JP4500224B2

JP4500224B2 - 使用済制御棒の減容システム、及びその方法

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Publication number: JP4500224B2
Application number: JP2005195461A
Authority: JP
Inventors: 森男佐藤; 龍之表; 正義園部; 房明小沢; 賢寿中島
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2025-07-04
Also published as: JP2007010632A

Description

本発明は、原子力発電所の原子炉から取り出した使用済の制御棒（以下ＣＲという）を減容する技術に関する。

原子力発電所の原子炉で出力を調節するために用いられる制御棒２０（図３参照）は、消耗部品として所定の使用期間が経過すると適宜新品の制御棒に交換される。そして、取り出された使用済の制御棒２０は、放射能汚染されているために、公知の方法により安全に処分されることになる。ところで、制御棒２０は図４に示されるように断面が十字形状をしているので、使用済の制御棒の数量がまとまると嵩張って、放射能汚染物質を収納する容器をすぐに満杯にしてしまう問題がある。

そこで、使用済の制御棒２０は、占有する容積を減少（以下、減容という）させるために、適当に分割される。この分割作業は、作業者の被曝低減のためプール等の水中で、プラズマ方式等を採用した熱切断部により遠隔操作して行なわれる。
従来における使用済の制御棒２０の減容方法は、１つの熱切断手段を用いて次のようにして行われていた。

まず、図３に示される制御棒２０を９０°ずつ回転させながら、ベロシティリミット部２５がブレード部２３と４箇所で結合している部分（Ｐ₁〜Ｐ₄部分）を、１箇所ずつ熱切断し、ベロシティリミット部２５を制御棒２０の本体から切り離す。引き続いて、４枚のブレード部２３を十文字型に結合しているタイロッド部２２を熱切断し、２枚のブレードが結合した断面Ｌ型の切断片にする。そして、この断面Ｌ型の切断片の山と谷を重ねて収納すれば、使用済の制御棒２０を減容して保管することが可能になる。なお、文献公知発明として、使用済燃料チャンネルボックスを減容する技術が開示されている特許文献１が挙げられる。
特開昭６２−１７４６９６号公報（第３−４頁、図８）

従来の制御棒の減容方法では、前記したように１つの熱切断手段でベロシティリミット部２５の切断後にタイロッド部２２の切断を行っていたため、ベロシティリミット部２５又はタイロッド部２２のいずれか一方の切断作業が行われているときは、後続の制御棒２０の作業は完全な待ち状態となり、作業効率が低い問題があった。
また、ベロシティリミット部２５の切断も熱切断方式を採用していたので、プール内に微粒子が大量に発生し、これを回収するフィルタに負荷が多くかかり、フィルタの交換頻度が高くなる問題があった。

本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、使用済の制御棒の減容作業を効率よく実施するとともに、この減容作業に伴い発生する微粒子を低減させる技術を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明は、原子力発電所の原子炉から取り出された使用済の制御棒を水が満たされたプールで減容するシステムにおいて、前記制御棒の長手方向の末端部を切断して端部切断棒にする第１切断部と、前記第１切断部とは異なる位置に配置され前記端部切断棒を長手方向に沿って切断して縦切断片にする第２切断部と、前記制御棒及び／又は前記端部切断棒を載置するラックと、前記縦切断片を収納する収納容器と、前記制御棒、前記端部切断棒又は前記縦切断片を、前記第１切断部、前記第２切断部、前記ラック及び前記収納容器に対し、相互に搬送することが可能な搬送部と、を備え、前記第１切断部は刃物を移動するせん断により前記切断を実行し、前記第２切断部は前記プールの内部において隔離された空間内で前記切断を実行するようになっており、前記第２切断部における前記切断が終了するまでの期間、前記搬送部は、前記第１切断部に前記制御棒を搬送し、前記第１切断部における前記切断の実行後に、切断された前記端部切断棒を前記ラックに搬送することを特徴とする。

かかる構成により、制御棒の末端部の切断と長手方向に沿った切断とをそれぞれ第１切断部と第２切断部とにおいて別個の工程として並行して同時に行うことができる。さらに、第１切断部における切断の工程が終了した端部切断棒は、第２切断部が作業中であっても、ラックに待機させることができるので、他の制御棒に対する第１切断部の工程を継続させることができる。これにより、多数の制御棒の減容作業を効率的に短期間に実施することができる。
また、前記第１切断部が刃物で構成されることにより、制御棒の横切断時にともなう微粒子の発生量を低減することができる。さらに、第２切断部が隔壁により囲まれているので発生した微粒子が外部に拡散することを抑制できる。

本発明によれば、制御棒のも端部の切断と縦切断とを別個の工程で実施することができるようにしたので、使用済の制御棒の減容作業を効率よく実施するとともに、この減容作業に伴い発生する微粒子を低減させる技術を提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、使用済制御棒の減容システムＳ（以下、単に減容システムＳという）は、ＣＲ搬送部（搬送部）３０と、ＶＬ切断ユニット（第１切断部）４０、ＴＲ切断ユニット（第２切断部）５０、ラック６０、収納容器７０と、図示しないシステム制御装置と、から構成されている。なお、このような減容システムＳは、作業者の被曝低減のため、水中で遠隔操作により行なえるよう、水を満たしたプールＬに配置されるものである。

（制御棒２０の説明）
制御棒２０（以下、ＣＲ：Control Rodと記載する場合がある）は、図３に示すように、ハンドル部２１、タイロッド部２２（以下、ＴＲ（Tie Rod）と記載する場合がある。）、ブレード部２３、コネクト部２４、ベロシティリミット部２５（以下、ＶＬ（Velocity limit）と記載する場合がある。）から構成されている。なお図３は、制御棒２０の中央部分を省略して長手方向の両端部分のみを示すとともに、通常は露出していない断面構造が明示されている。なお、以降において制御棒２０は、減容システムＳの各工程において切断された状態を区別するために、ベロシティリミット部２５が切断された状態をＶＬ切断棒（端部切断棒）２０ｂ、さらにタイロッド部２２が切断された状態をＴＲ切断片（縦切断片）２０ｃ、どこも切断されていない状態を制御棒２０ａのように区別して示すが、特にこれらを区別せずに総称したい場合は、単に、制御棒２０と記載することにする。

ハンドル部２１は、重機を用いて制御棒２０を炉心に取り付けたり、外したり、移送する際に、この重機により把持される部分である。
タイロッド（ＴＬ）部２２は、図４にその断面が示されているように、４枚の後記するブレード部２３が形成する断面十字形状の中心になるように、ブレード部２３の一端部を固定するものである。
ブレード部２３は、核燃料が入っているチャンネルボックス（図示せず）の複数が配置されている間隙に出し入れされて、核燃料の核***を制御するものである。ブレード部２３の内部には、核***に伴い発生する中性子を吸収する多数の中性子吸収棒２６，２６…が、制御棒２０の長手方向に沿って配置されている。

コネクト部２４は、制御棒２０の長手方向の末端部に設けられ、この制御棒２０と原子炉の制御棒駆動機構（図示せず）とを連結させるものである。
ベロシティリミット（ＶＬ）部２５も、制御棒２０の長手方向の末端部に設けられている。ベロシティリミット（ＶＬ）部２５は、制御棒２０を移送している最中に万が一落下しても、このベロシティリミット（ＶＬ）部２５が水の抵抗を受けて、制御棒２０の落下速度を抑制する機能を発揮するものである。このようにして、ベロシティリミット部２５は、制御棒２０が落下しても、プールＬの底面や原子炉の内部を破損しないようにする役割を果たす。

（ＣＲ搬送部３０の説明）
ＣＲ搬送部（搬送部）３０は、移動機構部３１と、伸縮部３２と、把持部３３と、回転機構部３４とから構成されている。そして、ＣＲ搬送部３０は、図１のａ〜ｄの各工程に示すように、制御棒２０を、ＶＬ切断ユニット４０、ＴＲ切断ユニット５０、ラック６０及び収納容器７０の相互間で搬送するものであり、制御棒２０の位置を垂直方向に変位可能に把持することができるものである。またＣＲ搬送部３０は、目視または水中カメラ等で、把持部３３と制御棒２０の位置関係を確認しつつ、システム制御装置（図示せず）により遠隔操作されるものである。

移動機構部３１は、水が満たされているプールＬの水面上を水平方向に移動して、ＣＲ搬送部３０を、ＶＬ切断ユニット４０、ＴＲ切断ユニット５０、ラック６０及び収納容器７０の直上に位置させるものである。
伸縮部３２は、自身が伸縮することにより、その先端に設けられた把持部３３を垂直方向に移動させるものである。これにより、制御棒２０を、プールＬ内に設けられているそれぞれの機器（ラック６０、ＶＬ切断ユニット４０、ＴＲ切断ユニット５０、収納容器７０）に出し入れさせるものである。

把持部３３は、制御棒２０を把持及び開放するものである。そして、把持部３３は、図１に示されるように、２つの独立した水圧シリンダから構成され、これを作動させることにより制御棒２０の隣り合った２枚のブレード部２３の２箇所を挟み込んで把持するものである。また、これら２つの水圧シリンダは、独立で作動していずれか１箇所のみで制御棒２０を把持することも可能である。
回転機構部３４は、把持部３３を、タイロッド部２２（図４）が中心軸となるように制御棒２０を回転させて角度を任意に変更するものである。

（ＶＬ切断ユニット４０の説明）
ＶＬ切断ユニット（第１切断部）４０は、第１固定部４１と、第１切断手段４２と、ＶＬ収納容器４３とから構成されている。そして、ＶＬ切断ユニット４０は、ベロシティリミット部２５がブレード部２３と結合している４箇所の結合部（図３中、Ｐ₁〜Ｐ₄）を切断し、ベロシティリミット部２５及びコネクト部２４を含む末端部を制御棒２０ａの本体から切り離すものである。

第１固定部４１は、ＶＬ切断ユニット４０に対して、制御棒２０ａを固定したり開放したりすることを自在に達成するものである。
第１切断手段４２は、図５に示されるように、固定刃４２ａと移動刃（刃物）４２ｂとから構成され、水圧シリンダ等により両者を前進させてベロシティリミット部２５とブレード部２３の結合部（Ｐ₁〜Ｐ₄）をせん断するものである。そして、図５（ａ）（ｂ）に示すように、これら結合部（Ｐ₁〜Ｐ₄）のうち一箇所を切断すると、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、固定刃４２ａと移動刃４２ｂとが後退するとともに、回転機構部３４（図１参照）により制御棒２０ａが９０°回転し、隣の結合部（図ではＰ₂）が刃の間に位置する。これらの動作を繰り返すことにより、図５（ｅ）（ｆ）に示すように、結合部（Ｐ₁〜Ｐ₄）はせん断されて、ベロシティリミット部２５は、制御棒２０ａの本体から切り離されることになる。

なお、このような移動刃４２ｂが前進または後退すると、固定刃４２ａ側や移動刃４２ｂ側に設けられているリミットスイッチ（図示せず）が作動して、結合部（Ｐ₁〜Ｐ₄）の切断が完了したか否かが検出される。
このようなせん断方式により、ベロシティリミット部２５を制御棒２０ａの本体から切り離す方法によれば、熱切断方法に対比して、切断時に発生する切り粉やドロスなどの生成量を低減できる特徴がある。よって、ＶＬ切断ユニット４０には、そのような切り粉やドロスなどを回収するフィルタ等や、プールＬ中に拡散することを防止するための隔壁を設置する必要は特にない。

ＶＬ収納容器４３は、第１切断手段４２により制御棒２０ａの本体から切り離されたベロシティリミット部２５を受けるものである。また、せん断時に発生する切り屑等も、自由落下により、このＶＬ収納容器４３に捕獲される。ベロシティリミット部２５が切り離されて落下すると、ＶＬ収納容器４３に設けられた図示しない近接センサが、落下したベロシティリミット部２５を検知して、この切断が終了したことが認識される。

（ＴＲ切断ユニット５０の説明）
ＴＲ切断ユニット（第２切断部）５０は、第２固定部５１、熱切断手段５２、隔壁５３、浄化手段５４、ガス回収ポート５５から構成されている。そして、ＴＲ切断ユニット５０は、図１の二点鎖線内に示すように、ベロシティリミット部２５を切り離したＶＬ切断棒２０ｂを、長手方向に沿って切断し、２枚のブレード部２３，２３がＬ型断面となるような２組のＴＲ切断片２０ｃにするものである。
なお、このＴＲ切断ユニット５０における作業工程は、ＶＬ切断ユニット４０の作業工程と対比して時間がかかるものである。そこで、図１では１つした配置されていないＴＲ切断ユニット５０をプールＬ内に複数配置して、複数のＶＬ切断棒２０ｂの縦切断処理を、同時に並行して行えるようにしてもよい。

第２固定部５１は、載置台５６に直立した状態で載置されたＶＬ切断棒２０ｂを動かないように固定するものである。第２固定部５１は、図４に示すように、それぞれブレード部２３，２３を把持する複数（図では２つ）の把持手段５１ａ，５１ｂにより構成されている。

熱切断手段５２は、プラズマ切断器等のように熱的に切断する手段であって、図６（ｂ）に示すように、ＶＬ切断棒２０ｂの長手方向に沿って配置されたレール５７にガイドされて上下方向に移動するものである。この熱切断手段５２の先端部は、図６（ｄ）（ｅ）に示すように、タイロッド部２２に近接するとともに、上下方向に移動してこのタイロッド部２２を切断するので、ＶＬ切断棒２０ｂが２つのＬ字形のＴＲ切断片２０ｃ，２０ｃに分離される。

隔壁５３は、熱切断手段５２の使用により水中に発生して高放射性の微粒子（ドロス）がプールＬの全体に拡散するのを防止する役目を果たすものである。すなわち、隔壁５３は、ＶＬ切断棒２０ｂの切断を行うＴＲ切断ユニット５０の内部空間を密閉状態にして、プールＬから隔離するものである。
隔壁５３には開閉扉５８が設けられており、この開閉扉５８が閉じた状態では、図６（ｂ）に示すようにＴＲ切断ユニット５０の内部は密閉状態となり、切断時に発生したドロス等は、プールＬ内に散乱しない。
一方、この開閉扉５８を開いた状態にして、図６（ａ）に示すようにＣＲ搬送部３０により移送されてきたＶＬ切断棒２０ｂを載置台５６に直立した状態で挿入したり、図６（ｃ）に示すように切断したＴＲ切断片２０ｃを搬出したりする。なお、載置台５６にＶＬ切断棒２０ｂが載置されると、切断が終了してＴＲ切断片２０ｃの搬出が開始されるまで、ＣＲ搬送部３０は、ＴＲ切断ユニット５０から退避している。このように、ＣＲ搬送部３０が退避している間は、図６（ｂ）に示すように開閉扉５８が閉じられてＴＲ切断ユニット５０は密閉性が保たれた状態になっている。

浄化手段５４は、隔壁５３に設けられ、密閉状態にあるＴＲ切断ユニット５０の内部に浮遊する微粒子をポンプＰの吸引力によりフィルタＦで除去し、浄化された水をプールＬ内に排出するものである。そして、この排出された量に相当する水が、プールＬから吸引口５９を経てＴＲ切断ユニット５０の内部に吸引されることになる。
なお、ポンプＰの流量は、ＴＲ切断ユニット５０の内部容積などを考慮して、ポンプ作動時間を適切に設定することにより行われる。そして、この作動状況が、シーケンサまたはソフトウェアなどでモニタされて、作業者に認識される。また、この浄化手段５４により、ＴＲ切断ユニット５０の内部の浄化作業が終了するまでは、微粒子のプールＬ内への拡散防止のため、開閉扉５８は開かないこととする。
ガス回収手段５５は、熱切断手段５２がプラズマ切断方式などであれば、これに使用するガス（Ａｒガス等）又は発生するガスを回収し、ファンｆ等で安全な場所へ排気するか又は処理を行うものである。

（その他の構成要素の説明）
ラック６０は、図２に示されるように、制御棒２０が収納される複数の収納区画６１，６１…を有し、制御棒２０の減容作業における一連の工程において、制御棒２０ａ及びＶＬ切断棒２０ｂが載置される場所である。そして、ＣＲ搬送部３０（図１参照）の動作によりこれら制御棒２０（２０ａ，２０ｂ）がラック６０から出し入れされてＶＬ切断ユニット４０やＴＲ切断ユニット５０に搬送されることになる。
そして、ラック６０の収納区画６１，６１…には固有のアドレスが割り当てられ、搬入されてくる制御棒２０（２０ａ，２０ｂ）の対応付けがなされて、後記するシステム制御装置内の記憶装置で管理されている。このため、ラック６０のどの収納区画６１に制御棒２０（２０ａ，２０ｂ）がそれぞれ何本ずつ留置されているかといった情報を適時確認できるようになっている。

収納容器７０は、使用済の制御棒２０ａが一連の工程を経て分割されることで生成したＴＲ切断片２０ｃを収納する容器である。これらＴＲ切断片２０ｃ、２０ｃ…は、断面Ｌ型の山と谷を重ねて収納容器７０に収容されることにより、制御棒２０ａの容積の低減（減容）が図られることになる。

システム制御装置（図示せず）は、減容システムＳを構成する各機器全体の運行管理をシーケンサやソフトウェアと協働して実行するものであり、具体的には、ＣＲ搬送部３０における水平方向の移動及び把持部３３の垂直方向の移動・把持・開放動作、ＶＬ切断ユニット４０における第１固定部４１の保持・開放、第１切断手段４２の切断動作、ＴＲ切断ユニット５０における開閉扉５８の開閉、第２固定部５１の保持・開放、熱切断手段５２の切断、ポンプＰの動作、及びラック６０や収納容器７０における制御棒２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の在庫情報の管理等を実行するものである。
そして、これら各機器が有するリミットスイッチ又はエンコーダ等のセンサが出力する位置情報や、ポンプＰ等の動作する時間情報等に基づいて、システム制御装置が集中的に管理することによりシステム全体の運行管理を行うものである。

（動作説明）
次に、図７を参照して（適宜、他の図面も参照）、使用済制御棒の減容システムＳの動作を説明するとともに、本発明に係る使用済制御棒の減容方法についても説明する。
まず、図２のＡ工程に示されるように、ＣＲ搬送部３０によりラック６０からＶＬ切断ユニット４０に制御棒２０ａを搬送する（ステップＳ１１、以下「ステップ」の記載略）。そして、このＶＬ切断ユニット４０においてベロシティリミット部２５の切断を実行する（Ｓ１２）。

次に、ＴＲ切断ユニット５０の作業状況に応じて、ＶＬ切断棒２０ｂを続けて縦切断するか、又はラック６０に戻すかを判断するが、通常、最初の試行では、ＴＲ切断ユニット５０は不使用状態である。よって、Ｃ工程で示されるように、ＶＬ切断ユニット４０からＴＲ切断ユニット５０にＶＬ切断棒２０ｂが、ＣＲ搬送部３０により搬送される（Ｓ１３）。

このＴＲ切断ユニット５０にＶＬ切断棒２０ｂが搬送されると、ＣＲ搬送部３０は、把持していたＶＬ切断棒２０ｂを開放してＴＲ切断ユニット５０から退避する（Ｓ１４）。次に、開閉扉５８が閉じてＴＲ切断ユニット５０の内部は密閉状態になるとともに、熱切断手段５２が動作してタイロッド部２２の切断を開始する（Ｓ１５）。このように、タイロッド部２２の切断が終了するまでの期間（Ｓ１５〜Ｓ２０）は、ＣＲ搬送部３０がフリーな状態になる。

そこでその間は、図２のＡ工程・Ｂ工程で示されるように、ＣＲ搬送部３０は、ラック６０からＶＬ切断ユニット４０に制御棒２０ａを搬送し、ベロシティリミット部（末端部）２５の横切断を実行し、再びラック６０にＶＬ切断棒２０ｂを搬送して戻すといった作業を実施する（Ｓ１６〜Ｓ１８）。
ＣＲ搬送部３０がＶＬ切断棒２０ｂをラック６０に収納した後に、ＴＲ切断ユニット５０における作業が終了しているか否かが判断され、まだＴＲ切断の実行中であれば（Ｓ１９：Ｎｏ）、ステップＳ１６に戻ってさらにＡ工程・Ｂ工程を繰り返し、ラック６０から他の制御棒２０ａを搬送してＶＬ切断を実行する。

そして、ＴＲ切断が終了していれば（Ｓ１９：Ｙｅｓ）、ＣＲ搬送部３０は、ＴＲ切断ユニット５０から収納容器７０にＴＲ切断片２０ｃを搬送する（Ｓ２１）。このようにして、制御棒２０ａの減容作業の終了命令があるまでは、ステップＳ１１からステップＳ２２までの動作フローが繰り返される（ステップＳ２２：Ｙｅｓ，Ｎｏ）。

このように、本発明に係る使用済制御棒の減容方法では、図２でＡ工程・Ｂ工程として示されるように、制御棒２０ａをラック６０からＶＬ切断ユニット（第１切断部）４０に搬送して、ベロシティリミット部（末端部）２５を切断してＶＬ切断棒（端部切断棒）２０ｂにしてから、このＶＬ切断棒２０ｂをＶＬ切断ユニット４０から前記ラック６０に戻す段階を含んでいる。
また、Ｄ工程で示されるように、ＶＬ切断棒２０ｂをラック６０からＴＲ切断ユニット（第２切断部）５０に搬送し、長手方向に沿って切断してＴＲ切断片（縦切断片）２０ｃにする段階も含んでいる。

このため、このＴＲ切断ユニット５０における縦切断（ＴＲ切断）作業と並行して、ＶＬ切断ユニット４０による末端切断（ＶＬ切断）作業も同時進行させることができることになる。
そして、ＴＲ切断ユニット５０での縦切断（ＴＲ切断）作業が終了すれば、Ｅ工程に進み、ＴＲ切断片２０ｃをＴＲ切断ユニット（第２切断部）５０から収納容器７０に搬送して収納する段階を経れば一連の使用済制御棒の減容作業が達成されることになる。
なお、この一連の作業工程のなかで、ＴＲ切断ユニット５０における工程が長時間を有するが、このＴＲ切断ユニット５０を複数設置して処理能力を高めれば、全体の期間をさらに短縮することも可能である。

また、ＶＬ切断ユニット４０とＴＲ切断ユニット５０との工程の進捗状況によっては、端部切断棒２０ｂがＶＬ切断ユニット４０からＴＲ切断ユニット５０に直接搬送されるＣ工程も許容されることとする。

なお、図７において示した動作フローは、一例を示すものであって、ＣＲ搬送部３０の移動する順番に関しては、ＶＬ切断ユニット４０における作業工程が終了した後に、ＶＬ切断棒２０ｂがＴＲ切断ユニット５０に搬送されるか、もしくは一旦、ラック６０に搬送されて一時留置されてからＴＲ切断ユニット５０に搬送されるかについて、このうちいずれの手順が選択されるかは、作業効率やその他の運行状況を鑑みて判断されることとなる。

このように、本発明に係る使用済制御棒の減容方法によれば、制御棒２０ａの末端部であるベロシティリミット部２５の切断（ＶＬ切断）と、長手方向に沿ったタイロッド部２２の縦切断（ＴＲ切断）とが同時進行することになる。これにより、減容処理の対象となる使用済の制御棒２０ａが大量に存在しても、効率的に、短期間で減容処理を終了させることができる。
さらに、ベロシティリミット部２５の切断（ＶＬ切断）を行うＶＬ切断ユニット４０（第１切断部）に、移動刃（刃物）４２による機構が用いられることにより、切断に伴い発生する微粒子の量を低減させることができる。
そして、タイロッド部２２の縦切断（ＴＲ切断）を行うＴＲ切断ユニット５０（第２切断部）が、隔壁５３により密閉されていることにより、切断時に発生した微粒子のプール内への拡散が防止される。

本発明の実施形態に係る使用済制御棒の減容システムの全体構成を示す側面図である。本発明の実施形態に係る制御棒の減容システムの全体構成を示す上面図である。本発明により減容される以前の状態を示す制御棒の全体斜視図である。本実施形態のＴＲ切断ユニット（第２切断部）に固定された状態を示す、制御棒の断面図である。（ａ）（ｃ）（ｅ）は、制御棒の断面方向から見た、ＶＬ切断ユニット（第１切断部）における制御棒の末端切断（ＶＬ切断）の一連の動作を表した説明図であり、（ｂ）（ｄ）（ｆ）は、刃物の断面方向から見た、同動作を表した説明図である。（ａ）〜（ｃ）は、ＴＲ切断ユニット（第２切断部）の側面方向から見た、制御棒の縦切断（ＴＲ切断）の一連の動作を表した説明図であり、（ｄ）（ｅ）は、制御棒の断面方向から見た、同動作を表した説明図である。本発明の実施形態に係る使用済制御棒の減容方法の動作手順を示すフローチャートある。

符号の説明

２０ａ（２０）制御棒
２０ｂ（２０）ＶＬ切断棒（端部切断棒）
２０ｃ（２０）ＴＲ切断片（縦切断片）
２２タイロッド部（末端部）
２３ブレード部
２５ベロシティリミット部
３０ＣＲ搬送部（搬送部）
４０ＶＬ切断ユニット（第１切断部）
４２ａ固定刃
４２ｂ移動刃（刃物）
５０ＴＲ切断ユニット（第２切断部）
５２熱切断手段
５３隔壁
５４浄化手段
５８開閉扉
６０ラック
７０収納容器
Ｆフィルタ
Ｌプール
Ｓ使用済制御棒の減容システム

Claims

原子力発電所の原子炉から取り出された使用済の制御棒を水が満たされたプールで減容するシステムにおいて、
前記制御棒の長手方向の末端部を切断して端部切断棒にする第１切断部と、
前記第１切断部とは異なる位置に配置され前記端部切断棒を長手方向に沿って切断して縦切断片にする第２切断部と、
前記制御棒及び／又は前記端部切断棒を載置するラックと、
前記縦切断片を収納する収納容器と、
前記制御棒、前記端部切断棒又は前記縦切断片を、前記第１切断部、前記第２切断部、前記ラック及び前記収納容器に対し、相互に搬送することが可能な搬送部と、を備え、
前記第１切断部は刃物を移動するせん断により前記切断を実行し、前記第２切断部は前記プールの内部において隔離された空間内で前記切断を実行するようになっており、
前記第２切断部における前記切断が終了するまでの期間、
前記搬送部は、前記第１切断部に前記制御棒を搬送し、前記第１切断部における前記切断の実行後に、切断された前記端部切断棒を前記ラックに搬送することを特徴とする使用済制御棒の減容システム。
前記第２切断部は、熱切断手段が移動して前記切断が実行されることを特徴とする請求項１に記載の使用済制御棒の減容システム。
前記第２切断部は、さらに、
搬送された前記端部切断棒及び前記熱切断手段を外部から隔てる隔壁と、
前記熱切断手段の使用時に発生した微粒子を回収して第２切断部の内部を浄化する浄化手段と、を備えることを特徴とする請求項２に記載の使用済制御棒の減容システム。
前記搬送部は、前記制御棒、端部切断棒又は縦切断片のうち、いずれか１つを把持してその把持する位置を垂直方向で可変できることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の使用済制御棒の減容システム。
原子力発電所の原子炉から取り出された使用済の制御棒を水が満たされたプールで減容する方法において、
前記制御棒をラックから第１切断部に搬送し、刃物の移動によるせん断により末端部を切断して端部切断棒にする段階と、
前記端部切断棒を第１切断部から前記ラックに戻す段階と、
前記端部切断棒を前記ラックから、前記第１切断部とは異なる位置であって前記プールの内部において隔離された空間内に配置される第２切断部に搬送し、長手方向に沿って切断して縦切断片にする段階と、
前記縦切断片を前記第２切断部から収納容器に搬送して収納する段階と、を含み、
前記第２切断部における前記切断が終了するまでの期間、
前記第１切断部に前記制御棒を搬送し、前記第１切断部における前記切断の実行後に、切断された前記端部切断棒を前記ラックに搬送する段階を含むことを特徴とする使用済制御棒の減容方法。