(57)【要約】【課題】キャスクに発生する腐食を抑制すること。【解決手段】キャスク洗浄装置１０は、底部が閉塞されていると共に上端開口部を有し、リサイクル燃料１２０を収納するほぼ筒状の胴本体１１３と、前記胴本体１１３内に格納され、前記リサイクル燃料１２０を格納するバスケットと、前記胴本体１１３の上端開口部に締結される一次蓋１１５ａと、前記胴本体１１３の上端開口部と前記一次蓋１１５ａとの間に介装される金属ガスケット１１７とからなるキャスク１１０において、前記一次蓋１１５ａに配設され、前記胴本体１１３中の水を排出する排水用長管１５と、前記胴本体１１３内の前記水の水位を維持する水位調節装置４０とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部が閉塞されていると共に上端開口部を有し、リサイクル燃料を収納するほぼ筒状の容器本体と、
前記容器本体内に格納され、前記リサイクル燃料を格納するバスケットと、
前記容器本体の前記上端開口部に締結される一次蓋と、
前記容器本体の前記上端開口部と前記一次蓋との間に介装されるシール部材とからなるキャスクにおいて、
前記一次蓋に配設され、前記容器本体中の水を排出する排水管と、
前記容器本体内の前記水の水位を維持する水位調節手段と、
を備えることを特徴とするキャスク洗浄装置。
【請求項２】
前記水位調節手段は、前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記容器本体側の前記一次蓋との係合面よりも前記底部側に前記水位を維持することを特徴とする請求項１に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項３】
前記水位調節手段は、前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋と前記容器本体側の係合面と前記水位の水面との間に空間を維持するように前記容器本体中の水位を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項４】
前記水位調節手段により前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋と前記容器本体側の係合面と前記容器本体中の水面との間に維持される空間を、不活性ガスで満たすことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項５】
前記容器本体内に設けられて前記容器本体内の前記水の前記水位を検出する水位検出手段を備え、前記水位調節手段は前記水位検出手段から得た情報に基づいて前記容器本体内の前記水の前記水位を調節することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項６】
端部が前記容器本体内に開口して設けられ、前記容器本体内にキャスクを洗浄する洗浄水を供給する給水管を備え、前記水位調節手段は、前記容器本体内から前記排水管によって排出される前記水の量と、前記給水管によって前記容器本体内に供給される前記水の量との割合を調節して前記容器本体内の前記水の前記水位を調節することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項７】
前記排水管は、前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋の前記容器本体との係合面と同じ高さか、前記係合面よりも前記容器本体の前記底部側に前記容器本体内に開口する部分を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項８】
前記排水管は、前記一次蓋の前記容器本体側の面である底面よりも前記底部側と前記リサイクル燃料を格納する前記バスケットの上端面との間に開口する部分を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項９】
前記排水管は、前記一次蓋の前記容器本体側の面である底面よりも前記底部側と前記リサイクル燃料の燃料棒頭部との間に開口する部分を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１０】
前記水位調節手段は、前記容器本体内に連続して供給される前記水の流量を、前記容器本体内から前記排水管によって排出される前記水の流量未満とすることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１１】
前記水位調節手段は、前記排水管の前記容器本体内に開口する部分と、前記底面との間の前記容器本体内の体積未満の前記水を、前記体積分の前記水を前記排水管が前記容器本体内から排出するために要する時間以上の間隔をあけて前記給水管から前記容器本体内に供給することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１２】
前記一次蓋に設けられ、前記容器本体の前記上端開口部に形成され前記一次蓋が載せられる台座面と前記一次蓋との間に隙間を生じさせる隙間発生手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１３】
前記キャスクを洗浄する洗浄水の酸素濃度は、大気開放された純水の酸素濃度よりも低いことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１４】
前記キャスクを洗浄する洗浄水は、脱酸素剤が含まれることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１５】
前記キャスクを洗浄する洗浄水が、脱気水であることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のキャスク洗浄装置。
【請求項１６】
底部が閉塞されていると共に上端開口部を有し、リサイクル燃料を収納するほぼ筒状の容器本体と、
前記容器本体内に格納され、前記リサイクル燃料を格納するバスケットと、
前記容器本体の前記上端開口部に締結される一次蓋と、
前記容器本体の前記上端開口部と前記一次蓋との間に介装されるシール部材とからなるキャスクにおいて、前記容器本体内にリサイクル燃料を収納、密封する際、
前記容器本体内に存在する水の水位を前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上に出ないように、かつ、前記一次蓋との係合面よりも前記底部側に維持するように前記容器本体内に存在する水を前記容器本体内から排出する手順と、前記容器本体の前記上端開口部に形成され前記一次蓋が載せられる台座面と前記一次蓋との間を洗浄する手順と、
を備えることを特徴とするキャスク洗浄方法。
【請求項１７】
前記台座面と前記一次蓋との間を洗浄する手順後に、
前記キャスクを洗浄する洗浄水を前記容器本体内に供給する給水管を前記容器本体内と前記容器本体外とを連通する取り付け部に設置し、前記容器本体内から前記水を排出する排水管を前記排水管の端部が前記容器本体の前記底部側に開口するように設置する手順と、
前記容器本体内に存在する水の水位を前記リサイクル燃料の有効発熱部が出ないように、かつ、前記一次蓋との係合面よりも前記底部側に保ちながら、前記給水管を介して前記洗浄水を前記容器本体内に供給し、前記排水管を介して前記容器本体内に存在する水を前記容器本体内から排出する手順と、
を備えることを特徴とする請求項１６に記載のキャスク洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キャスク洗浄装置及びキャスク洗浄方法に関し、さらに詳しくは、リサイクル燃料の輸送・貯蔵のためのキャスクに発生する腐食を抑制できるキャスク洗浄装置及びキャスク洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
核燃料サイクルの終期に燃焼を終えた核燃料集合体を、リサイクル燃料という。リサイクル燃料は、ＦＰ（Ｆｉｓｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）等の高放射性物質を含み、また、熱的に冷却する必要があるので、原子力発電所内の冷却ピットで所定期間冷却される。その後、密閉容器、かつ、遮蔽容器本体であるキャスクに収納され、トラックや船舶等で再処理施設や中間貯蔵施設に搬送、密閉容器本体であるキャスクに収納された状態で貯蔵される。
【０００３】
このキャスクは、底部が閉塞されていると共に上端開口部を有し、リサイクル燃料を収納するほぼ筒状の容器本体と、リサイクル燃料を格納するバスケットと、リサイクル燃料を出し入れできるように開口された容器本体の上端開口部に密閉するための一次蓋及び二次蓋を備えている。一次蓋及び二次蓋は、それぞれ容器本体の上端開口部外周端に設けられた蓋取付部（台座面）に、それぞれ金属製のシール部材、いわゆるガスケットを挟んでボルトで締結される。
【０００４】
リサイクル燃料をキャスク内に収納するときは、一次蓋と二次蓋を取外して上端開口部を上にした状態のキャスクを、リサイクル燃料が一時保管されている水が張られたプール、いわゆる燃料貯蔵プールに下ろす。このピットには、リサイクル燃料をキャスクに入れるために吊上げてもそのリサイクル燃料が水面より露出しない水深まで水が張られている。燃料集合体を入れた後、プール内で一次蓋を仮取付けしてプール外に搬出する。
【０００５】
キャスクの中には、リサイクル燃料と共に水が封入されるので、その水を一次蓋に設けられた専用の孔から排水装置を挿入して排水する。さらに、キャスク内底部やリサイクル燃料表面などに残留した水分を、例えば真空排気することで、乾燥させる。このようにキャスク内の水を乾燥させて、リサイクル燃料を輸送あるいは貯蔵するキャスクを乾式キャスクと呼ぶ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１２５９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３８８８号公報
【特許文献３】特許第３５１９６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
乾式キャスクの場合、燃料貯蔵プール中でキャスク内に燃料を収納し、除染ピット内に搬出し、キャスク外表面の除染などを実施する。その後、キャスク内部であるキャビティ及びガスケット周辺の水を排水後、真空乾燥操作を実施し、キャスク内の水分を除去する。これは、各部の水による腐食対策と、貯蔵期間中の内圧の上昇を抑えるためである。しかしながら、腐食抑制の観点からは下記の問題点がある。
【０００８】
貯蔵期間中、キャスクの密閉性を維持するためには、ガスケット部の腐食を抑制することが重要であるが、燃料貯蔵プール水には塩素やほう素などの不純物が含まれており、キャスクを除染ピットに搬出してから、キャスク内部を真空乾燥して残留水分量をある規定値以下とするまでの期間において、キャスク内部が高温・多湿状態となるため、腐食しやすい環境にさらされることになる。特に、キャスク内部の水が蒸発することによって、塩素やほう素が濃縮された部分で腐食が発生しやすい。
【０００９】
また、キャスク内の水は大気開放されているため酸素が溶存しており、排水時及び真空乾燥時には溶存酸素が溶け出して、キャスク内の酸素濃度を下げることができないため、孔食や隙間腐食といった腐食が発生するおそれがある。
【００１０】
ここで、エラストマーガスケットを使用した従来の輸送のためのキャスクの場合は、４０年〜６０年を貯蔵期間とする乾式キャスクの貯蔵期間と比較すると、輸送期間は非常に短時間である。また、従来の輸送のためのキャスクは、燃料が解体されるか、再度プールに於いて保管されるので、前記の腐食が生じるほどの期間が存在せず、問題になることは無かった。
【００１１】
しかし、貯蔵を前提とするキャスクでは、非常に長い期間における腐食に対応できることが求められ、腐食を惹起する恐れを排除する必要がある。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、腐食の要因となるものを従来よりもさらに確実に排除して、ガスケットのみならず、キャスク内に収納されるバスケットやリサイクル燃料に発生する腐食を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るキャスク洗浄装置は、底部が閉塞されていると共に上端開口部を有し、リサイクル燃料を収納するほぼ筒状の容器本体と、前記容器本体内に格納され、前記リサイクル燃料を格納するバスケットと、前記容器本体の前記上端開口部に締結される一次蓋と、前記容器本体の前記上端開口部と前記一次蓋との間に介装されるシール部材とからなるキャスクにおいて、前記一次蓋に配設され、前記容器本体中の水を排出する排水管と、前記容器本体内の前記水の水位を維持する水位調節手段と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記空間内の前記水の前記水位を、前記一次蓋の底面よりも前記底部側に維持する。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記空間内の前記水の前記水位が、ガスケットが介装される前記台座面の高さまで達して、前記台座面およびガスケットが前記水に浸るおそれを抑制できる。ここで、通常、前記水は、塩素やほう素、酸素（溶存酸素）など腐食の発生及び成長を促す成分を含む。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記ガスケットに発生する腐食を抑制できる。
【００１４】
本発明の好ましい態様としては、前記水位調節手段は、前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記容器本体側の前記一次蓋との係合面よりも前記底部側に前記水位を維持することが望ましい。
【００１５】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記空間内の前記水の前記水位が前記底部側に下降し、前記リサイクル燃料の有効発熱部が前記水から露出するおそれを抑制できる。ここで、前記水は前記リサイクル燃料から放出されるα線や中性子線など一部の放射線を遮蔽すると共に、前記リサイクル燃料を冷却する。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。
【００１６】
また、前記底部側に前記水位を維持するのは、前記水位が一次蓋の底に接触する状態では、水の熱は一次蓋に多く伝達され、蓋部の温度を低く保つことが困難になるため、これを回避するために、一次蓋の底部よりも容器の底側に水位を保つことで、水と一次蓋間に熱伝達を妨げる気体の層を確保し、水と一次蓋間の熱伝達量を小さくして、一次蓋の温度を低く保つことができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様としては、前記水位調節手段は、前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋と前記容器本体側の係合面と前記水位の水面との間に空間を維持するように前記容器本体中の水位を調整することが望ましい。
【００１８】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記空間により、水面が一次蓋の底に接触しない。水面が一次蓋の底に接触する状態では、水の熱は一次蓋に多く伝達され、蓋部の温度を低く保つことが困難になる。これを回避するために、一次蓋の底部よりも容器の底側に水位を保つことで、水と一次蓋間に熱伝達を妨げる気体の層を確保し、水と一次蓋間の熱伝達量を小さくして、一次蓋の温度を低く保つことができる。
【００１９】
本発明の好ましい態様としては、前記水位調節手段により前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋と前記容器本体側の係合面と前記容器本体中の水面との間に維持される空間を、不活性ガスで満たすことが望ましい。
【００２０】
上記構成により本発明に係るキャスク洗浄装置は、腐食原因となる容器内の酸素を最初から絶てる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、空間の酸素を減少させるためのガス置換も不要であり、貯蔵初期の腐食発生を抑制できる。
【００２１】
本発明の好ましい態様としては、前記容器本体内に設けられて前記容器本体内の前記水の前記水位を検出する水位検出手段を備え、前記水位調節手段は前記水位検出手段から得た情報に基づいて前記容器本体内の前記水の前記水位を調節することが望ましい。
【００２２】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置の前記水位調節手段は、前記水位検出手段から前記空間内における前記水の前記水位に関する情報を得て、前記水位を調節できる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、前記空間内における前記水の前記水位を任意の高さに維持できる。
【００２３】
つまり、キャスク洗浄装置は、前記空間内の前記水の前記水位を、前記台座面よりも前記底部側に維持できる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、前記台座面及び前記ガスケットが水に浸る恐れを抑制できる。また、前記水位調節手段は、前記空間内の前記水の前記水位を前記リサイクル燃料の最も前記一次蓋側の部位よりも前記一次蓋側に維持できる。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。
【００２４】
本発明の好ましい態様としては、端部が前記容器本体内に開口して設けられ、前記容器本体内にキャスクを洗浄する洗浄水を供給する給水管を備え、前記水位調節手段は、前記容器本体内から前記排水管によって排出される前記水の量と、前記給水管によって前記容器本体内に供給される前記水の量との割合を調節して前記容器本体内の前記水の前記水位を調節することが望ましい。
【００２５】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置の前記水位調節手段は、前記空間内から前記排水管によって排出される前記水の量と、前記給水管によって前記空間内に供給される前記水の量との割合を調節できる。前記水位調節手段は、前記空間内から前記排水管によって排出される前記水の量を前記給水管によって前記空間内に供給される前記水の量よりも多くすることで、前記空間内の前記水の前記水位を下降させる。
【００２６】
また、前記水位調節手段は、前記給水管によって前記空間内に供給される前記水の量を前記空間内から前記排水管によって排出される前記水の量よりも多くすることで、前記空間内の前記水の前記水位を上昇させる。このように、前記水位調節手段は、前記空間内における前記水の前記水位に関する情報を得て、前記水位を調節できる。
【００２７】
つまり、キャスク洗浄装置は、前記空間内の前記水の前記水位を、前記台座面よりも前記底部側に維持できる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、前記台座面及び前記ガスケットが水に浸る恐れを抑制できる。また、前記水位調節手段は、前記空間内の前記水の前記水位を前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋の前記容器本体側の面である底面よりも前記底部側に前記水位を維持できる。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。
【００２８】
本発明の好ましい態様としては、前記排水管は、前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上にでないように、かつ前記一次蓋の前記容器本体との係合面と同じ高さか、前記係合面よりも前記容器本体の前記底部側に前記容器本体内に開口を有することが望ましい。
【００２９】
本発明のさらに好ましい態様としては、前記排水管は、前記一次蓋の前記容器本体側の面である底面よりも前記底部側と前記リサイクル燃料を格納する前記バスケットの上端面との間に開口する部分を有することが望ましい。
【００３０】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置の前記排水管は、前記リサイクル燃料の発熱面が水面に出ない部位と前記台座面よりも底部側との間に開口する部分があるので、前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、水面付近に滞留する容器内でも高温の前記水のみを前記空間内から排出できる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、前記内の前記水の前記水位が前記底部側に下降し、前記リサイクル燃料の発熱面が前記水から露出するおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。  
【００３１】
また、前記リサイクル燃料を保持するバスケットの上端面が水面に出ない部位と前記台座面よりも底部側との間に開口する部分を有する、前記排水管は、前記バスケットの上端面が水面に出ない部位と前記台座面よりも底部側との間にあるので、前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、バスケットの上端面より一次蓋側に有る水面付近に滞留する容器内でも高温の前記水のみを前記空間内から排出できる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、前記内の前記水の前記水位が前記底部側に下降し、前記バスケットの上端面が前記水から露出するおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。
【００３２】
また、さらに好ましい上記構成の、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の最も前記一次蓋側の部位と前記台座面との間にあるので、前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、前記リサイクル燃料の最も前記一次蓋側の部位より一次蓋側に有る水面付近に滞留する容器内でも高温の前記水のみを前記空間内から排出できる。これにより、前記キャスク洗浄装置は、前記内の前記水の前記水位が前記底部側に下降し、前記リサイクル燃料が前記水から露出するおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。
【００３３】
本発明の好ましい態様としては、前記排水管は、前記一次蓋の前記容器本体側の面である底面よりも前記底部側と前記リサイクル燃料の燃料棒頭部との間に開口する部分を有することが望ましい。
【００３４】
排水管は、排水管の開口する部分が水に浸かっていないと、容器本体内の水を排出できない。よって、容器本体内の水位は、燃料棒頭部よりも底部側にはならない。これにより、本発明に係るキャスク洗浄装置は、仮に水位検出手段を備えなくても、リサイクル燃料の燃料棒頭部が水から露出するおそれを抑制できる。
【００３５】
ここで、前記排水管が、前記一次蓋の前記容器本体側の面である底面よりも前記底部側と前記リサイクル燃料を格納する前記バスケットの上端面との間に開口する部分を有する場合は、容器本体内の水位は、バスケットの上端面よりも底部側にはならない。これにより、本発明に係るキャスク洗浄装置は、仮に水位検出手段を備えなくても、リサイクル燃料の有効発熱部が水から露出するおそれを抑制できる。
【００３６】
本発明の好ましい態様としては、前記水位調節手段は、前記容器本体内に連続して供給される前記水の流量を、前記容器本体内から前記排水管によって排出される前記水の流量未満とすることが望ましい。
【００３７】
これにより、本発明に係るキャスク洗浄装置は、容器本体内の水の水位が現在の水位よりも上昇することがない。よって、本発明に係るキャスク洗浄装置は、台座面と係合面との隙間が、プール水を含んでいるおそれがある水に浸るおそれを抑制できる。
【００３８】
本発明の好ましい態様としては、前記水位調節手段は、前記排水管の前記容器本体内に開口する部分と、前記底面との間の前記容器本体内の体積未満の前記水を、前記体積分の前記水を前記排水管が前記容器本体内から排出するために要する時間以上の間隔をあけて前記給水管から前記容器本体内に供給することが望ましい。
【００３９】
これにより、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記開口する部分と底面との間の容器本体内の水を排水管からすべて排出してから、給水管から容器本体内に前記体積未満の洗浄水を供給する。よって、容器本体内の水の水位は、一次蓋の底面に到達しない。これにより、本発明に係るキャスク洗浄装置は、台座面と係合面との隙間が、プール水を含んでいるおそれがある水に浸るおそれを抑制できる。
【００４０】
本発明の好ましい態様としては、前記一次蓋に設けられ、前記容器本体の前記上端開口部に形成され前記一次蓋が載せられる台座面と前記一次蓋との間に隙間を生じさせる隙間発生手段を備えることが望ましい。
【００４１】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記排水管により前記キャスク内水位を下げた後、あるいは、水位を下げる前に、前記台座面と前記一次蓋との間に隙間を発生させることができる。これにより、前記隙間に純水を供給することによって、前記隙間及び前記台座面と前記一次蓋との間に介装されるガスケットを洗浄できる。よって、前記キャスク洗浄装置は、前記ガスケットに発生する腐食を抑制できる。
【００４２】
本発明の好ましい態様としては、キャビティ内の塩素やほう素を含んだ水を希釈するため、キャビティ内の塩素やほう素を含んだ水を洗浄水に置換するための手段を有することが望ましい。好ましくは、前記キャスクを洗浄する洗浄水の酸素濃度は、大気開放された純水の酸素濃度よりも低いことが望ましい。
【００４３】
キャスクは前記洗浄水によって置換・洗浄される。通常、酸素は腐食の発生及び腐食の成長を促す。よって、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記洗浄水における酸素濃度を、前記純水よりも低くすることにより、前記キャスク内の前記水や排水した空間内の酸素濃度を低減でき、前記キャスクに発生する腐食を抑制できる。
【００４４】
本発明の好ましい態様としては、前記洗浄水は、低圧沸騰させた脱気水であることが望ましい。また、工業用水や水道水に脱酸素剤を加えることで、工業用水や水道水の酸素濃度を低減した洗浄水としてもよい。本発明のさらに好ましい態様としては、前記洗浄水は、前記洗浄水は、低圧沸騰させた脱気水に脱酸素剤が含まれることが望ましい。本発明の理想的な形態としては、脱イオン水に脱酸素剤がふくまれる洗浄水が最も好ましい。
【００４５】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記給水管により前記脱気水を前記キャスク内の前記水と置換して、キャスク内の前記水の酸素濃度を低減することにより、前記キャスクに発生する腐食を抑制できる。本発明のさらに好ましい態様の上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄装置は、前記洗浄水における酸素濃度を前記脱酸素剤によって短時間で低減することにより、前記キャスクに発生する腐食を抑制できる。
【００４６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るキャスク洗浄方法は、底部が閉塞されていると共に上端開口部を有し、リサイクル燃料を収納するほぼ筒状の容器本体と、前記容器本体内に格納され、前記リサイクル燃料を格納するバスケットと、前記容器本体の前記上端開口部に締結される一次蓋と、前記容器本体の前記上端開口部と前記一次蓋との間に介装されるシール部材とからなるキャスクにおいて、前記容器本体内にリサイクル燃料を収納、密封する際、前記容器本体内に存在する水の水位を前記リサイクル燃料の有効発熱部が水面上に出ないように、かつ、前記一次蓋との係合面よりも前記底部側に維持するように前記容器本体内に存在する水を前記容器本体内から排出する手順と、前記容器本体の前記上端開口部に形成され前記一次蓋が載せられる台座面と前記一次蓋との間を洗浄する手順と、を備えることを特徴とする。
【００４７】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄方法によってキャスクを洗浄すれば、前記キャスクを洗浄する作業員は、前記空間内の前記水の前記水位を、前記一次蓋の底面よりも前記底部側に維持できる。この状態で、前記作業員が、前記台座面と前記一次蓋との間を洗浄することにより、前記キャスク内の不純物を含んだ前記水が、前記台座面と前記一次蓋との間に介装されるガスケットに接触することがなく、確実にガスケットを洗浄できるため、前記キャスク洗浄方法は、前記ガスケットに発生する腐食を抑制できる。
【００４８】
また、前記台座面と前記一次蓋との間の洗浄後も、前記空間内の前記水の前記水位は、前記台座面の高さまで達しない。これにより、前記キャスク洗浄方法は、前記台座面が前記水に浸るおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄方法は、前記ガスケットに発生する腐食を抑制できる。
【００４９】
また、前記台座面と前記水位間の前記空間内の気体は、前記洗浄手順に、容器内に不活性ガスを導入できる設備の取付けを含ませることで、容器内に当初から酸素を排除した気体を導入することが好ましい。当初から不活性ガスを導入しておけば、腐食要因の内の酸素を排除できるので少なくとも係合部での腐食を抑制できる。不活性ガスは、一次蓋と容器本体の隙間が有るうちは、少量が容器外に漏れる程度に供給するのが好ましい。当初から不活性ガスを導入することにより、容器内の水を排除した後の真空乾燥期間中の酸素に起因する腐食につながる現象の排除、あるいは低減が容易になる。
【００５０】
本発明の好ましい態様としては、前記台座面と前記一次蓋との間を洗浄する手順後に、前記キャスクを洗浄する洗浄水を前記容器本体内に供給する給水管を前記容器本体内と前記容器本体外とを連通する取り付け部に設置し、前記容器本体内から前記水を排出する排水管を前記排水管の端部が前記容器本体の前記底部側に開口するように設置する手順と、前記容器本体内に存在する水の水位を前記リサイクル燃料の有効発熱部が出ないように、かつ、前記一次蓋との係合面よりも前記底部側に保ちながら、前記給水管を介して前記洗浄水を前記容器本体内に供給し、前記排水管を介して前記容器本体内に存在する水を前記容器本体内から排出する手順と、を備えることが望ましい。
【００５１】
また、本発明の好ましい態様としては、前記台座面と前記一次蓋との間を洗浄する手順後に、キャスクを洗浄する洗浄水を前記空間内に供給する給水管を前記空間内と前記空間外とを連通する取り付け部に設置し、前記空間内から前記水を排出する排水管を前記排水管の端部が前記空間の前記底部側に開口するように設置する手順と、前記空間内に存在する水の水位を前記リサイクル燃料を格納するバスケットの上端面が水面に出ない部位と前記台座面よりも底部側との間に保ちながら、前記給水管を介して前記洗浄水を前記空間内に供給し、前記排水管を介して前記空間内に存在する水を前記空間内から排出する手順と、を備えることが望ましい。
【００５２】
また、本発明の最も好ましい態様としては、前記台座面と前記一次蓋との間を洗浄する手順後に、キャスクを洗浄する洗浄水を前記空間内に供給する給水管を前記空間内と前記空間外とを連通する取り付け部に設置し、前記空間内から前記水を排出する排水管を前記排水管の端部が前記空間の前記底部側に開口するように設置する手順と、前記空間内に存在する水の水位を、前記リサイクル燃料の最も前記一次蓋側の部位と前記台座面との間に保ちながら、前記給水管を介して前記洗浄水を前記空間内に供給し、前記排水管を介して前記空間内に存在する水を前記空間内から排出する手順と、を備えることが望ましい。
【００５３】
上記構成により、本発明に係るキャスク洗浄方法で前記キャスクを洗浄すれば、前記作業員は、前記空間内の前記水位を一定に保ちながら前記空間内に前記洗浄水を供給できる。これにより、前記キャスク洗浄方法は、前記空間内から前記洗浄水によって薄められた塩素やほう素を含む前記水を前記空間外へ排出できる。
【００５４】
これにより、前記キャスク洗浄方法は、前記水の前記水位が前記一次蓋側に上昇し、前記台座面が前記水に浸るおそれを低減できる。よって、前記キャスク洗浄方法は、前記ガスケットに発生する腐食を抑制できる。また、前記キャスク洗浄方法は、前記リサイクル燃料を冷却する機能を果たす前記空間内の前記水の前記水位が前記底部側に下降し、前記リサイクル燃料の有効発熱部が前記水から露出するおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄方法は、前記リサイクル燃料の温度上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明に係るキャスク洗浄装置及びキャスク洗浄方法は、ガスケットのみならず、キャスク内に収納されるバスケットやリサイクル燃料に発生する腐食を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は、実施形態１に係るキャスクの一部断面を示す概略図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るキャスクの長手方向と直交する断面を示す図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る他のキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係るキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る一次蓋近傍を拡大して模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る給水用長管を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る水位調節装置が脱酸素剤の注入を停止するまでの手順を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態１に係るキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る他のキャスク洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る他のキャスク洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係るキャスク洗浄方法の作業手順を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、希釈手順時の実施形態２のキャスク洗浄装置を示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態２に係るキャスク洗浄方法の作業手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下に、本発明に係るキャスク洗浄装置及びキャスク洗浄方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００５８】
（実施形態）
図１は、実施形態１に係るキャスクの一部断面を示す概略図である。図２は、実施形態１に係るキャスクの長手方向と直交する断面を示す図である。図１及び図２を用いて、実施形態１に係るキャスク１１０の基本的な構成を説明する。
【００５９】
図１及び図２に示すように、放射性物質収納容器としてのキャスク１１０は、略円筒形状に形成される。キャスク１１０は、キャビティ１１１と、バスケット１１２と、容器本体としての胴本体１１３と、底部１１４と、蓋部１１５と、中性子遮蔽体１１６と、金属ガスケット１１７と、補助遮蔽体１１８とを備える。ここで、補助遮蔽体１１８は、収納するリサイクル燃料の仕様によって、装着が必要な場合に補助的に用いられるものである。
【００６０】
キャビティ１１１は、キャスク１１０の内部に形成される。キャビティ１１１は、胴本体１１３と底部１１４と蓋部１１５によって囲まれる空間である。バスケット１１２は、キャスク１１０の内部に設けられる。バスケット１１２は、後述する図３に示すリサイクル燃料１２０の集合体を収納するセル１１２ａを有する。バスケット１１２は、例えば、中性子吸収性能をもつ材料の粉末を添加したアルミニウム複合材によって構成される。
【００６１】
キャビティ１１１の内面は、バスケット１１２の外周形状に合わせて形成される。胴本体１１３は、略円筒形状に形成される。胴本体１１３は、一方の端部に底部１１４が溶接により結合される。また、胴本体１１３は、他方の開口端に蓋部１１５が設けられる。なお、キャビティ１１１を単純形状の円筒形として、キャビティ１１１とバスケット１１２との間のセルとして使えない隙間に伝熱性能に優れたスペーサを配置したものとしてもよい。
【００６２】
蓋部１１５は、胴本体１１３の底部１１４とは反対側の開口端を閉塞する。蓋部１１５は、一次蓋１１５ａと二次蓋１１５ｂとを含んで構成される。一次蓋１１５ａは、γ線を遮蔽する炭素鋼やステンレス鋼を材料として円盤形状に形成される。二次蓋１１５ｂも、一次蓋１１５ａと同様に、γ線を遮蔽する炭素鋼やステンレス鋼を材料として円盤形状に形成される。
【００６３】
加えて、一次蓋１１５ａは、内部に中性子遮蔽体１１６が封入される。中性子遮蔽体１１６は、水素を多く含有する高分子材料であって中性子遮蔽機能を実現する中性子遮蔽材である。中性子遮蔽材は、中性子吸収剤としてほう素を含むレジンが代表的である。これにより、一次蓋１１５ａは、中性子遮蔽機能が高められる。
【００６４】
一次蓋１１５ａ及び二次蓋１１５ｂは、炭素鋼やステンレス鋼を材料とするボルトにより胴本体１１３に取付けられる。この時、一次蓋１１５ａと胴本体１１３との間には金属ガスケット１１７が設けられる。また、二次蓋１１５ｂと胴本体１１３との間にも、金属ガスケットが設けられる。
【００６５】
これにより、金属ガスケット１１７は、一次蓋１１５ａと胴本体１１３との間の密封性を確保する。また、金属ガスケット１１７は、二次蓋１１５ｂと胴本体１１３との間の密封性を確保する。上記構成により、キャスク１１０は構成される。
【００６６】
図３は、実施形態１に係るキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。キャスク１１０は、内部にリサイクル燃料１２０が収納され、一次蓋１１５ａによって密封される際に、キャスク洗浄装置１０によって一次蓋１１５ａと胴本体１１３との隙間やキャビティ１１１内が洗浄される。
【００６７】
キャスク洗浄装置１０によるキャスク１１０の洗浄手順は、大きく分けて、キャビティ１１１から所定量をキャビティ１１１外へ排出する一次排水手順と、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌを洗浄水で薄める希釈手順と、キャビティ１１１内の水の大部分をキャビティ１１１外へ排出する二次排水手順とから構成される。図３は、一次排水手順時の、キャスク洗浄装置１０の態様を示す。
【００６８】
キャスク洗浄装置１０は、図３に示すように、第１貫通孔１１ａと、第２貫通孔１１ｂと、排水管としての排水用短管１２と、逆止弁付管１３と、排水用ポンプＰｏと、水位調節手段としての水位調節装置４０とを含んで構成される。第１貫通孔１１ａは、一次蓋１１５ａの厚み方向に貫通する。ここで、胴本体１１３には、一次蓋１１５ａが設置される台座面１１３ａが形成される。なお、一次蓋１１５ａのうち台座面１１３ａと対向する部分を係合面１１５ｃとする。
【００６９】
キャスク１１０は、通常、底部１１４が床と対向するようにして設けられる。この時、台座面１１３ａは、例えば、床と平行に形成される。一次蓋１１５ａが胴本体１１３に取り付けられる際、係合面１１５ｃと台座面１１３ａとは、互いに対向して接触する。つまり、一次蓋１１５ａは、係合面１１５ｃが台座面１１３ａに載せられて胴本体１１３に設置される。なお、係合面１１５ｃと台座面１１３ａとの間の隙間には、金属ガスケット１１７が設けられる。
【００７０】
第１貫通孔１１ａ及び第２貫通孔１１ｂは、キャビティ１１１内と、キャビティ１１１外とを連通するように、係合面１１５ｃ部分を避けて一次蓋１１５ａに形成される。ここで、第１貫通孔１１ａは、逆止弁付管１３が挿入される。第２貫通孔１１ｂは、排水用短管１２が挿入される。
【００７１】
排水用短管１２は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌを排水する。排水用短管１２は、第２貫通孔１１ｂから取り外しできるように、第２貫通孔１１ｂに挿入されて設けられる。排水用短管１２には例えばフランジが設けられており、一次蓋上面にボルトにより締結される。これにより、排水用短管１２は、第２貫通孔１１ｂに隙間無く取り付けられる。
【００７２】
排水用短管１２は、一方の端部１２ａがキャビティ１１１内に開口し、他方の端部１２ｂが排水用ポンプＰｏへ接続される。なお、排水用ポンプＰｏは、排水処理装置へ接続される。排水用ポンプＰｏは、キャビティ内の水を排水処理装置へ送り込む。ここで排水用ポンプＰｏは、水位調節装置４０と電気的に接続される。これにより、排水用ポンプＰｏは、水位調節装置４０によってその駆動をＯＮ‐ＯＦＦ制御される。
【００７３】
ここで、キャビティ１１１内に収納されているリサイクル燃料１２０の部位のうち、最も一次蓋１１５ａ側の部位をリサイクル燃料１２０の燃料棒頭部１２０ａとする。なお、崩壊熱を出す部分が発熱部である。発熱部は、燃料棒頭部１２０ａと燃料の先頭部を除く燃料の中央領域にある。また、台座面１１３ａと、制御する水位の下限、つまり燃料の発熱部が水面に出ない水位、あるいは、燃料を格納するバスケットの上端が水面に出ない水位、最も望ましくは燃料棒頭部１２０ａを下限とする水位との間を領域ＡＲ０１とする。排水用短管１２は、一方の端部１２ａが領域ＡＲ０１に開口するように配置される。
【００７４】
図４は、実施形態１に係る他のキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。図４は、一次排水手順時の、キャスク洗浄装置１０の他の態様を示す。排水用短管１２は、一方の端部１２ａが領域ＡＲ０１以外に配置されてもよい。この場合、図４に示すように、排水用長管２２は、領域ＡＲ０１に開口２２ｂを有する。つまり、排水用長管２２は、領域ＡＲ０１の範囲にある前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、水面付近に滞留する容器内でも高温のプール水Ｗｃｌのみを吸い込んで、排水する。
【００７５】
また、排水管としての排水用長管２２は、領域ＡＲ０１に開閉自在の開口２２ｂを有するものでもよい。つまり、一次排水手順時には、排水用長管２２は、領域ＡＲ０１の範囲にあるプール水Ｗｃｌのみを吸い込んで、排水し、二次排水手順時には開閉自在の開口２２ｂを閉じることで、一方の端部１２ａからキャビティ１１１内の前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、水面付近に滞留する容器内でも高温の水を吸い込んで、排水する。
【００７６】
さらに、排水管としての排水用長管２２は、領域ＡＲ０１に開閉自在の開口２２ｂと一方の端部１２ａを選択的に開閉できる機能を実現するものでもよい。つまり、一次排水手順時には、排水用長管２２は、開口２２ｂが開いた状態で、一方の端部１２ａは閉じた状態になる。これにより、排水用長管２２は、領域ＡＲ０１の範囲にあるプール水Ｗｃｌのみを吸い込んで排水し、二次排水手順時には開閉自在の開口２２ｂを閉じることで、一方の端部１２ａからキャビティ１１１内の前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、水面付近に滞留する容器内でも高温の水を吸い込んで、排水する。
【００７７】
図３に示すように、排水用短管１２は、例えば、領域ＡＲ０１の範囲に、水位検出手段としての水センサＤ０１を有する。水センサＤ０１は、水に触れているか否かを検出する。ここで、キャビティ１１１内における水位は、排水用短管１２によってキャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌが排出された後であっても、キャビティ１１１内に供給される洗浄水や、洗浄水の温度上昇による膨張によって上昇することがある。なお、水位とは、キャスク１１０は底部１１４を底面として直立して設置されたときの、キャビティ１１１内における底部１１４の表面から水面の高さまでをいう。
【００７８】
なお、水センサＤ０１は、底部１１４の表面から所定値αの高さに設けられる。上述したように、水センサＤ０１は、領域ＡＲ０１の範囲内に設けられる。よって、所定値αは、底部１１４の表面から燃料棒頭部１２０ａまでの高さより大きく、かつ、底部１１４の表面から台座面１１３ａまでの高さより小さい値である。なお、複数の水センサＤ０１または、所定の範囲内で連続または所定のピッチで水位を検出できるセンサを配置すると、状況に合わせて、所定値αを変更できるので好ましい。
【００７９】
キャスク洗浄装置１０は、水センサＤ０１の設置位置にまで水位が達した際に、つまりキャビティ１１１内の水位が所定値α以上になった際に、水位調節装置４０が自動でポンプを駆動してキャビティ１１１内からプール水Ｗｃｌ及び洗浄水をキャビティ１１１外へ排水用短管１２を介して排出する。なお、複数の水センサＤ０１または、所定の範囲内で連続または所定のピッチで水位を検出できるセンサを配置すると、状況に合わせて、所定値αを変更できるうえに、排水ポンプの起動と停止をそれぞれの水位で設定できる。よって、キャスク洗浄装置１０は、水面が波立つ場合でもより良好にポンプを安定して運転できる。
【００８０】
逆止弁付管１３は、キャビティ１１１内に不活性ガス、例えば窒素（Ｎ２）ガスやアルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等を供給する。排水用短管１２からプール水Ｗｃｌが排水される際、キャビティ１１１内の圧力は低下する。よって、逆止弁付管１３から不活性ガスを供給することにより、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内の圧力低下が低減される。これにより、キャスク洗浄装置１０は、排水用短管１２を介してプール水Ｗｃｌを容易にキャビティ１１１外へ排出できる。
【００８１】
逆止弁付管１３は、第１貫通孔１１ａから取り外しできるように、第１貫通孔１１ａに挿入されて設けられる。逆止弁付管１３には例えばフランジが設けられており、一次蓋上面にボルトにより締結される。これにより、逆止弁付管１３は、第１貫通孔１１ａに隙間無く取り付けられる。
【００８２】
逆止弁付管１３は、一方の端部１３ａがキャビティ１１１内に開口し、他方の端部１３ｂがキャビティ１１１外に設けられる不活性ガスのボンベと接続される。なお、逆止弁付管１３は、一方の端部１３ａが必ずしもキャビティ１１１内に開口しなくてもよい。逆止弁付管１３は、例えば、第１貫通孔１１ａの途中まで挿し込まれて取り付けられてもよい。
【００８３】
また、例えば、一次蓋１１５ａは、第１貫通孔１１ａのキャビティ１１１の外側近傍に逆止弁付管１３用の取り付け部が形成される。逆止弁付管１３は、一次蓋１１５ａの第１貫通孔１１ａに挿入されることなく、前記取り付け部に取り付けられてもよい。これらの構成でも、逆止弁付管１３は、キャビティ１１１内に不活性ガスを供給できる。
【００８４】
逆止弁付管１３は、例えばボール弁機構を有する。これにより、逆止弁付管１３は、キャビティ１１１側へ向かう方向へのみ不活性ガスを流し、キャビティ１１１内からキャビティ１１１外へ向かう方向へは流体を流さない。これにより、キャスク洗浄装置１０は、リサイクル燃料１２０が収納されるキャビティ１１１内の流体が、第１貫通孔１１ａを介してキャビティ１１１外に漏出するおそれを低減する。
【００８５】
さらに、キャビティ１１１内の水位の変動にともなうキャビティ１１１内のガス圧の変動を吸収できる、容積が可変する容器、例えばゴム製の袋や、気室の大きいアキュムレータを逆止弁付管１３のキャビティ１１１と逆止弁との間に配置すると、キャビティ１１１内のガス圧の変動を小さくできるので、給水用ポンプＰｉ及び排水用ポンプＰｏの使用を簡素化できる。また給水用ポンプＰｉ及び排水用ポンプＰｏの運転の制御も容易にできる。あるいは、キャビティ１１１内の水位の変動に伴うキャビティ１１１内のガス圧の変動を生じさせないように、キャビティ１１１内の排水管に所定の圧力以上になるとガスを逃がす弁であるリリース弁を設けてもよい。
【００８６】
図５は、実施形態１に係るキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。図５は、希釈手順時の、キャスク洗浄装置１０の態様を示す。キャスク洗浄装置１０は、図５に示すように、上述の構成に加えて、給水管としての給水用短管１４と、排水管としての排水用長管１５とを備える。給水用短管１４は、キャビティ１１１内に、洗浄水を供給する。給水用短管１４は、第１貫通孔１１ａから取り外しできるように、第１貫通孔１１ａに挿入されて設けられる。
【００８７】
なお、給水用短管１４と排水用長管１５を入れ替えて、給水管として排水用長管１５を、排水管として給水用短管１４を使用してもよい。この場合、排水用長管１５から、キャビティ１１１内に、洗浄水を供給し、給水用短管１４から、キャビティ１１１内の水を排水する。
【００８８】
給水用短管１４は、例えば、一次蓋１１５ａに取り付けられるためのフランジを有する。これにより、給水用短管１４は、一次蓋１１５ａに形成された第１貫通孔１１ａに前記フランジによって隙間無く取り付けられる。
【００８９】
給水用短管１４は、一方の端部１４ａがキャビティ１１１内に開口し、他方の端部１４ｂが給水用ポンプＰｉに接続される。なお、給水用ポンプＰｉは、洗浄水供給源３０へ接続される。給水用ポンプＰｉは、洗浄水をキャビティ１１１側へ送り込む。
【００９０】
洗浄水供給源３０は、例えば、工業用水や水道水に脱酸素剤を加えることで、工業用水や水道水の酸素濃度を低減してなお、有効な脱酸素剤が残存する洗浄水としてもよいし、好ましくは、純水に脱酸素剤を添加して洗浄水を生成し、給水用短管１４に前記洗浄水を供給する。または、洗浄水供給源３０は、例えば、脱気塔によって、純水に含まれる酸素量を低減して前記純水を洗浄水として給水用短管１４に供給する。より好ましくは、前記脱気塔によって、純水に含まれる酸素量を低減して前記純水に脱酸素剤を添加して洗浄水を生成すれば、脱酸素剤の添加量を最少にできるので、脱酸素剤の使用量を低減できると共に、洗浄に使用した洗浄水の後処理も容易になる。
【００９１】
これにより、前記洗浄水は、通常の純水よりも、含まれる酸素量が低減される。これにより、キャスク洗浄装置１０は、前記洗浄水をキャスク１１０のキャビティ１１１内の洗浄に用いることにより、キャスク１１０のキャビティ１１１内に洗浄水を供給してプール水Ｗｃｌを薄めて洗い流す。
【００９２】
これにより、キャスク洗浄装置１０は、プール水Ｗｃｌに含まれる塩素やほう素をキャビティ１１１内から除去できる。よって、キャスク洗浄装置１０は、キャスク１１０に発生する腐食を抑制できる。
【００９３】
また、キャスク洗浄装置１０は、前記洗浄水をキャスク１１０の各部の洗浄に用いることにより、特に腐食が発生及び成長しやすいキャビティ１１１内や台座面１１３ａの各部に存在する酸素量を低減する。これにより、キャスク洗浄装置１０は、キャスク１１０に発生する腐食をさらに抑制できる。また、前記台座面と前記水位間の前記空間内の気体として、当初から不活性ガスを導入することにより、容器内の水を排除した後の真空乾燥期間中の酸素に起因する腐食につながる現象の排除、あるいは低減がより容易になる。
【００９４】
また、前記洗浄水は、クーラーによってあらかじめ冷却された状態で、キャビティ１１１内に供給されると好ましい。これにより、前記洗浄水は、プール水Ｗｃｌを洗い流す機能に加えて、リサイクル燃料１２０やリサイクル燃料１２０から熱を受けたキャスク１１０の部材を冷却する冷却水としての機能を実現できると共に、台座面１１３ａ周辺と、金属ガスケット１１７が腐食する条件のうちの温度条件を腐食反応が抑制できるか、または安全性を十分に確保した上で腐食反応を無視できる温度に容易に維持できる。
【００９５】
ここで、リサイクル燃料１２０の温度が上昇すると、リサイクル燃料１２０の熱が一次蓋１１５ａに伝わって一次蓋１１５ａの温度が上昇する。キャスク洗浄装置１０は、上述のように、前記洗浄水が冷却水として機能して、一次蓋１１５ａの温度を低減できる。
【００９６】
なお、一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付ける際、作業員は、一次蓋１１５ａ上で作業をする。よって、作業員は、キャスク洗浄装置１０によって一次蓋１１５ａの温度上昇が低減されて、より安全に一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付けられる。
【００９７】
なお、キャスク洗浄装置１０は、脱酸素剤を添加した純水や脱酸素装置によって含まれる酸素量が低減された純水以外にも、洗浄水として通常の純水を用いてもよい。プール水Ｗｃｌは、上述のように塩素やほう素が含まれる。塩素やほう素は、腐食の発生及び成長を促す。よって、キャスク洗浄装置１０は、洗浄水によって、プール水Ｗｃｌを薄めてキャスク１１０から排出することにより、キャスク１１０に発生する腐食を抑制できる。
【００９８】
ここで、給水用短管１４の一方の端部１４ａは、例えば、領域ＡＲ０１に開口する。また、給水用短管１４の一方の端部１４ａには、散水ノズル１６が設けられる。以下に散水ノズル１６の構成を説明する。
【００９９】
図６は、実施形態１に係る一次蓋近傍を拡大して模式的に示す断面図である。図６は、希釈手順時の、キャスク洗浄装置１０の態様を示す。散水ノズル１６は、例えば、図６に示すように邪魔部１６ａを有する。給水用短管１４を介して散水ノズル１６に供給された洗浄水は、邪魔部１６ａに衝突し、邪魔部１６ａの表面に沿って流れる。これによって、洗浄水は、散水ノズル１６を介さずにキャビティ１１１内に供給されるよりも、キャビティ１１１内において広範囲により均等に飛散して供給される。
【０１００】
好ましくは、飛散する水は、一次蓋１１５ａの下面、つまり一次蓋１１５ａのキャビティ１１１側の面（一次蓋底面）と、一次蓋１１５ａの周囲の胴本体１１３とにより多く供給できるようにする。これにより、キャスク洗浄装置１０は、台座面１１３ａ周辺と、金属ガスケット１１７が腐食する条件のうちの温度条件を腐食反応が抑制できるか、または安全性を十分に確保した上で腐食反応を無視できる温度に冷却できる。
【０１０１】
なお、散水ノズル１６は、上述の構成に限定されず、例えば、散水ノズル１６に供給される洗浄水の圧力によってノズルが旋回して、洗浄水をキャビティ１１１内に飛散させて供給するものでもよい。また、散水ノズル１６は、散水ノズル１６に供給される洗浄水の圧力に代えて、バネの力によって飛散板がバタフライする方式でもよい。
【０１０２】
また、散水ノズル１６は、キャビティ１１１内に洗浄水を霧状や雨滴状に吹き込んで供給するものでもよい。散水ノズル１６がこのように構成されると、洗浄水は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌの水面と、一次蓋１１５ａとの間の不活性ガスを冷却できる。また、散水ノズル１６は、キャビティ１１１内に洗浄水を霧状や雨滴状に吹き込むことで、洗浄水をキャビティ１１１内においてより広範囲かつ、より均等に供給できる。
【０１０３】
キャスク洗浄装置１０は、図６に示すように、上述の構成に加えて、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃと、ジャッキボルト１７とを備える。ジャッキボルト用貫通孔１１ｃは、一次蓋１１５ａの係合面１１５ｃ部分に設けられる。つまり、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃは、台座面１１３ａが胴本体１１３に設置された際、台座面１１３ａと対向する位置に開口するように一次蓋１１５ａに形成される。また、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃは、内周面に雌ネジ部分を有する。
【０１０４】
ジャッキボルト１７は、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃの内周面に形成される雌ネジ部分にねじ込まれる雄ネジ部分を有する。ジャッキボルト１７は、係合面１１５ｃ部分における一次蓋１１５ａの厚みよりも、長手方向の長さが長い。つまり、ジャッキボルト１７は、雄ネジ部分が形成される円柱部分の軸方向の長さが、係合面１１５ｃ部分における一次蓋１１５ａの厚みよりも長い。
【０１０５】
さらに、ジャッキボルト１７の表面は少なくとも一次蓋及び係合面１１５ｃ部分に接する部分が、一次蓋及び係合面１１５ｃ部分に接しても焼きつきを生じない素材か表面処理が施されていることが望ましい。さらに望ましくは、一次蓋及び係合面１１５ｃ部分に接する部分に腐食成分を排除した焼きつき防止剤が塗布等の手段で覆われているか、一次蓋及び係合面１１５ｃがジャッキボルト１７に接する面に腐食成分を排除した焼きつき防止剤が塗布等の手段で覆われているとジャッキボルト１７の焼きつきを回避できる。これにより、キャスク洗浄装置１０は、ジャッキボルト１７の焼きつきに起因する問題を解決できる。
【０１０６】
これにより、一次蓋１１５ａが台座面１１３ａに載せられている状態で、ジャッキボルト１７をジャッキボルト用貫通孔１１ｃにねじ込むと、ジャッキボルト１７の先端部が、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃの台座面１１３ａ側の開口から突出する。さらにジャッキボルト１７は、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃにねじ込まれると、ジャッキボルト１７の先端部は、台座面１１３ａに対して係合面１１５ｃが台座面１１３ａから離れる方向の力を与える。あるいは、一次蓋をキャスクに載せる前に、一次蓋が係合面１１５ｃに対して、所定の隙間が生じるようにあらかじめジャッキボルト１７の台座面１１３ａからの突出量をセットすれば、蓋の自重を押し上げることなく隙間量を設定できるので、焼きつきの懸念される機会をより確実に排除できる。
【０１０７】
これにより、ジャッキボルト１７は、係合面１１５ｃと台座面１１３ａとの間に隙間を発生させる。なお、係合面１１５ｃと台座面１１３ａとの間の隙間は、例えば、２〜３ｍｍ程度である。
【０１０８】
図７は、実施形態１に係る給水用長管を模式的に示す断面図である。図７は、希釈手順時の、キャスク洗浄装置１０の態様を示す。給水用短管１４は、一方の端部が領域ＡＲ０１に開口しなくてもよい。キャスク洗浄装置１０は、例えば、図７に示すように、一方の端部２４ａが領域ＡＲ０１以外、例えば、底部１１４近傍に開口する給水用長管２４を備えてもよい。なお、領域ＡＲ０１以外の領域には、プール水Ｗｃｌが存在する。給水管としての給水用長管２４は、例えば、大径の外側管２４ｂと、外側管２４ｂよりも小径の内側管２４ｃとを有する。内側管２４ｃは、外側管２４ｂの内部に含まれて構成される。
【０１０９】
外側管２４ｂ及び内側管２４ｃは、図３に示す底部１１４近傍に開口する。外側管２４ｂの内周面と、内側管２４ｃの外周面との間には、洗浄水が流れる。また、内側管２４ｃの内側には、例えば、不活性ガスが流れる。つまり、給水用長管２４の一方の端部２４ａからは、洗浄水と不活性ガスとがキャビティ１１１内に流れ出る。
【０１１０】
これにより、一方の端部２４ａから噴出される不活性ガスは、気泡となる。この気泡が、一方の端部２４ａからキャビティ１１１内に供給される洗浄水を撹拌する。これにより、給水用長管２４は、洗浄水をキャビティ１１１内において広範囲かつ、均等に供給できる。
【０１１１】
なお、給水用長管２４は、二重管に限定されず、例えば、洗浄水を撹拌する不活性ガス専用の配管を、洗浄水専用の配管の近傍に設けてもよい。但し、この場合、不活性ガス用の配管が増えた分、一次蓋１１５ａに設ける貫通孔が増加する。
【０１１２】
また、キャビティ１１１内に供給する洗浄水を撹拌するためにキャビティ１１１内に不活性ガスを供給する場合、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内における不活性ガスの圧力を適正に保つドレン孔を備えると好ましい。あるいは、キャビティ１１１内の水位の変動に伴うキャビティ１１１内のガス圧の変動を生じさせないように、キャビティ１１１内の排水管に所定の圧力以上になるとガスを逃がす弁であるリリース弁等を設けてガス量に対応できるのであれば、これを利用するのも有効である。
【０１１３】
前記ドレン孔は、例えば、後述する排水用長管１５が給水用短管１４と同様に二重管に構成される。キャビティ１１１内の余剰な不活性ガスは、二重に構成された管のうち、内側管と外側管との間を介してキャビティ１１１内からキャビティ１１１外に排出される。この場合、内側管と外側管との間は、キャビティ１１１内で水が存在しない領域、例えば領域ＡＲ０１に開口する。
【０１１４】
キャビティ１１１内の余剰な不活性ガスは、二重に構成された管のうち、内側管の内部を介してキャビティ１１１内からキャビティ１１１外に排出されてもよい。この場合、内側管は、外側管の外周部に開口を有する。ここで、前記開口は、キャビティ１１１内で水が存在しない領域、例えば領域ＡＲ０１に開口する。
【０１１５】
または、キャスク洗浄装置１０は、一方の端部２４ａが三重管に構成され、３つの配管によって形成される３つの空間のうち、１つの空間を介して、キャビティ１１１内の余剰な不活性ガスがキャビティ１１１内からキャビティ１１１外に排出されてもよい。
【０１１６】
なお、キャスク洗浄装置１０は、不活性ガスによって洗浄水を攪拌すると好ましいが、本実施形態はこれに限定されない。キャスク洗浄装置１０は、少なくとも、キャビティ１１１内に洗浄水を供給して、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌと洗浄水とを置換できればよい。
【０１１７】
排水用長管１５は、図５に示すように、第２貫通孔１１ｂから取り外しできるように、第２貫通孔１１ｂに挿入されて設けられる。排水用長管１５には例えばフランジが設けられており、一次蓋上面にボルトにより締結される。これにより、排水用長管１５は、第２貫通孔１１ｂに隙間無く取り付けられる。
【０１１８】
排水用長管１５は、一方の端部１５ａが底部１１４近傍に開口し、他方の端部１５ｂが排水処理系に接続される。排水用長管１５は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌ及び洗浄水をキャビティ１１１外である排水処理系へ排出する。よって、排水用長管１５は、キャビティ１１１内で、最も鉛直方向下側の位置に設けられると好ましい。これにより、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌ及び洗浄水をより多くキャビティ１１１内からキャビティ１１１外の排水処理系へ排出できる。
【０１１９】
また、図４に示す領域ＡＲ０１に設けた開閉自在の開口２２ｂを有する排水用長管２２でも排水用長管１５の機能を実現できる。つまり、領域ＡＲ０１の範囲にある開閉自在の開口２２ｂを閉じて、一方の端部１２ａからキャビティ１１１内の水を吸い込んで、排水処理系へ排水する。さらに、領域ＡＲ０１に開閉自在の開口２２ｂと一方の端部１２ａを選択的に開閉できる機能を実現するものでもよい。
【０１２０】
つまり、開口２２ｂが閉で、一方の端部１２ａは開となるので、プール水Ｗｃｌを吸い込んで排水し、排水処理系へ排水する。このように排水用長管２２を使用する場合は、一方の端部１２ａの近辺の水位で制御する必要があるので、一方の端部１２ａの近くに水センサＤ０２を設ける。
【０１２１】
排水用長管１５は、例えば、領域ＡＲ０１の範囲に、水位検出手段としての水センサＤ０２を有する。水センサＤ０２は、水センサＤ０２が水に触れているか否かを検出する。水センサＤ０２は、例えば、第１検出素子Ｄ０２ａと、第２検出素子Ｄ０２ｂとを含んで構成される。
【０１２２】
第１検出素子Ｄ０２ａは、第２検出素子Ｄ０２ｂよりも底部１１４側に設けられる。第２検出素子Ｄ０２ｂは、領域ＡＲ０１のうち、第１検出素子Ｄ０２ａよりも一次蓋１１５ａ側に設けられる。なお、第２検出素子Ｄ０２ｂは、底部１１４から所定値βの高さに設けられる。
【０１２３】
また、第１検出素子Ｄ０２ａの設置位置は、領域ＡＲ０１内に限定されず、キャビティ１１１内であって、後述する第２検出素子Ｄ０３ｂよりも底部１１４側であればどこに設けられてもよい。より好ましくは、第１検出素子Ｄ０２ａは、底部１１４近傍に設けられる。
【０１２４】
これにより、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内の水位が、第１検出素子Ｄ０２ａよりも低下し、第１検出素子Ｄ０２ａが水中から露出するおそれを抑制できる。よって、キャスク洗浄装置１０は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。なお、第２検出素子Ｄ０２ｂは、領域ＡＲ０１内に必ず設けられる。
【０１２５】
水センサＤ０２は、第２検出素子Ｄ０２ｂから第１検出素子Ｄ０２ａへ電気を流し、第２検出素子Ｄ０２ｂと第１検出素子Ｄ０２ａとの間に流れる電流の量により、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌ及び洗浄水の水位が所定値β以上であるか否かを検出する。なお、水センサＤ０２は、水位調節装置４０と電気的に接続される。これにより、水位調節装置４０は、キャビティ１１１内の水位の情報を水センサＤ０２から取得する。
【０１２６】
また、排水用長管１５は、例えば、領域ＡＲ０１の範囲に、水位検出手段としての水センサＤ０３を有する。水センサＤ０３は、水センサＤ０３が水に触れているか否かを検出する。水センサＤ０３は、例えば、第１検出素子Ｄ０３ａと、第２検出素子Ｄ０３ｂとを含んで構成される。
【０１２７】
第１検出素子Ｄ０３ａは、第２検出素子Ｄ０３ｂよりも底部１１４側に設けられる。第２検出素子Ｄ０３ｂは、領域ＡＲ０１のうち、第１検出素子Ｄ０３ａよりも一次蓋１１５ａ側であって、第２検出素子Ｄ０２ｂよりも底部１１４側に設けられる。なお、第２検出素子Ｄ０３ｂは、底部１１４から所定値γの高さに設けられる。
【０１２８】
また、第１検出素子Ｄ０３ａは、領域ＡＲ０１内に限定されず、キャビティ１１１内であって、第２検出素子Ｄ０３ｂよりも底部１１４側であればどこに設けられてもよい。但し、第２検出素子Ｄ０３ｂは、領域ＡＲ０１内に必ず設けられる。また、第１検出素子Ｄ０３ａと第１検出素子Ｄ０２ａとは、１つの部品として構成されてもよい。
【０１２９】
水センサＤ０３は、第２検出素子Ｄ０３ｂから第１検出素子Ｄ０３ａへ電気を流し、第２検出素子Ｄ０３ｂと第１検出素子Ｄ０３ａとの間に流れる電流の量より、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌ及び洗浄水の水位が所定値γ以上であるか否かを検出する。なお、水センサＤ０３は、水位調節装置４０と電気的に接続される。これにより、水位調節装置４０は、キャビティ１１１内の水位の情報を水センサＤ０３から取得する。
【０１３０】
なお、水センサＤ０２及び水センサＤ０３は、電気の導通によりキャビティ１１１内の水位を検出するものとして説明したが、本実施形態はこれに限定されない。水センサＤ０２及び水センサＤ０３は、例えば、水に浮く浮きを用いてキャビティ１１１内の水位を水に浮く浮きの位置として検出してもよい。つまり、水センサＤ０２及び水センサＤ０３は、キャビティ１１１内の水位を検出して電気的な信号に変換できる装置であればよい。
【０１３１】
図５に示す排水用長管１５は、例えば、酸素量センサＤ０４を有する。酸素量センサＤ０４は、排水用長管１５内を流れる単位量あたりの水に含まれる酸素量、つまり酸素濃度を検出する。酸素量センサＤ０４は、水位調節装置４０と電気的に接続される。これにより、水位調節装置４０は、酸素量センサＤ０４から排水用長管１５内を流れる水、つまり、キャビティ１１１内の水における酸素濃度を取得する。
【０１３２】
図８は、実施形態１に係る水位調節装置が脱酸素剤の注入を停止するまでの手順を説明するフローチャートである。図８に示すステップＳＴ３０１で、水位調節装置４０は、洗浄水に脱酸素材の注入を開始する。次に、ステップＳＴ３０２で水位調節装置４０は、酸素量センサＤ０４からキャビティ１１１内の水における酸素濃度を取得する。次に、ステップＳＴ３０３で、水位調節装置４０は、キャビティ１１１内の水における酸素濃度が所定値ｘ以下であるか否かを判定する。
【０１３３】
なお、所定値ｘは、例えば、０．５ｐｐｍ以下の間の値である。これにより、キャスク洗浄装置１０は、キャスク１１０における腐食の発生及び腐食の成長のおそれを抑制できる。なお、水の溶存酸素濃度は、常温で約８ｐｐｍ、９０度で０．５ｐｐｍ程度である。キャスク洗浄装置１０は、キャスク内の水が９０度程度まで上昇する場合であっても、通常の溶存酸素濃度よりも低くすることにより、水中の溶存酸素だけでなく、キャビティ内のガス空間の酸素濃度も低減できる。さらに、キャスク洗浄装置１０は、ガスケット部の酸素濃度を低減できる。これにより、キャスク洗浄装置１０は、ガスケット部の腐食の発生を抑えることができる。
【０１３４】
ステップＳＴ３０３で、水位調節装置４０によってキャビティ１１１内の水における酸素濃度が所定値ｘより大きいと判定されると（ステップＳＴ３０３、Ｎｏ）、水位調節装置４０によってキャビティ１１１内の水における酸素濃度が所定値ｘ以下であると判定されるまでステップＳＴ３０２、及びステップＳＴ３０３を繰り返す。
【０１３５】
なお、この間、図５に示す給水用短管１４からは洗浄水がキャビティ１１１内に供給され、排水用長管１５からはプール水Ｗｃｌを含む水が排出されている。ここで、本実施形態では洗浄水に含まれる酸素量が通常の純水よりも低減されている。これにより、キャビティ１１１内の水における酸素濃度は次第に低下する。
【０１３６】
ステップＳＴ３０３で、水位調節装置４０によってキャビティ１１１内の水における酸素濃度が所定値ｘ以下であると判定されると（ステップＳＴ３０３、Ｙｅｓ）、水位調節装置４０は、キャビティ１１１内の洗浄が完了したものとみなす。よって、ステップＳＴ３０４で、図５に示す水位調節装置４０は、脱酸素剤の注入を停止する。
【０１３７】
なお、水位調節装置４０は、例えば表示部を備え、キャビティ１１１内の水における酸素濃度が所定値ｘ以下になった場合に、作業員に対して、脱酸素剤の注入を停止する指示を出してもよい。
【０１３８】
図９は、実施形態１に係るキャスク洗浄装置を模式的に示す断面図である。図９は、二次排水手順時の、キャスク洗浄装置１０の態様を示す。キャスク洗浄装置１０は、図９に示すように、上述の構成に加えて、不活性ガス供給管１８と、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄと、酸素濃度計Ｄ０６とを備える。不活性ガス供給管１８は、図３、図４に示す逆止弁付管１３が、ガスにも対応できるものであれば、不活性ガス供給管１８として用いてもよい。
【０１３９】
不活性ガス供給管１８は、キャビティ１１１内に、不活性ガスを供給する。不活性ガス供給管１８は、第１貫通孔１１ａから取り外しできるように、第１貫通孔１１ａに挿入されて設けられる。不活性ガス供給管１８は、例えばフランジを有する。不活性ガス供給管１８は、一次蓋１１５ａに形成される第１貫通孔１１ａに前記フランジによって隙間無く取り付けられる。
【０１４０】
また、不活性ガス供給管１８が、図３、図４に示す逆止弁付管１３としても対応できるものであれば、逆止弁付管１３として用いてもよい。この場合、洗浄作業の初期に容器内に形成される空間に不活性ガスを導入できるので、不活性ガス供給管１８と、逆止弁付管１３は兼用できることが一次蓋に開口を増やすことを回避できるので望ましい。
【０１４１】
不活性ガス供給管１８は、一方の端部１８ａがキャビティ１１１内に開口し、他方の端部１８ｂが不活性ガスの供給源であるボンベへ接続される。なお、不活性ガス供給管１８は、一方の端部１８ａが必ずしもキャビティ１１１内に開口しなくてもよい。不活性ガス供給管１８は、例えば、第１貫通孔１１ａの途中まで挿し込まれて取り付けられてもよい。
【０１４２】
また、例えば、一次蓋１１５ａは、第１貫通孔１１ａのキャビティ１１１の外側に不活性ガス供給管１８用の取り付け部が形成される。不活性ガス供給管１８は、一次蓋１１５ａの第１貫通孔１１ａに挿入されることなく、前記取り付け部に取り付けられてもよい。これらの構成でも、不活性ガス供給管１８は、キャビティ１１１内に不活性ガスを供給できる。
【０１４３】
酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄは、一次蓋１１５ａの厚み方向に貫通する。酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄは、キャビティ１１１内と、キャビティ１１１外とを連通するように、係合面１１５ｃ部分を避けて一次蓋１１５ａに形成される。ここで、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄは、酸素濃度計Ｄ０６が取り外しできるように挿入されて設けられる。酸素濃度計Ｄ０６は、キャビティ１１１内の気体中における酸素濃度を計測し表示する。酸素濃度計Ｄ０６は、例えば円柱状に形成される。
【０１４４】
この時、キャビティ１１１内にはリサイクル燃料１２０が収納されているため、酸素濃度計Ｄ０６は、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄに隙間無く取り付けられると好ましい。よって、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄの内周面には、例えば、雌ネジ部分が形成される。
【０１４５】
また、酸素濃度計Ｄ０６は、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄの内周面に形成された雌ネジに嵌め合わされる雄ネジ部分を外周面に有する。これにより、酸素濃度計Ｄ０６は、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄの内周面に形成された雌ネジ部分に酸素濃度計Ｄ０６の外周面に形成された雄ネジ部分がねじ込まれて、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄに隙間無く取り付けられる。
【０１４６】
なお、酸素濃度計Ｄ０６は、一次蓋１１５ａに取り付けられるためのフランジを備えてもよい。酸素濃度計Ｄ０６は、一次蓋１１５ａに形成される酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄに前記フランジによって隙間なく取り付けられる。
【０１４７】
なお、キャスク洗浄装置１０は、例えば、不活性ガス供給管１８の外周部に検出部が露出するように不活性ガス供給管１８に酸素濃度計Ｄ０６が設けられてもよい。検出部の露出位置は不活性ガス供給管１８の開口部１８ａより一次蓋よりで、一次蓋１１５ａの底面よりも容器の底部よりの領域ＡＲ０１内に露出させることで、一次蓋１１５ａの酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄが設けられる必要がない。これにより、開口部の増加を回避できるので、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内の流体がキャビティ１１１外に漏出するおそれを抑制でき、長期間の貯蔵を前提とするキャスクでは、好ましいことである。
【０１４８】
また、第１貫通孔１１ａ、第２貫通孔１１ｂ、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄは、蓋部１１５が胴本体１１３に完全に取り付けられる際に全て開口が封止プラグ等で封じられる。上述のように、不活性ガス供給管１８の外周部に検出部が突出するように不活性ガス供給管１８に酸素濃度計Ｄ０６が設けられると、一次蓋１１５ａは酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄが形成されない。よって、キャスク洗浄装置１０は、作業員による一次蓋１１５ａに形成される孔は、封止プラグ等で封じる作業量を低減できる。
【０１４９】
あるいは、この、不活性ガス供給管１８と、酸素濃度計Ｄ０６は、前記給水用短管１４の内部を通過して、前記給水用短管１４の端部１４ａより一次蓋よりで、一次蓋１１５ａの底面よりも容器の底部よりの領域ＡＲ０１内に、不活性ガス供給管１８の開口と、酸素濃度計Ｄ０６の検出部を互いに逆向きに露出させることで、一次蓋１１５ａに開口部の増加をさらに回避できるので、長期間の貯蔵を前提とするキャスクでは、より好ましいことである。
【０１５０】
この他にも、逆止弁付管１３と給水用短管１４を共用したりして、本キャスク洗浄装置１０は、兼用できるものを共用することで、一次蓋の開口部が増加するのを回避して、キャビティ１１１内の流体がキャビティ１１１外に漏出するおそれを抑制することで、長期間の貯蔵を前提とするキャスクの信頼性を確保できる。
【０１５１】
上記構成により、キャスク洗浄装置１０は、プール水Ｗｃｌを含む水が一次蓋１１５ａ側に上昇し、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含む水に浸るおそれを抑制する。また、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内の酸素濃度及び塩素の濃度またはほう素の濃度を低減できる。これにより、キャスク洗浄装置１０は、台座面１１３ａ、係合面１１５ｃ、金属ガスケット１１７、キャビティ１１１内に発生する腐食を抑制できる。
【０１５２】
また、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内の水位を所定値γ以上に維持する。これにより、キャスク洗浄装置１０は、リサイクル燃料１２０がプール水Ｗｃｌから露出するおそれを抑制できる。よって、キャスク洗浄装置１０は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１５３】
あるいは、排水用長管２２として、図４に示す開閉自在の開口２２ｂを有する排水用長管１５を用いる場合は、端部１２ａを閉じて、領域ＡＲ０１の範囲にある開閉自在の開口２２ｂを開いて、前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、水面付近に滞留する容器内でも高温の水を吸い込んで、効率よく高温の水を排水することで、キャスク洗浄装置１０は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１５４】
また、キャスク洗浄装置１０は、洗浄水が冷却水として機能する。ここで、上述のように、リサイクル燃料１２０の温度が上昇すると、リサイクル燃料１２０の熱が一次蓋１１５ａに伝わって一次蓋１１５ａの温度が上昇する。キャスク洗浄装置１０は、前記洗浄水が冷却水として機能して、一次蓋１１５ａの温度を低減できる。
【０１５５】
なお、一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付ける際、作業員は、一次蓋１１５ａ上で作業をする。よって、作業員は、キャスク洗浄装置１０によって一次蓋１１５ａの温度上昇が低減されて、より安全に一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付けられる。
【０１５６】
図１０は、実施形態１に係る他のキャスク洗浄装置の構成を示す模式図である。図１１は、実施形態１に係る他のキャスク洗浄装置の構成を示す模式図である。キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内に洗浄水を供給し、キャビティ１１１内の水は排水処理装置へと排出するが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、キャスク洗浄装置１０Ａは、キャビティ１１１から排出された水に所定の処理を加えて再度キャビティ１１１内に供給する。
【０１５７】
キャスク洗浄装置１０Ａは、不純物除去装置３１と、循環ポンプＰｃと、クーラー３２と、配管３３と、配管３４とを含んで構成される。不純物除去装置３１は、排水用長管１５内を流れる水に含まれる不純物（クラッド等の固形物や特に塩素及びほう素）を除去する。
【０１５８】
また、キャスク洗浄装置１０は、給水管として排水用長管１５を、排水管として給水用短管１４を配置してもよい。この場合、前記リサイクル燃料によって暖められて、容器内を上昇し、水面付近に滞留する容器内でも高温の水を吸い込んで、効率よく高温の水を排水することで、キャスク洗浄装置１０は、キャビティ１１１内の水温上昇を抑制できる。
【０１５９】
循環ポンプＰｃは、配管内の水を循環させる。クーラー３２は、前記水を冷却する。排水用長管１５の他方の端部１５ｂは、不純物除去装置３１に接続される。これにより、不純物除去装置３１にはキャビティ１１１内の水が供給される。
【０１６０】
配管３３は、不純物除去装置３１と循環ポンプＰｃとを接続する。また、配管３４は、循環ポンプＰｃとクーラー３２とを接続する。これにより、不純物除去装置３１に供給された水は、循環ポンプＰｃによってクーラー３２へ導かれる。また、給水用短管１４の他方の端部１４ｂはクーラー３２に接続される。これにより、クーラー３２によって、冷却された水は、給水用短管１４を介してキャビティ１１１内に供給される。この時、クーラー３２からキャビティ１１１に導かれる水には、脱酸素剤が加えられる。
【０１６１】
なお、脱酸素剤は、不純物除去装置３１よりも水の流れの下流側で前記水に加えられればよい。また、循環ポンプＰｃは、例えば、不純物除去装置３１とクーラー３２との間に設けられるが、不純物除去装置３１よりも水の流れの上流側に設けられてもよいし、クーラー３２よりも水の流れの下流側に設けられてもよい。
【０１６２】
さらに、不純物除去装置３１には、脱酸素剤を除去できる機能回路を前記不純物（クラッド等の固形物や特に塩素及びほう素）を除去する回路と平行に配置することが、望ましい。キャビティ内の酸素濃度が規定以下になった段階で、脱酸素剤の供給はとめられるが、キャビティ内に過剰な脱酸素剤が残る恐れを排除するために、前記脱酸素剤を除去できる機能を備えた回路を設け、前記脱酸素剤を除去できる機能を備えた回路には、脱酸素剤の濃度を計測できるセンサを配置して、キャビティ内からの水に残存する過剰な脱酸素剤が除去されたことを確認できるようにして、キャビティ内に余分な成分が含まれないようにすることで、腐食に対して、より信頼できる環境を提供できる。
【０１６３】
上記構成により、キャスク洗浄装置１０Ａは、排水処理装置に送られる水の量を低減しつつ、キャビティ１１１内に供給する洗浄水における酸素濃度と塩素の濃度及び、ほう素の濃度とを低減して、キャスク洗浄装置１０と同等の効果を奏する。
【０１６４】
なお、キャスク洗浄装置１０Ａは、図１１に示すように、例えば、不純物除去装置３１と循環ポンプＰｃとの間に脱気塔３５を備える構成のキャスク洗浄装置１０Ｂであってもよい。この場合、キャスク洗浄装置１０Ｂは、脱酸素剤を水に加える必要がない。
【０１６５】
キャスク洗浄装置１０Ｂは、脱気塔３５と、真空ポンプＰａと、配管３６とを備える。脱気塔３５は、水中に含まれる酸素を除去する。真空ポンプＰａは、配管３６によって脱気塔３５と接続される。また、脱気塔３５は、排気浄化系に接続される。これにより、脱気塔３５によって水中から除去された酸素は、真空ポンプＰａによって配管３６を介して排気浄化系に導かれる。また、脱気塔３５によって、酸素を除去された水は、循環ポンプＰｃによってクーラー３２に導かれる。
【０１６６】
上記構成により、キャスク洗浄装置１０Ｂは、排水処理装置に送られる水の量を低減しつつ、キャビティ１１１内に供給する洗浄水における酸素濃度と塩素の濃度及び、ほう素の濃度とを低減して、キャスク洗浄装置１０と同等の効果を奏する。
【０１６７】
図１２は、実施形態１に係るキャスク洗浄方法の作業手順を説明するフローチャートである。以下で説明するキャスク洗浄方法は、上述のキャスク洗浄装置１０を用いて実行される。
【０１６８】
図１２に示すように、ステップＳＴ４０１で、作業員は、キャスク１１０をプール内に沈める。このときキャスク１１０は、蓋部１１５が取り付けられていない。次に、ステップＳＴ４０２で、作業員は、プール内でキャスク１１０のキャビティ１１１内にリサイクル燃料１２０を収納する。
【０１６９】
次に、ステップＳＴ４０３で、作業員は、プール水Ｗｃｌ中で胴本体１１３に一次蓋１１５ａを仮に設置する。次に、ステップＳＴ４０４で、作業員は、キャスク１１０をピット内の中間床に設置する。なお、ピット内の中間床とは、キャスク１１０を作業用フロアに移動させる前に、一次蓋１１５ａ周辺のプール水Ｗｃｌを排除するためにキャスク１１０が仮に設置される床である。
【０１７０】
なお、プールに入れる前に、ジャッキボルトをセットしても良く、この場合は、ステップＳＴ４０９での作業量を軽減できる。また、プールに入れる前に、ジャッキボルトを係合部に隙間が生じるようにセットしても良く、この場合は、ステップＳＴ４０９での作業をほぼ省ける。
【０１７１】
次に、ステップＳＴ４０５で、作業員は、一次蓋１１５ａ周辺のプール水Ｗｃｌを排除する。次に、ステップＳＴ４０６で、作業員は、キャスク１１０をクレーンによって吊り上げ、作業フロアへ移動する。次に、ステップＳＴ４０７で、作業員は、図３に示す様に、排水用短管１２を第２貫通孔１１ｂに取り付け、逆止弁付管１３を第１貫通孔１１ａに取り付ける。
【０１７２】
次に、ステップＳＴ４０８で、作業員は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌをキャビティ１１１内から１００〜２００リットル程度を排出する。この時、排水用短管１２は、上述のように一方の端部１２ａが領域ＡＲ０１に開口する。よって、キャビティ１１１内の水位は、燃料棒頭部１２０ａより底部１１４側へ下降しない。これにより、リサイクル燃料１２０は、プール水Ｗｃｌから露出するおそれが低減される。結果として、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１７３】
但し、一次蓋にジャッキボルトをあらかじめ係合部に所定の隙間（２〜３ｍｍ）が生じるようにセットして、プールで胴本体に一次蓋を仮接地している場合は、ステップＳＴ４０８で、一次蓋と容器の係合部の隙間も洗浄する。
【０１７４】
また、前記排水作業により生じる、前記領域ＡＲ０１の前記空間内の気体として、当初から不活性ガスを導入することにより、容器内の気中の酸素を排除して酸素に起因する腐食につながる現象の排除、あるいは低減がより容易になるので、この段階での不活性ガスの供給が好ましい。
【０１７５】
より好ましいのは、前記排水作業の開始に伴い、排水量を僅かにでも上回る不活性ガスを供給し、係合面が気中にさらされた段階では不活性ガスに包まれるのが、腐食防止の点で最も望ましい。但し、この段階での不活性ガスの供給は蓋間からキャビティ外に漏れる不活性ガスを特定の領域に閉じ込め処理・処分できる設備を備えることが前提となる。
【０１７６】
また、図４に示すように、第２貫通孔１１ｂは、排水用短管１２に代えて排水用長管２２が取り付けられてもよい。排水用長管２２は、上述のように、領域ＡＲ０１のみに開口２２ｂを有する。よって、キャビティ１１１内の水位は、燃料棒頭部１２０ａより底部１１４側へ下降しない。これにより、リサイクル燃料１２０は、プール水Ｗｃｌから露出するおそれが低減される。結果として、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１７７】
次に、ステップＳＴ４０９で、作業員は、図６に示すように、ジャッキボルト用貫通孔１１ｃにジャッキボルト１７を取り付けて、係合面１１５ｃと台座面１１３ａとの間に例えば２〜３ｍｍほど隙間を発生させる。次に、ステップＳＴ４１０で、作業員は、洗浄水で一次蓋１１５ａ周辺を洗浄する。また、作業員は、金属ガスケット１１７が配置される溝と連通する金属ガスケット洗浄用リーク孔や前記隙間から洗浄水を供給して、係合面１１５ｃ、台座面１１３ａ、金属ガスケット１１７を洗浄する。但し、一次蓋にジャッキボルトをあらかじめ係合部に所定の隙間（２〜３ｍｍ）が生じるようにセットして、プールで胴本体に一次蓋を仮接地している場合は、ジャッキボルトをセットする作業を省ける。
【０１７８】
この時、係合面１１５ｃ、台座面１１３ａ、金属ガスケット１１７を洗浄後の洗浄水が、キャビティ１１１内に流入する。これにより、キャビティ１１１内における水の水位が上昇するおそれがある。しかしながら、図３に示す水位調節装置４０が、キャビティ１１１内の水位を所定値αよりも小さい範囲に維持する。これにより、前記キャスク洗浄方法は、キャビティ１１１内の水位が台座面１１３ａの高さまで上昇するおそれを抑制できる。
【０１７９】
次に、ステップＳＴ４１１で、作業員は、ジャッキボルト１７を緩め、一次蓋１１５ａをジャッキダウンする。そして、作業員は、一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付けるボルトを仮締めする。次に、ステップＳＴ４１２で、作業員は、図３及び図４に示す第１貫通孔１１ａから逆止弁付管１３を取り外し、図５に示すように給水用短管１４を第１貫通孔１１ａに取り付ける。
【０１８０】
また、作業員は、図３に示す第２貫通孔１１ｂから排水用短管１２を取り外し、または図４に示す第２貫通孔１１ｂから排水用長管２２を取り外し、図５に示すように排水用長管１５を第２貫通孔１１ｂに取り付ける。なお、作業員は、図７に示すように、第１貫通孔１１ａに給水用長管２４を取り付けてもよい。
【０１８１】
次に、ステップＳＴ４１３で、作業員は、図５に示すように、給水用短管１４を介して洗浄水をキャビティ１１１内に供給する。また作業員は、排水用長管１５を介してキャビティ１１１内からキャビティ１１１外へプール水Ｗｃｌを含む水を排出する。これにより、作業員は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌを洗浄水によって薄めて、キャビティ１１１内からキャビティ１１１外へ排出する。なお、作業員は、図７に示すように、給水用長管２４を介して洗浄水をキャビティ１１１内に供給してもよい。
【０１８２】
この時、図５に示す水位調節装置４０は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌを含む水の水位が一次蓋１１５ａ側に上昇することによる台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含む水に浸るおそれを低減する。結果として、前記キャスク洗浄方法は、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とに発生する腐食を抑制できる。
【０１８３】
また、水位調節装置４０は、リサイクル燃料１２０を冷却する機能を実現するキャビティ１１１内の水の水位が底部１１４側に下降し、リサイクル燃料１２０が水から露出するおそれを抑制する。結果として、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１８４】
この時、キャビティ１１１内の水位は、上述したように、水位調節装置４０によって、所定値γ以上、所定値β以下の範囲に維持される。よって、キャスク洗浄装置１０は、プール水Ｗｃｌを含む水が一次蓋１１５ａ側に上昇し、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含む水に浸るおそれを抑制する。
【０１８５】
これにより、キャスク洗浄装置１０は、台座面１１３ａ、係合面１１５ｃ、金属ガスケット１１７に発生する腐食を抑制できる。また、リサイクル燃料１２０は、プール水Ｗｃｌから露出するおそれが低減される。よって、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１８６】
次に、ステップＳＴ４１４で、作業員は、一次蓋１１５ａを胴本体１１３にボルトによって完全に固定して取り付ける。この時、作業員は、一次蓋１１５ａと胴本体１１３とを溶接してもよい。
【０１８７】
次に、排水用長管１５内を流れる水における酸素濃度が所定値ｘ以下、かつ、塩素の濃度またはほう素の濃度が所定値ｙ以下になり、キャビティ１１１内の洗浄が完了したと水位調節装置４０によりみなされた後、ステップＳＴ４１５で、作業員は、図５に示す第１貫通孔１１ａから給水用短管１４を取り外し、図９に示すように、第１貫通孔１１ａに不活性ガス供給管１８を取り付ける。また、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄに酸素濃度計Ｄ０６を取り付ける。
【０１８８】
この状態で、作業員は、不活性ガス供給管１８を介してキャビティ１１１内へ不活性ガスを供給する。加えて作業員は、キャビティ１１１内の水を、排水用長管１５を介して全てキャビティ１１１内からキャビティ１１１外へ排出する。なお、本実施形態では、キャビティ１１１内の洗浄が完了したとみなされると、水位調節装置４０は図８に示す手順を実行する。
【０１８９】
この段階での不活性ガスの供給は蓋間からキャビティ外に漏れる不活性ガスは存在しないので、不活性ガスを特定の領域に閉じ込め処理・処分できる設備を備える必要がないので、経済的に不活性ガスを供給できる利点がある。
【０１９０】
次に、ステップＳＴ４１６で、作業員は、図９に示す排水用長管１５を第２貫通孔１１ｂから取り外し、例えば、第２貫通孔１１ｂに真空乾燥用工具を取り付けする。次に、ステップＳＴ４１７で、作業員は、キャビティ１１１内を真空乾燥させる。
【０１９１】
次に、ステップＳＴ４１８で、作業員は、図９に示す不活性ガス供給管１８から、不活性ガスとして例えばヘリウムガスをキャビティ１１１内に供給する。この時、作業員は、酸素濃度計Ｄ０６が検出したキャビティ１１１内の酸素濃度を確認しつつキャビティ１１１内にヘリウムガスを供給する。作業員は、キャビティ１１１内の酸素濃度が、例えば０．１％以下になったら、ヘリウムガスのキャビティ１１１内への供給を停止する。
【０１９２】
次に、ステップＳＴ４１９で、作業員は、真空乾燥用工具を第２貫通孔１１ｂから取り外し、不活性ガス供給管１８を第１貫通孔１１ａから取り外す。また、作業員は、酸素濃度計Ｄ０６を酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄから取り外す。また、作業員は、第１貫通孔１１ａ、第２貫通孔１１ｂ、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄを封止プラグ等で封ずる。
【０１９３】
上記手順により、本実施形態に係るキャスク洗浄方法は、プール水Ｗｃｌを含む水が一次蓋１１５ａ側に上昇し、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含む水に浸るおそれを抑制する。また、前記キャスク洗浄方法は、キャビティ１１１内の酸素濃度及び塩素の濃度またはほう素の濃度を低減できる。結果として、前記キャスク洗浄方法は、台座面１１３ａ、係合面１１５ｃ、金属ガスケット１１７、キャビティ１１１内における腐食の発生及び腐食の成長を抑制できる。
【０１９４】
また、前記キャスク洗浄方法は、キャビティ１１１内の水位を所定値γ以上に維持する。これにより、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０がプール水Ｗｃｌから露出するおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０１９５】
また、前記キャスク洗浄方法は、洗浄水が冷却水として機能する。よって、前記キャスク洗浄方法は、一次蓋１１５ａの温度を低減できる。よって、一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付ける際に、作業員は、温度が低減された一次蓋１１５ａの上で安全に取り付け作業を行える。
【０１９６】
このように、キャスク洗浄装置１０及び前記キャスク洗浄方法は、従来よりもさらに良好に、金属ガスケット１１７のみならず、キャスク１１０内に収納されるバスケット１１２やリサイクル燃料１２０に発生する腐食を抑制できる。
【０１９７】
（実施形態２）
上述したように、図５に示すキャスク洗浄装置１０は、排水用長管１５が給水管として用いられ、給水用短管１４が排水管として用いられてもよい。以下に、この場合の具体的な実施形態を説明する。
【０１９８】
図１３は、希釈手順時の実施形態２のキャスク洗浄装置を示す断面図である。実施形態２のキャスク洗浄装置５０は、給水管５１と、排水用短管５２とを備える。給水管５１は、例えば、第２貫通孔１１ｂに着脱できるように挿入される。なお、給水管５１は、第１貫通孔１１ａに挿入されてもよい。本実施形態では、給水管５１は、第２貫通孔１１ｂに挿入されるものとして説明する。
【０１９９】
給水管５１は、一方の端部５１ａがキャビティ１１１内に開口し、他方の端部５１ｂが給水用ポンプＰｉに接続される。給水用ポンプＰｉは、洗浄水供給源３０に接続される。給水用ポンプＰｉは、洗浄水供給源３０から給水管５１を介してキャビティ１１１内に洗浄水を供給する。
【０２００】
排水用短管５２は、第１貫通孔１１ａに取り付けられる。排水用短管５２は、一方の端部５２ａがキャビティ１１１内に開口し、他方の端部５２ｂが排水用ポンプＰｏに接続される。排水用短管５２は、端部５２ａが領域ＡＲ０１に開口する。具体的には、端部５２ａは、底部１１４から所定値γの高さに設けられる。
【０２０１】
端部５２ａは、最も望ましくは一次蓋１１５ａの底部１１４側の底面１１５ｄと、燃料棒頭部１２０ａとの間に開口する。ここで、排水用ポンプＰｏは、排水用短管５２の端部５１ａがキャビティ１１１内の水に浸かっていないと、キャビティ１１１内の水を排出できない。
【０２０２】
よって、キャビティ１１１内の水位は、燃料棒頭部１２０ａよりも底部１１４側にはならない。これにより、キャスク洗浄装置５０は、リサイクル燃料１２０の燃料棒頭部１２０ａが水から露出するおそれを抑制できる。
【０２０３】
ここで、端部５２ａは、底面１１５ｄと、リサイクル燃料１２０を格納するバスケットの上端との間に開口してもよい。また、端部５２ａは、底面１１５ｄと、リサイクル燃料１２０の発熱部との間に開口してもよい。これにより、キャスク洗浄装置５０は、リサイクル燃料１２０の発熱部が水から露出するおそれを抑制できる。
【０２０４】
このように、キャスク洗浄装置５０は、図５に示す水センサＤ０３を備えなくても、キャビティ１１１内の水位が所定値γ未満になるおそれを抑制できる。よって、キャスク洗浄装置５０は、水センサＤ０３を省略できる分、製造されるためのコストを削減できる。また、水センサＤ０３と水位調節装置４０とを接続する配線が不要となるため、キャスク洗浄装置５０は、自身の構成をシンプルにできる。
【０２０５】
ここで、排水用短管５２は、図４に示す排水用長管２２のように、領域ＡＲ０１に開閉自在の開口を備える構造でもよい。この場合、排水用短管は、底部１１４から所定値γの高さに前記開口が形成される。キャスク洗浄装置５０は、前記開口が開いた状態で排水用ポンプＰｏが稼動されてキャビティ１１１内から水を排出する。
【０２０６】
この場合でも、キャスク洗浄装置５０は、前記開口と底部１１４との間の水を排水用ポンプＰｏが吸い込めない。よって、キャスク洗浄装置５０は、図５に示す水センサＤ０３を備えなくても、リサイクル燃料１２０の発熱部が水から露出するおそれを抑制できる。
【０２０７】
ここで、図１３に示す水位調節装置４０は、連続してキャビティ１１１内に洗浄水を供給するように給水用ポンプＰｉを制御してもよいし、断続してキャビティ１１１内に洗浄水を供給するように給水用ポンプＰｉを制御してもよい。
【０２０８】
給水用ポンプＰｉが連続してキャビティ１１１に洗浄水を供給する場合、給水用ポンプＰｉがキャビティ１１１内に供給する洗浄水の流量は、排水用短管５２の端部５２ａが水に浸かっている際に排水用ポンプＰｏがキャビティ１１１内から排出する水の流量よりも少ない。なお、前記流量は、単位時間に管内のある断面を通過する水の体積である。
【０２０９】
これにより、キャスク洗浄装置５０は、キャビティ１１１内の水の水位が現在の水位よりも上昇することがない。よって、キャスク洗浄装置５０は、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含んでいるおそれがある水に浸るおそれを抑制できる。
【０２１０】
給水用ポンプＰｉが断続して洗浄水をキャビティ１１１に供給する場合、給水用ポンプＰｉは、例えば、所定体積未満の洗浄水を所定時間以上の間隔をあけてキャビティ１１１内に供給する。ここで、所定体積とは、端部５２ａと底面１１５ｄとの間のキャビティ１１１の体積である。また、所定時間は、所定体積分の水を排水用ポンプＰｏがキャビティ１１１内から排出するために要する時間である。
【０２１１】
これにより、キャスク洗浄装置５０は、排水用ポンプＰｏが端部５２ａと底面１１５ｄとの間のキャビティ１１１内の水をすべて排出してから、給水用ポンプＰｉがキャビティ１１１内に所定体積未満の洗浄水を供給する。よって、キャビティ１１１内の水の水位は、一次蓋１１５ａに到達しない。
【０２１２】
これにより、キャスク洗浄装置５０は、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含んでいるおそれがある水に浸るおそれを抑制できる。
【０２１３】
このように、キャスク洗浄装置５０は、図５に示す水センサＤ０２を備えなくても、キャビティ１１１内の水位が蓋部１１５の底面１１５ｄに到達するおそれを抑制できる。よって、キャスク洗浄装置５０は、水センサＤ０２を省略できる分、製造されるためのコストを削減できる。また、水センサＤ０２と水位調節装置４０とを接続する配線が不要となるため、キャスク洗浄装置５０は、自身の構成をシンプルにできる。
【０２１４】
但し、より確実にキャビティ１１１内の水位が蓋部１１５の底面１１５ｄに到達するおそれを抑制するのであれば、キャスク洗浄装置５０は、水センサＤ０２を備えると好ましい。この場合、水位調節装置４０は、水センサＤ０２がキャビティ１１１内の水に接触すると給水用ポンプＰｉによるキャビティ１１１内への洗浄水の供給を停止する。これにより、キャスク洗浄装置５０は、キャビティ１１１内の水位が蓋部１１５の底面１１５ｄに到達するおそれをより確実に抑制できる。
【０２１５】
ここで、給水管５１は、図３に示す排水用短管１２でもよい。この場合、図６に示す散水ノズル１６が、給水管５１の端部５１ａに設けられると好ましい。これにより、キャスク洗浄装置５０は、より広範囲に、より均等に洗浄水を供給できる。
【０２１６】
但し、キャスク洗浄装置５０は、希釈手順の後に、二次排水手順が実行される。よって、キャスク洗浄装置５０は、給水管５１の端部５１ａが底部１１４側に開口すると、二次排水手順時に給水管５１が図５に示す排水用長管１５としての機能を実現できる。
【０２１７】
この場合、キャスク洗浄装置５０は、希釈手順の後に、給水管５１の端部５１ｂが排水用ポンプＰｏに接続される。よって、キャスク洗浄装置５０は、給水管５１を排水用長管として機能させて、キャビティ１１１内から水を排出できる。これにより、キャスク洗浄装置５０は、給水管５１を第２貫通孔１１ｂから取り外して新たな給水用短管を第２貫通孔１１ｂに取り付ける作業を省略できる。以下の説明では、給水管５１は、長管であるものとして説明する。
【０２１８】
図１４は、実施形態２に係るキャスク洗浄方法の作業手順を説明するフローチャートである。以下に、上述のキャスク洗浄装置５０を用いたキャスク洗浄方法の作業手順を説明する。なお、以下に説明するキャスク洗浄方法は、図１２に示すキャスク洗浄方法と同一の手順が含まれる。
【０２１９】
よって、以下では、図１２に示す実施形態１のキャスク洗浄方法と異なる手順のみ説明する。本実施形態のキャスク洗浄方法は、実施形態１のステップＳＴ４１２に代えてステップＳＴ５１２を含み、実施形態１のステップＳＴ４１３に代えてステップＳＴ５１３を含み、実施形態１のステップＳＴ４１５に代えてステップＳＴ５１５を含み、実施形態１のステップＳＴ４１６に代えてステップＳＴ５１６を含む。
【０２２０】
図１４に示すように、ステップＳＴ５１２で、作業員は、図３及び図４に示す第１貫通孔１１ａから逆止弁付管１３を取り外し、図１３に示すように排水用短管５２（短管）を第１貫通孔１１ａに取り付ける。
【０２２１】
また、作業員は、図３に示す第２貫通孔１１ｂから排水用短管１２を取り外し、または図４に示す第２貫通孔１１ｂから排水用長管２２を取り外し、図１３に示すように給水管５１（長管）を第２貫通孔１１ｂに取り付ける。なお、図３に示す排水用短管１２を第２貫通孔１１ｂから取り外しせずに、排水用短管１２を図１３に示す排水用短管５２として用いてもよい。この場合、作業員は、第１貫通孔１１ａに図１３に示す給水管５１を取り付ける。
【０２２２】
次に、ステップＳＴ５１３で、作業員は、図１３に示すように、給水管５１を介して洗浄水をキャビティ１１１内に供給する。また、作業員は、排水用短管５２を介してキャビティ１１１内からキャビティ１１１外へプール水Ｗｃｌを含む水を排出する。これにより、作業員は、キャビティ１１１内のプール水Ｗｃｌを洗浄水によって薄めて、キャビティ１１１内からキャビティ１１１外へ排出する。
【０２２３】
ステップＳＴ５１５で、作業員は、図１３に示す第１貫通孔１１ａから排水用短管５２を取り外し、図９に示すように、第１貫通孔１１ａに不活性ガス供給管１８を取り付ける。また、酸素濃度センサ用貫通孔１１ｄに酸素濃度計Ｄ０６を取り付ける。
【０２２４】
この状態で、作業員は、不活性ガス供給管１８を介してキャビティ１１１内へ不活性ガスを供給する。加えて作業員は、給水管５１を排水用長管として用いて、給水管５１を介してキャビティ１１１内からキャビティ１１１内の水を排出する。
【０２２５】
次に、ステップＳＴ５１６で、作業員は、図１３に示す給水管５１を第２貫通孔１１ｂから取り外し、例えば、第２貫通孔１１ｂに真空乾燥用工具を取り付けする。
【０２２６】
上記手順により、本実施形態に係るキャスク洗浄方法は、プール水Ｗｃｌを含む水が一次蓋１１５ａ側に上昇し、台座面１１３ａと係合面１１５ｃとの隙間と、金属ガスケット１１７とが、プール水Ｗｃｌを含む水に浸るおそれを抑制する。また、前記キャスク洗浄方法は、キャビティ１１１内の酸素濃度及び塩素の濃度またはほう素の濃度を低減できる。結果として、前記キャスク洗浄方法は、台座面１１３ａ、係合面１１５ｃ、金属ガスケット１１７、キャビティ１１１内における腐食の発生及び腐食の成長を抑制できる。
【０２２７】
また、前記キャスク洗浄方法は、キャビティ１１１内の水位を所定値γ以上に維持する。これにより、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０がプール水Ｗｃｌから露出するおそれを抑制できる。よって、前記キャスク洗浄方法は、リサイクル燃料１２０の温度上昇を抑制できる。
【０２２８】
また、前記キャスク洗浄方法は、洗浄水が冷却水として機能する。よって、前記キャスク洗浄方法は、一次蓋１１５ａの温度を低減できる。よって、一次蓋１１５ａを胴本体１１３に取り付ける際に、作業員は、温度が低減された一次蓋１１５ａの上で安全に取り付け作業を行える。
【０２２９】
このように、キャスク洗浄装置１０及び前記キャスク洗浄方法は、従来よりもさらに良好に、金属ガスケット１１７のみならず、キャスク１１０内に収納されるバスケット１１２やリサイクル燃料１２０に発生する腐食を抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【０２３０】
以上のように、本発明に係るキャスク洗浄装置及びキャスク洗浄方法は、キャスクの洗浄に有用であり、特に、キャスクを洗浄してキャスクに発生する腐食を抑制することに適している。
【符号の説明】
【０２３１】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、５０  キャスク洗浄装置
１１ａ  第１貫通孔
１１ｂ  第２貫通孔
１１ｃ  ジャッキボルト用貫通孔
１１ｄ  酸素濃度センサ用貫通孔
１２  排水用短管
１２ａ  一方の端部
１２ｂ  他方の端部
１３  逆止弁付管
１３ａ  一方の端部
１３ｂ  他方の端部
１４  給水用短管
１４ａ  一方の端部
１４ｂ  他方の端部
１５  排水用長管
１５ａ  一方の端部
１５ｂ  他方の端部
１６  散水ノズル
１６ａ  邪魔部
１７  ジャッキボルト
１８  不活性ガス供給管
１８ａ  一方の端部
１８ｂ  他方の端部
２２  排水用長管
２２ｂ  開口
２４  給水用長管
２４ａ  一方の端部
２４ｂ  外側管
２４ｃ  内側管
３０  洗浄水供給源
３１  不純物除去装置
３２  クーラー
３３  配管
３４  配管
３５  脱気塔
３６  配管
４０  水位調節装置
５１  給水管
５１ａ  一方の端部
５１ｂ  他方の端部
５２  排水用短管
５２ａ  一方の端部
５２ｂ  他方の端部
１１０  キャスク
１１１  キャビティ
１１２  バスケット
１１２ａ  セル
１１３  胴本体
１１３ａ  台座面
１１４  底部
１１５  蓋部
１１５ａ  一次蓋
１１５ｂ  二次蓋
１１５ｃ  係合面
１１５ｄ  底面
１１６  中性子遮蔽体
１１７  金属ガスケット
１１８  補助遮蔽体
１２０  リサイクル燃料
１２０ａ  燃料棒頭部
ＡＲ０１  領域
Ｄ０１、Ｄ０２、Ｄ０３  水センサ
Ｄ０２ａ、Ｄ０３ａ  第１検出素子
Ｄ０２ｂ、Ｄ０３ｂ  第２検出素子
Ｄ０４  酸素量センサ
Ｄ０６  酸素濃度計
Ｐａ  真空ポンプ
Ｐｃ  循環ポンプ
Ｐｉ  給水用ポンプ
Ｐｏ  排水用ポンプ
【図１】
2009258096.tif 000003
【図２】
2009258096.tif 000004
【図３】
2009258096.tif 000005
【図４】
2009258096.tif 000006
【図５】
2009258096.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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