粒度の粉末となり、粉末回収ボックス21に落
下する。粗粉砕機19としてはロール型粉砕機、微粉砕
機20としてはふるい分け機能を有するハンマーミルが
好適である。微粉砕機20と粉末回収ボックス21とは
粉末の落下を制御するバタフライ弁22と気密を保持す
るためのゲートバルブ23により2重に仕切られてい
る。これは、ゲートバルブ23の仕切り面に粉末が付着
すると気密が保てなくなる恐れがあるためである。
【0020】Ar置換装置7はフィルター24、排気ポ
ンプ25から構成されており、Ar循環装置6及び前述
した各ボックス9,16,21に配管により結合される
と共に(Arガスの循環経路については後述)、外部へ
Arガスを排出するためのパージ配管26を有してい
る。
【0021】又、Ar循環装置6はフィルター27、排
気ポンプ28、三重水素捕集装置29、Ar純化装置3
0、バッファータンク31、Ar供給タンク32から構
成されるが、各種の計装は図示していない。三重水素捕
集装置29は、水素吸蔵合金が封入された加熱機構付き
の容器33と回収用のポンプ34及びボンベ35から構
成されている。
【0022】水素吸蔵合金としては、放射性物質を扱う
ことから、放射線遮蔽効果を期待できるウラン合金、特
に未利用状態で入手容易な劣化ウランの合金が好適であ
る。例えば、純ウランの場合、温度を250°Cにする
とウランの水素化が開始し、450°Cでは水素の放出
が大きくなる。従って、容器33内温度を250°Cに
保ってArガスを循環すると、三重水素(T)がUT3
として捕集される。その後、Arガスの循環をとめて各
バルブを適宜切り換えた後(バルブの切り換えについて
は後述)にウラン合金の温度を450°Cに上昇させる
と、三重水素の放出が多くなるので、これをポンプ34
によって回収し、ボンベ35に封入することができる。
又、250°Cより温度を下げることにより、UT3
して回収保存も可能である。この場合は、容器33をカ
ートリッジ式にして容器33ごとUT3 を保存するよう
にすれば作業を簡略化できる。
【0023】ここで、Arガスの全体的な流れについて
説明する。Ar供給タンク32からのArガスは一旦バ
ッファータンク31にためられ、バルブ31aを介して
送出されたArガスは置換ボックス2に送られる。置換
ボックス2を出たArガスは分岐された配管によって端
部回収ボックス9、粉末回収ボックス21、被覆管回収
ボックス16にそれぞれ送られるとともに、フィルター
24、ポンプ25を経てパージ配管26から排出され
る。置換ボックス2及び各回収ボックス9,16,21
から処理ボックス3に流入したArガスは処理ボックス
3上部から排出され、フィルター27、ポンプ28を経
てパージ配管26から外部に排出される。
【0024】一方、バッファータンク31のバルブ31
bから送出されたArガスは純化装置で純化された後、
三重水素捕集用の容器33に送られる。ウランの水素化
時(250°C)にはバルブ33aが閉、バルブ33b
が開とされ、Arガスはパージ配管26から外部に排出
され。又、三重水素放出時(450°C)には、Arガ
スの循環が停止され(バッファータンク31のバルブ3
1bは閉)、バルブ33b閉、バルブ33a開の状態で
三重水素がボンベ35に回収される。
【0025】次に、前述した端部切断装置8の一例を図
2に示す。図2において、BPR36(図1のBPR1
に対応)はをチャック37によって固定されており、チ
ャック37の外側には刃38の固定治具39が配置され
ている。固定治具39はBPR36の端部外面に刃先を
押しつけた状態でチャック37の外周にそって移動し、
BPR36端部を切断する。
【0026】又、図3は前述した被覆管縦割り装置11
の一例を示す断面図である。図において、スペーサーチ
ューブ40(図4の50に対応)と被覆管42(図1の
12、図4の52に対応)の間にBP41が充填された
BPRは図示しない支持手段によって支持されており、
所定の速度で紙面垂直方向に移動可能となっている。被
覆管42の外側には、被覆管42の接線方向に回転軸を
有する3基の回転型の刃43が互いに120°の角度を
なすように配置されており、刃先は図示しない押圧手段
によって被覆管42に押しつけられている。このような
装置において、刃43を回転させながら、BPRを紙面
垂直方向に移動させると、被覆管42が軸方向に切断
(3分割)される。
【0027】上述した本実施例の装置によって使用済み
BPRを処理すると、BPR端部、BP粉末、被覆管、
三重水素が分別回収される。このうちBP粉末は放射性
廃棄物の固化剤として、三重水素は核融合燃料として利
用可能である、従って、実質的な廃棄物は端部破片、被
覆管のみとなり、BPRの廃棄物総量は大幅に減少す
る。又、被覆管は偏平化されて所定長さに切断された状
態で回収されるので、取扱も容易である。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明では、被覆管が解
体されてBPと被覆管とが分別回収されるので、BPを
放射性廃棄物の固化剤として利用することができ、BP
R廃棄物総量を大幅に減少させることができる。又、将
来的に核融合燃料として有用な三重水素をBPから回収
することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例によるBPR処理装置の模式的な
構成図である。
【図2】本発明実施例における端部切断装置の構成例を
示す斜視図である。
【図3】本発明実施例における被覆管縦割り装置の構成
例を示す断面図である。
【図4】BPRの例を示す部分断面図である。
【図5】BPRの例を示す部分断面図である。
【図6】BPR集合体の例を示す側面図である。
【符号の説明】
1,36…BPR、2…置換ボックス、3…処理ボック
ス、4…搬送装置、5,10,23…ゲートバルブ、6
…Ar循環装置、7…Ar置換装置、8…端部切断装
置、9,16,21…回収ボックス、11…縦割り装
置、12,42,52…被覆管12、13…ローラガイ
ド、14…圧延機、15…シャーリング、17,41…
BP、18…ホッパー、19…粗粉砕機、20…微粉砕
機、22…バタフライ弁、24,27…フィルター、2
5,28…排気ポンプ、26…パージ配管、29…三重
水素捕集装置、30…Ar純化装置、31…バッファー
タンク、32…Ar供給タンク、33…容器、34…回
収ポンプ、35…回収ボンベ、37…チャック、38,
43…刃、39…固定治具、40,50…スペーサ−チ
ューブ、57…ホウケイ酸ガラス、67…アルミナペレ
ット。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被覆管内に可燃性毒物が封入された可燃
    性毒物ロッドを処理する装置であって、前記被覆管を解
    体する解体手段と、該解体手段によって解体された前記
    被覆管と前記可燃性毒物を分離する分離手段とを備えた
    ことを特徴とする可燃性毒物ロッド処理装置。
  2. 【請求項2】 前記分離手段によって分離された可燃性
    毒物を粉砕する粉砕手段と、該粉砕手段によって粉砕さ
    れた粉末状の可燃性毒物を回収する回収手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項1記載の可燃性毒物ロッド処理
    装置。
  3. 【請求項3】 前記可燃性毒物から発生する三重水素を
    水素化合物として捕集する捕集手段を備えたことを特徴
    とする請求項1記載の可燃性毒物ロッド処理装置。
JP2074992A 1992-01-10 1992-01-10 可燃性毒物ロッド処理装置 Pending JPH05188185A (ja)

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JP2074992A JPH05188185A (ja) 1992-01-10 1992-01-10 可燃性毒物ロッド処理装置

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201293A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 原子燃料工業株式会社 バ−ナブルポイズンロツドの減容保管方法
JPS6210697B2 (ja) * 1981-09-09 1987-03-07 Tokyo Kyuei Kk

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 19960430