JP5416989B2 - 使用済核燃料物質の供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、使用済核燃料物質の供給方法に係り、特に、原子力発電所で発生する使用済核燃料物質のフッ化工程を含む核燃料再処理方法に適用するのに好適な使用済核燃料物質の供給方法を提供することにある。

近年の原子力産業の状況では、高速増殖炉によるウラン資源利用率の大幅な向上が期待される時期までに、相当の期間が必要とされる。このため、近い将来では、ウランとプルトニウムの混合酸化物燃料（ＭＯＸ）を軽水炉の燃料サイクルで利用することによって、ウラン資源の利用率を高めると共に、プルトニウムを消費していくことが必要である。軽水炉の燃料サイクルにおける再処理製品であるウランは、再利用または一次的な貯蔵のため残留放射能が極微量の高精製度の製品であることが望ましい。また、ＭＯＸにおいても、現行の軽水炉における利用、及び燃料の製造ライン（原料である使用済核燃料物質の粉末を受入れてから燃料集合体が製造されるまでの製造工程のライン）の観点から、高精製度であることが要求される。

現在の再処理技術の主流は、溶媒抽出法を用いたＰＵＬＥＸ法である。この方法では、製品であるウラン、ＭＯＸ（またはプルトニウム）が高精製度で回収される。しかし、ＰＵＬＥＸ法は、主工程において溶媒抽出という大型の分離体系を必要とすること、及び大量の液体放射性廃棄物が発生することから、再処理コストが高くなる傾向にある。このため、ＰＵＬＥＸ法は、経済性を向上させるために、再処理設備の小型化及び放射性廃棄物量の低減を図る必要がある。

乾式再処理技術の１つに、１９８０年代までに開発が継続されたフッ化物揮発法がある。この方法は、小形の設備で高精製度のウランを回収できるという利点がある。しかしながら、この方法は、プルトニウムの生成が難しいという課題がある。

そこで、ＰＵＬＥＸ法の上流にフッ化物揮発法によるウランの分離精製工程を設けることによって、ＰＵＬＥＸ法の設備を小型化すると共に、プルトニウムの生成が難しいというフッ化物揮発法の課題を補う相補的なハイブリッド再処理法であるＦＬＵＯＲＥＸ法の開発が行われている。

ＦＬＵＯＲＥＸ法では、軽水炉に用いられる核燃料物質の大部分を占めるウランのうち、９０％以上をフッ化反応により気体状のＵＦ_６に転換して揮発させ、分離する。すなわち、脱被覆工程で、軽水炉から発生した使用済核燃料物質を粉末状にする。この粉末状の使用済核燃料物質と高濃度のフッ素ガスを塔状のフレーム炉に導入し、１２００℃程度の温度で核燃料物質に含まれるウランをＵＦ_６に転換する。

このＵＦ_６は、蒸留塔及び吸着剤によって精製することができる。得られた製品はウラン濃縮に用いるＵＦ_６の化学形態であるため、得られた製品を、転換施設を介することなくウラン濃縮、及び転換施設で使用することができ、核燃料物質として再利用することができる。ウランの大部分を除去した残りの１０％以下のウラン及びプルトニウム、及び不揮発性のＦＰは、可溶性の酸化物に転換した後、硝酸に溶解され、その後はＰＵＬＥＸ法を用いて精製される。

このＦＬＵＯＲＥＸ法は、火力原子力発電、Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．１２，天野 治ほか、「フッ化物揮発法による再処理技術の開発」、４６頁〜５４頁、２００３年１２月発行に記載されている。

火力原子力発電、Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．１２，天野 治ほか、「フッ化物揮発法による再処理技術の開発」、４６頁〜５４頁、２００３年１２月発行

使用済核燃料物質のフッ化工程では、フッ素を使用するため、水分が混入した場合には、生成された腐食生成物によりフッ化工程で使用する機器（フッ化装置）の腐食が増大し、この腐食した機器の交換頻度が増大することが懸念される。機器の交換頻度が増大することは、使用済核燃料再処理装置の稼働率の低下につながる。このため、フッ化工程への水分の持ち込みを低減する必要がある。

フッ化処理の前処理は、脱被覆工程である。この脱被覆工程では、使用済燃料集合体に含まれる燃料棒内の燃料ペレットを粉末状にする。粉末にされた使用済核燃料物質がフッ化工程に持ち込まれる。脱被覆工程の設備とフッ化工程の設備を切り離し、脱被覆工程からフッ化工程に粉末状の使用済核燃料物質を導入する際に、水分を含む空気のフッ化工程への流入を防ぐために、両工程の各設備がお互いに隔離される。空気に同伴する水分のフッ化工程の設備への同伴を、改善することが望まれる。

本発明の目的は、使用済核燃料再処理装置の稼働率を向上できる使用済核燃料物質の供給方法を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、容器に接続された使用済核燃料物質供給管に設けられた第１弁を開いて容器に接続された使用済核燃料物質排出管に設けられた第２弁を閉じた状態で、容器内に使用済核燃料物質を供給し、第１弁を閉じて第２弁を開いた状態で容器内の使用済核燃料物質をフッ化装置に供給することにある。

容器に使用済核燃料物質供給管を通して使用済核燃料物質を供給しているときに第２弁を閉じ、フッ化装置への使用済核燃料物質の供給のために、容器から使用済核燃料物質を排出しているときに第１弁を閉じるので、使用済核燃料物質供給管とフッ化装置が常に連絡状態になることを防ぐことができる。このため、使用済核燃料物質供給管から水分を含む空気がフッ化装置に連続して供給されることを防止でき、フッ化装置内で、その水分によって生成される腐食生成物の量が低減され、腐食生成物によるフッ化装置の腐食が軽減される。したがって、フッ化装置の交換頻度が低減し、使用済核燃料再処理装置の稼働率が向上する。

本発明によれば、使用済核燃料再処理装置の稼働率を向上させることができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の使用済核燃料物質の供給方法に用いられる使用済核燃料物質供給装置の構成図である。 実施例１の使用済核燃料物質の供給方法を実行する際における、図１に示す使用済核燃料物質供給装置の操作手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例である実施例２の使用済核燃料物質の供給方法に用いられる使用済核燃料物質供給装置の構成図である。 実施例２の使用済核燃料物質の供給方法を実行する際における、図３に示す使用済核燃料物質供給装置の操作手順を示すフローチャートである。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である使用済核燃料物質の供給方法を説明する。この供給方法を説明する前に、本実施例の使用済核燃料物質の供給方法に用いられる使用済核燃料物質供給装置１について説明する。

使用済核燃料物質供給装置１は、粉体供給装置４，９、燃料供給弁５、燃料受入貯槽（第１容器）６、燃料排出弁７、燃料貯槽（第２容器）８、排気装置１２及びヒーター２４を備えている。粉体供給装置４は、一時貯槽３に接続され、連結管１１によって燃料受入貯槽６の上端部に接続される。粉体供給装置４は、内部に、モーター３０によって回転される回転フィーダ２を配置している。燃料供給弁５が連結管１１に設けられる。燃料供給弁５は連結管１１の開閉を行う弁体３８を有する。ヒーター２４が、燃料受入貯槽６を取り囲んで燃料受入貯槽６に設けられる。レベル検出器２３が燃料受入貯槽６に取り付けられる。燃料受入貯槽６の底部に接続された連結管１４が燃料貯槽８の上端部に接続される。レベル検出器３７が燃料貯槽８に設置される。燃料排出弁７が連結管１４に設けられ、燃料排出弁７は連結管１４の開閉を行う弁体３９を有する。粉体供給装置９が燃料貯槽８の底部に接続される。粉体供給装置９は、内部に、モーター１７によって回転される回転フィーダ１６を配置している。粉体供給装置９に接続された燃料排出管３４は、フッ化装置１０に接続される。

排気装置１２が燃料供給弁５の下流で連結管１１に接続される。排気装置１２は、排気管１３、フィルタ１９、排気弁２０及び排風機２１を有する。連結管１１に接続された排気管１３が、排風機２１に接続され、さらに、オフガス処理装置２２に接続される。圧力計２７、フィルタ１９及び排気弁２０が排気管１３に設けられる。Ａｒガス供給弁２６が設けられたＡｒガス供給管１５が、燃料排出弁７よりも上流で連結管１４に接続される。

使用済核燃料再処理装置は、フッ化装置１０、溶媒抽出装置２５、ＵＦ_６精製装置２８、フィルタ２９及び排風機３１等を有する。フッ化装置１０は溶媒抽出装置２５及びＵＦ_６精製装置２８に接続されている。フィルタ２９が設けられた配管３６が、ＵＦ_６精製装置２８に接続され、排風機３１を介してオフガス処理装置２２に接続される。開閉弁３５が設けられた乾燥空気供給管３４がフィルタ２９の下流で配管３６に接続される。

使用済核燃料物質供給装置１を用いたフッ化装置１０への使用済核燃料物質の供給方法を、図１及び図２に基づいて説明する。

脱被覆工程１７において、使用済燃料集合体に含まれる燃料棒が切断され、燃料棒の被覆管内の燃料ペレットが取り出されてこの燃料ペレットが粉末状にされる。粉末にされた使用済核燃料物質が一時貯槽３内に蓄えられる。

燃料排出弁を閉じる（ステップＳ１）。制御装置（図示せず）からの制御指令に基づいて燃料排出弁７が閉じられる。これによって、燃料排出弁７の弁体３９が連結管１４を封鎖する。燃料受入貯槽に使用済核燃料物質を供給する（ステップＳ２）。制御装置が粉体供給装置４のモーター３０を駆動させて回転フィーダ２を回転させる。一時貯槽３内の粉末状の使用済核燃料物質が、回転フィーダ２により搬送されて連結管１１内に排出される。燃料供給弁５が開いているので、連結管１１内に排出された使用済核燃料物質は、燃料受入貯槽６内に供給される。レベル検出器２３が、燃料受入貯槽６内に充填された粉末状の使用済核燃料物質の充填高さを検出する。レベル検出器２３の検出信号を入力する制御装置は、燃料受入貯槽６内での粉末状の使用済核燃料物質の充填高さが第１設定高さになったとき、回転フィーダ２の回転を停止させる。このため、使用済核燃料物質の燃料受入貯槽６内への供給が停止される。使用済核燃料物質の供給と同時に、外部の空気が、一時貯槽３及び粉体供給装置４内を経て燃料受入貯槽６内に供給される。この空気は、水分を含んでいる。

燃料供給弁を閉じる（ステップＳ３）。上記した制御装置は、燃料受入貯槽６内での使用済核燃料物質の充填高さが第１設定高さになったとき、燃料供給弁５を閉じる。連通管１１は、燃料供給弁５の弁体３８によって封鎖される。このため、回転フィーダ２内の使用済核燃料物質が燃料受入貯槽６内に到達することが無くなる。燃料受入貯槽を加熱する（ステップＳ４）。制御装置は、燃料供給弁５が閉じられた後、ヒーター２４に通電させる。ヒーター２４が発熱して燃料受入貯槽６を加熱する。この加熱によって、燃料受入貯槽６内の使用済核燃料物質及び空気が加熱され、使用済核燃料物質に含まれていた水分が蒸気になって燃料受入貯槽６内の空気中に放出される。

燃料受入貯槽内の排気を行う（ステップＳ５）。制御装置は、排風機２１を駆動し、排気弁２０を徐々に設定開度まで開く。燃料受入貯槽６内の空気は、排風機２１で吸引されて排気管１３を通ってオフガス処理装置２２に排気される。排気された空気に含まれた使用済核燃料物質等の固形分は、フィルタ１９で除去される。燃料供給弁５及び燃料排出弁７を閉じた状態で、排風機２１によって燃料受入貯槽６内の空気を排気するので、燃料受入貯槽６内の水分も空気と共に燃料受入貯槽６から排気される。燃料受入貯槽６から排気された空気は、オフガス処理装置２２で処理され、放射能が低減される。Ａｒガスを燃料受入貯槽に供給する（ステップＳ６）。制御装置は圧力計２７で計測した圧力計測値を入力している。この圧力計測値が設定圧力以下に低下したとき、燃料受入貯槽６から所定量の空気が排気されたので、制御装置は、排気弁２０を閉じてＡｒガス供給弁２６を開く。Ａｒガス供給管１５より燃料受入貯槽６内にＡｒガス（不活性ガス）が供給され、燃料受入貯槽６内にＡｒガスが充満される。

使用済核燃料物質を燃料貯槽に供給する（ステップＳ７）。制御装置は、燃料受入貯槽６内がＡｒガスで充満されたときＡｒガス供給弁２６を閉じ、レベル検出器３７で計測された燃料貯槽８内の使用済核燃料物質の充填高さが第４設定値以下になっているとき、すなわち、燃料貯槽８内が実質的に空になっているとき、燃料排出弁７を開く。燃料受入貯槽６内の使用済核燃料物質は、Ａｒガスと共に連結管１４内を燃料貯槽８内に向かって落下する。制御装置は、レベル検出器２３で計測された使用済核燃料物質の燃料受入貯槽６内での充填高さが第２高さになったとき、燃料受入貯槽６内の全ての使用済核燃料物質が燃料貯槽８内に向かって落下したと判定する。燃料受入貯槽６内の全ての使用済核燃料物質が燃料貯槽８内に向かって落下したと判定されたとき、制御装置は燃料排出弁７を閉じる。燃料貯槽８内の容積が燃料受入貯槽６内の容積と同じであるので、燃料受入貯槽６内の全ての使用済核燃料物質が燃料貯槽８内に向かって落下したとき、燃料貯槽８内に充填された使用済核燃料物質の充填高さは第２設定高さになっている。

使用済核燃料物質をフッ化装置に供給する（ステップＳ８）。制御装置は、燃料貯槽８内への使用済核燃料物質の充填が終了したとき、すなわち、レベル検出器３７で計測された燃料貯槽８内における使用済核燃料物質の充填高さが、第４設定高さよりも高い第３設定高さになり、フッ化装置１０での使用済核燃料物質のフッ化処理が終了したとき、粉体供給装置９を駆動する。モーター１７が駆動され、回転フィーダ１６が回転される。燃料貯槽８内の粉末状の使用済核燃料物質が、回転している回転フィーダ１６によって搬送され、燃料排出管３４内に排出される。この使用済核燃料物質は、燃料排出管３４によりフッ化装置１０に供給される。制御装置は、レベル検出器３７で計測された燃料貯槽８内における使用済核燃料物質の充填高さの減少度合いに基づいて、回転フィーダ１６の回転速度、すなわち、モーター１７の回転速度を制御する。この制御によって、フッ化装置１０に供給される粉末状の使用済核燃料物質の供給速度が設定値に調節される。

ステップＳ７において燃料受入貯槽６内の使用済核燃料物質が燃料貯槽８内に排出されて、燃料受入貯槽６内が実質的に空になったとき、すなわち、レベル検出器２３で計測された燃料受入貯槽６内の使用済核燃料物質の充填高さが第２設定値以下になっているとき、制御装置が、燃料排出弁７を閉じる。すなわち、ステップＳ１の操作が行われる。以下、ステップＳ２〜Ｓ８の操作が順次行われる。このように、ステップＳ１〜Ｓ８の使用済核燃料物質の供給操作が繰り返され、脱被覆工程１７で得られた粉末状の使用済核燃料物質が、フッ化装置１０に、順次、供給される。

使用済核燃料物質が供給されたフッ化装置１０内にフッ素（またはフッ素化合物）が供給される。使用済核燃料物質に含まれた大部分（例えば、９０％）のウランが、フッ素と反応して揮発性のＵＦ_６に変換される。生成されたＵＦ_６は、フッ化装置１０からＵＦ_６精製装置２８に供給されて精製される。フッ化装置１０内でのウランとフッ素の反応により発生した、ウラン、プルトニウム及び不揮発性のＦＰのフッ化物は、フッ化残渣として、溶媒抽出装置２５に供給され、硝酸に溶解される。溶媒抽出装置２５では、溶媒抽出法により精製されたプルトニウムが抽出される。

本実施例は、燃料受入貯槽６に接続された連結管１１に燃料供給弁５を設置し、燃料受入貯槽６に接続された連結管１４に燃料排出弁７を設置しているので、燃料受入貯槽６に連結管１１を通して使用済核燃料物質を供給しているときには燃料排出弁７を閉じ、フッ化装置１０への使用済核燃料物質の供給のために、燃料受入貯槽６から燃料貯槽８に使用済核燃料物質を排出しているときには燃料供給弁５を閉じることができる。このため、一時貯槽３とフッ化装置１０が常に連絡された状態になることを防ぐことができる。一時貯槽３から水分を含む空気がフッ化装置１０に連続して供給されることが防止でき、この供給される空気に含まれる水分による、フッ化装置１０内での腐食生成物（例えば、ＨＦ）の発生量が著しく低減される。腐食生成物によるフッ化装置１０の腐食が軽減され、フッ化装置１０の交換頻度が低減する。これは、使用済核燃料再処理装置の稼働率の向上に貢献する。

排気装置１２及びヒーター２４が設置されていない場合でも、一時貯槽３から水分を含む空気がフッ化装置１０に連続して供給されることを防止でき、フッ化装置１０に供給される空気量がフッ化装置１０に供給される使用済核燃料物質と同伴する量だけに減少する。したがって、排気装置１２及びヒーター２４が設置されていない場合でも、フッ化装置１０内での腐食生成物の発生量が著しく低減され、フッ化装置１０の交換頻度が減少し、使用済核燃料再処理装置の稼働率の向上につながる。

本実施例は、燃料受入貯槽６に連絡された排気装置１２を備えているので、フッ化装置１０に持ち込まれる、水分を含む空気の量をさらに低減することができる。この排気装置１２の設置により、燃料供給弁５及び燃料排出弁７がそれぞれ閉じられ、使用済核燃料物質が充填された燃料受入貯槽６が外部と隔離された状態で、燃料受入貯槽６内の空気を外部に排出することができる。このため、燃料受入貯槽６内の水分を含む空気がフッ化装置１０に供給されることを防ぐことができ、フッ化装置１０への空気の供給量がさらに低減される。排気装置１２の設置により、フッ化装置１０内で生成される腐食性生物の量がさらに減少し、フッ化装置１０の腐食の度合いがさらに低減される。使用済核燃料再処理装置の稼働率がさらに向上する。

本実施例は、燃料受入貯槽６にヒーター２４を取り付けているので、燃料貯槽６内に供給された使用済核燃料物質を加熱することができる。脱被覆工程１７で得られた粉末状の使用済核燃料物質は、一時貯槽３内に供給されるとき、及び一時貯槽３内に貯蔵されているときに水分を含む空気と接触するので、一時貯槽３内に存在する使用済核燃料物質はその水分を吸収している。燃料受入貯槽６内で使用済核燃料物質がヒーター２４で加熱することによって、使用済核燃料物質に含まれている水分が蒸発して燃料受入貯槽６内の空気中に放出される。燃料受入貯槽６内の空気が、前述したように、排気装置１２によって燃料受入貯槽６外に排出されるとき、使用済核燃料物質から放出された水分（蒸気）も一緒に排気される。このため、フッ化装置１０に供給される使用済核燃料物質は水分を含んでいないので、フッ化装置１０内で腐食生成物がほとんど発生しなくなる。フッ化装置１０の腐食の度合いが著しく低減される。使用済核燃料再処理装置の稼働率がさらに向上する。

本実施例は、燃料供給弁５、燃料排出弁７、排気装置１２及びヒーター２４を備えているので、フッ化装置１０の交換頻度が大幅に低減され、使用済核燃料再処理装置の稼働率が大幅に増大する。

本発明の他の実施例である使用済核燃料物質の供給方法を説明する。この供給方法を説明する前に、本実施例の使用済核燃料物質の供給方法に用いられる使用済核燃料物質供給装置１Ａについて説明する。

使用済核燃料物質供給装置１Ａは、使用済核燃料物質供給装置１において燃料受入貯槽６を一対設け、燃料貯槽８を除去した構成を有する。使用済核燃料物質供給装置１Ａの構成を、使用済核燃料物質供給装置１と異なる部分について説明する。

一時貯槽３に接続される粉体供給装置４Ａは、回転フィーダ２Ａ，２Ｂを有する。回転フィーダ２Ａはモーター３０Ａに連結され、回転フィーダ２Ｂはモーター３０Ｂに連結される。回転フィーダ２Ａと回転フィーダ２Ｂは、一時貯槽３から供給される使用済核燃料物質を逆方向に搬送する。外面にヒーター２４Ａが取り付けられた燃料受入貯槽６Ａが、燃料供給弁５Ａを設けている連結管１１Ａによって、粉体供給装置４Ａの回転フィーダ２Ａ側に接続される。外面にヒーター２４Ｂが取り付けられた燃料受入貯槽６Ｂが、燃料供給弁５Ｂを設けている連結管１１Ｂによって、粉体供給装置４Ａの回転フィーダ２Ｂ側に接続される。燃料供給弁５Ａに弁体３８Ａが設けられ、燃料供給弁５Ｂに弁体３８Ｂが設けられる。

粉体供給装置９Ａは、回転フィーダ１６Ａ，１６Ｂを有する。回転フィーダ１６Ａはモーター１７Ａに連結され、回転フィーダ１６Ｂはモーター１７Ｂに連結される。燃料受入貯槽６Ａが、燃料排出弁７Ａを設けている連結管１４Ａによって、粉体供給装置９Ａの回転フィーダ１７Ａ側に接続される。燃料受入貯槽６Ｂが、燃料排出弁７Ｂを設けている連結管１４Ｂによって、粉体供給装置９Ａの回転フィーダ１６Ｂ側に接続される。粉体供給装置９Ａの軸方向の中央部で粉体供給装置９Ａに接続された燃料排出管３４が、フッ化装置１０に接続される。燃料排出弁７Ａに弁体３９Ａが設けられ、燃料排出弁７Ｂに弁体３９Ｂが設けられる。

排気装置１２の排気管１３が、分岐されて、燃料供給弁５Ａの下流で連結管１１Ａに、燃料供給弁５Ｂの下流で連結管１１Ｂにそれぞれ接続される。排気管１３の分岐された部分に、排気弁２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ設けられる。Ａｒガス供給管１５が、分岐されて、燃料排出弁７Ａの上流で連結管１４Ａに、燃料排出弁７Ｂの上流で連結管１４Ｂにそれぞれ接続される。Ａｒガス供給管１５の分岐された部分に、Ａｒガス供給弁２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ設けられる。

使用済核燃料物質供給装置１Ａを用いたフッ化装置１０への使用済核燃料物質の供給方法を、図３及び図４に基づいて説明する。図４に示すステップＳ１１〜Ｓ１７の各操作は前述のステップＳ１〜Ｓ６及びＳ８の各操作と同じであり、ステップＳ２１〜Ｓ２７の各操作も前述のステップＳ１〜Ｓ６及びＳ８の各操作と同じである。使用済核燃料物質供給装置１Ａが燃料貯槽８を設けていない関係上、本実施例ではステップ７の操作が行われない。

制御装置（図示せず）によって燃料排出弁７Ａが閉じられる（ステップＳ１１）。燃料受入貯槽６Ａに使用済核燃料物質を供給する（ステップＳ１２）。制御装置の制御によって粉体供給装置４Ａのモーター３０Ａが駆動され、回転フィーダ２Ａが回転される。一時貯槽３内の粉末状の使用済核燃料物質が、回転フィーダ２Ａにより搬送され、連結管１１Ａを通って燃料受入貯槽６Ａ内に供給される。レベル検出器２３Ａで検出した、燃料受入貯槽６Ａ内に充填された使用済核燃料物質の充填高さが、制御装置に入力される。制御装置は、燃料受入貯槽６Ａ内の使用済核燃料物質の充填高さが第１設定高さになったとき、回転フィーダ２Ａの回転を停止させ、燃料受入貯槽６Ａ内への使用済核燃料物質の供給を停止させる。

燃料供給弁５Ａを閉じる（ステップＳ１３）。上記した制御装置は、燃料受入貯槽６Ａ内での使用済核燃料物質の充填高さが第１設定高さになったとき、燃料供給弁５Ａを閉じる。燃料受入貯槽６Ａを加熱する（ステップＳ１４）。制御装置は、燃料供給弁５Ａが閉じられた後、ヒーター２４Ａに通電させる。燃料受入貯槽６Ａがヒーター２４Ａによって加熱され、燃料受入貯槽６Ａ内の使用済核燃料物質及び空気も加熱される。

燃料受入貯槽６Ａ内の排気を行う（ステップＳ１５）。制御装置は、排風機２１を駆動し、排気弁２０Ａを徐々に設定開度まで開く。燃料受入貯槽６Ａ内の空気は、加熱により使用済核燃料物質から放出された水分（蒸気）を含んで、排気管１３を通ってオフガス処理装置２２に排気される。Ａｒガスを燃料受入貯槽６Ａに供給する（ステップＳ１６）。制御装置は、圧力計２７で計測した圧力計測値が設定圧力以下に低下したとき、排気弁２０Ａを閉じてＡｒガス供給弁２６Ａを開く。Ａｒガス供給管１５より燃料受入貯槽６Ａ内にＡｒガスが供給される。

使用済核燃料物質をフッ化装置に供給する（ステップＳ１７）。制御装置は、燃料受入貯槽６Ａ内にＡｒガスが充填された後、燃料排出弁７Ａを開いてモーター１７Ａを駆動させる。回転フィーダ１６Ａが回転されて、燃料受入貯槽６Ａ内の粉末状の使用済核燃料物質が、回転している回転フィーダ１６Ａによって燃料排出管３４内に排出される。この使用済核燃料物質は、燃料排出管３４によりフッ化装置１０に供給される。制御装置は、実施例１と同様に、レベル検出器２３Ａで計測した使用済核燃料物質の充填高さの減少度合いに基づいて、実施例１と同様に、回転フィーダ１６Ａの回転速度を制御し、フッ化装置１０への使用済核燃料物質の供給速度を調節する。

制御装置は、レベル検出器２３Ｂで計測した燃料受入貯槽６Ｂ内の使用済核燃料物質の充填高さが、燃料受入貯槽６Ｂ内が実質的に空であることを示す第２設定高さになっていて、燃料供給弁５Ａが閉じられているとき、燃料排出弁７Ｂを閉じる（ステップＳ２１）。燃料受入貯槽６Ｂに使用済核燃料物質を供給する（ステップＳ２２）。制御装置は、粉体供給装置４Ａのモーター３０Ｂを駆動させて、回転フィーダ２Ｂを回転させる。一時貯槽３内の粉末状の使用済核燃料物質が、回転フィーダ２Ｂにより搬送され、連結管１１Ｂを通って燃料受入貯槽６Ｂ内に供給される。レベル検出器２３Ｂで検出した、燃料受入貯槽６Ｂ内に充填された使用済核燃料物質の充填高さが第１設定高さになったとき、制御装置は、回転フィーダ２Ｂの回転を停止させ、燃料受入貯槽６Ｂ内への使用済核燃料物質の供給を停止させる。

燃料供給弁５Ｂを閉じる（ステップＳ２３）。制御装置は、燃料受入貯槽６Ｂ内での使用済核燃料物質の充填高さが第１設定高さになったとき、燃料供給弁５Ｂを閉じる。燃料受入貯槽６Ｂを加熱する（ステップＳ２４）。制御装置は、燃料供給弁５Ｂが閉じられた後、ヒーター２４Ｂに通電させる。燃料受入貯槽６Ｂが加熱され、燃料受入貯槽内の使用済核燃料物質及び空気も加熱される。

燃料受入貯槽６Ｂ内の排気を行う（ステップＳ２５）。制御装置は、排風機２１を駆動し、排気弁２０Ｂを徐々に設定開度まで開く。燃料受入貯槽６Ｂ内の、使用済核燃料物質から放出された水分（蒸気）を含む空気は、排気管１３を通ってオフガス処理装置２２に排気される。Ａｒガスを燃料受入貯槽６Ｂに供給する（ステップＳ２６）。制御装置は、圧力計２７で計測した圧力計測値が設定圧力以下に低下したとき、排気弁２０Ｂを閉じてＡｒガス供給弁２６Ｂを開く。Ａｒガス供給管１５より燃料受入貯槽６Ｂ内にＡｒガスが供給される。

使用済核燃料物質をフッ化装置に供給する（ステップＳ２７）。制御装置は、燃料受入貯槽６Ｂ内にＡｒガスが充填された後、燃料排出弁７Ｂを開いてモーター１７Ｂを駆動させる。回転フィーダ１６Ｂが回転されて、燃料受入貯槽６Ｂ内の粉末状の使用済核燃料物質が、回転している回転フィーダ１６Ｂによって燃料排出管３４内に排出される。この使用済核燃料物質は、燃料排出管３４によりフッ化装置１０に供給される。

制御装置は、レベル検出器２３Ａで計測した燃料受入貯槽６Ａ内の使用済核燃料物質の充填高さが、燃料受入貯槽６Ａ内が実質的に空であることを示す第２設定高さになっていて、燃料供給弁５Ｂが閉じられているとき、燃料排出弁７Ａを閉じる（ステップＳ１１）。これ以降、ステップＳ１２〜Ｓ１７の各操作が実施され、燃料受入貯槽６Ａからフッ化装置１０に使用済核燃料物質が供給される。

本実施例は、制御装置の制御によって、ステップＳ１１〜Ｓ１７の各操作、及びステップＳ２１〜Ｓ２７の各操作が交互に繰り返されることによって、燃料受入貯槽６Ａからフッ化装置１０への使用済核燃料物質の供給及び燃料受入貯槽６Ｂからフッ化装置１０への使用済核燃料物質の供給が交互に行われる。これによって、燃料受入貯槽６Ａ及び燃料受入貯槽６Ｂからフッ化装置１０へ使用済核燃料物質が連続的に供給される。

本実施例も、実施例１で生じた各効果を得ることができる。

本発明は、核燃料再処理装置に適用することができる。

１，１Ａ…使用済核燃料物質供給装置、２，２Ａ，２Ｂ，１６，１６Ａ，１６Ｂ…回転フィーダ、４，４Ａ，９，９Ａ…粉体供給装置、５，５Ａ，５Ｂ…燃料供給弁、６，６Ａ，６Ｂ…燃料受入貯槽、７，７Ａ，７Ｂ…燃料排出弁、８…燃料貯槽、１０…フッ化装置、１２…排気装置、１３…排気管、１５…Ａｒガス供給管、２０，２０Ａ，２０Ｂ…排気弁、２１…排風機、２３，２３Ａ，２３Ｂ，３７…レベル検出器、２４，２４Ａ，２４Ｂ…ヒーター。

Claims (9)

1. 第１容器に接続された使用済核燃料物質供給管に設けられた第１弁を開いて前記第１容器に接続された使用済核燃料物質排出管に設けられた第２弁を閉じた状態で、前記第１容器内に使用済核燃料物質を供給し、前記第１弁及び前記第２弁が閉じられた状態で、前記使用済核燃料物質が充填された前記第１容器内に存在する空気を前記第１容器の外に排出し、前記第１容器内の前記空気が排出された後、前記第１弁及び前記第２弁が閉じられた状態で、前記第１容器内に不活性ガスを充填し、前記不活性ガスの充填後、前記第１弁を閉じて前記第２弁を開いている状態で前記第１容器内の前記使用済核燃料物質を、前記使用済核燃料物質排出管に接続された第２容器に供給し、前記第２弁を閉じた状態で、前記第２容器内に存在する前記使用済核燃料物質をフッ化装置に供給することを特徴とする使用済核燃料物質の供給方法。
2. 前記第１弁及び前記第２弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が内部に充填された前記容器を加熱する請求項１に記載の使用済核燃料物質の供給方法。
3. 前記第１弁及び前記第２弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が内部に充填された前記容器を前記の空気の排出前に加熱する請求項１に記載の使用済核燃料物質の供給方法。
4. 前記第２容器から前記フッ化装置に前記使用済核燃料物質を供給しているとき、第１弁が開いて前記第２弁が閉じている状態で、前記第１容器内に前記使用済核燃料物質を供給する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の使用済核燃料物質の供給方法。
5. 第１容器に接続された第１使用済核燃料物質供給管に設けられた第１弁を開いて前記第１容器に接続された第１使用済核燃料物質排出管に設けられた第２弁を閉じた状態で、前記１容器内に使用済核燃料物質を供給し、前記第１弁及び前記第２弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が充填された前記第１容器内に存在する空気を前記第１容器の外に排出し、前記第１容器内の前記空気が排出された後、前記第１弁及び前記第２弁が閉じられている状態で、前記第１容器内に不活性ガスを充填し、前記第１容器への前記不活性ガスの充填後、前記第１弁を閉じて前記第２弁を開いている状態で前記第１容器内の前記使用済核燃料物質を、フッ化装置に供給し、
   前記第１容器とは別の第２容器に接続された第２使用済核燃料物質供給管に設けられた第３弁を開いて前記第２容器に接続された第２使用済核燃料物質排出管に設けられた第４弁を閉じた状態で、前記２容器内に使用済核燃料物質を供給し、前記第３弁及び前記第３弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が充填された前記第２容器内に存在する空気を前記第２容器の外に排出し、前記第２容器内の前記空気が排出された後、前記第３弁及び前記第４弁が閉じられている状態で、前記第２容器内に不活性ガスを充填し、前記第２容器への前記不活性ガスの充填後、前記第３弁を閉じて前記第４弁を開いている状態で前記第２容器内の前記使用済核燃料物質を、前記フッ化装置に供給し、
   前記第１容器から前記フッ化装置への前記使用済核燃料物質の供給、及び前記第２容器から前記フッ化装置への前記使用済核燃料物質の供給を交互に行うことを特徴とする使用済核燃料物質の供給方法。
6. 前記第１弁及び前記第２弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が内部に充填された前記第１容器を加熱する請求項５に記載の使用済核燃料物質の供給方法。
7. 前記第１弁及び前記第２弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が内部に充填された前記第１容器を前記の空気の排出前に加熱する請求項５に記載の使用済核燃料物質の供給方法。
8. 前記第３弁及び前記第４弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が内部に充填された前記第２容器を加熱する請求項５に記載の使用済核燃料物質の供給方法。
9. 前記第３弁及び前記第４弁が閉じられている状態で、前記使用済核燃料物質が内部に充填された前記第２容器を前記の空気の排出前に加熱する請求項８に記載の使用済核燃料物質の供給方法。

Images