JP6239279B2 - Molten fuel cutting device and cutting method thereof - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えば原子力発電プラントにおいて、溶融した後に凝固した核燃料(以下、溶融燃料という。)を取り出すために切削する溶融燃料切削装置及びその切削方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a molten fuel cutting apparatus and a cutting method thereof for cutting in order to take out nuclear fuel that has been melted and solidified (hereinafter referred to as molten fuel) in a nuclear power plant, for example.
原子力発電プラントにおける溶融燃料の取出し作業では、一般に溶融した後に凝固した核燃料を取り扱うために臨界安全性を確保することが重要な事項となる。アメリカ合衆国におけるスリーマイル島原子力発電所の事故の知見から、溶融燃料はクラスト(外皮)状、粒径のデブリ状等の様々な形態をとり、溶融燃料を取り出す際は機械的な破砕及び切削が必要になると考えられる。一般に、溶融燃料を取り出すため、溶融燃料を切削するには、ドリルや、その他の切削装置を用いている(例えば、特許文献1参照)。 In the operation of taking out molten fuel in a nuclear power plant, it is generally important to ensure critical safety in order to handle nuclear fuel that has solidified after being melted. Based on the knowledge of the accident at the Three Mile Island nuclear power plant in the United States, molten fuel takes various forms such as crust (outer skin) and particle size debris, and mechanical crushing and cutting are required when removing molten fuel It is thought that it becomes. Generally, in order to take out the molten fuel, a drill or other cutting device is used to cut the molten fuel (for example, see Patent Document 1).
溶融燃料を切削するには、溶融燃料とその周囲の水との割合が変化することから、溶融燃料が臨界に達する可能性がある。そのため、溶融燃料の取出し作業時には、何らかの手段を講じて溶融燃料の未臨界を確保する必要がある。 When cutting the molten fuel, the ratio of the molten fuel and the water around it changes, so the molten fuel may reach a critical level. Therefore, when taking out the molten fuel, it is necessary to take some measures to ensure the subcriticality of the molten fuel.
これまでに検討されてきた手法としては、中性子吸収材を含むゲル状の物質を切削装置から注入する手法や、中性子吸収材で構成した粒子を投入する手法等が挙げられる。しかしながら、これら中性子吸収剤が溶融燃料領域に留まっている量と位置を把握することが臨界管理上の課題となっている(例えば、非特許文献1参照)。 Examples of methods that have been studied so far include a method of injecting a gel-like substance containing a neutron absorber from a cutting device, a method of introducing particles composed of a neutron absorber, and the like. However, grasping the amount and position of these neutron absorbers remaining in the molten fuel region is a problem in critical management (for example, see Non-Patent Document 1).
ところで、上述した溶融燃料切削手法及び未臨界を確保する手法においては、未臨界を確保のための方策自体や、未臨界を確保するために用いる中性子吸収材の実際の挙動を予測することが困難であることが一般的な課題として挙げられている。 By the way, in the molten fuel cutting method and the method for ensuring subcriticality, it is difficult to predict the policy itself for ensuring subcriticality and the actual behavior of the neutron absorber used to ensure subcriticality. It is cited as a general problem.
特に、中性子吸収材は、臨界性に対する影響が大きく、その存在する位置等の挙動で中性子の実効増倍率が大きく変化する。そのため、液体や粒状及びゲル状のように挙動の予測が困難な中性子吸収材を用いた場合には、実効増倍率を予測することができないという臨界安全上の問題を生じる。 In particular, the neutron absorber has a great influence on the criticality, and the effective multiplication factor of neutrons varies greatly depending on the behavior of the position where the neutron absorber exists. Therefore, when a neutron absorbing material whose behavior is difficult to predict, such as liquid, granular, and gel, is used, there arises a critical safety problem that the effective multiplication factor cannot be predicted.
また、液体や粒状及びゲル状の中性子吸収材を用いた場合は、切削作業中の未臨界を確保するためにやや有効であると考えられるものの、切削作業後に溶融燃料の存在する領域から冷却水と共に中性子吸収材が流出するというリスクがある。したがって、溶融燃料の存在する領域に中性子吸収材が確実に留まり、かつ切削作業中及び切削作業後の未臨界を確保するための溶融燃料切削方法が望まれている。 In addition, when liquid, granular and gel neutron absorbers are used, although it is considered to be somewhat effective to ensure subcriticality during the cutting operation, cooling water is introduced from the region where the molten fuel exists after the cutting operation. At the same time, there is a risk that the neutron absorber flows out. Therefore, there is a demand for a molten fuel cutting method that ensures that the neutron absorber remains in the region where the molten fuel is present and that subcriticality is ensured during and after the cutting operation.
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、溶融燃料の切削作業を行いつつ、作業中の臨界安全性を十分に確保可能な溶融燃料切削装置及びその切削方法を提供することにある。 The problem to be solved by the embodiments of the present invention is to provide a molten fuel cutting device and a cutting method thereof capable of sufficiently ensuring critical safety during the operation while cutting the molten fuel.
上記目的を達成するために、本発明の一つの実施形態に係る溶融燃料切削装置は、溶融した後に凝固した核燃料を切削工具により切削する溶融燃料切削装置であって、前記切削工具が第1の中性子吸収材を含み、前記切削工具は、着脱部を介して前記切削工具を駆動する駆動部に着脱可能に取り付けられ、前記切削工具が前記着脱部から切り離されたときに面積が拡がる展開部を前記切削工具に設けたこと、を特徴とする。
また、本発明の他の一つの実施形態に係る溶融燃料切削装置は、溶融した後に凝固した核燃料を切削工具により切削する溶融燃料切削装置であって、前記切削工具が第1の中性子吸収材を含み、前記切削工具は、軸方向に先端側と後端側に分割され、前記先端側に設けられて前記凝固した核燃料を切削する切削部と、前記後端側に設けられて前記第1の中性子吸収材を含む中性子吸収部と、を接合したこと、を特徴とする。
さらに、本発明の他の一つの実施形態に係る溶融燃料切削装置は、溶融した後に凝固した核燃料を切削工具により切削する溶融燃料切削装置であって、前記切削工具が第1の中性子吸収材を含み、前記切削工具の少なくとも一部が第2の中性子吸収材を収納した容器で被覆され、前記容器は前記切削工具の切削時に破れて前記第2の中性子吸収材が漏出すること、を特徴とする。
In order to achieve the above object, a molten fuel cutting apparatus according to an embodiment of the present invention is a molten fuel cutting apparatus that uses a cutting tool to cut solid fuel that has been solidified after being melted. look containing neutron absorbing material, wherein the cutting tool is removably attached to the drive unit for driving the cutting tool through the detachable unit, development unit area spreads when the cutting tool is disconnected from the detachable portion Is provided in the cutting tool .
A molten fuel cutting device according to another embodiment of the present invention is a molten fuel cutting device that uses a cutting tool to cut nuclear fuel that has solidified after being melted, and the cutting tool uses the first neutron absorbing material. The cutting tool is divided into a front end side and a rear end side in an axial direction, a cutting portion provided on the front end side for cutting the solidified nuclear fuel, and provided on the rear end side and provided on the first end side. A neutron absorbing portion including a neutron absorbing material is joined.
Furthermore, the molten fuel cutting device according to another embodiment of the present invention is a molten fuel cutting device that uses a cutting tool to cut the nuclear fuel that has solidified after being melted, and the cutting tool uses the first neutron absorbing material. And at least a part of the cutting tool is covered with a container containing a second neutron absorbing material, and the container is torn during the cutting of the cutting tool and the second neutron absorbing material leaks out. To do.
本発明の実施形態に係る溶融燃料切削方法は、第1の中性子吸収材を含む切削工具を用いて溶融した後に凝固した核燃料を切削する切削工程と、前記切削工程の前に、前記切削工具を、前記切削工具を駆動する駆動部に取り付ける工具取付工程と、前記切削工程の後に、前記切削工具を着脱部から切り離し、前記凝固した核燃料を切削した場所に残置する工具残置工程と、を有することを特徴とする。 A molten fuel cutting method according to an embodiment of the present invention includes a cutting step of cutting a nuclear fuel that has solidified after being melted using a cutting tool including a first neutron absorber , and the cutting tool is disposed before the cutting step. A tool attaching step for attaching to the drive unit for driving the cutting tool, and a tool leaving step for separating the cutting tool from the attaching / detaching portion after the cutting step and leaving the solidified nuclear fuel in a cut place. It is characterized by.
本発明の実施形態によれば、溶融燃料の切削作業を行いつつ、作業中の臨界安全性を十分に確保することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to sufficiently ensure the critical safety during the operation while performing the cutting operation of the molten fuel.
以下に、本発明に係る溶融燃料切削装置の実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a molten fuel cutting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
(構 成)
図1は本発明に係る溶融燃料切削装置の第1実施形態を示す概略立面図である。図2は図1の切削工具を切り離した状態を示す概略立面図である。
(First embodiment)
(Constitution)
FIG. 1 is a schematic elevational view showing a first embodiment of a molten fuel cutting device according to the present invention. FIG. 2 is a schematic elevation view showing a state where the cutting tool of FIG. 1 is cut off.
図1に示すように、本実施形態の溶融燃料切削装置は、中性子吸収材(第1の中性子吸収材)を含む材料によって構成された切削工具1と、この切削工具1を回転駆動する駆動部2と、この駆動部2から切削工具1を着脱可能とする着脱部3とを備えている。
As shown in FIG. 1, the molten fuel cutting apparatus according to the present embodiment includes a
駆動部2は、細長い棒状に形成された吊下げ部12の一端に取り付けられている。この吊下げ部12の他端は、図示しないオペレーションフロアまで延びており、作業者によって操作される。駆動部2には、図示しないケーブルの一端が接続され、そのケーブルの他端がオペレーションフロア上に設置された電源装置に接続されている。この電源装置の電源スイッチを投入すると、駆動部2が駆動する。
The
切削工具1の材料は、タングステン、タングステンカーバイド、ハフニウム、ハフニウム合金、ジスプロシウム合金、レニウム、レニウム合金等や、これらにホウ素を添加したもの、又はダイヤモンドコーティングを施したもの等、中性子吸収効果が高く、かつ切削工具として高強度及び高硬度の特性を備えた固体材料が用いられる。
The material of the
切削工具1は、ドリルビット、バイト、エンドミル、リーマー、ホブ等、溶融した核燃料である溶融燃料を切削可能なものとする。本実施形態の切削工具1には、ドリルビットが適用されている。そのため、本実施形態の駆動部2は、モータ等の回転駆動機構が用いられる。
The
なお、切削工具1は、回転動作を行わない鑿のようなものであってもよい。したがって、切削工具1は、後述する溶融燃料を切削する際に、回転させてもよいし、打撃を与えるようにしてもよい。溶融燃料に打撃を与える場合、切削工具1は、溶融燃料を破砕することとなるが、本実施形態では、この場合も切削作業に含まれることとする。
Note that the
本実施形態では、駆動部2は着脱部3と一体に設けられている。これに限らず、駆動部2と着脱部3との間にフレキシブルシャフトを設け、このフレキシブルシャフトを通して駆動部2の駆動力を着脱部3に伝達する等、何らかの手段で切削工具1を駆動させられれば、駆動部2は離れた場所に設置してもよい。
In the present embodiment, the
着脱部3は、遠隔操作で切削工具1を機械的に着脱可能であればよく、例えば6角軸チャック等のように作業者がオペレーションフロアから操作して切削工具1を切り離すことのできるものであればよい。
The attachment /
(作用及び効果)
次に、図3〜図6を用いて本実施形態の作用を説明する。
(Function and effect)
Next, the effect | action of this embodiment is demonstrated using FIGS.
図3は図1の切削工具を用いて溶融燃料を切削する状態を示す概略図である。図4は図1の切削工具を用いて溶融燃料を切削後に切削工具を残置する状態を示す概略図である。図5は図1の切削工具が溶融燃料に複数残置された状態を示す概略図である。図6は図1の切削工具が粒状の溶融燃料に複数残置された状態を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic view showing a state in which molten fuel is cut using the cutting tool of FIG. FIG. 4 is a schematic view showing a state in which the cutting tool is left after cutting the molten fuel using the cutting tool of FIG. FIG. 5 is a schematic view showing a state in which a plurality of the cutting tools of FIG. 1 are left in the molten fuel. FIG. 6 is a schematic view showing a state where a plurality of the cutting tools of FIG. 1 are left in the granular molten fuel.
まず、着脱部3に切削工具1を装着した後に、作業者が吊下げ部12をオペレーションフロアから溶融燃料4の位置まで吊り下ろす。
First, after attaching the
次いで、図3に示すように中性子吸収材を含む材料によって構成された切削工具1を用いて溶融燃料4を切削する。溶融燃料4を切削することで、溶融燃料4内に切削工具1が突き刺さる。これにより、溶融燃料4内に中性子吸収材が挿入されることで、機能的に制御棒が挿入されたのと同様な状態になるため、溶融燃料4の臨界性を低下させることができる。
Next, as shown in FIG. 3, the
ここで、溶融燃料4の切削作業中に臨界に達する可能性のある条件としては、切削された溶融燃料5が移動することで、水と切削された溶融燃料5との割合が変化し、中性子の減速条件が核***に適した条件になることが考えられる。その際も、中性子吸収材である切削工具1が、切削された溶融燃料5の近傍に位置することで、臨界性を抑えることができる。
Here, as a condition that may reach the criticality during the cutting operation of the
また、溶融燃料4の切削作業が終了した後、切削工具1を引き抜くことで、切削された溶融燃料5が移動する、このようにして切削により形成された穴に水が侵入し、溶融燃料4の中性子減速状態が変化する等の要因で臨界に達する可能性が考えられる。
Further, after the cutting operation of the
そこで、本実施形態では、図4に示すように切削工具1を切削終了後は引き抜かず、作業者がオペレーションフロアから着脱部3を操作することで切削工具1を切り離し、溶融燃料4中に残置する。これにより、切削工具1を引き抜くことにより切削された溶融燃料5の移動、切削により形成された穴への水の浸入を防止し、かつ中性子吸収材としての切削工具1を溶融燃料4内に留めることができる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the
1回の切削作業終了後は、新たな切削工具1を着脱部3に装着し、再び作業を行う。この作業を繰り返すことで、図5に示すように溶融燃料4中に多くの中性子吸収材が存在する状態とすることができる。
After the end of one cutting operation, a
また、図6に示すように粒状の溶融燃料6に対しても切削工具1を中性子吸収材として残置することができる。この残置する間隔としては、反応度価値の観点から、10cm〜50cm程度が望ましい。この間隔は、その場で考えられ得る最も反応度の高い燃料の組成で10〜50cm四方の二次元の無限体系を考えた場合、その中に切削工具1を配置したときに未臨界になる値に設定することが望ましい。
Moreover, as shown in FIG. 6, the
したがって、本実施形態では、冷却水によって流出する懸念の少ない中性子吸収材を含む固体の切削工具1を溶融燃料4、又は粒状の溶融燃料6に配置することができるため、切削作業中及び切削作業後の臨界安全性を大幅に高めることができる。
Therefore, in the present embodiment, since the
また、本実施形態では、切削工具1で切削作業をしながら切削された溶融燃料5を回収することで、切削工具1は、一度の切削による使い捨てではなく、複数回の使用も可能である。
Moreover, in this embodiment, the
このように本実施形態によれば、切削工具1が中性子吸収材を含むことにより、溶融燃料4の破砕及び切削作業を行いつつ、作業中の臨界安全性を十分に確保することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、切削工具1を切削終了後は溶融燃料4から引き抜かず、着脱部3を操作することで切削工具1を切り離し、溶融燃料4中に残置することにより、作業終了後の臨界安全性も十分に確保することができる。
Further, according to the present embodiment, after the
(第2実施形態)
(構 成)
図7は本発明に係る溶融燃料切削装置の第2実施形態の切削工具を示す拡大立面図である。なお、以下の実施形態は、前記第1実施形態の変形例であり、前記第1実施形態と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明は省略し、異なる構成及び作用について説明する。
(Second Embodiment)
(Constitution)
FIG. 7 is an enlarged elevation view showing the cutting tool of the second embodiment of the molten fuel cutting apparatus according to the present invention. The following embodiment is a modification of the first embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and different configurations and operations are described. To do.
本実施形態の切削工具1は、軸方向に先端側と後端側に2分割されている。切削工具1は、軸方向後端側に設けられた中性子吸収部7と、軸方向先端側に設けられた切削部8とが接合されている。これら中性子吸収部7と切削部8を接合するには、例えば両者の接合部を溶接するか、あるいは切削部8の接合面側に雄ねじを形成する一方、中性子吸収部7の接合面側に雌ねじを形成し、これらを螺合することによって接合することができる。
The
中性子吸収部7は、中性子吸収材を含み、その外周面で溶融燃料4又は粒状の溶融燃料6に接触し、臨界安全性を確保する機能を有する。切削部8は、高硬度・高強度部材であり、溶融燃料4又は粒状の溶融燃料6に下部で接触し、溶融燃料4又は粒状の溶融燃料6を切削する。ここで、中性子吸収材料を用いた中性子吸収部7は、前記第1実施形態で説明した材料のいずれかに加え、ホウ素添加ステンレス鋼等を用いることもできる。
The
また、切削部8は、例えばタングステン、ハフニウム、ジルコニウム、ガドリニウム、モリブデン、コバルト、鉄等の金属又はこれらの合金、ダイアモンド、ジルコニア、アルミナ等のセラミックスを用いることができる。
The cutting
(作用及び効果)
このように構成された本実施形態において、軸方向に先端側と後端側に2分割され、軸方向先端側に設けられた切削部8と、軸方向後端側に設けられた中性子吸収部7とが接合されている。
(Function and effect)
In the present embodiment configured as described above, the cutting
そして、高硬度及び高強度の求められる切削部8には、コストは高いものの強度及び硬度の高い材料が用いられ、中性子吸収材料を用いた中性子吸収部7には、高強度及び高硬度は必要ないものの、中性子吸収断面積の高い材料が用いられる。そのため、切削工具1の材料選択の自由度を高め、高価な材料の仕様を抑えることで、切削工具1の製作コストを抑えることができる。
The cutting
(第3実施形態)
(構 成)
図8は本発明に係る溶融燃料切削装置の第3実施形態の切削工具を示す拡大立面図である。図9は図8のIX−IX線による断面図である。
(Third embodiment)
(Constitution)
FIG. 8 is an enlarged elevation view showing the cutting tool of the third embodiment of the molten fuel cutting device according to the present invention. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
図8及び図9に示すように、本実施形態の中性子吸収材を含む材料によって構成される切削工具9は、軸方向に沿って中空部9aが形成された工具本体9bと、この中空部9a内に前記第1実施形態の切削工具1を構成する第1の中性子吸収材として収納される中性子吸収剤9cとから構成される。中空部9aが形成される工具本体9bは、一般の工具に用いられる超硬合金や中性子吸収材を含まない材料とできるほか、工具本体9bの材料として第1の中性子吸収材と性状の異なる第2の中性子吸収材を用いることが可能である。
As shown in FIGS. 8 and 9, a
この中性子吸収材9cには、ホウ素、ハフニウム、ガドリニウム、カドミウム、レニウム、エルビウム、サマリウム、もしくはこれらの化合物等、一般的に中性子吸収断面積の大きな材料を用いることができ、多様な材料が考えられる。
As the
但し、中空部9aの穴は、貫通することにより中性子吸収材9cが漏れ出すならば、溶接、蓋やねじ等で閉じている必要があり、そうでなければ貫通していても問題ない。
However, if the
(作用及び効果)
このように構成された本実施形態において、切削工具9の工具本体9bに中空部9aを形成し、この中空部9a内に中性子吸収材9cを収納したことにより、中性子吸収材9cを強度及び硬度と関係なく選択することができる。また、工具本体9bの材料は中性子吸収効果に関わらず選定できるため、通常の工具に用いられるような超硬合金等を用いれば十分な加工性を確保できる。さらに、中性子吸収材9cについては、例えば、ガドリニアを用いる場合、前記第1実施形態の切削工具1の材料としても使用可能な金属ハフニウムを用いた時と比べて大きな中性子吸収効果を得ることができる。このため、簡易な構成により溶融燃料の切削作業に際しての加工性と中性子吸収効果の両方を十分に確保できる。また、中性子吸収材料としてガドリニアやホウ素などを用いる場合、酸化ガドリウムや炭化ホウ素等、粉末状の材料を用いることが多いが、本実施形態では切削工具9の工具本体9bに設けられた中空部9aに中性子吸収材9cを収納する構成であることから、中性子吸収材9cが酸化ガドリウムや炭化ホウ素等の粉末状の材料であっても追加の加工等を行なう必要がなく、簡単に中性子吸収効果のある切削工具9を実現することが可能である。
(Function and effect)
In the present embodiment configured as described above, the
また本実施形態によれば、コスト、強度及び硬度の高い材料の使用量を中空部9aの体積だけ削減することができ、かつ強度及び硬度と関係なく中性子吸収断面積の大きな材料を用いることができるので、費用対効果を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to reduce the usage amount of a material having high cost, strength and hardness by the volume of the
(第4実施形態)
(構 成)
図10は本発明に係る溶融燃料切削装置の第4実施形態を示す拡大立面図である。
(Fourth embodiment)
(Constitution)
FIG. 10 is an enlarged elevation view showing a fourth embodiment of the molten fuel cutting device according to the present invention.
図10に示すように、本実施形態は、前記第1実施形態と同様に中性子吸収材を含む材料によって構成された切削工具1と、この切削工具1の少なくとも一部を包む容器11とを備えている。この容器11内には、前記第3実施形態と同様の第2の中性子吸収材10が収納されている。容器11には、プラスチック、ビニール、薄い金属、その他、溶融燃料4及び粒状の溶融燃料6の切削開始時に破損して内容物である中性子吸収材10が周囲に漏れ出るものが使用される。
As shown in FIG. 10, the present embodiment includes a
中性子吸収材10は、前記第3実施形態で挙げた材料のうち、粉末もしくはゲル状の母材に混ざったもの、又は粒状等、容器11から漏れ出た後に周囲に留まるものを使用することができる。
As the
(作用及び効果)
このように構成された本実施形態において、容器11が溶融燃料4もしくは粒状の溶融燃料6の切削開始時に破けることで、容器11から中性子吸収材10が漏れ出て、中性子吸収材10が切削部に供給され、切削された溶融燃料5に混合される。
(Function and effect)
In this embodiment configured as above, the
これにより、切削された溶融燃料5が切削工具1の周囲に堆積した場合、及び切削工具1の周囲から移動した場合であっても、切削された溶融燃料5の臨界安全性を高めることができる。
Thereby, even when the cut
(第5実施形態)
(構 成)
図11は本発明に係る溶融燃料切削装置の第5実施形態を示す概略構成図である。図12は図11の切削工具が中空管の下端から露出した状態を示す概略構成図である。図13は図11の切削装置で流体を噴出しつつ切削作業を行う状態を示す概略構成図である。
(Fifth embodiment)
(Constitution)
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of the molten fuel cutting device according to the present invention. FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a state in which the cutting tool of FIG. 11 is exposed from the lower end of the hollow tube. FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a state in which a cutting operation is performed while ejecting a fluid with the cutting apparatus of FIG.
図11〜図13に示すように、本実施形態は、切削工具1と、駆動部2と、着脱部3と、吊下げ部12と、中空管13と、中性子吸収材を含む流体15とを備えている。なお、本実施形態では、切削工具1、駆動部2、着脱部3を纏めて切削装置という。
As shown in FIGS. 11 to 13, the present embodiment includes a
吊下げ部12は、上記切削装置の移動、駆動力の伝達等を行い、上記切削装置を吊り下げた状態で中空管13の内部を通ることが可能である。中空管13には、空隙13aを有して上記切削装置が配置され、その空隙13aを通して中性子吸収材を含む流体15が流れる。中空管13の長さは、中性子吸収材を含む流体15を中空管13に注入する箇所まで、もしくはそれ以上とする。切削工具1は、溶融燃料4の切削時に中空管13から外部に露出させる。
The suspending
ここで、中性子吸収材を含む流体15としては、例えばホウ酸水、ホウ素の微粒子を含んだ水やゲル状の物質が考えられる。しかし、中性子吸収材としては、これらのものに限定されない。 Here, as the fluid 15 containing the neutron absorbing material, for example, boric acid water, water containing boron fine particles, or a gel-like substance can be considered. However, the neutron absorber is not limited to these materials.
(作用及び効果)
本実施形態では、図13に示すように、溶融燃料4の内部に存在する空洞部14まで切削工具1が到達した場合、その空洞部14に中性子吸収材である切削工具1が十分挿入される前に、周囲に存在する水が侵入する可能性がある。空洞部14に水が侵入した場合には、溶融燃料4中の減速材の量を大きく変化させ、臨界に達する可能性がある。
(Function and effect)
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, when the
そこで、本実施形態では、切削装置を内包した中空管13内から、切削方向に対して中性子吸収材を含む流体15を噴出しつつ、切削作業を行う。これにより、中性子吸収材を含む切削工具1が溶融燃料4中の空洞部14に十分挿入される前であっても、中性子吸収材を含む流体15の中性子吸収効果により、未臨界を保つことができる。また、切削作業終了後は、前記第1実施形態と同様に切削工具1を着脱部3から切り離して溶融燃料4中の空洞部14に残置する。
Therefore, in this embodiment, the cutting operation is performed while ejecting the fluid 15 containing the neutron absorbing material in the cutting direction from the
このように本実施形態によれば、溶融燃料4の内部が不測の形状であっても、臨界安全性を確保した上で切削作業を進めることができる。また、冷却材全体を、中性子吸収材を含む流体15とするよりも、その使用量を少なくすることができる。
Thus, according to this embodiment, even if the inside of the
(第6実施形態)
(構 成)
図14は本発明に係る溶融燃料切削装置の第6実施形態を示す概略立面図である。図15は図14に示す切削工具の展開部が拡がった状態を示す概略立面図である。
(Sixth embodiment)
(Constitution)
FIG. 14 is a schematic elevation view showing a sixth embodiment of the molten fuel cutting apparatus according to the present invention. FIG. 15 is a schematic elevational view showing a state in which the developed portion of the cutting tool shown in FIG. 14 is expanded.
図14に示すように、本実施形態の切削工具1には、着脱部3から切り離されたときに面積が拡がる展開部16が取り付けられている。この展開部16は、常に展開する方向に図示しないばねにより弾性力が付与されている。
As shown in FIG. 14, the developing
したがって、展開部16は、図15に示すように着脱部3から切削工具1が切り離されたときに展開し、溶融燃料4もしくは粒状の溶融燃料6に残置された切削工具1の位置を、切り離された箇所で保持する。
Therefore, as shown in FIG. 15, the developing
(作用及び効果)
このように本実施形態によれば、着脱部3にて切り離された、中性子吸収材で構成された切削工具1を、溶融燃料4又は粒状の溶融燃料6に残置された切削工具1の位置を、展開部16により切り離された箇所で保持することができる。これにより、中性子吸収材で構成された切削工具1の不測の移動を回避し、計画的な臨界安全策を策定することができるとともに、溶融燃料の切削作業を行うことができる。
(Function and effect)
As described above, according to the present embodiment, the position of the
(その他の実施形態)
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
(Other embodiments)
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、上記第2実施形態は、第4実施形態、第5実施形態及び第6実施形態の少なくとも一つと組み合わせることができる。また、上記第6実施形態は、上記第2実施形態〜第5実施形態の少なくとも一つと組み合わせることも可能である。 For example, the second embodiment can be combined with at least one of the fourth embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment. The sixth embodiment can be combined with at least one of the second to fifth embodiments.
1…切削工具、2…駆動部、3…着脱部、4…溶融燃料、5…切削された溶融燃料、6…粒状の溶融燃料、7…中性子吸収部、8…切削部、9…切削工具、9a…中空部、9b…工具本体、9c…中性子吸収材(第1の中性子吸収材)、10…中性子吸収材(第2の中性子吸収材)、11…容器、12…吊下げ部、13…中空管、13a…空隙、14…空洞部、15…中性子吸収材を含む流体、16…展開部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記切削工具が第1の中性子吸収材を含み、
前記切削工具は、着脱部を介して前記切削工具を駆動する駆動部に着脱可能に取り付けられ、
前記切削工具が前記着脱部から切り離されたときに面積が拡がる展開部を前記切削工具に設けたこと、
を特徴とする溶融燃料切削装置。 A molten fuel cutting device for cutting nuclear fuel that has solidified after being melted with a cutting tool,
The cutting tool only contains the first neutron absorbing material,
The cutting tool is detachably attached to a drive unit that drives the cutting tool via an attachment / detachment unit,
Providing the cutting tool with a development part that expands in area when the cutting tool is separated from the detachable part;
A molten fuel cutting device.
前記切削工具が第1の中性子吸収材を含み、
前記切削工具は、軸方向に先端側と後端側に分割され、前記先端側に設けられて前記凝固した核燃料を切削する切削部と、前記後端側に設けられて前記第1の中性子吸収材を含む中性子吸収部と、を接合したこと、
を特徴とする溶融燃料切削装置。 A molten fuel cutting device for cutting nuclear fuel that has solidified after being melted with a cutting tool,
The cutting tool includes a first neutron absorber;
The cutting tool is divided into a front end side and a rear end side in an axial direction, a cutting portion provided on the front end side for cutting the solidified nuclear fuel, and a first neutron absorption provided on the rear end side. Joining the neutron absorption part including the material,
A molten fuel cutting device.
前記切削工具が第1の中性子吸収材を含み、
前記切削工具の少なくとも一部が第2の中性子吸収材を収納した容器で被覆され、前記容器は前記切削工具の切削時に破れて前記第2の中性子吸収材が漏出すること、
を特徴とする溶融燃料切削装置。 A molten fuel cutting device for cutting nuclear fuel that has solidified after being melted with a cutting tool,
The cutting tool includes a first neutron absorber;
At least a part of the cutting tool is covered with a container containing a second neutron absorber, and the container is torn during the cutting of the cutting tool, and the second neutron absorber leaks;
A molten fuel cutting device.
前記切削工程の前に、前記切削工具を、前記切削工具を駆動する駆動部に取り付ける工具取付工程と、
前記切削工程の後に、前記切削工具を着脱部から切り離し、前記凝固した核燃料を切削した場所に残置する工具残置工程と、
を有することを特徴とする溶融燃料切削方法。 A cutting step of cutting the nuclear fuel solidified after being melted by using a cutting tool containing the first neutron absorber;
Before the cutting step, a tool attachment step of attaching the cutting tool to a drive unit that drives the cutting tool;
After the cutting step, the cutting tool is separated from the attaching / detaching portion, and a tool leaving step for leaving the solidified nuclear fuel in a place where it is cut, and
A molten fuel cutting method characterized by comprising :
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