特許ウォッチ

公開番号2025085564
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023209703
出願日2023-11-24
発明の名称燃料デブリウォタージェット回収システム
出願人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
代理人
主分類G21C 19/26 20060101AFI20250529BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】水中内でコンクリートに溶け込んだ燃料デブリを回収すること。
【解決手段】コーン4内で粉砕した燃料デブリ7の粉体がコーンから出ないようするために燃料コーン手前の噴射ライン1の枝管からコーン外側に大量に放出させコーンの上面を流させ、コーンの外から隙間を通して水が流入し、外に漏れない。同時にコーンが接着面に押され、コーンが接着面から離れないようにするバイパスライン6を設ける。燃料デブリは臨界もしやすいという問題を合わせて持つ特性に対し、窒化ホウ素は中性子を吸い臨界を押さえる効果がある。このウォタージェットのブラスト材として窒化ホウ素の結晶を使う。アクセス方法はフレキシブルホースの先端に取り付けたコーン内外に縦横四方に配置したバルブ付き推進用ノズルから圧縮空気を放出させ、コーン内のテレビカメラで確認しながらコーンを燃料デブリ設置場所に移動していく。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
本システムは回収棟でフィルタ－タンクからろ過した水を噴射ポンプが吸い込み、原子炉建屋内に敷設した配管の噴射ラインを通じて燃料デブリ集積場所に設置された底の無い円錐形状のコーン内の下向きジェット管に送り込み、ウォタージェットを利用して、高圧水をコーン底にある水中内の燃料デブリに噴射し、燃料デブリを粉砕する噴射ラインとコーン内の燃料デブリの粉体が舞う水を原子炉建屋内に敷設した配管を通じて回収棟に設置された回収ポンプが吸いこみ、回収棟内の燃料デブリ保管タンクを送り込み、燃料デブリを沈殿させる回収ラインとで構成され、さらに燃料デブリ保管タンクからフィルタータンクに送水することにより噴射ラインと回収ラインとが結ばれ循環ラインとなる主設備に加えて、付属設備として回収ラインの起点となるコーンの底部と接着面との隙間から水がコーン外に出ないようにするためにコーンの上に設置した噴射ラインの枝管から高圧水をコーン外に放出させ、コーンの上面に流しコーン底部の隙間の外から流入させると同時にコーンが接着面に押され、コーンが接着面から離れさせないバイパスラインと、非常に硬いとともにプルトニウムを含んでおり原子核１個でも核分裂しやすく、また臨界もしやすい特性をもつ燃料デブリに対しのダイヤモンド以上の硬さを持つとされる窒化ホウ素の結晶が燃料デブリを切削するとともにホウ素が中性子を吸い臨界を押さえる効果を得られるように回収棟に設置された窒化ホウ素タンクから窒化ホウ素結晶、空気、水をコーン内のジェット管に接続する添加ラインを併せもつものである。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
フレキシブルホースの先端に取り付けたコーン内外に縦横四方に配置したバルブ付き推進用ノズルから圧縮空気を放出させ、コーン内のテレビカメラで確認しながらコーンを燃料デブリ設置場所に移動していく推進設備を備える。
【請求項３】
原子炉格納容器の貫通孔外側にリング状のゴムチューブを取り付け、そのリングに先端部にコーンを取り付けたフレキシブルホースを挿入し、ゴムチューブを加圧し原子炉格納容器の気密性を高めるとともにコーンが圧縮空気のジェットにより一定の推進力を得るとゴムチューブを減圧し、コーンが原子炉格納容器内に移動する機能を持つ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は福島第一発電所内に滞留した燃料デブリを回収する装置に適用するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【０００２】
水中内のコンクリートを除去する装置に適用するものである。
【背景技術】
【】
福島第一原子力発電所の燃料デブリを除去するためにロボットアームが開発されているが、アクセスルートに障害物が見つかり難航している。
【先行技術文献】
【０００３】
特になし
【０００４】
【特許文献】
【】
特願２０２１－１２１０２５燃料デブリの回収工法
【発明の概要】
【０００５】
燃料デブリウォタージェット回収装置の主設備は噴射ラインと回収ラインを結ばれた循環ラインである。
噴射ラインの主な役割は燃料デブリに高圧水を噴射し粉砕する。回収ラインは粉砕された燃料デブリを含んだ水を燃料デブリ保管容器に回収する。
原子炉建屋の外に回収棟を設ける。この回収棟と燃料デブリを採集する現場の間に循環ラインを設置する。回収棟の循環ライン上に回収ポンプ、燃料デブリ保管容器、フィルタータンク、噴射ポンプ、窒化ホウ素タンクを配置する。
噴射ラインは回収棟内でフィルタータンクからろ過した水を噴射ポンプが吸い込み、原子炉建屋内に敷設された配管を通じて格納容器内の燃料デブリ採集現場に設置されたコーン内のジェット管よりウォタージェットを利用して高圧水を噴射させ，コンクリートや岩盤内に堆積した燃料デブリを粉砕する。
回収ラインは回収棟に設置された回収ポンプによって原子炉建屋内に敷設された配管を通じて燃料デブリ採集現場に設置されたコーン内の上部から粉砕された燃料デブリを含んだ水を吸引し回収棟内の燃料デブリ保管容器に送る。
燃料デブリ保管容器の径は吸水管の１００倍以上とし、水の流速は１／１００００以下になる。ここで流速が限りなくゼロに近づくので燃料デブリの粉体はほとんどが堆積し回収される。さらに循環水はフィルタータンク内のフィルターに濾され、噴射ポンプに戻る。以上が大まかなシステムの流れである。
付属ラインとして以下の２ラインが追加される
コーン手前の噴射ラインの枝管からコーン外側に大量に放出させコーンの上面を流させ、コーンの外から隙間を通して水が流入し、外に漏れない。同時にコーンが接着面に押され、コーンが接着面から離れないようにするバイパスラインを設ける。
燃料デブリは非常に硬く同時にプルトニウムを含んでおり原子核１個でも核分裂しやすく、また臨界もしやすいという問題を合わせて持つ特性に対し、窒化ホウ素の結晶が同時に解決する。窒化ホウ素は製法によってはダイヤモンドを上回る硬さがあり、同時にホウ素が中性子を吸い臨界を押さえる効果がある。このウォタージェットのブラスト材として窒化ホウ素の結晶を使う。ジェット管の上で窒化ホウ素タンクから窒化ホウ素結晶を添加する添加ラインを接続する。
このとき、噴射ラインも回収ラインも同じ循環ラインにあるので噴射ラインと回収ラインのそれぞれの水量は同じであり、ジェット管から放出される水量とバイパスラインの水量の合計も等しくなる。
アクセス方法はフレキシブルホースの先端に取り付けたコーン内外に縦横四方に配置したバルブ付き推進用ノズルから圧縮空気を放出させ、コーン内のテレビカメラで確認しながらコーンを燃料デブリ設置場所に移動していく。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
燃料デブリ回収装置を任意の場所に移動させる
【０００７】
燃料デブリを臨界させないこと。
【０００８】
硬い燃料デブリを粉砕させること
【課題を解決するための手段】
【０００９】
コーン内で粉砕した燃料デブリの粉体がコーンから出ないようするために燃料コーン手前の噴射ラインの枝管からコーン外側に大量に放出させコーンの上面を流させ、コーンの外から隙間を通して水が流入し、コーン内側の水が外に漏れない。同時にコーンが接着面に押され、コーンが接着面から離れないようにするバイパスラインを設ける。
燃料デブリは非常に硬く同時にプルトニウムを含んでおり原子核１個でも核分裂しやすく、また臨界もしやすいという問題を合わせて持つ特性に対し、窒化ホウ素の結晶が同時に解決する。窒化ホウ素は製法によってはダイヤモンドを上回る硬さがあり、同時にホウ素が中性子を吸い臨界を押さえる効果がある。このウォタージェットのブラスト材として窒化ホウ素の結晶を使う。
燃料デブリ回収装置の設置方法は原子炉格納容器を貫通する貫通スリーブにまず仮置きされ、四方縦横の推進用ジェットノズル２５から圧縮空気を放出し推進フレキシブルホースを牽引し、コーン内遮へい扉付きカメラで確認しながら任意の場所に誘導する。切削中はコーン内遮へい扉付きカメラの扉を閉じる。
【発明の効果】
【００１０】
コーン内で粉砕した燃料デブリの粉体がコーンから漏れないように回収すること。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許