JPH10132989A - 溶解槽 - Google Patents

溶解槽

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JPH10132989A
JPH10132989A JP8290293A JP29029396A JPH10132989A JP H10132989 A JPH10132989 A JP H10132989A JP 8290293 A JP8290293 A JP 8290293A JP 29029396 A JP29029396 A JP 29029396A JP H10132989 A JPH10132989 A JP H10132989A
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JP
Japan
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basket
dissolving
partition member
absorbing material
solution
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JP8290293A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Natsume
智弘 夏目
Tsunaaki Fujioka
綱昭 藤岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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
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    • 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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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射性廃棄物の量を低減できる上に、バス
ケットの大きさを大きくしても、溶解槽の未臨界性を維
持でき、製作コストを低減できる溶解槽を提供する点
にある。 【解決手段】 使用済燃料集合体の燃料せん断片を硝酸
等の溶解液により溶解する溶解槽において、1つのバス
ケット2を収納する溶解槽本体1を有し、同溶解槽本体
1内に収納するバスケット2を固定中性子吸収材により
構成し、同バスケット2内に仕切部材3を設置するとと
もに同仕切部材3を固定中性子吸収材により構成してい
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、使用済燃料集合体
の燃料せん断片を硝酸等の溶解液により溶解する溶解槽
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、原子炉で使用した使用済燃料集合
体の燃料せん断片を硝酸等の溶解液により溶解する溶解
槽では、燃料溶解部に円筒状のものや平箱状のものを使
用している。この溶解槽では、プロセス処理上の理由か
ら、或いは処理能力向上の理由から、溶解槽の容量を大
きくすると、臨界安全上の問題が生じるので、溶解槽内
に複数の細径燃料溶解部を設置する一方、溶解液に硝酸
ガドリウム等の可溶性中性子吸収材を添加している。
【0003】図4に従来の溶解槽を示した。6が円筒状
の細径燃料溶解部で、この細径燃料溶解部6は2つあ
り、これらが溶解槽内に設置されている。2が上記各燃
料溶解部6内に収納された多孔のバスケットで、同各バ
スケット2内には、使用済燃料集合体の燃料せん断片が
装荷される。5が遮へい機能を持った溶解槽セル(コン
クリート構造物)で、この溶解槽セル5内には、上記2
つの細径燃料溶解部6を持つ溶解槽が設置されている。
【0004】7が燃料せん断片を上記2つの燃料溶解部
6の流路に分配する分配器、8がこれら2つの燃料溶解
部6内からバスケット2を取り出すときに取り外すプラ
グ(蓋)で、同プラグ8も、溶解槽セル5に遮へい機能
を持たせるために厚いコンクリート等により構成されて
いる。9が可溶性中性子吸収材を添加した硝酸等の溶解
液を貯えておく溶解液貯留槽、10が上記溶解槽内の溶
解液を下流工程(抽出精製工程)へ送る複数のポンプ、
11が上記各燃料溶解部6の周りに設けた複数の金属製
加熱ジャケットで、この金属製加熱ジャケット11は、
その内部を通る蒸気等の加熱媒体により燃料溶解部6の
溶解液を加熱、沸騰させて、バスケット2内に装荷した
燃料せん断片の溶解を促進するようになっている。
【0005】上記図4に示す溶解槽では、せん断機(図
示せず)によりせん断した使用済燃料集合体の燃料せん
断片を分配器7により同量ずつ2方向に分配した後、2
つの燃料溶解部6の各バスケット2内へ送って、同各バ
スケット2内に装荷する。また硝酸ガドリウム等の可溶
性中性子吸収材を添加した硝酸等の溶解液を溶解液貯留
槽9から溶解槽内へ送って、同溶解液により各バスケッ
ト2内に装荷した燃料せん断片を溶解した後、各ポンプ
10により溶解後の溶解液を下流工程(抽出精製工程)
へ送る。
【0006】上記溶解の際には、蒸気等の加熱媒体を各
金属製加熱ジャケット11内へ送り、燃料溶解部6の溶
解液を加熱、沸騰させて、燃料せん断片の溶解を促進す
る。また燃料せん断片の溶解を終了したら、各プラグ8
を取り外し、各バスケット2を取り出して、溶け残った
被覆管等を各バスケット2から排出する。この溶解槽で
は、プロセス処理上の理由から、或いは処理能力向上の
理由から、溶解槽の容量を大きくすると、臨界安全上の
問題が生じるので、溶解槽内に2つの細径燃料溶解部6
を設置する一方、溶解液に硝酸ガドリウム等の可溶性中
性子吸収材を添加している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記図4に示す従来の
溶解槽には、次の問題があった。即ち、臨界安全上の問
題から硝酸等の溶解液に硝酸ガドリウム等の可溶性中性
子吸収材を添加している。しかしこの可溶性中性子吸収
材は、再利用されずに廃棄物になるので、放射性廃棄物
の量が増加する。
【0008】そこで廃棄物にならない固定中性子吸収材
をバスケット2に使用することが考えられているが、バ
スケット2の構造材に固定中性子吸収材を使用しただけ
では、核燃料物質の未臨界性を維持するための効果が小
さくて、バスケット2の容量を十分に大きくできないと
いう問題があった。また前記図4に示す従来の溶解槽で
は、臨界安全上の問題から溶解槽内に2つの細径燃料溶
解部6を設置しており、溶解槽が大型化する上に、燃料
せん断片を2つの細径燃料溶解部6へ分配する分配器7
が必要で、製作コストが嵩むという問題があった。
【0009】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり、その目的とする処は、放射性廃棄物の量を低
減できる上に、バスケットの大きさを大きくしても、溶
解槽の未臨界性を維持でき、製作コストを低減できる
溶解槽を提供しようとする点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、使用済燃料集合体の燃料せん断片を硝
酸等の溶解液により溶解する溶解槽において、1つのバ
スケットを収納する溶解槽本体を有し、同溶解槽本体内
に収納するバスケットを固定中性子吸収材により構成
し、同バスケット内に仕切部材を設置するとともに同仕
切部材を固定中性子吸収材により構成している(請求項
1)。
【0011】前記請求項1記載の溶解槽において、仕切
部材を格子状に形成してもよい(請求項2)。前記請求
項1記載の溶解槽において、仕切部材を十文字状に形成
してもよい(請求項3)。前記請求項1記載の溶解槽に
おいて、仕切部材を円筒状に形成してもよい(請求項
4)。
【0012】前記請求項1乃至4記載の溶解槽におい
て、仕切部材により形成した各区画の内法を10〜20
cmにしてもよい(請求項5)。前記請求項1乃至5記
載の溶解槽において、仕切部材の上端部を溶解液の液面
よりも下方に位置させてもよい(請求項6)。
【0013】
【発明の実施の形態】次に本発明の溶解槽を図1乃至図
3に示す実施例により説明する。図1の(a)は格子状
仕切部材を示す平面図、(b)は同格子状仕切部材を示
す斜視図、(c)は十文字状仕切部材を示す平面図、
(d)は円筒状仕切部材の一例を示す平面図、(e)は
円筒状仕切部材の他の例を示す平面図、図2は本発明の
溶解槽を示す縦断側面図、図3は本発明の溶解槽の適用
例を示す縦断側面図である。
【0014】図1(a)(b)の1が溶解槽本体、2が
溶解槽本体1内において燃料せん断片を収納するバスケ
ットで、同バスケット2は、溶解槽本体1内での溶解液
の攪拌によりバスケット2内外の溶解液濃度を均一に保
つように多孔にしている。そしてバスケット2の片面ま
たは両面には、ボロンステンレス、ハフニウム等の固定
中性子吸収材を貼り合わせにより取付けている。
【0015】3がバスケット2内に設置した仕切部材
で、この仕切部材3は、格子状に形成されている。そし
て仕切部材3も、ボロンステンレス、ハフニウム等の固
定中性子吸収材により構成され、各区画の内法(格子間
隔)が15cm程度に設定され、仕切部材3の上端部が
溶解液の液面よりも下方に位置している。15がバスケ
ット2内の燃料せん断片装荷部である。
【0016】なお上記ハフニウムは、構造材としての強
度を有していないので、ハフニウムをバスケット2及び
仕切部材3の構造材の片面または両面に貼り合わせによ
り取付けている。上記仕切部材3により形成される各区
画の内法(格子間隔)が狭いと、燃料せん断片のうちの
大きなものが仕切部材3の上部に多量に堆積して、核燃
料物質を含む燃料せん断片が燃料せん断片装荷部15に
投入され難くなる。またそれとは逆に仕切部材3により
形成される各区画の内法(格子間隔)が広いと、固定中
性子吸収材としての効果が減少する。また燃料せん断片
には、特に大きなもの(長さ20cm程度以上のもの)
が存在する可能性があるので、これらの点を考慮して、
各区画の内法(格子間隔)を15cm程度に設定する一
方、仕切部材3の上端部を溶解液の液面4よりも下方に
位置させている。
【0017】図1(c)は十文字状の仕切部材3をバス
ケット2内に設置して燃料せん断片装荷部15を形成し
た他の実施例、図1(d)は3つの円筒状仕切部材3を
バスケット2内に設置して燃料せん断片装荷部15を形
成した他の実施例、図1(e)は1つの円筒状仕切部材
3をバスケット2内に設置して燃料せん断片装荷部15
を形成した他の実施例で、これらの実施例でも、バスケ
ット2及び仕切部材3がボロンステンレス、ハフニウム
等の固定中性子吸収材により構成され、区画の内法が1
5cm程度に設定され、仕切部材3の上端部が溶解液の
液面4よりも下方に位置している。
【0018】図2の8が溶解槽本体1内からバスケット
2を取り出すときに取り外すプラグ(蓋)で、同プラグ
8も、溶解槽セル5(図3参照)に遮へい機能を持たせ
るために厚いコンクリート等により構成されている。1
1が上記溶解槽本体1の周りに設けた金属製加熱ジャケ
ット、12、13がこの金属製加熱ジャケット11の加
熱媒体用配管、14が循環タンクで、この循環タンク1
4は、溶解槽本体1内の溶解液を十分に確保するため
と、溶解槽本体1内の溶解液を循環するためとに設け
られている。
【0019】図3の5が溶解槽セル、10が溶解槽本体
1内の溶解液を下流工程(抽出精製工程)へ送る複数の
ポンプ、16が不溶解物を除去するための複数のフィル
ター、17が溶解液を一時的に貯えておく複数の貯槽で
ある。次に前記図1乃至図3に示す溶解槽の作用を具体
的に説明する。前記図4に示す従来の溶解槽では、硝酸
等の溶解液に硝酸ガドリウム等の可溶性中性子吸収材を
添加していたが、本発明の溶解槽では、バスケット2及
び仕切部材3が固定中性子吸収材により構成されてお
り、硝酸等の溶解液に硝酸ガドリウム等の可溶性中性子
吸収材を添加する必要がなくて、放射性廃棄物の量が低
減する。その際、バスケット2及び仕切部材3が固定中
性子吸収材により構成されているので、バスケット2の
大きさを大きくしても、溶解槽の未臨界性が維持され
る。
【0020】また前記図4に示す従来の溶解槽では、溶
解槽内に2つの細径燃料溶解部6を設置しており、溶解
槽が大型化していたが、本発明の溶解槽では、溶解槽本
体1内に1つのバスケット2を収納するだけであり、溶
解槽本体1が小型化する。しかも前記図4に示す従来の
溶解装置では、燃料せん断片を2つの燃料溶解部6の流
路に分配する分配器(図4の7参照)が必要であった
が、本発明の溶解槽では、上記のように溶解槽本体1内
に1つのバスケット2が収納されるだけであり、分配器
が不要になって、上記のように溶解槽本体1が小型化さ
れる点と相挨って製作コストが低減する。
【0021】
【発明の効果】本発明の溶解槽は前記のようにバスケッ
ト及び仕切部材を固定中性子吸収材により構成してお
り、硝酸等の溶解液に硝酸ガドリウム等の可溶性中性子
吸収材を添加する必要がなくて、放射性廃棄物の量を低
減できる。しかもバスケット及び仕切部材を固定中性子
吸収材により構成しており、バスケットの大きさを大き
くしても、溶解槽の未臨界性を維持できる。
【0022】また溶解槽本体内に1つのバスケットを収
納するだけであり、溶解槽本体を小型化できる。しかも
バスケットが1つだけになるので、分配器を不要にでき
て、溶解槽本体を小型化できる点と相挨って製作コスト
を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は格子状仕切部材を示す平面図、(b)
は同格子状仕切部材を示す斜視図、(c)は十文字状仕
切部材を示す平面図、(d)は円筒状仕切部材の一例を
示す平面図、(e)は円筒状仕切部材の他の例を示す平
面図である。
【図2】本発明の溶解槽を示す縦断側面図である。
【図3】本発明の溶解槽の適用例を示す縦断側面図であ
る。
【図4】従来の溶解槽を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
1 溶解槽本体 2 バスケット 3 仕切部材 4 溶解液の液面 5 溶解槽セル 8 プラグ(蓋) 10 ポンプ 11 加熱ジャケット 12 加熱媒体用配管 13 〃 14 循環タンク 15 燃料せん断片装荷部 16 フィルター 17 貯槽

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用済燃料集合体の燃料せん断片を硝酸
    等の溶解液により溶解する溶解槽において、1つのバス
    ケットを収納する溶解槽本体を有し、同溶解槽本体内に
    収納するバスケットを固定中性子吸収材により構成し、
    同バスケット内に仕切部材を設置するとともに同仕切部
    材を固定中性子吸収材により構成したことを特徴とする
    溶解槽。
  2. 【請求項2】 前記仕切部材を格子状に形成した請求項
    1記載の溶解槽。
  3. 【請求項3】 前記仕切部材を十文字状に形成した請求
    項1記載の溶解槽。
  4. 【請求項4】 前記仕切部材を円筒状に形成した請求項
    1記載の溶解槽。
  5. 【請求項5】 前記仕切部材により形成した各区画の内
    法を10〜20cmにした請求項1乃至4記載の溶解
    槽。
  6. 【請求項6】 前記仕切部材の上端部を前記溶解液の液
    面よりも下方に位置させた請求項1乃至5記載の溶解
    槽。
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