使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法
【課題】複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間を短縮でき、かつ使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上できる使用済燃料集合体の収納支援方法を提供する。
【解決手段】キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体の放射能ＡＮ及び発熱量ＨＮを、各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間を用いてそれぞれ算出する（Ｓ３，Ｓ４）。キャスク内での使用済燃料集合体の収納パターンを選択する（Ｓ６）。キャスクに収納する複数の使用済燃料集合体を収納パターンに基づいて抽出し（Ｓ７）、放射能ＡＮ及び発熱量ＨＮの抽出した各使用済燃料集合体をキャスクに収納したとき、キャスクの放射能及び発熱量の各設定値を満足するかを判定する（Ｓ１１）。収納する使用済燃料集合体が抽出されて放射能及び発熱量が各設定値を満足するキャスクの基数が、搬出に用いるキャスクの合計基数を満足するかを判定する（Ｓ１３）。
【解決手段】キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体の放射能ＡＮ及び発熱量ＨＮを、各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間を用いてそれぞれ算出する（Ｓ３，Ｓ４）。キャスク内での使用済燃料集合体の収納パターンを選択する（Ｓ６）。キャスクに収納する複数の使用済燃料集合体を収納パターンに基づいて抽出し（Ｓ７）、放射能ＡＮ及び発熱量ＨＮの抽出した各使用済燃料集合体をキャスクに収納したとき、キャスクの放射能及び発熱量の各設定値を満足するかを判定する（Ｓ１１）。収納する使用済燃料集合体が抽出されて放射能及び発熱量が各設定値を満足するキャスクの基数が、搬出に用いるキャスクの合計基数を満足するかを判定する（Ｓ１３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法に係り、特に、沸騰水型原子力発電プラント及び加圧水型原子力発電プラントから発生する使用済燃料集合体をキャスクに収納するのに好適な使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントから発生する使用済燃料集合体は、ウラン及びプルトニウム等の再使用可能な核燃料物質を回収するために再処理される。一般に、再処理施設に搬送されるまでの比較的長期間の間、使用済燃料集合体は、原子力発電所内に設けられた燃料貯蔵プール内で冷却されながら保管される。一方で、原子力プラントにおいて使用済燃料集合体が毎年発生しており、これらの使用済燃料集合体を保管する、原子力発電所内の燃料貯蔵プールの容量が不足する状態になることが懸念されている。
【０００３】
このため、燃料貯蔵プールに保管されていたこれらの使用済燃料集合体をキャスクに収納し、使用済燃料集合体を収納したキャスク（例えば、金属キャスク）を、燃料貯蔵プール以外の設備で、再処理されるまでの間、保管することが計画されている。使用済燃料集合体の輸送に用いられるキャスクでは、繰り返し使用される輸送等を考慮し、安全性を確認する安全解析において大きな裕度を持った条件を設定している。一方、貯蔵用のキャスクには対象の使用済燃料集合体を原則1回収納するだけであるので、輸送用のキャスクの仕様を貯蔵用のキャスクに適用した場合には、貯蔵用のキャスクとしては燃料仕様が過大な裕度を持っている可能性がある。
【０００４】
キャスク内に収納する使用済燃料集合体の選定においては、型式、燃焼度及び原子炉から取り出した後の冷却期間が異なる数千〜数万体の使用済燃料集合体が対象となる。これらの使用済燃料集合体を収納するキャスクにおいて、放射能及び発熱量のそれぞれの総量が設定されている。このため、使用済燃料集合体の型式ごとに各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出された各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量に応じて、キャスクに収納できる使用済燃料集合体の体数が決定される。対象となる膨大な体数の使用済燃料集合体ごとに放射能及び発熱量を計算コードを用いて算出することは膨大な手間と時間を要する。
【０００５】
そこで、以下のような使用済燃料集合体の収納計画が行われている。まず、収納対象の全ての使用済燃料集合体を型式で分類し、分類した型式ごとに、キャスクの設計で想定した使用済燃料集合体の燃焼度を基に使用済燃料集合体をグルーピングする。キャスクの搬出計画に基づいて、該当する使用済燃料集合体の冷却期間を設定できるため、燃料貯蔵プールからの搬出時における使用済燃料集合体の冷却期間を設定し、燃焼度及び冷却期間のデータに基づいて、キャスクへの使用済燃料集合体の収納計画を行っている。
【０００６】
キャスク内への使用済燃料集合体の収納方法の一例が、特開２００８−２３２７１８号公報に記載されている。この使用済燃料集合体の収納方法では、キャスク内に収納するために選定された複数の使用済燃料集合体の燃焼度を用いて、選定された各使用済燃料集合体の線源強度を算出し、それぞれの使用済燃料集合体の算出された線源強度に基づいてキャスク内での選定された使用済燃料集合体のそれぞれの収納位置を設定し、それぞれの収納位置に各々の使用済燃料集合体を配置した状態において、それぞれの使用済燃料集合体の線源強度を用いてキャスクの周囲での線量率を算出し、算出された線量率が第１設定線量率未満であるとき、選定された各使用済燃料集合体を、キャスク内に収納している。
【０００７】
この使用済燃料集合体の収納方法によれば、キャスクに収納する使用済燃料集合体の選定開始から、所定体数の使用済燃料集合体を収納したキャスクの搬出までに要する時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２３２７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１つの原子力発電所内に複数の原子力プラントが設置されているとき、各原子力プラントの燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体の合計体数が数千体〜数万体になる。キャスク内に収納する使用済燃料集合体を選択する場合には、収納対象の使用済燃料集合体の体数が多いほど、キャスクの仕様を満足する、収納すべき複数の使用済燃料集合体を選択しやすくなる。しかしながら、１つの原子力発電所内における複数の燃料貯蔵プール内に保管されている多数の使用済燃料集合体の中から、所定基数のキャスクに収納する使用済燃料集合体を、キャスクの仕様を満足するように選定することは容易ではない。
【００１０】
キャスクには、このキャスクの仕様である放射能設定値及び発熱量設定値を満足するように、使用済燃料集合体を収納しなければならない。これらの設定値を満足させて、使用済燃料集合体を、キャスクの仕様である収納体数になるように、キャスク内に収納し、使用済燃料集合体の収納効率を高めることが望ましい。燃料貯蔵プール内には、燃焼度が比較的高い使用済燃料集合体及び燃料貯蔵プール内での滞在期間（冷却期間）が短い使用済燃料集合体も保管されている。燃焼度が比較的高い使用済燃料集合体及び冷却期間が短い使用済燃料集合体も、できるだけ残さないように、キャスク内に収納する必要がある。しかしながら、燃焼度が比較的高い使用済燃料集合体及び冷却期間が短い使用済燃料集合体を含めた、キャスクに収納する使用済燃料集合体を、所定基数のキャスクについて、選定するためには、長時間を必要とする。
【００１１】
特開２００８−２３２７１８号公報に記載された使用済燃料集合体をキャスク内に収納する方法では、主に、使用済燃料集合体の燃焼度に基づいて使用済燃料集合体の線源強度を算出し、算出されたその線源強度を用いて、必要体数の使用済燃料集合体を収納したキャスクの周囲での線量率を算出するものとなっている。しかしながら、この収納方法では、直接的に発熱量を考慮してはいない。
【００１２】
放射能及び発熱量のそれぞれの設定値を満足するように、使用済燃料集合体をキャスクに収納することを検討している。すなわち、収納対象の複数の燃料集合体を複数のグループに分類し、分類されたそれぞれのグループの中で最も厳しくなる条件で得られた放射能及び発熱量を各グループの代表値として扱い，キャスクごとに収納する必要な体数の使用済燃料集合体を決めることを検討している。このとき、各グループのそれぞれの燃料条件は、該当するグループに含まれる各使用済燃料集合体の放射能及び崩壊熱を全て包絡するように設定しており、グループ内の個々の使用済燃料集合体に対しては安全側の設定となっている。このため、個々の使用済燃料集合体に対してキャスクの安全裕度を大きめに設定している場合があり、キャスクへの使用済燃料集合体の収納計画はかなりの裕度を有する結果となっている。キャスク（例えば、金属キャスク）による中間的な燃料貯蔵では、使用済燃料集合体の高い収納効率が要求されており、キャスクの安全裕度の大きめの設定は、使用済燃料集合体のキャスク内への収納効率の低下をもたらし、結果として、中間貯蔵施設内での使用済燃料集合体の収納効率を低下させることになる。
【００１３】
この課題を解決するためには、対象とする数千体〜数万体の使用済燃料集合体について放射能及び発熱量を1体ずつ計算コードで算出し、キャスクへの使用済燃料集合体の収納計画を詳細に検討すれば良い。しかしながら、数千体〜数万体の使用済燃料集合体を対象に、複数のキャスクに対して最も収納効率の良い収納計画を立案する場合は、使用済燃料集合体の冷却期間をパラメータとした、数万ケースという途方もない感度解析を計算コードで実施する必要が生じ、その収納計画の立案に膨大な時間と手間がかかる。
【００１４】
本発明の目的は、複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間をさらに短縮でき、かつ使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上できる使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能及び発熱量を、演算処理装置により、それぞれの使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１ステップ、
キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を、演算処理装置により、収納対象の複数の使用済燃料集合体から選択する第２ステップ、
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能を、演算処理装置により、選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された放射能を用いて算出する第３ステップ、
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量を、演算処理装置により、選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された発熱量を用いて算出する第４ステップ、及び
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能がキャスクの放射能設定値以下で、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量がキャスクの発熱量設定値以下になっている、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されるキャスクの基数が、演算処理装置により、指定された複数基を満足しているかを判定する第５ステップを有し、
第５ステップで、キャスクの放射能設定値及びキャスクの発熱量設定値以下になっているキャスクの基数が、指定された複数基を満足すると判定されたとき、キャスクごとに、収納する前記使用済燃料集合体を決定することにある。
【００１６】
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能がキャスクの放射能設定値以下で、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量がキャスクの発熱量設定値以下になっている、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されるキャスクの基数が、指定された複数基を満足しているかを判定しているので、所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を決定する収納計画に要する時間を、さらに短縮することができ、また、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間をさらに短縮することができ、また、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好適な一実施例である使用済燃料集合体の収納支援装置の構成図である。
【図２】図１に示すデータ処理装置で実行される処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すメモリに記憶されている、収納対象の各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間等の情報の一例を示す説明図である。
【図４】キャスク内に複数の使用済燃料集合体を配置する収納パターン（二領域パターン）の一例を示す説明図である。
【図５】キャスク内に複数の使用済燃料集合体を配置する他の収納パターン（三領域パターン）の一例を示す説明図である。
【図６】キャスク内に複数の使用済燃料集合体を配置する他の収納パターン（四領域パターン）の一例を示す説明図である。
【図７】図２に示す処理手順を実行する図１のデータ処理装置を機能的に等価なハード構成で示した説明図である。
【図８】使用済燃料集合体の発熱量の、冷却期間に対する変化を、燃焼度ごとに整理した特性図である。
【図９】使用済燃料集合体の放射能の、冷却期間に対する変化を、燃焼度ごとに整理した特性図である。
【図１０】８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体における放射能と冷却期間との関係を、燃焼度ごとに示す特性図である。
【図１１】８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体における発熱量と冷却期間との関係を、燃焼度ごとに示す特性図である。
【図１２】本発明の他の実施例である燃料集合体収納装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明者らは、燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に着目して、燃焼度、冷却期間及び燃料集合体の発熱量の関係、及び燃焼度、冷却期間及び燃料集合体の放射能の関係について検討を行った。使用済燃料集合体の燃焼度は、運転を停止した原子炉の炉心から取り出した時点での燃焼度である。燃料集合体の冷却期間は、炉心から取り出されて燃料貯蔵プールに搬入されて保管が開始された時点からの経過期間であり、使用済燃料集合体が燃料貯蔵プールに保管されている期間である。燃料集合体の発熱量及び放射能は、キャスクに収納するために燃料貯蔵プールから取り出された時点でのそれぞれの値である。
【００２０】
使用済燃料集合体の発熱量、燃焼度及び冷却期間の関係を図８に示す。さらに、使用済燃料集合体の放射能、燃焼度及び冷却期間の関係を図９に示す。図８及び図９によれば、使用済燃料集合体の放射能及び発熱量は、使用済燃料集合体の燃焼度が大きくなるほど、大きくなる傾向がある。使用済燃料集合体の冷却期間が長くなるほど、使用済燃料集合体の放射能及び発熱量が減少する。
【００２１】
膨大な体数の使用済燃料集合体を所定基数のキャスクへの収納対象にする場合，幾つかのグループに分類された使用済燃料集合体は各々のグループにおいて最大の燃焼条件（燃焼度）を有する。図８及び図９に示すように、発熱量及び放射能は燃焼度に依存して増減する。燃焼度が２０００ＭＷｄ／ｔ程度増加したとき、発熱量及び放射能は約７％増加する。このため，同じグループにおいても、例えば、最大すなわち代表値、最小値、及び代表値と最小値の中間の値のように燃焼度が異なる各使用済燃料集合体が存在し、これらの使用済燃料集合体では放射能及び発熱量の差異が大きくなる傾向にある。
【００２２】
キャスクに収納される使用済燃料集合体については、燃焼度、及び燃料貯蔵プールに保管された後の冷却期間が既知のデータとして管理されている。このため、発明者らは、管理されている燃焼度及び冷却期間に基づいて使用済燃料集合体の放射能及び発熱量のそれぞれを精度良く求めることができれば、個々の使用済燃料集合体を対象に、計算コードを用いた感度解析を行うことが不要になり、各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量の算出に要する時間を大幅に低減でき、さらに、キャスクへの収納効率の良い使用済燃料集合体の収納計画を短時間に達成できると考えた。
【００２３】
そこで、発明者らは、種々の使用済燃料集合体を対象に、燃焼度及び冷却期間に基づいて、放射能及び発熱量をいかにして求めるかについて検討した。検討の対象にした使用済燃料集合体は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）に用いられる８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体及びＳＴＥＰIII型の使用済燃料集合体である。この検討の結果、発明者らは、使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間と使用済燃料集合体の放射能（１）式で、使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間と使用済燃料集合体の発熱量の関係を（２）式で表すことができることを見出した。
【００２４】
Ａ＝α１・ＢＵ・ｅ−β１・ＣＴ ……（１）
Ｈ＝α２・ＢＵ・ｅ−β２・ＣＴ ……（２）
ここで、Ａは使用済燃料集合体の放射能、Ｈは使用済燃料集合体の発熱量、ＢＵは使用済燃料集合体の燃焼度（ＭＷｄ／ｔ）、ＣＴは燃料貯蔵プール内に保管された後の使用済燃料集合体の冷却期間（年）、及びα１，α２，β１及びβ２は定数である。
【００２５】
発明者等が新たに見出した使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間と使用済燃料集合体の放射能（または発熱量）の関係を、型式の異なる使用済燃料集合体について詳細に説明する。
【００２６】
まず、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体について説明する。図１０は、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体において、燃焼度をパラメータとし、使用済燃料集合体の冷却期間による、使用済燃料集合体の放射能の変化を示している。図１０には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の燃焼度ごとに、使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係を式で表している。例えば、燃焼度３００００ＭＷｄ／ｔでは、使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係が、
Ａ＝７８３４５ｅ−０．０２８３ＣＴ
で表される。ここで、「７８３４５」は（１）式の「α１・ＢＵ」であるので、７８３４５＝３００００α１となる。この関係から定数α１を求めると、定数α１は２．６１となる。
【００２７】
図１０に示された８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の放射能Ａ（Ｃｉ／体）とこのタイプの使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴ（年）の各関係式は、使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）をパラメータとして整理すると、（３）式のように表される。
【００２８】
Ａ＝２．５９・ＢＵ・ｅ−０．０２８３ＣＴ ……（３）
ここで、α１＝２．５９は、図１０に示された、各燃焼度に対する使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係式において求めた定数α１の値を平均したものである。また、（３）式での「−０．０２８３」は、図１０に示された、各燃焼度に対する使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係式における定数β１を平均した値である。
【００２９】
図１１は、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体において、燃焼度をパラメータとし、使用済燃料集合体の冷却期間による、使用済燃料集合体の発熱量の変化を示している。図１１には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の燃焼度ごとに、使用済燃料集合体の発熱量Ｈと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係を式で表している。例えば、燃焼度
３００００ＭＷｄ／ｔでは、使用済燃料集合体の発熱量Ｈと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係が、
Ｈ＝１９６．３１ｅ−０．０１８２ＣＴ
で表される。
【００３０】
図１１に示された８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の発熱量Ｈ（Ｗａｔｔ／体）とこのタイプの使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴ（年）の各関係式は、使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）をパラメータとして整理すると、（４）式のように表される。
【００３１】
Ｈ＝０．００６８・ＢＵ・ｅ−０．０１８８ＣＴ ……（４）
発明者らは、（３）式及び（４）式を用いて算出した、使用済燃料集合体の放射能Ａ及び発熱量Ｂが、前述の計算コードを用いて求めたそれらと、冷却期間が１５年から３０年の間では２％以内でよく一致することを確認した。
【００３２】
ＢＷＲの炉心から取り出されて燃料貯蔵プールに保管されている８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の放射能及び発熱量は、その使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間を指標とした（３）式及び（４）式を用いて精度良く求めることができる。
【００３３】
８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体とは異なるタイプの使用済燃料集合体、例えば、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体及びＳＴＥＰIII型の使用済燃料集合体のそれぞれの放射能及び発熱量も、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体と同様に、該当するタイプの使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出することができる。
【００３４】
ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体の放射能Ａ（Ｃｉ／体）は、この使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）及び冷却期間ＣＴ（年）を用いて、（５）式のように表される。
【００３５】
Ａ＝２．６８・ＢＵ・ｅ−０．０２４３ＣＴ ……（５）
また、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体の発熱量Ｈ（Ｗａｔｔ／体）は、この使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）及び冷却期間ＣＴ（年）を用いて、（６）式のように表される。
【００３６】
Ｈ＝０．００７７・ＢＵ・ｅ−０．０２４３ＣＴ ……（６）
（５）式及び（６）式を用いて算出した、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体の放射能Ａ及び発熱量Ｂと、前述の計算コードを用いて求めたそれらとの偏差が、約７％以内であった。
【００３７】
前述した使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて使用済燃料集合体の放射能を算出する（１）式、及び発熱量を算出する（２）式は，ＢＷＲの使用済燃料集合体のみならず、加圧水型原子炉の使用済燃料集合体などにも適用することが可能である。
【実施例１】
【００３８】
本発明の好適な一実施例である使用済燃料集合体の収納支援装置を、図１を用いて説明する。本実施例の使用済燃料集合体収納支援装置１は、データ処理装置２、表示装置６、及びキーボード及びマウス等の入力装置７を有する。データ処理装置２は、電子計算機であり、中央処理装置（ＣＰＵ）３、メモリ４及び入出力インタフェース５を有する。
ＣＰＵ３及びメモリ４が入出力インタフェース５に接続され、入力装置７及び表示装置６も入出力インタフェース５に接続される。図２に示す処理を実行するプログラムが、メモリ４に記憶されている。このプログラムによる処理はデータ処理装置２のＣＰＵ３で実行される。
【００３９】
使用済燃料集合体収納支援装置１を用いた、使用済燃料集合体の収納支援方法を、以下に説明する。ある原子力発電所には、複数基、例えば、２基の原子力プラントが設置されている。２基の原子力プラントのそれぞれの燃料貯蔵プールに保管されている複数の使用済燃料集合体を複数のキャスク内に収納して、原子力発電所外の中間貯蔵施設内で、複数の使用済燃料集合体の収納した複数のキャスクを保管することを想定する。この場合には、２基の原子力プラントの各燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体を原子力発電所内で複数のキャスク内に収納する必要がある。使用済燃料集合体収納支援装置１は、各キャスクごとに、収納する複数の使用済燃料集合体を決定するために用いられる。ここでは、各燃料貯蔵プールに保管されている、例えば、５１７５体の８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体を、７５基のキャスクに収納するものとする。
【００４０】
使用済燃料集合体収納支援装置１を用いた、使用済燃料集合体の収納支援方法を、図２に示す処理手順に基づいて、説明する。
【００４１】
オペレータは、使用済燃料集合体収納支援装置１を起動し、入力装置７から処理開始指令を入力する。この処理開始指令を入力したとき、ＣＰＵ３は、図２に示す各処理を実行するプログラムをメモリ４から読み込み、それらの処理を順次実行する。メモリ４には、（３）式、（４）式、（５）式及び（６）式等の使用済燃料集合体の型式に対応した放射能及び発熱量の演算式が記憶されている。
【００４２】
キャスクに収納すべき各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間の情報を入力する（ステップＳ１）。ＣＤ-ＲＯＭに登録された、複数基（例えば、７５基）のキャスク内に収納する対象となる、例えば、５１７５体の８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間のデータを、読取装置（図示せず）で読み取り、入出力インタフェース５を介してメモリ４に格納する。複数基のキャスク内に収納するこれらの使用済燃料集合体は、原子力発電所の上記した各原子力プラントの燃料貯蔵プールにそれぞれ保管されている。使用済燃料集合体の燃焼度は、原子力プラントの炉心から取り出された時点の燃焼度であり、冷却期間は燃料貯蔵プール内の冷却水中での保管が開始された時点以降の期間である。ステップＳ１において、図３に示された、各使用済燃料集合体の識別番号（ＩＤ）、各使用済燃料集合体の燃焼度（ＢＵ）及び冷却期間（ＣＴ）のそれぞれのデータが、メモリ４に記憶される。その識別番号を燃料ＩＤと称する。
【００４３】
キャスクに収納すべき使用済燃料集合体の種類及び体数、及びキャスクの基数を入力する（ステップＳ２）。オペレータは、入力装置７から、キャスクに収納すべき使用済燃料集合体の種類（例えば、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体）、キャスク１基当たりに収納する使用済燃料集合体の体数（例えば、６９体）、及び対象となる全使用済燃料集合体を収納する、キャスクの基数（例えば、７５基）を入力する。これらのデータは、ＣＰＵ３によって、メモリ４に記憶される。
【００４４】
使用済燃料集合体の放射能を算出する（ステップＳ３）。（１）式、具体的には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体を対象とする（３）式を用いて、５１７５体の使用済燃料集合体の放射能Ａがそれぞれ算出される。例えば、燃料ＩＤが「２」である使用済燃料集合体においては、（３）式において、ＢＵにＢＵ２、ＣＴにＣＴ２をそれぞれ代入して放射能Ａ２が算出される。得られた放射能Ａ２はメモリ４に記憶される。
【００４５】
使用済燃料集合体の発熱量を算出する（ステップＳ４）。（２）式、具体的には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体を対象とする（４）式を用いて、５１７５体の使用済燃料集合体の発熱量Ｈ（例えば、図３に示されたＨ１，Ｈ２，……，ＨＮ）がそれぞれ算出される。算出された各発熱量Ｈがメモリ４に記憶される。
【００４６】
対象となるキャスクの仕様（放射能設定値、発熱量設定値、及び使用済燃料集合体の収納体数）を入力する（ステップＳ５）。オペレータが、入力装置７から、使用するキャスクの種類を入力する。すなわち、使用するキャスクの種類を指定する。ＣＰＵ３は、指定されたキャスクの種類の情報に基づいて、このキャスクの、放射能設定値、発熱量設定値、及び使用済燃料集合体の収納体数を、メモリ４から読み取る。これらのデータはＣＰＵ３内に入力される。
【００４７】
キャスク内における、使用済燃料集合体の収納パターンを選択する（ステップＳ６）。オペレータが、入力装置７から、使用済燃料集合体の収納パターンの選択情報を入力する。
【００４８】
メモリ４には、図４、図５及び図６に示す使用済燃料集合体の収納パターン情報がそれぞれ記憶されている。図４に示された収納パターンは、二領域に使用済燃料集合体を収納するパターンである。この収納パターン（以下、二領域パターンという）は、キャスクの横断面において、中央部に領域Ｒ２を、領域Ｒ２を取り囲んで周縁部に領域Ｒ１を、それぞれ配置している。領域Ｒ１には、例えば、燃焼度ＢＵが３００００ＭＷｄ／ｔ以下の使用済燃料集合体（以下、第１燃料集合体という）が３２体配置され、領域Ｒ２には、
３００００ＭＷｄ／ｔ＜ＢＵ≦３５０００ＭＷｄ／ｔを満足する使用済燃料集合体（以下、第２燃料集合体という）が３７体配置される。そのキャスクは６９体の使用済燃料集合体を収納できる。
【００４９】
図５に示された収納パターンは、三領域に使用済燃料集合体を収納するパターンである。この収納パターン（以下、三領域パターンという）は、キャスクの横断面において、中央部に領域Ｒ３を、領域Ｒ３を取り囲んで環状に領域Ｒ２を、領域Ｒ２を取り囲んで周縁部に領域Ｒ１を、それぞれ配置している。三領域パターンの領域Ｒ１には二領域パターンの領域Ｒ１に配置される第１燃料集合体が２４体配置され、三領域パターンの領域Ｒ２には二領域パターンの領域Ｒ２に配置される第２燃料集合体が３２体配置される。三領域パターンの領域Ｒ３には、例えば、燃焼度ＢＵが35000MWd/t＜BU≦38000MWd/tを満足する使用済燃料集合体（以下、第３燃料集合体という）が１３体配置される。このキャスクも６９体の使用済燃料集合体を収納できる。
【００５０】
図６に示された収納パターンは、四領域に使用済燃料集合体を収納するパターンである。この収納パターン（以下、四領域パターンという）は、キャスクの横断面において、中央部に領域Ｒ４を、領域Ｒ４を取り囲んで環状に領域Ｒ２を、領域Ｒ２を取り囲んで周縁部に領域Ｒ２を、領域Ｒ４と領域Ｒ２の間に領域Ｒ３を、それぞれ配置している。四領域パターンの領域Ｒ１には二領域パターンの領域Ｒ１に配置される第１燃料集合体が２４体配置され、四領域パターンの領域Ｒ２には二領域パターンの領域Ｒ２に配置される第２燃料集合体が２４体配置される。四領域パターンの領域Ｒ３には、三領域パターンの領域Ｒ３に配置される第３燃料集合体が８体配置される。四領域パターンの領域Ｒ４には、例えば、燃焼度ＢＵが３８０００ＭＷｄ／ｔ＜ＢＵ≦４１０００ＭＷｄ／ｔを満足する使用済燃料集合体（以下、第４燃料集合体という）が１３体配置される。このキャスクも６９体の使用済燃料集合体を収納できる。
【００５１】
二領域パターン、三領域パターン及び四領域パターン等の使用済燃料集合体の収納パターンの情報は、メモリ４に記憶されている。これらの収納パターン情報以外の他の収納パターンの情報も、メモリ４に記憶されている。
【００５２】
ステップＳ５において対象となるキャスクの仕様の入力が終了した後、ＣＰＵ３がメモリ４から使用済燃料集合体の各収納パターンの情報を読み出し、表示装置６に出力する。オペレータは、マウスを用いて、表示装置６に表示された各収納パターンのうち、例えば、１つの収納パターンを指定する。オペレータは、指定した収納パターンを適用するキャスクの基数（例えば、７５基）も併せて入力装置７から入力する。ＣＰＵ３は、指定された収納パターン、例えば、二領域パターンを選択し、メモリ４から図４に示す各情報を入力する。二領域パターンに関する情報は表示装置６に表示される。以上により、ステップＳ６の処理が終了する。
【００５３】
キャスクに収納する使用済燃料集合体を抽出する（ステップＳ７）。ＣＰＵ３は、二領域パターンでの領域Ｒ１に配置される３２体の第１使用済燃料集合体、及び領域Ｒ２に配置される３７体の第２使用済燃料集合体を、メモリ４に記憶されている収納対象の５１７５体の使用済燃料集合体（図３参照）から抽出する。この使用済燃料集合体の抽出は、第１使用済燃料集合体としては燃焼度がＢＵ≦３００００ＭＷｄ／ｔを満足している使用済燃料集合体を、第２使用済燃料集合体としては燃焼度が30000MWd/t＜BU≦35000MWd/tを満足している使用済燃料集合体を、収納対象の各使用済燃料集合体の燃焼度を考慮して、収納対象の複数の使用済燃料集合体からそれぞれ所定体数だけ抽出する。
【００５４】
抽出した複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能を算出する（ステップＳ８）。ＣＰＵ３が、ステップＳ７で抽出された全使用済燃料集合体（例えば、３２体の第１使用済燃料集合体、及び３７体の第２使用済燃料集合体）を、指定した１つのキャスクに収納したときにおける、キャスクの放射能を算出する。キャスクの放射能Ａａｌｌは、抽出された各使用済燃料集合体（例えば、６９体の使用済燃料集合体）の放射能Ａｉ（ステップＳ３で算出）を合計して求められる。すなわち、Ａａｌｌ＝ΣＡｉで算出される。
【００５５】
抽出した複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量を算出する（ステップＳ９）。ＣＰＵ３が、ステップＳ７で抽出された全使用済燃料集合体（例えば、３２体の第１使用済燃料集合体、及び３７体の第２使用済燃料集合体）を、指定した１つのキャスクに収納したときにおける、キャスクの発熱量を算出する。キャスクの発熱量Ｈａｌｌは、抽出された各使用済燃料集合体（例えば、６９体の使用済燃料集合体）の発熱量Ｈｉ（ステップＳ４で算出）を合計して求められる。すなわち、Ｈａｌｌ＝ΣＨｉで算出される。
【００５６】
キャスクの仕様である放射能設定値及び発熱量設定値を満足するかを判定する（ステップＳ１０）。ＣＰＵ３がステップＳ１０の判定を行う。ステップＳ８で算出されたキャスクの放射能Ａａｌｌとキャスクの仕様である放射能設定値Ａｓｅｔを比較し、Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔが満足されるかを判定する。また、ステップＳ９で算出されたキャスクの発熱量Ｈａｌｌとキャスクの仕様である発熱量設定値Ｈｓｅｔを比較し、Ｈａｌｌ≦Ｈｓｅｔが満足されるかを判定する。Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔの少なくとも１つが満足されないとき、ステップＳ１０の判定が「Ｎｏ」になる。このときには、ステップＳ７で抽出されてステップＳ１０の判定が「Ｎｏ」になった複数の使用済燃料集合体のキャスク内への収納は不可能であり、再度、ステップＳ７で１つのキャスクに収納する使用済燃料集合体を抽出する。
【００５７】
Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足してステップＳ１０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、１つのキャスクに収納すべき複数（例えば、６９体）の使用済燃料集合体が決定される。これらの使用済燃料集合体は、１つのグループとして、例えば、キャスクのある識別番号を付してメモリ４に格納される。
【００５８】
収納対象の使用済燃料集合体のキャスクへの収納計画が終了したかを判定する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ３において、メモリ４に記憶されている収納対象の使用済燃料集合体のうち、ステップＳ６で選択した収納パターンが対象とする燃焼度の範囲（例えば、二領域パターンではＢＵ≦３５０００ＭＷｄ／ｔ）に含まれる全ての使用済燃料集合体が、ステップＳ１０の判定が「Ｙｅｓ」となるように、ステップＳ７の処理でグループ化されたかを判定する。その燃焼度の範囲も含まれる全ての使用済燃料集合体のうち、
Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足するようにステップＳ７の処理が行われていない使用済燃料集合体が存在するとき、ステップＳ１１の判定は「Ｎｏ」になり、それらの使用済燃料集合体を対象にステップＳ７〜Ｓ１１の処理が行われる。対象となる燃焼度範囲に含まれる全ての使用済燃料集合体が、Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足するように複数基のキャスク内に収納可能になったとき、ステップＳ１１の判定が「Ｙｅｓ」になる。
【００５９】
その後、収納対象の全ての使用済燃料集合体を収納したときのキャスクの基数を把握する（ステップＳ１２）。ＣＰＵ３が、メモリ４に格納した、ステップＳ１０でキャスクの識別番号を付した使用済燃料集合体のグループの数を求める。このグループの数がキャスクの基数である。キャスクの搬出基数を満足しているかを判定する（ステップＳ１３）。
【００６０】
ステップＳ１２で求めたキャスクの基数が、ステップＳ２で入力したキャスクの搬出基数になっているかを判定する。ステップＳ１３の判定が満足している（Ｙｅｓ）、になったとき、キャスクの基数、及びキャスクごとに収納する使用済燃料集合体が決定される（ステップＳ１４）。ＣＰＵ３は、複数の使用済燃料集合体を収納してＡａｌｌ≦Ａｓｅｔ及び
Ｈａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足したキャスクの基数が、所定の搬出基数を満足したとき、収納対象の使用済燃料集合体を収納するために必要なキャスクの基数、及びそれぞれのキャスクごとに収納する使用済燃料集合体を決定する。これにより、ＣＰＵ３は、キャスクの識別番号とこの識別番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付けてメモリ４に格納する。さらに、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、それぞれが配置される、キャスク内の領域Ｒ１またはＲ２の領域コードとも関連付けられてメモリ４に格納される。
【００６１】
以上により、収納対象の使用済燃料集合体のキャスクへの収納を対象にした、使用済燃料集合体の収納支援が終了する。
【００６２】
ステップＳ１３の判定は、ステップＳ１２で求めたキャスクの基数が、ステップＳ２で入力したキャスクの搬出基数よりも少ないとき、または、前者の基数が後者の基数よりも多いとき、ステップＳ１３の判定が「Ｎｏ」になる。ステップＳ１３の判定が「Ｎｏ」になったとき、ステップＳ６〜Ｓ１３の処理が繰り返して行われる。さらに、ステップ
Ｓ１３の判定が「Ｎｏ」になったとき、ＣＰＵ３は、キャスクごとに収納される複数の使用済燃料集合体、及びキャスクに収納できない、燃焼度を有する使用済燃料集合体の各情報を、メモリ４から入力し、表示装置６に出力する。キャスクに収納できない、燃焼度を有する使用済燃料集合体とは、二領域収納パターンを選択した場合は、ＢＵ＞３５０００ＭＷｄ／ｔを満足する燃焼度を有する使用済燃料集合体である。
【００６３】
ステップＳ１２で求めたキャスクの基数がキャスクの搬出基数に一致しない場合が生じる。このため、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で求めたキャスクの基数がキャスクの搬出基数−１基のとき、及び搬出基数＋１基の場合には収納される使用済燃料集合体の体数が最も少ないキャスクでその体数が第１設定体数以下になっているときでも、ステップＳ１２で求めたキャスクの基数が搬出基数を満足すると判定する。
【００６４】
オペレータは、表示装置６に表示されたそれらの情報を参考にして、繰り返されるステップＳ６で、入力装置７から、使用済燃料集合体の収納パターンの選択情報を再度入力する。燃焼度が３５０００ＭＷｄ／ｔを超える使用済燃料集合体が存在する場合には、三領域パターンの選択情報も入力する。この場合には、「二領域パターンを適用するキャスクを○○基、及び三領域パターンを適用するキャスクを△△基」のように、複数の収納パターン、及びこれらの収納パターンを適用するそれぞれのキャスクの基数をＣＰＵ３に入力してもよい。
【００６５】
ステップＳ７における使用済燃料集合体の抽出処理が再度行われる。三領域パターンを適用するキャスクにおいては、キャスク１基当たり、３４体の第１使用済燃料集合体、３２体の第２燃料集合体、及び１３体の第３燃料集合体を、メモリ４に記憶している収納対象の使用済燃料集合体からそれぞれ抽出する。この抽出後、ステップＳ１０の判定が行われ、この判定が「Ｙｅｓ」でステップＳ１１の判定が「Ｎｏ」のとき、ステップＳ７〜
Ｓ１１の処理が繰り返される。三領域パターンを適用するキャスクでは、キャスクの放射能のＡａｌｌ及び発熱量のＨａｌｌは、二領域パターンを適用するキャスクでのそれらよりも大きくなっている。
【００６６】
その後、ステップＳ１３の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ステップＳ１４で、ＣＰＵ３は、二領域パターンを適用した基数分に対して、キャスクの識別番号とこの識別番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付け、及び三領域パターンを適用した基数分に対して、三領域パターンを適用したキャスクの識別番号とこの識別番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付けてメモリ４に格納する。さらに、二領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、前述の領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。三領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、それぞれが配置される、キャスク内の領域Ｒ１，Ｒ２または
Ｒ３の領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。
【００６７】
もし、三領域パターンを選択しても、38000MWd/t＜BU≦41000MWd/tの範囲の燃焼度を有する使用済燃料集合体が何体か存在してステップＳ１３の判定が「Ｎｏ」になったときには、オペレータは、ステップＳ６で、四領域パターンも指定し、このパターンを適用するキャスクの基数も入力する。四領域パターンを適用するキャスクに対しては、図６に示されるそれぞれの体数の第１、第２、第３及び第４燃料集合体が、メモリ４に記憶された収納対象の使用済燃料集合体から抽出される。二領域パターン及び三領域パターンを別々に適用するそれぞれのキャスクに対しても、該当する使用済燃料集合体が抽出される。ステップＳ１３の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ステップＳ１４で、ＣＰＵ３は、二領域パターンを適用した基数分に対して、キャスクの識別番号とこの番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付け、三領域パターンを適用した基数分に対して、三領域パターンを適用したキャスクの識別番号とこの番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付け、及び四領域パターンを適用した基数分に対して、四領域パターンを適用したキャスクの識別番号とこの番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付けてメモリ４に格納する。さらに、二領域パターン及び三領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、上記した領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。四領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、それぞれが配置される、キャスク内の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３またはＲ４の領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。
【００６８】
本実施例は、８×８ＢＪタイプの複数の使用済燃料集合体をキャスクに収納するために、これらの使用済燃料集合体のそれぞれの燃焼度及び冷却期間を（３）式及び（４）式に代入することによって、各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量をそれぞれ算出するので、これらの計算に要する時間が、短縮される。
【００６９】
本実施例は、１つのキャスクに収納するために抽出された所定体数の使用済燃料集合体の、算出したそれぞれの放射能及び発熱量を用いて、そのキャスクの仕様である放射能設定値及び発熱量設定値が満足されるかを判定し、さらに、収納すべき複数の使用済燃料集合体が抽出されて放射能設定値及び発熱量設定値を満足したキャスクの基数が、搬出に要するキャスクの所定基数を満足するかを判定する。このような判定を行う本実施例は、所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を決定する収納計画に要する時間を、短縮することができる。この収納計画を実施するために必要な工数も低減することができる。
【００７０】
本実施例は、各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量の各算出に要する時間を含め、所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体が決定されるまでに要する時間を、短縮することができる。
【００７１】
本実施例において所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体が決定されるまでに要する時間を、５０００体の使用済燃料集合体を対象とした場合に、従来の計算コードを用いて各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量を算出することを含む従来の複数の使用済燃料集合体の収納計画に要する時間に比べて、１／１０００程度に短縮することができる。
【００７２】
本実施例は、上記したような判定を行っている関係上、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を高めることができる。本実施例は、上記した従来の複数の使用済燃料集合体の収納計画に比べて、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を約１０％高めることができる。使用済燃料集合体の収納効率を高めたキャスクを中間貯蔵施設に搬入して保管した場合には、中間貯蔵施設内での使用済燃料集合体の収納効率を高めることができる。
【００７３】
本実施例では、燃焼度の範囲が異なる使用済燃料集合体がそれぞれ配置される複数の収納領域を有して収納領域の数が異なる複数の使用済燃料集合体収納パターンの情報が準備されており、これらの使用済燃料集合体収納パターンのうちから１つの使用済燃料集合体収納パターンを選択できるので、燃焼度の高い使用済燃料集合体があってもキャスク内に収納できる使用済燃料集合体の収納計画を立てることができる。したがって、収納対象とする使用済燃料集合体をより多くキャスク内に収納することができ、キャスク内に収納できない使用済燃料集合体の体数を減らすことができる。
【００７４】
本実施例は、特開２００８−２３２７１８号公報よりも、複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間を短縮することができ、また、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上させることができる。
【００７５】
図２に示す処理を実行するデータ処理装置２は、機能的には、図７に示すハード構成で示したデータ処理装置２Ａと等価である。データ処理装置２Ａは、第１放射能算出手段８、第１発熱量算出手段９、収納パターン選択手段１０、使用済燃料集合体選択手段１１、第２放射能算出手段１２、第２発熱量算出手段１３、放射能・発熱量判定手段１４、キャスク基数判定手段１５、収納使用済燃料集合体決定手段１６、メモリ４及び入出力インタフェース５を有する。
【００７６】
入出力インタフェース５が、第１放射能算出手段８、第１発熱量算出手段９、収納パターン選択手段１０及びメモリ４に接続される。第１放射能算出手段８が第２放射能算出手段１２に接続される。第１発熱量算出手段９が第２発熱量算出手段１３に接続される。使用済燃料集合体選択手段１１が、収納パターン選択手段１０及び放射能・発熱量判定手段１４に接続される。放射能・発熱量判定手段１４が第２放射能算出手段１２及び第２発熱量算出手段１３に接続される。キャスク基数判定手段１５が、収納パターン選択手段１０、放射能・発熱量判定手段１４及び収納使用済燃料集合体決定手段１６に接続される。メモリ４が、第１放射能算出手段８、第１発熱量算出手段９、収納パターン選択手段１０、使用済燃料集合体選択手段１１、第２放射能算出手段１２、第２発熱量算出手段１３、放射能・発熱量判定手段１４、キャスク基数判定手段１５及び収納使用済燃料集合体決定手段１６に接続される。
【００７７】
図７に示された使用済燃料集合体収納支援装置１Ａは、使用済燃料集合体収納支援装置１と等価であり、データ処理装置２Ａ、表示装置６及び入力装置７を有する。表示装置６及び入力装置７が入出力インタフェース５に接続される。
【００７８】
図２に示されたステップＳ１，Ｓ２及びＳ５における各情報の入力は、入力装置７で行われ、入力された各情報が、メモリ４に記憶される。第１放射能算出手段８が図２に示されたステップＳ３の処理を行い、第１発熱量算出手段９が図２に示されたステップＳ４の処理を行う。収納パターン選択手段１０が図２に示されたステップＳ６の処理を実行する。使用済燃料集合体選択手段１１が、収納パターン選択手段１０で選択された収納パターンの情報を用いて、図２に示されたステップＳ７の処理を実行する。
【００７９】
第２放射能算出手段１２が図２に示されたステップＳ８の処理を行い、第２発熱量算出手段１３が図２に示されたステップＳ９の処理を行う。放射能・発熱量判定手段１４が図２に示されたステップＳ１０の判定を行い、この判定が「Ｎｏ」のとき、使用済燃料集合体選択手段１１による、１つのキャスクに収納する使用済燃料集合体の抽出をやり直す。使用済燃料集合体選択手段１１は、放射能・発熱量判定手段１４で実行されるステップＳ１１の判定が「Ｙｅｓ」になるまで、それぞれのキャスクごとに、収納する複数の使用済燃料集合体を抽出する。
【００８０】
放射能・発熱量判定手段１４で実行されたステップＳ１１の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、キャスク基数判定手段１５で、図２に示されたステップＳ１２及びＳ１３の処理を実行する。キャスク基数判定手段１５が、ステップＳ１２の処理を実行し、ステップＳ１０でキャスクの識別番号を付した使用済燃料集合体のグループの数、すなわち、キャスクの基数を求める。キャスク基数判定手段１５が、このキャスクの基数がステップＳ２で入力したキャスクの搬出基数を満足しているかを判定する。この判定が「Ｎｏ」であるとき、収納パターン選択手段１０で、例えば、他の収納パターンも選択し、使用済燃料集合体選択手段１１、第２放射能算出手段１２、第２発熱量算出手段１３、放射能・発熱量判定手段１４及びキャスク基数判定手段１５での処理が再度行われる。キャスク基数判定手段１５におけるステップＳ１３の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、収納使用済燃料集合体決定手段１６が、図２に示されたステップＳ１４の処理を実行し、キャスクに収納する複数の使用済燃料集合体を、キャスクごとに決定する。
【００８１】
使用済燃料集合体収納支援装置１Ａも使用済燃料集合体収納支援装置１で生じる効果を得ることができる。
【実施例２】
【００８２】
本発明の他の実施例であるキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法を、図１２を用いて説明する。本実施例の収納方法は、沸騰水型原子力プラントに対して適用された例である。
【００８３】
本実施例の収納方法に用いられる燃料集合体収納装置を、図１２を用いて説明する。この燃料集合体収納装置２０は、燃料移送装置２１及び制御装置２５を備えている。燃料移送装置２１は、走行台車２２、横行台車２３及び燃料把持装置（図示せず）を有する。走行台車２２は、燃料貯蔵プール２９の一方向（Ｘ方向という）に伸びて燃料貯蔵プール２９を間に挟んで運転床上に設けられるガイドレール２８Ａ，２８Ｂ上に移動可能に配置される。走行台車２２は、走行台車２２に設けられた第１駆動装置（図示せず）によってＸ方向に移動される。横行台車２３は走行台車２２上に走行台車２２の長手方向に設置された一対のガイドレール（図示せず）上に配置される。横行台車２３は、横行台車２３に設けられた第２駆動装置（図示せず）によって、Ｘ方向と直交するＹ方向に移動される。燃料把持装置は横行台車２３に取り付けられ、使用済燃料集合体を掴む燃料掴み部（図示せず）を有する。この燃料掴み部は、使用済燃料集合体を掴み、横行台車２３に設けられた第３駆動装置（図示せず）により上下方向に移動される。燃料移送装置２１としては、沸騰水型原子力プラントで、通常、燃料交換において使用される燃料交換機が用いられる。図１２に示す燃料貯蔵プール２９は、上方より見た状態を示している。
【００８４】
制御装置２５及び記憶装置２６は、原子炉建屋内の運転床上に設けられた燃料制御室２４内に配置されている。記憶装置２６は制御装置２５に接続される。
【００８５】
沸騰水型原子力プラントにおいては、燃料貯蔵プール２９は、原子炉建屋内で原子炉を収納する原子炉格納容器よりも上方に配置される。燃料貯蔵ラック３０が燃料貯蔵プール２９内に設置されている。燃料貯蔵プール２９内には冷却水が充填されており、燃料貯蔵ラック３０はその冷却水中に配置される。原子炉から取り出された使用済燃料集合体３１は、原子炉上方の原子炉ウェル（図示せず）内で燃料貯蔵プール２９と同じレベルまで引き上げられ、水平方向に移動してゲート３２を通って燃料貯蔵プール２９内に移送される。さらに、この使用済燃料集合体３１は、燃料貯蔵ラック３０の、所定の位置、例えば、位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）に挿入されて貯蔵される。貯蔵されている間、燃料貯蔵ラック３０内で冷却水によって冷却される。このような使用済燃料集合体３１の原子炉からの取り出し及び上記所定位置までの移送は、制御装置２５で制御される、燃料交換機である燃料移送装置２１によって行われる。制御装置２５は、第１駆動装置、第２駆動装置及び第３駆動装置のそれぞれの駆動及び停止を制御する。走行台車２２、横行台車２３及び燃料掴み部が、それらの制御によって所定の方向に移動される。
【００８６】
燃料貯蔵プール２９内の各使用済燃料集合体に対して、個々の使用済燃料集合体を認識するために燃料ＩＤが与えられている。この燃料ＩＤを用いることによって、燃焼度及び燃料貯蔵プール２９に搬入された時点（年月日）、及び燃料貯蔵プール２９内での保管位置等の情報を、使用済燃料集合体毎に管理することができる。各使用済燃料集合体に対するそれらの情報は、記憶装置２６に記憶されている。各使用済燃料集合体の燃料貯蔵プール２９内での保管位置の情報は、第１駆動装置及び第２駆動装置にそれぞれ設けられた各エンコーダによって得ることができる。
【００８７】
原子炉から取り出された使用済燃料集合体が収納された燃料貯蔵ラック３０内の位置、例えば、位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）の情報も、前述の各エンコーダによって得られる。位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）の情報も燃料ＩＤに対応付けて記憶装置２６に記憶されている。燃料貯蔵ラック３０内に収納されている各使用済燃料集合体は、該当する燃料ＩＤで記憶装置２６に記憶されている情報を検索することによって、その燃料ＩＤが付与された使用済燃料集合体に対する燃焼度及び燃料貯蔵プール２９に搬入された時点等の情報を得ることができる。
【００８８】
燃料貯蔵プール２９は、例えば、一つのコーナ部にキャスクピット３３を設けている。キャスクピット３３は、開口部３４を除いてコンクリート側壁で取り囲まれている。使用済燃料集合体３１が収納されるキャスク（例えば、金属キャスク）３５が、キャスクピット３３内で冷却水中に配置される。
【００８９】
このキャスク３５内に使用済燃料集合体３１を収納することを例に挙げて、キャスクへの使用済燃料集合体の収納方法を、以下に説明する。実施例１で述べた使用済燃料集合体収納支援装置１（図１２参照）を用いて、図２に示す処理手順、すなわち、ステップＳ１〜Ｓ１４によって使用済燃料集合体３１の収納計画が実行され、複数基数（例えば、７５基）のキャスク３５のそれぞれに収納する複数（例えば、５１７５体）の使用済燃料集合体３１が決定される。この結果、使用済燃料集合体収納支援装置１によって、キャスクの識別番号、収納する複数の使用済燃料集合体３１の各燃料ＩＤ及びキャスク内で使用済燃料集合体３１が配置されるＲ１及びＲ２等の領域コードを含む使用済燃料集合体収納情報を、キャスクごとに得ることができる。使用済燃料集合体収納支援装置１において、ＣＰＵ３が、メモリ４に記憶された、複数のキャスクに関する使用済燃料集合体収納情報を、ＣＤ-ＲＯＭ２７に登録する。
【００９０】
上記した沸騰水型原子力プラントが設置された原子力発電所には、例えば、１号機及び２号機の２基の沸騰水型原子力プラントが設置されているとする。ＣＤ-ＲＯＭ２７に登録された使用済燃料集合体収納情報が、２基の沸騰水型原子力プラントの制御装置２５に入力され、記憶装置２６に登録される。
【００９１】
２基の沸騰水型原子力プラントにおいて、それぞれ、キャスク３５内に使用済燃料集合体３１を収納する作業を実施することを想定する。１つのキャスク３５内に収納する複数の使用済燃料集合体３１が、これらの沸騰水型原子力プラントの燃料貯蔵プール２９内にそれぞれ貯蔵されている場合には、キャスク３５内への使用済燃料集合体３１の収納作業の実施前に、燃料輸送容器を用いて、これらの沸騰水型原子力プラントの燃料貯蔵プール間で使用済燃料集合体を移送し、１つのキャスク３５内に収納する複数の使用済燃料集合体が、一方の沸騰水型原子力プラントの燃料貯蔵プール２９に集まるようにする。
【００９２】
２基の沸騰水型原子力プラントでは、使用済燃料集合体収納情報を用いて、並行してキャスク３５内への使用済燃料集合体の収納作業が行われる。一方の沸騰水型原子力プラントで行われる使用済燃料集合体の収納作業を、代表して説明する。
【００９３】
前述のステップＳ５で指定した種類の、空のキャスク３５が、キャスクピット３３内に置かれている。制御装置２５は、１つのキャスクの識別番号、及びこの識別番号に対応した、収納する複数の使用済燃料集合体３１の各燃料ＩＤ及び各使用済燃料集合体３１の領域コードを、記憶装置２６から入力する。制御装置２５が、キャスク３５内に収納すべき各使用済燃料集合体３１をこれらの燃料ＩＤに基づいて、走行台車２２、横行台車２３及び燃料把持装置を制御し、燃料貯蔵ラック３０内に保管されている該当する使用済燃料集合体３１を、燃料掴み部で順次掴み、走行台車２２及び横行台車２３の移動によってキャスク３５の位置まで移送される。そして、これらの使用済燃料集合体３１が、領域コードで指定された、キャスク３５内の所定の領域に順次収納される。
【００９４】
該当する全ての使用済燃料集合体３１を所定の領域に収納したキャスク３５は、原子炉建屋内の天井クレーン（図示せず）を用いてキャスクピット３３から引き出され、原子炉建屋内の所定の位置まで搬送される。その位置で、キャスク３５内の冷却水が排出され、外胴の上端に蓋が取り付けられてキャスク３５が密封される。
【００９５】
上記した使用済燃料集合体３１のキャスク３５内への収納作業が、所定の基数のキャスク３５に対して行われる。使用済燃料集合体３１が収納されて密封されたキャスク３５が、原子力発電所から、例えば、中間貯蔵施設に搬送され、中間貯蔵施設内で再処理施設に搬送されるまでの期間、貯蔵される。
【００９６】
本実施例も、使用済燃料集合体収納支援装置１を用いて、使用済燃料集合体のキャスクへの収納計画を事前に立てているので、実施例１で生じる各効果を得ることができる。キャスク３５内への使用済燃料集合体３１の収納効率が向上するので、中間貯蔵施設における使用済燃料集合体３５の収納効率が向上する。
【００９７】
使用済燃料集合体収納支援装置１を制御装置２５に信号伝送線に接続してもよい。このような構成では、使用済燃料集合体収納支援装置１で作成した使用済燃料集合体収納情報を、ＣＤ-ＲＯＭ２７ではなく信号伝送線を介して制御装置２５に入力することができる。
【００９８】
加圧型原子力プラント等の他の原子力プラントにおいても、使用済燃料集合体収納支援装置１で作成された使用済燃料集合体収納情報を用いてキャスク内への使用済燃料集合体の収納作業を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、使用済燃料集合体の収納容器内への収納作業に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１，１Ａ…使用済燃料集合体収納支援装置、２，２Ａ…データ処理装置、３…中央処理装置、４…メモリ、８…第１放射能算出手段、９…第１発熱量算出手段、１０…収納パターン選択手段、１１…使用済燃料集合体選択手段、１２…第２放射能算出手段、１３…第２発熱量算出手段、１４…放射能・発熱量判定手段、１５…キャスク基数判定手段、１６…収納使用済燃料集合体決定手段、２０…燃料集合体収納装置、２１…燃料移送装置、２２…走行台車、２３…横行台車、２４…燃料制御室、２５…制御装置、２９…燃料貯蔵プール、３１…使用済燃料集合体、３５…キャスク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法に係り、特に、沸騰水型原子力発電プラント及び加圧水型原子力発電プラントから発生する使用済燃料集合体をキャスクに収納するのに好適な使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントから発生する使用済燃料集合体は、ウラン及びプルトニウム等の再使用可能な核燃料物質を回収するために再処理される。一般に、再処理施設に搬送されるまでの比較的長期間の間、使用済燃料集合体は、原子力発電所内に設けられた燃料貯蔵プール内で冷却されながら保管される。一方で、原子力プラントにおいて使用済燃料集合体が毎年発生しており、これらの使用済燃料集合体を保管する、原子力発電所内の燃料貯蔵プールの容量が不足する状態になることが懸念されている。
【０００３】
このため、燃料貯蔵プールに保管されていたこれらの使用済燃料集合体をキャスクに収納し、使用済燃料集合体を収納したキャスク（例えば、金属キャスク）を、燃料貯蔵プール以外の設備で、再処理されるまでの間、保管することが計画されている。使用済燃料集合体の輸送に用いられるキャスクでは、繰り返し使用される輸送等を考慮し、安全性を確認する安全解析において大きな裕度を持った条件を設定している。一方、貯蔵用のキャスクには対象の使用済燃料集合体を原則1回収納するだけであるので、輸送用のキャスクの仕様を貯蔵用のキャスクに適用した場合には、貯蔵用のキャスクとしては燃料仕様が過大な裕度を持っている可能性がある。
【０００４】
キャスク内に収納する使用済燃料集合体の選定においては、型式、燃焼度及び原子炉から取り出した後の冷却期間が異なる数千〜数万体の使用済燃料集合体が対象となる。これらの使用済燃料集合体を収納するキャスクにおいて、放射能及び発熱量のそれぞれの総量が設定されている。このため、使用済燃料集合体の型式ごとに各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出された各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量に応じて、キャスクに収納できる使用済燃料集合体の体数が決定される。対象となる膨大な体数の使用済燃料集合体ごとに放射能及び発熱量を計算コードを用いて算出することは膨大な手間と時間を要する。
【０００５】
そこで、以下のような使用済燃料集合体の収納計画が行われている。まず、収納対象の全ての使用済燃料集合体を型式で分類し、分類した型式ごとに、キャスクの設計で想定した使用済燃料集合体の燃焼度を基に使用済燃料集合体をグルーピングする。キャスクの搬出計画に基づいて、該当する使用済燃料集合体の冷却期間を設定できるため、燃料貯蔵プールからの搬出時における使用済燃料集合体の冷却期間を設定し、燃焼度及び冷却期間のデータに基づいて、キャスクへの使用済燃料集合体の収納計画を行っている。
【０００６】
キャスク内への使用済燃料集合体の収納方法の一例が、特開２００８−２３２７１８号公報に記載されている。この使用済燃料集合体の収納方法では、キャスク内に収納するために選定された複数の使用済燃料集合体の燃焼度を用いて、選定された各使用済燃料集合体の線源強度を算出し、それぞれの使用済燃料集合体の算出された線源強度に基づいてキャスク内での選定された使用済燃料集合体のそれぞれの収納位置を設定し、それぞれの収納位置に各々の使用済燃料集合体を配置した状態において、それぞれの使用済燃料集合体の線源強度を用いてキャスクの周囲での線量率を算出し、算出された線量率が第１設定線量率未満であるとき、選定された各使用済燃料集合体を、キャスク内に収納している。
【０００７】
この使用済燃料集合体の収納方法によれば、キャスクに収納する使用済燃料集合体の選定開始から、所定体数の使用済燃料集合体を収納したキャスクの搬出までに要する時間を短縮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２３２７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
１つの原子力発電所内に複数の原子力プラントが設置されているとき、各原子力プラントの燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体の合計体数が数千体〜数万体になる。キャスク内に収納する使用済燃料集合体を選択する場合には、収納対象の使用済燃料集合体の体数が多いほど、キャスクの仕様を満足する、収納すべき複数の使用済燃料集合体を選択しやすくなる。しかしながら、１つの原子力発電所内における複数の燃料貯蔵プール内に保管されている多数の使用済燃料集合体の中から、所定基数のキャスクに収納する使用済燃料集合体を、キャスクの仕様を満足するように選定することは容易ではない。
【００１０】
キャスクには、このキャスクの仕様である放射能設定値及び発熱量設定値を満足するように、使用済燃料集合体を収納しなければならない。これらの設定値を満足させて、使用済燃料集合体を、キャスクの仕様である収納体数になるように、キャスク内に収納し、使用済燃料集合体の収納効率を高めることが望ましい。燃料貯蔵プール内には、燃焼度が比較的高い使用済燃料集合体及び燃料貯蔵プール内での滞在期間（冷却期間）が短い使用済燃料集合体も保管されている。燃焼度が比較的高い使用済燃料集合体及び冷却期間が短い使用済燃料集合体も、できるだけ残さないように、キャスク内に収納する必要がある。しかしながら、燃焼度が比較的高い使用済燃料集合体及び冷却期間が短い使用済燃料集合体を含めた、キャスクに収納する使用済燃料集合体を、所定基数のキャスクについて、選定するためには、長時間を必要とする。
【００１１】
特開２００８−２３２７１８号公報に記載された使用済燃料集合体をキャスク内に収納する方法では、主に、使用済燃料集合体の燃焼度に基づいて使用済燃料集合体の線源強度を算出し、算出されたその線源強度を用いて、必要体数の使用済燃料集合体を収納したキャスクの周囲での線量率を算出するものとなっている。しかしながら、この収納方法では、直接的に発熱量を考慮してはいない。
【００１２】
放射能及び発熱量のそれぞれの設定値を満足するように、使用済燃料集合体をキャスクに収納することを検討している。すなわち、収納対象の複数の燃料集合体を複数のグループに分類し、分類されたそれぞれのグループの中で最も厳しくなる条件で得られた放射能及び発熱量を各グループの代表値として扱い，キャスクごとに収納する必要な体数の使用済燃料集合体を決めることを検討している。このとき、各グループのそれぞれの燃料条件は、該当するグループに含まれる各使用済燃料集合体の放射能及び崩壊熱を全て包絡するように設定しており、グループ内の個々の使用済燃料集合体に対しては安全側の設定となっている。このため、個々の使用済燃料集合体に対してキャスクの安全裕度を大きめに設定している場合があり、キャスクへの使用済燃料集合体の収納計画はかなりの裕度を有する結果となっている。キャスク（例えば、金属キャスク）による中間的な燃料貯蔵では、使用済燃料集合体の高い収納効率が要求されており、キャスクの安全裕度の大きめの設定は、使用済燃料集合体のキャスク内への収納効率の低下をもたらし、結果として、中間貯蔵施設内での使用済燃料集合体の収納効率を低下させることになる。
【００１３】
この課題を解決するためには、対象とする数千体〜数万体の使用済燃料集合体について放射能及び発熱量を1体ずつ計算コードで算出し、キャスクへの使用済燃料集合体の収納計画を詳細に検討すれば良い。しかしながら、数千体〜数万体の使用済燃料集合体を対象に、複数のキャスクに対して最も収納効率の良い収納計画を立案する場合は、使用済燃料集合体の冷却期間をパラメータとした、数万ケースという途方もない感度解析を計算コードで実施する必要が生じ、その収納計画の立案に膨大な時間と手間がかかる。
【００１４】
本発明の目的は、複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間をさらに短縮でき、かつ使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上できる使用済燃料集合体の収納支援方法、使用済燃料集合体の収納支援装置及びキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能及び発熱量を、演算処理装置により、それぞれの使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１ステップ、
キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を、演算処理装置により、収納対象の複数の使用済燃料集合体から選択する第２ステップ、
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能を、演算処理装置により、選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された放射能を用いて算出する第３ステップ、
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量を、演算処理装置により、選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された発熱量を用いて算出する第４ステップ、及び
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能がキャスクの放射能設定値以下で、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量がキャスクの発熱量設定値以下になっている、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されるキャスクの基数が、演算処理装置により、指定された複数基を満足しているかを判定する第５ステップを有し、
第５ステップで、キャスクの放射能設定値及びキャスクの発熱量設定値以下になっているキャスクの基数が、指定された複数基を満足すると判定されたとき、キャスクごとに、収納する前記使用済燃料集合体を決定することにある。
【００１６】
選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能がキャスクの放射能設定値以下で、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量がキャスクの発熱量設定値以下になっている、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されるキャスクの基数が、指定された複数基を満足しているかを判定しているので、所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を決定する収納計画に要する時間を、さらに短縮することができ、また、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間をさらに短縮することができ、また、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好適な一実施例である使用済燃料集合体の収納支援装置の構成図である。
【図２】図１に示すデータ処理装置で実行される処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すメモリに記憶されている、収納対象の各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間等の情報の一例を示す説明図である。
【図４】キャスク内に複数の使用済燃料集合体を配置する収納パターン（二領域パターン）の一例を示す説明図である。
【図５】キャスク内に複数の使用済燃料集合体を配置する他の収納パターン（三領域パターン）の一例を示す説明図である。
【図６】キャスク内に複数の使用済燃料集合体を配置する他の収納パターン（四領域パターン）の一例を示す説明図である。
【図７】図２に示す処理手順を実行する図１のデータ処理装置を機能的に等価なハード構成で示した説明図である。
【図８】使用済燃料集合体の発熱量の、冷却期間に対する変化を、燃焼度ごとに整理した特性図である。
【図９】使用済燃料集合体の放射能の、冷却期間に対する変化を、燃焼度ごとに整理した特性図である。
【図１０】８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体における放射能と冷却期間との関係を、燃焼度ごとに示す特性図である。
【図１１】８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体における発熱量と冷却期間との関係を、燃焼度ごとに示す特性図である。
【図１２】本発明の他の実施例である燃料集合体収納装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明者らは、燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に着目して、燃焼度、冷却期間及び燃料集合体の発熱量の関係、及び燃焼度、冷却期間及び燃料集合体の放射能の関係について検討を行った。使用済燃料集合体の燃焼度は、運転を停止した原子炉の炉心から取り出した時点での燃焼度である。燃料集合体の冷却期間は、炉心から取り出されて燃料貯蔵プールに搬入されて保管が開始された時点からの経過期間であり、使用済燃料集合体が燃料貯蔵プールに保管されている期間である。燃料集合体の発熱量及び放射能は、キャスクに収納するために燃料貯蔵プールから取り出された時点でのそれぞれの値である。
【００２０】
使用済燃料集合体の発熱量、燃焼度及び冷却期間の関係を図８に示す。さらに、使用済燃料集合体の放射能、燃焼度及び冷却期間の関係を図９に示す。図８及び図９によれば、使用済燃料集合体の放射能及び発熱量は、使用済燃料集合体の燃焼度が大きくなるほど、大きくなる傾向がある。使用済燃料集合体の冷却期間が長くなるほど、使用済燃料集合体の放射能及び発熱量が減少する。
【００２１】
膨大な体数の使用済燃料集合体を所定基数のキャスクへの収納対象にする場合，幾つかのグループに分類された使用済燃料集合体は各々のグループにおいて最大の燃焼条件（燃焼度）を有する。図８及び図９に示すように、発熱量及び放射能は燃焼度に依存して増減する。燃焼度が２０００ＭＷｄ／ｔ程度増加したとき、発熱量及び放射能は約７％増加する。このため，同じグループにおいても、例えば、最大すなわち代表値、最小値、及び代表値と最小値の中間の値のように燃焼度が異なる各使用済燃料集合体が存在し、これらの使用済燃料集合体では放射能及び発熱量の差異が大きくなる傾向にある。
【００２２】
キャスクに収納される使用済燃料集合体については、燃焼度、及び燃料貯蔵プールに保管された後の冷却期間が既知のデータとして管理されている。このため、発明者らは、管理されている燃焼度及び冷却期間に基づいて使用済燃料集合体の放射能及び発熱量のそれぞれを精度良く求めることができれば、個々の使用済燃料集合体を対象に、計算コードを用いた感度解析を行うことが不要になり、各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量の算出に要する時間を大幅に低減でき、さらに、キャスクへの収納効率の良い使用済燃料集合体の収納計画を短時間に達成できると考えた。
【００２３】
そこで、発明者らは、種々の使用済燃料集合体を対象に、燃焼度及び冷却期間に基づいて、放射能及び発熱量をいかにして求めるかについて検討した。検討の対象にした使用済燃料集合体は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）に用いられる８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体及びＳＴＥＰIII型の使用済燃料集合体である。この検討の結果、発明者らは、使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間と使用済燃料集合体の放射能（１）式で、使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間と使用済燃料集合体の発熱量の関係を（２）式で表すことができることを見出した。
【００２４】
Ａ＝α１・ＢＵ・ｅ−β１・ＣＴ ……（１）
Ｈ＝α２・ＢＵ・ｅ−β２・ＣＴ ……（２）
ここで、Ａは使用済燃料集合体の放射能、Ｈは使用済燃料集合体の発熱量、ＢＵは使用済燃料集合体の燃焼度（ＭＷｄ／ｔ）、ＣＴは燃料貯蔵プール内に保管された後の使用済燃料集合体の冷却期間（年）、及びα１，α２，β１及びβ２は定数である。
【００２５】
発明者等が新たに見出した使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間と使用済燃料集合体の放射能（または発熱量）の関係を、型式の異なる使用済燃料集合体について詳細に説明する。
【００２６】
まず、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体について説明する。図１０は、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体において、燃焼度をパラメータとし、使用済燃料集合体の冷却期間による、使用済燃料集合体の放射能の変化を示している。図１０には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の燃焼度ごとに、使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係を式で表している。例えば、燃焼度３００００ＭＷｄ／ｔでは、使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係が、
Ａ＝７８３４５ｅ−０．０２８３ＣＴ
で表される。ここで、「７８３４５」は（１）式の「α１・ＢＵ」であるので、７８３４５＝３００００α１となる。この関係から定数α１を求めると、定数α１は２．６１となる。
【００２７】
図１０に示された８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の放射能Ａ（Ｃｉ／体）とこのタイプの使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴ（年）の各関係式は、使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）をパラメータとして整理すると、（３）式のように表される。
【００２８】
Ａ＝２．５９・ＢＵ・ｅ−０．０２８３ＣＴ ……（３）
ここで、α１＝２．５９は、図１０に示された、各燃焼度に対する使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係式において求めた定数α１の値を平均したものである。また、（３）式での「−０．０２８３」は、図１０に示された、各燃焼度に対する使用済燃料集合体の放射能Ａと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係式における定数β１を平均した値である。
【００２９】
図１１は、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体において、燃焼度をパラメータとし、使用済燃料集合体の冷却期間による、使用済燃料集合体の発熱量の変化を示している。図１１には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の燃焼度ごとに、使用済燃料集合体の発熱量Ｈと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係を式で表している。例えば、燃焼度
３００００ＭＷｄ／ｔでは、使用済燃料集合体の発熱量Ｈと使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴの関係が、
Ｈ＝１９６．３１ｅ−０．０１８２ＣＴ
で表される。
【００３０】
図１１に示された８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の発熱量Ｈ（Ｗａｔｔ／体）とこのタイプの使用済燃料集合体の冷却期間ＣＴ（年）の各関係式は、使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）をパラメータとして整理すると、（４）式のように表される。
【００３１】
Ｈ＝０．００６８・ＢＵ・ｅ−０．０１８８ＣＴ ……（４）
発明者らは、（３）式及び（４）式を用いて算出した、使用済燃料集合体の放射能Ａ及び発熱量Ｂが、前述の計算コードを用いて求めたそれらと、冷却期間が１５年から３０年の間では２％以内でよく一致することを確認した。
【００３２】
ＢＷＲの炉心から取り出されて燃料貯蔵プールに保管されている８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の放射能及び発熱量は、その使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間を指標とした（３）式及び（４）式を用いて精度良く求めることができる。
【００３３】
８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体とは異なるタイプの使用済燃料集合体、例えば、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体及びＳＴＥＰIII型の使用済燃料集合体のそれぞれの放射能及び発熱量も、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体と同様に、該当するタイプの使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出することができる。
【００３４】
ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体の放射能Ａ（Ｃｉ／体）は、この使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）及び冷却期間ＣＴ（年）を用いて、（５）式のように表される。
【００３５】
Ａ＝２．６８・ＢＵ・ｅ−０．０２４３ＣＴ ……（５）
また、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体の発熱量Ｈ（Ｗａｔｔ／体）は、この使用済燃料集合体の燃焼度ＢＵ（ＭＷｄ／ｔ）及び冷却期間ＣＴ（年）を用いて、（６）式のように表される。
【００３６】
Ｈ＝０．００７７・ＢＵ・ｅ−０．０２４３ＣＴ ……（６）
（５）式及び（６）式を用いて算出した、ＳＴＥＰII型の使用済燃料集合体の放射能Ａ及び発熱量Ｂと、前述の計算コードを用いて求めたそれらとの偏差が、約７％以内であった。
【００３７】
前述した使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて使用済燃料集合体の放射能を算出する（１）式、及び発熱量を算出する（２）式は，ＢＷＲの使用済燃料集合体のみならず、加圧水型原子炉の使用済燃料集合体などにも適用することが可能である。
【実施例１】
【００３８】
本発明の好適な一実施例である使用済燃料集合体の収納支援装置を、図１を用いて説明する。本実施例の使用済燃料集合体収納支援装置１は、データ処理装置２、表示装置６、及びキーボード及びマウス等の入力装置７を有する。データ処理装置２は、電子計算機であり、中央処理装置（ＣＰＵ）３、メモリ４及び入出力インタフェース５を有する。
ＣＰＵ３及びメモリ４が入出力インタフェース５に接続され、入力装置７及び表示装置６も入出力インタフェース５に接続される。図２に示す処理を実行するプログラムが、メモリ４に記憶されている。このプログラムによる処理はデータ処理装置２のＣＰＵ３で実行される。
【００３９】
使用済燃料集合体収納支援装置１を用いた、使用済燃料集合体の収納支援方法を、以下に説明する。ある原子力発電所には、複数基、例えば、２基の原子力プラントが設置されている。２基の原子力プラントのそれぞれの燃料貯蔵プールに保管されている複数の使用済燃料集合体を複数のキャスク内に収納して、原子力発電所外の中間貯蔵施設内で、複数の使用済燃料集合体の収納した複数のキャスクを保管することを想定する。この場合には、２基の原子力プラントの各燃料貯蔵プールに保管されている使用済燃料集合体を原子力発電所内で複数のキャスク内に収納する必要がある。使用済燃料集合体収納支援装置１は、各キャスクごとに、収納する複数の使用済燃料集合体を決定するために用いられる。ここでは、各燃料貯蔵プールに保管されている、例えば、５１７５体の８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体を、７５基のキャスクに収納するものとする。
【００４０】
使用済燃料集合体収納支援装置１を用いた、使用済燃料集合体の収納支援方法を、図２に示す処理手順に基づいて、説明する。
【００４１】
オペレータは、使用済燃料集合体収納支援装置１を起動し、入力装置７から処理開始指令を入力する。この処理開始指令を入力したとき、ＣＰＵ３は、図２に示す各処理を実行するプログラムをメモリ４から読み込み、それらの処理を順次実行する。メモリ４には、（３）式、（４）式、（５）式及び（６）式等の使用済燃料集合体の型式に対応した放射能及び発熱量の演算式が記憶されている。
【００４２】
キャスクに収納すべき各使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間の情報を入力する（ステップＳ１）。ＣＤ-ＲＯＭに登録された、複数基（例えば、７５基）のキャスク内に収納する対象となる、例えば、５１７５体の８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間のデータを、読取装置（図示せず）で読み取り、入出力インタフェース５を介してメモリ４に格納する。複数基のキャスク内に収納するこれらの使用済燃料集合体は、原子力発電所の上記した各原子力プラントの燃料貯蔵プールにそれぞれ保管されている。使用済燃料集合体の燃焼度は、原子力プラントの炉心から取り出された時点の燃焼度であり、冷却期間は燃料貯蔵プール内の冷却水中での保管が開始された時点以降の期間である。ステップＳ１において、図３に示された、各使用済燃料集合体の識別番号（ＩＤ）、各使用済燃料集合体の燃焼度（ＢＵ）及び冷却期間（ＣＴ）のそれぞれのデータが、メモリ４に記憶される。その識別番号を燃料ＩＤと称する。
【００４３】
キャスクに収納すべき使用済燃料集合体の種類及び体数、及びキャスクの基数を入力する（ステップＳ２）。オペレータは、入力装置７から、キャスクに収納すべき使用済燃料集合体の種類（例えば、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体）、キャスク１基当たりに収納する使用済燃料集合体の体数（例えば、６９体）、及び対象となる全使用済燃料集合体を収納する、キャスクの基数（例えば、７５基）を入力する。これらのデータは、ＣＰＵ３によって、メモリ４に記憶される。
【００４４】
使用済燃料集合体の放射能を算出する（ステップＳ３）。（１）式、具体的には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体を対象とする（３）式を用いて、５１７５体の使用済燃料集合体の放射能Ａがそれぞれ算出される。例えば、燃料ＩＤが「２」である使用済燃料集合体においては、（３）式において、ＢＵにＢＵ２、ＣＴにＣＴ２をそれぞれ代入して放射能Ａ２が算出される。得られた放射能Ａ２はメモリ４に記憶される。
【００４５】
使用済燃料集合体の発熱量を算出する（ステップＳ４）。（２）式、具体的には、８×８ＢＪタイプの使用済燃料集合体を対象とする（４）式を用いて、５１７５体の使用済燃料集合体の発熱量Ｈ（例えば、図３に示されたＨ１，Ｈ２，……，ＨＮ）がそれぞれ算出される。算出された各発熱量Ｈがメモリ４に記憶される。
【００４６】
対象となるキャスクの仕様（放射能設定値、発熱量設定値、及び使用済燃料集合体の収納体数）を入力する（ステップＳ５）。オペレータが、入力装置７から、使用するキャスクの種類を入力する。すなわち、使用するキャスクの種類を指定する。ＣＰＵ３は、指定されたキャスクの種類の情報に基づいて、このキャスクの、放射能設定値、発熱量設定値、及び使用済燃料集合体の収納体数を、メモリ４から読み取る。これらのデータはＣＰＵ３内に入力される。
【００４７】
キャスク内における、使用済燃料集合体の収納パターンを選択する（ステップＳ６）。オペレータが、入力装置７から、使用済燃料集合体の収納パターンの選択情報を入力する。
【００４８】
メモリ４には、図４、図５及び図６に示す使用済燃料集合体の収納パターン情報がそれぞれ記憶されている。図４に示された収納パターンは、二領域に使用済燃料集合体を収納するパターンである。この収納パターン（以下、二領域パターンという）は、キャスクの横断面において、中央部に領域Ｒ２を、領域Ｒ２を取り囲んで周縁部に領域Ｒ１を、それぞれ配置している。領域Ｒ１には、例えば、燃焼度ＢＵが３００００ＭＷｄ／ｔ以下の使用済燃料集合体（以下、第１燃料集合体という）が３２体配置され、領域Ｒ２には、
３００００ＭＷｄ／ｔ＜ＢＵ≦３５０００ＭＷｄ／ｔを満足する使用済燃料集合体（以下、第２燃料集合体という）が３７体配置される。そのキャスクは６９体の使用済燃料集合体を収納できる。
【００４９】
図５に示された収納パターンは、三領域に使用済燃料集合体を収納するパターンである。この収納パターン（以下、三領域パターンという）は、キャスクの横断面において、中央部に領域Ｒ３を、領域Ｒ３を取り囲んで環状に領域Ｒ２を、領域Ｒ２を取り囲んで周縁部に領域Ｒ１を、それぞれ配置している。三領域パターンの領域Ｒ１には二領域パターンの領域Ｒ１に配置される第１燃料集合体が２４体配置され、三領域パターンの領域Ｒ２には二領域パターンの領域Ｒ２に配置される第２燃料集合体が３２体配置される。三領域パターンの領域Ｒ３には、例えば、燃焼度ＢＵが35000MWd/t＜BU≦38000MWd/tを満足する使用済燃料集合体（以下、第３燃料集合体という）が１３体配置される。このキャスクも６９体の使用済燃料集合体を収納できる。
【００５０】
図６に示された収納パターンは、四領域に使用済燃料集合体を収納するパターンである。この収納パターン（以下、四領域パターンという）は、キャスクの横断面において、中央部に領域Ｒ４を、領域Ｒ４を取り囲んで環状に領域Ｒ２を、領域Ｒ２を取り囲んで周縁部に領域Ｒ２を、領域Ｒ４と領域Ｒ２の間に領域Ｒ３を、それぞれ配置している。四領域パターンの領域Ｒ１には二領域パターンの領域Ｒ１に配置される第１燃料集合体が２４体配置され、四領域パターンの領域Ｒ２には二領域パターンの領域Ｒ２に配置される第２燃料集合体が２４体配置される。四領域パターンの領域Ｒ３には、三領域パターンの領域Ｒ３に配置される第３燃料集合体が８体配置される。四領域パターンの領域Ｒ４には、例えば、燃焼度ＢＵが３８０００ＭＷｄ／ｔ＜ＢＵ≦４１０００ＭＷｄ／ｔを満足する使用済燃料集合体（以下、第４燃料集合体という）が１３体配置される。このキャスクも６９体の使用済燃料集合体を収納できる。
【００５１】
二領域パターン、三領域パターン及び四領域パターン等の使用済燃料集合体の収納パターンの情報は、メモリ４に記憶されている。これらの収納パターン情報以外の他の収納パターンの情報も、メモリ４に記憶されている。
【００５２】
ステップＳ５において対象となるキャスクの仕様の入力が終了した後、ＣＰＵ３がメモリ４から使用済燃料集合体の各収納パターンの情報を読み出し、表示装置６に出力する。オペレータは、マウスを用いて、表示装置６に表示された各収納パターンのうち、例えば、１つの収納パターンを指定する。オペレータは、指定した収納パターンを適用するキャスクの基数（例えば、７５基）も併せて入力装置７から入力する。ＣＰＵ３は、指定された収納パターン、例えば、二領域パターンを選択し、メモリ４から図４に示す各情報を入力する。二領域パターンに関する情報は表示装置６に表示される。以上により、ステップＳ６の処理が終了する。
【００５３】
キャスクに収納する使用済燃料集合体を抽出する（ステップＳ７）。ＣＰＵ３は、二領域パターンでの領域Ｒ１に配置される３２体の第１使用済燃料集合体、及び領域Ｒ２に配置される３７体の第２使用済燃料集合体を、メモリ４に記憶されている収納対象の５１７５体の使用済燃料集合体（図３参照）から抽出する。この使用済燃料集合体の抽出は、第１使用済燃料集合体としては燃焼度がＢＵ≦３００００ＭＷｄ／ｔを満足している使用済燃料集合体を、第２使用済燃料集合体としては燃焼度が30000MWd/t＜BU≦35000MWd/tを満足している使用済燃料集合体を、収納対象の各使用済燃料集合体の燃焼度を考慮して、収納対象の複数の使用済燃料集合体からそれぞれ所定体数だけ抽出する。
【００５４】
抽出した複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの放射能を算出する（ステップＳ８）。ＣＰＵ３が、ステップＳ７で抽出された全使用済燃料集合体（例えば、３２体の第１使用済燃料集合体、及び３７体の第２使用済燃料集合体）を、指定した１つのキャスクに収納したときにおける、キャスクの放射能を算出する。キャスクの放射能Ａａｌｌは、抽出された各使用済燃料集合体（例えば、６９体の使用済燃料集合体）の放射能Ａｉ（ステップＳ３で算出）を合計して求められる。すなわち、Ａａｌｌ＝ΣＡｉで算出される。
【００５５】
抽出した複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおけるキャスクの発熱量を算出する（ステップＳ９）。ＣＰＵ３が、ステップＳ７で抽出された全使用済燃料集合体（例えば、３２体の第１使用済燃料集合体、及び３７体の第２使用済燃料集合体）を、指定した１つのキャスクに収納したときにおける、キャスクの発熱量を算出する。キャスクの発熱量Ｈａｌｌは、抽出された各使用済燃料集合体（例えば、６９体の使用済燃料集合体）の発熱量Ｈｉ（ステップＳ４で算出）を合計して求められる。すなわち、Ｈａｌｌ＝ΣＨｉで算出される。
【００５６】
キャスクの仕様である放射能設定値及び発熱量設定値を満足するかを判定する（ステップＳ１０）。ＣＰＵ３がステップＳ１０の判定を行う。ステップＳ８で算出されたキャスクの放射能Ａａｌｌとキャスクの仕様である放射能設定値Ａｓｅｔを比較し、Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔが満足されるかを判定する。また、ステップＳ９で算出されたキャスクの発熱量Ｈａｌｌとキャスクの仕様である発熱量設定値Ｈｓｅｔを比較し、Ｈａｌｌ≦Ｈｓｅｔが満足されるかを判定する。Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔの少なくとも１つが満足されないとき、ステップＳ１０の判定が「Ｎｏ」になる。このときには、ステップＳ７で抽出されてステップＳ１０の判定が「Ｎｏ」になった複数の使用済燃料集合体のキャスク内への収納は不可能であり、再度、ステップＳ７で１つのキャスクに収納する使用済燃料集合体を抽出する。
【００５７】
Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足してステップＳ１０の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、１つのキャスクに収納すべき複数（例えば、６９体）の使用済燃料集合体が決定される。これらの使用済燃料集合体は、１つのグループとして、例えば、キャスクのある識別番号を付してメモリ４に格納される。
【００５８】
収納対象の使用済燃料集合体のキャスクへの収納計画が終了したかを判定する（ステップＳ１１）。ＣＰＵ３において、メモリ４に記憶されている収納対象の使用済燃料集合体のうち、ステップＳ６で選択した収納パターンが対象とする燃焼度の範囲（例えば、二領域パターンではＢＵ≦３５０００ＭＷｄ／ｔ）に含まれる全ての使用済燃料集合体が、ステップＳ１０の判定が「Ｙｅｓ」となるように、ステップＳ７の処理でグループ化されたかを判定する。その燃焼度の範囲も含まれる全ての使用済燃料集合体のうち、
Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足するようにステップＳ７の処理が行われていない使用済燃料集合体が存在するとき、ステップＳ１１の判定は「Ｎｏ」になり、それらの使用済燃料集合体を対象にステップＳ７〜Ｓ１１の処理が行われる。対象となる燃焼度範囲に含まれる全ての使用済燃料集合体が、Ａａｌｌ≦Ａｓｅｔ及びＨａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足するように複数基のキャスク内に収納可能になったとき、ステップＳ１１の判定が「Ｙｅｓ」になる。
【００５９】
その後、収納対象の全ての使用済燃料集合体を収納したときのキャスクの基数を把握する（ステップＳ１２）。ＣＰＵ３が、メモリ４に格納した、ステップＳ１０でキャスクの識別番号を付した使用済燃料集合体のグループの数を求める。このグループの数がキャスクの基数である。キャスクの搬出基数を満足しているかを判定する（ステップＳ１３）。
【００６０】
ステップＳ１２で求めたキャスクの基数が、ステップＳ２で入力したキャスクの搬出基数になっているかを判定する。ステップＳ１３の判定が満足している（Ｙｅｓ）、になったとき、キャスクの基数、及びキャスクごとに収納する使用済燃料集合体が決定される（ステップＳ１４）。ＣＰＵ３は、複数の使用済燃料集合体を収納してＡａｌｌ≦Ａｓｅｔ及び
Ｈａｌｌ≦Ｈｓｅｔを満足したキャスクの基数が、所定の搬出基数を満足したとき、収納対象の使用済燃料集合体を収納するために必要なキャスクの基数、及びそれぞれのキャスクごとに収納する使用済燃料集合体を決定する。これにより、ＣＰＵ３は、キャスクの識別番号とこの識別番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付けてメモリ４に格納する。さらに、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、それぞれが配置される、キャスク内の領域Ｒ１またはＲ２の領域コードとも関連付けられてメモリ４に格納される。
【００６１】
以上により、収納対象の使用済燃料集合体のキャスクへの収納を対象にした、使用済燃料集合体の収納支援が終了する。
【００６２】
ステップＳ１３の判定は、ステップＳ１２で求めたキャスクの基数が、ステップＳ２で入力したキャスクの搬出基数よりも少ないとき、または、前者の基数が後者の基数よりも多いとき、ステップＳ１３の判定が「Ｎｏ」になる。ステップＳ１３の判定が「Ｎｏ」になったとき、ステップＳ６〜Ｓ１３の処理が繰り返して行われる。さらに、ステップ
Ｓ１３の判定が「Ｎｏ」になったとき、ＣＰＵ３は、キャスクごとに収納される複数の使用済燃料集合体、及びキャスクに収納できない、燃焼度を有する使用済燃料集合体の各情報を、メモリ４から入力し、表示装置６に出力する。キャスクに収納できない、燃焼度を有する使用済燃料集合体とは、二領域収納パターンを選択した場合は、ＢＵ＞３５０００ＭＷｄ／ｔを満足する燃焼度を有する使用済燃料集合体である。
【００６３】
ステップＳ１２で求めたキャスクの基数がキャスクの搬出基数に一致しない場合が生じる。このため、ステップＳ１３では、ステップＳ１２で求めたキャスクの基数がキャスクの搬出基数−１基のとき、及び搬出基数＋１基の場合には収納される使用済燃料集合体の体数が最も少ないキャスクでその体数が第１設定体数以下になっているときでも、ステップＳ１２で求めたキャスクの基数が搬出基数を満足すると判定する。
【００６４】
オペレータは、表示装置６に表示されたそれらの情報を参考にして、繰り返されるステップＳ６で、入力装置７から、使用済燃料集合体の収納パターンの選択情報を再度入力する。燃焼度が３５０００ＭＷｄ／ｔを超える使用済燃料集合体が存在する場合には、三領域パターンの選択情報も入力する。この場合には、「二領域パターンを適用するキャスクを○○基、及び三領域パターンを適用するキャスクを△△基」のように、複数の収納パターン、及びこれらの収納パターンを適用するそれぞれのキャスクの基数をＣＰＵ３に入力してもよい。
【００６５】
ステップＳ７における使用済燃料集合体の抽出処理が再度行われる。三領域パターンを適用するキャスクにおいては、キャスク１基当たり、３４体の第１使用済燃料集合体、３２体の第２燃料集合体、及び１３体の第３燃料集合体を、メモリ４に記憶している収納対象の使用済燃料集合体からそれぞれ抽出する。この抽出後、ステップＳ１０の判定が行われ、この判定が「Ｙｅｓ」でステップＳ１１の判定が「Ｎｏ」のとき、ステップＳ７〜
Ｓ１１の処理が繰り返される。三領域パターンを適用するキャスクでは、キャスクの放射能のＡａｌｌ及び発熱量のＨａｌｌは、二領域パターンを適用するキャスクでのそれらよりも大きくなっている。
【００６６】
その後、ステップＳ１３の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ステップＳ１４で、ＣＰＵ３は、二領域パターンを適用した基数分に対して、キャスクの識別番号とこの識別番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付け、及び三領域パターンを適用した基数分に対して、三領域パターンを適用したキャスクの識別番号とこの識別番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付けてメモリ４に格納する。さらに、二領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、前述の領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。三領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、それぞれが配置される、キャスク内の領域Ｒ１，Ｒ２または
Ｒ３の領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。
【００６７】
もし、三領域パターンを選択しても、38000MWd/t＜BU≦41000MWd/tの範囲の燃焼度を有する使用済燃料集合体が何体か存在してステップＳ１３の判定が「Ｎｏ」になったときには、オペレータは、ステップＳ６で、四領域パターンも指定し、このパターンを適用するキャスクの基数も入力する。四領域パターンを適用するキャスクに対しては、図６に示されるそれぞれの体数の第１、第２、第３及び第４燃料集合体が、メモリ４に記憶された収納対象の使用済燃料集合体から抽出される。二領域パターン及び三領域パターンを別々に適用するそれぞれのキャスクに対しても、該当する使用済燃料集合体が抽出される。ステップＳ１３の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、ステップＳ１４で、ＣＰＵ３は、二領域パターンを適用した基数分に対して、キャスクの識別番号とこの番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付け、三領域パターンを適用した基数分に対して、三領域パターンを適用したキャスクの識別番号とこの番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付け、及び四領域パターンを適用した基数分に対して、四領域パターンを適用したキャスクの識別番号とこの番号のキャスクに収納する複数の使用済燃料集合体の燃料ＩＤを関連付けてメモリ４に格納する。さらに、二領域パターン及び三領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、上記した領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。四領域パターンの場合には、各使用済燃料集合体の燃料ＩＤは、それぞれが配置される、キャスク内の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３またはＲ４の領域コードに関連付けられてメモリ４に格納される。
【００６８】
本実施例は、８×８ＢＪタイプの複数の使用済燃料集合体をキャスクに収納するために、これらの使用済燃料集合体のそれぞれの燃焼度及び冷却期間を（３）式及び（４）式に代入することによって、各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量をそれぞれ算出するので、これらの計算に要する時間が、短縮される。
【００６９】
本実施例は、１つのキャスクに収納するために抽出された所定体数の使用済燃料集合体の、算出したそれぞれの放射能及び発熱量を用いて、そのキャスクの仕様である放射能設定値及び発熱量設定値が満足されるかを判定し、さらに、収納すべき複数の使用済燃料集合体が抽出されて放射能設定値及び発熱量設定値を満足したキャスクの基数が、搬出に要するキャスクの所定基数を満足するかを判定する。このような判定を行う本実施例は、所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を決定する収納計画に要する時間を、短縮することができる。この収納計画を実施するために必要な工数も低減することができる。
【００７０】
本実施例は、各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量の各算出に要する時間を含め、所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体が決定されるまでに要する時間を、短縮することができる。
【００７１】
本実施例において所定基数のそれぞれのキャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体が決定されるまでに要する時間を、５０００体の使用済燃料集合体を対象とした場合に、従来の計算コードを用いて各使用済燃料集合体の放射能及び発熱量を算出することを含む従来の複数の使用済燃料集合体の収納計画に要する時間に比べて、１／１０００程度に短縮することができる。
【００７２】
本実施例は、上記したような判定を行っている関係上、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を高めることができる。本実施例は、上記した従来の複数の使用済燃料集合体の収納計画に比べて、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を約１０％高めることができる。使用済燃料集合体の収納効率を高めたキャスクを中間貯蔵施設に搬入して保管した場合には、中間貯蔵施設内での使用済燃料集合体の収納効率を高めることができる。
【００７３】
本実施例では、燃焼度の範囲が異なる使用済燃料集合体がそれぞれ配置される複数の収納領域を有して収納領域の数が異なる複数の使用済燃料集合体収納パターンの情報が準備されており、これらの使用済燃料集合体収納パターンのうちから１つの使用済燃料集合体収納パターンを選択できるので、燃焼度の高い使用済燃料集合体があってもキャスク内に収納できる使用済燃料集合体の収納計画を立てることができる。したがって、収納対象とする使用済燃料集合体をより多くキャスク内に収納することができ、キャスク内に収納できない使用済燃料集合体の体数を減らすことができる。
【００７４】
本実施例は、特開２００８−２３２７１８号公報よりも、複数のキャスクへの使用済燃料集合体の収納計画に要する時間を短縮することができ、また、使用済燃料集合体のキャスクへの収納効率を向上させることができる。
【００７５】
図２に示す処理を実行するデータ処理装置２は、機能的には、図７に示すハード構成で示したデータ処理装置２Ａと等価である。データ処理装置２Ａは、第１放射能算出手段８、第１発熱量算出手段９、収納パターン選択手段１０、使用済燃料集合体選択手段１１、第２放射能算出手段１２、第２発熱量算出手段１３、放射能・発熱量判定手段１４、キャスク基数判定手段１５、収納使用済燃料集合体決定手段１６、メモリ４及び入出力インタフェース５を有する。
【００７６】
入出力インタフェース５が、第１放射能算出手段８、第１発熱量算出手段９、収納パターン選択手段１０及びメモリ４に接続される。第１放射能算出手段８が第２放射能算出手段１２に接続される。第１発熱量算出手段９が第２発熱量算出手段１３に接続される。使用済燃料集合体選択手段１１が、収納パターン選択手段１０及び放射能・発熱量判定手段１４に接続される。放射能・発熱量判定手段１４が第２放射能算出手段１２及び第２発熱量算出手段１３に接続される。キャスク基数判定手段１５が、収納パターン選択手段１０、放射能・発熱量判定手段１４及び収納使用済燃料集合体決定手段１６に接続される。メモリ４が、第１放射能算出手段８、第１発熱量算出手段９、収納パターン選択手段１０、使用済燃料集合体選択手段１１、第２放射能算出手段１２、第２発熱量算出手段１３、放射能・発熱量判定手段１４、キャスク基数判定手段１５及び収納使用済燃料集合体決定手段１６に接続される。
【００７７】
図７に示された使用済燃料集合体収納支援装置１Ａは、使用済燃料集合体収納支援装置１と等価であり、データ処理装置２Ａ、表示装置６及び入力装置７を有する。表示装置６及び入力装置７が入出力インタフェース５に接続される。
【００７８】
図２に示されたステップＳ１，Ｓ２及びＳ５における各情報の入力は、入力装置７で行われ、入力された各情報が、メモリ４に記憶される。第１放射能算出手段８が図２に示されたステップＳ３の処理を行い、第１発熱量算出手段９が図２に示されたステップＳ４の処理を行う。収納パターン選択手段１０が図２に示されたステップＳ６の処理を実行する。使用済燃料集合体選択手段１１が、収納パターン選択手段１０で選択された収納パターンの情報を用いて、図２に示されたステップＳ７の処理を実行する。
【００７９】
第２放射能算出手段１２が図２に示されたステップＳ８の処理を行い、第２発熱量算出手段１３が図２に示されたステップＳ９の処理を行う。放射能・発熱量判定手段１４が図２に示されたステップＳ１０の判定を行い、この判定が「Ｎｏ」のとき、使用済燃料集合体選択手段１１による、１つのキャスクに収納する使用済燃料集合体の抽出をやり直す。使用済燃料集合体選択手段１１は、放射能・発熱量判定手段１４で実行されるステップＳ１１の判定が「Ｙｅｓ」になるまで、それぞれのキャスクごとに、収納する複数の使用済燃料集合体を抽出する。
【００８０】
放射能・発熱量判定手段１４で実行されたステップＳ１１の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、キャスク基数判定手段１５で、図２に示されたステップＳ１２及びＳ１３の処理を実行する。キャスク基数判定手段１５が、ステップＳ１２の処理を実行し、ステップＳ１０でキャスクの識別番号を付した使用済燃料集合体のグループの数、すなわち、キャスクの基数を求める。キャスク基数判定手段１５が、このキャスクの基数がステップＳ２で入力したキャスクの搬出基数を満足しているかを判定する。この判定が「Ｎｏ」であるとき、収納パターン選択手段１０で、例えば、他の収納パターンも選択し、使用済燃料集合体選択手段１１、第２放射能算出手段１２、第２発熱量算出手段１３、放射能・発熱量判定手段１４及びキャスク基数判定手段１５での処理が再度行われる。キャスク基数判定手段１５におけるステップＳ１３の判定が「Ｙｅｓ」になったとき、収納使用済燃料集合体決定手段１６が、図２に示されたステップＳ１４の処理を実行し、キャスクに収納する複数の使用済燃料集合体を、キャスクごとに決定する。
【００８１】
使用済燃料集合体収納支援装置１Ａも使用済燃料集合体収納支援装置１で生じる効果を得ることができる。
【実施例２】
【００８２】
本発明の他の実施例であるキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法を、図１２を用いて説明する。本実施例の収納方法は、沸騰水型原子力プラントに対して適用された例である。
【００８３】
本実施例の収納方法に用いられる燃料集合体収納装置を、図１２を用いて説明する。この燃料集合体収納装置２０は、燃料移送装置２１及び制御装置２５を備えている。燃料移送装置２１は、走行台車２２、横行台車２３及び燃料把持装置（図示せず）を有する。走行台車２２は、燃料貯蔵プール２９の一方向（Ｘ方向という）に伸びて燃料貯蔵プール２９を間に挟んで運転床上に設けられるガイドレール２８Ａ，２８Ｂ上に移動可能に配置される。走行台車２２は、走行台車２２に設けられた第１駆動装置（図示せず）によってＸ方向に移動される。横行台車２３は走行台車２２上に走行台車２２の長手方向に設置された一対のガイドレール（図示せず）上に配置される。横行台車２３は、横行台車２３に設けられた第２駆動装置（図示せず）によって、Ｘ方向と直交するＹ方向に移動される。燃料把持装置は横行台車２３に取り付けられ、使用済燃料集合体を掴む燃料掴み部（図示せず）を有する。この燃料掴み部は、使用済燃料集合体を掴み、横行台車２３に設けられた第３駆動装置（図示せず）により上下方向に移動される。燃料移送装置２１としては、沸騰水型原子力プラントで、通常、燃料交換において使用される燃料交換機が用いられる。図１２に示す燃料貯蔵プール２９は、上方より見た状態を示している。
【００８４】
制御装置２５及び記憶装置２６は、原子炉建屋内の運転床上に設けられた燃料制御室２４内に配置されている。記憶装置２６は制御装置２５に接続される。
【００８５】
沸騰水型原子力プラントにおいては、燃料貯蔵プール２９は、原子炉建屋内で原子炉を収納する原子炉格納容器よりも上方に配置される。燃料貯蔵ラック３０が燃料貯蔵プール２９内に設置されている。燃料貯蔵プール２９内には冷却水が充填されており、燃料貯蔵ラック３０はその冷却水中に配置される。原子炉から取り出された使用済燃料集合体３１は、原子炉上方の原子炉ウェル（図示せず）内で燃料貯蔵プール２９と同じレベルまで引き上げられ、水平方向に移動してゲート３２を通って燃料貯蔵プール２９内に移送される。さらに、この使用済燃料集合体３１は、燃料貯蔵ラック３０の、所定の位置、例えば、位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）に挿入されて貯蔵される。貯蔵されている間、燃料貯蔵ラック３０内で冷却水によって冷却される。このような使用済燃料集合体３１の原子炉からの取り出し及び上記所定位置までの移送は、制御装置２５で制御される、燃料交換機である燃料移送装置２１によって行われる。制御装置２５は、第１駆動装置、第２駆動装置及び第３駆動装置のそれぞれの駆動及び停止を制御する。走行台車２２、横行台車２３及び燃料掴み部が、それらの制御によって所定の方向に移動される。
【００８６】
燃料貯蔵プール２９内の各使用済燃料集合体に対して、個々の使用済燃料集合体を認識するために燃料ＩＤが与えられている。この燃料ＩＤを用いることによって、燃焼度及び燃料貯蔵プール２９に搬入された時点（年月日）、及び燃料貯蔵プール２９内での保管位置等の情報を、使用済燃料集合体毎に管理することができる。各使用済燃料集合体に対するそれらの情報は、記憶装置２６に記憶されている。各使用済燃料集合体の燃料貯蔵プール２９内での保管位置の情報は、第１駆動装置及び第２駆動装置にそれぞれ設けられた各エンコーダによって得ることができる。
【００８７】
原子炉から取り出された使用済燃料集合体が収納された燃料貯蔵ラック３０内の位置、例えば、位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）の情報も、前述の各エンコーダによって得られる。位置Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）の情報も燃料ＩＤに対応付けて記憶装置２６に記憶されている。燃料貯蔵ラック３０内に収納されている各使用済燃料集合体は、該当する燃料ＩＤで記憶装置２６に記憶されている情報を検索することによって、その燃料ＩＤが付与された使用済燃料集合体に対する燃焼度及び燃料貯蔵プール２９に搬入された時点等の情報を得ることができる。
【００８８】
燃料貯蔵プール２９は、例えば、一つのコーナ部にキャスクピット３３を設けている。キャスクピット３３は、開口部３４を除いてコンクリート側壁で取り囲まれている。使用済燃料集合体３１が収納されるキャスク（例えば、金属キャスク）３５が、キャスクピット３３内で冷却水中に配置される。
【００８９】
このキャスク３５内に使用済燃料集合体３１を収納することを例に挙げて、キャスクへの使用済燃料集合体の収納方法を、以下に説明する。実施例１で述べた使用済燃料集合体収納支援装置１（図１２参照）を用いて、図２に示す処理手順、すなわち、ステップＳ１〜Ｓ１４によって使用済燃料集合体３１の収納計画が実行され、複数基数（例えば、７５基）のキャスク３５のそれぞれに収納する複数（例えば、５１７５体）の使用済燃料集合体３１が決定される。この結果、使用済燃料集合体収納支援装置１によって、キャスクの識別番号、収納する複数の使用済燃料集合体３１の各燃料ＩＤ及びキャスク内で使用済燃料集合体３１が配置されるＲ１及びＲ２等の領域コードを含む使用済燃料集合体収納情報を、キャスクごとに得ることができる。使用済燃料集合体収納支援装置１において、ＣＰＵ３が、メモリ４に記憶された、複数のキャスクに関する使用済燃料集合体収納情報を、ＣＤ-ＲＯＭ２７に登録する。
【００９０】
上記した沸騰水型原子力プラントが設置された原子力発電所には、例えば、１号機及び２号機の２基の沸騰水型原子力プラントが設置されているとする。ＣＤ-ＲＯＭ２７に登録された使用済燃料集合体収納情報が、２基の沸騰水型原子力プラントの制御装置２５に入力され、記憶装置２６に登録される。
【００９１】
２基の沸騰水型原子力プラントにおいて、それぞれ、キャスク３５内に使用済燃料集合体３１を収納する作業を実施することを想定する。１つのキャスク３５内に収納する複数の使用済燃料集合体３１が、これらの沸騰水型原子力プラントの燃料貯蔵プール２９内にそれぞれ貯蔵されている場合には、キャスク３５内への使用済燃料集合体３１の収納作業の実施前に、燃料輸送容器を用いて、これらの沸騰水型原子力プラントの燃料貯蔵プール間で使用済燃料集合体を移送し、１つのキャスク３５内に収納する複数の使用済燃料集合体が、一方の沸騰水型原子力プラントの燃料貯蔵プール２９に集まるようにする。
【００９２】
２基の沸騰水型原子力プラントでは、使用済燃料集合体収納情報を用いて、並行してキャスク３５内への使用済燃料集合体の収納作業が行われる。一方の沸騰水型原子力プラントで行われる使用済燃料集合体の収納作業を、代表して説明する。
【００９３】
前述のステップＳ５で指定した種類の、空のキャスク３５が、キャスクピット３３内に置かれている。制御装置２５は、１つのキャスクの識別番号、及びこの識別番号に対応した、収納する複数の使用済燃料集合体３１の各燃料ＩＤ及び各使用済燃料集合体３１の領域コードを、記憶装置２６から入力する。制御装置２５が、キャスク３５内に収納すべき各使用済燃料集合体３１をこれらの燃料ＩＤに基づいて、走行台車２２、横行台車２３及び燃料把持装置を制御し、燃料貯蔵ラック３０内に保管されている該当する使用済燃料集合体３１を、燃料掴み部で順次掴み、走行台車２２及び横行台車２３の移動によってキャスク３５の位置まで移送される。そして、これらの使用済燃料集合体３１が、領域コードで指定された、キャスク３５内の所定の領域に順次収納される。
【００９４】
該当する全ての使用済燃料集合体３１を所定の領域に収納したキャスク３５は、原子炉建屋内の天井クレーン（図示せず）を用いてキャスクピット３３から引き出され、原子炉建屋内の所定の位置まで搬送される。その位置で、キャスク３５内の冷却水が排出され、外胴の上端に蓋が取り付けられてキャスク３５が密封される。
【００９５】
上記した使用済燃料集合体３１のキャスク３５内への収納作業が、所定の基数のキャスク３５に対して行われる。使用済燃料集合体３１が収納されて密封されたキャスク３５が、原子力発電所から、例えば、中間貯蔵施設に搬送され、中間貯蔵施設内で再処理施設に搬送されるまでの期間、貯蔵される。
【００９６】
本実施例も、使用済燃料集合体収納支援装置１を用いて、使用済燃料集合体のキャスクへの収納計画を事前に立てているので、実施例１で生じる各効果を得ることができる。キャスク３５内への使用済燃料集合体３１の収納効率が向上するので、中間貯蔵施設における使用済燃料集合体３５の収納効率が向上する。
【００９７】
使用済燃料集合体収納支援装置１を制御装置２５に信号伝送線に接続してもよい。このような構成では、使用済燃料集合体収納支援装置１で作成した使用済燃料集合体収納情報を、ＣＤ-ＲＯＭ２７ではなく信号伝送線を介して制御装置２５に入力することができる。
【００９８】
加圧型原子力プラント等の他の原子力プラントにおいても、使用済燃料集合体収納支援装置１で作成された使用済燃料集合体収納情報を用いてキャスク内への使用済燃料集合体の収納作業を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、使用済燃料集合体の収納容器内への収納作業に適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１，１Ａ…使用済燃料集合体収納支援装置、２，２Ａ…データ処理装置、３…中央処理装置、４…メモリ、８…第１放射能算出手段、９…第１発熱量算出手段、１０…収納パターン選択手段、１１…使用済燃料集合体選択手段、１２…第２放射能算出手段、１３…第２発熱量算出手段、１４…放射能・発熱量判定手段、１５…キャスク基数判定手段、１６…収納使用済燃料集合体決定手段、２０…燃料集合体収納装置、２１…燃料移送装置、２２…走行台車、２３…横行台車、２４…燃料制御室、２５…制御装置、２９…燃料貯蔵プール、３１…使用済燃料集合体、３５…キャスク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能及び発熱量を、演算処理装置により、それぞれの前記使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１ステップ、
前記キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を、前記演算処理装置により、前記収納対象の複数の使用済燃料集合体から選択する第２ステップ、
選択された前記複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの放射能を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記放射能を用いて算出する第３ステップ、
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの発熱量を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記発熱量を用いて算出する第４ステップ、及び
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記放射能が前記キャスクの放射能設定値以下で、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記発熱量が前記キャスクの発熱量設定値以下になっている、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納される前記キャスクの基数が、前記演算処理装置により、前記指定された複数基を満足しているかを判定する第５ステップを有し、
前記第５ステップで、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足すると判定されたとき、前記キャスクごとに、収納する複数の前記使用済燃料集合体を決定することを特徴とする使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項２】
入力装置によって入力された情報に基づいて、燃焼度の範囲が異なる使用済燃料集合体がそれぞれ配置される複数の収納領域を有する使用済燃料集合体収納パターンを、前記演算処理装置により、選択し、前記第２ステップにおける前記使用済燃料集合体の選択が、前記収納領域ごとに行われる請求項１に記載の使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項３】
前記第５ステップで、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足していないと判定されたとき、前記第２ステップ、前記第３ステップ、前記第４ステップ及び前記第５ステップが実行される請求項１または２に記載の使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項４】
前記燃焼度をＢＵ、前記冷却期間をＣＴ、前記放射能をＡ、前記発熱量をＨ及び定数をα１，α２，β１及びβ２としたとき、前記第１ステップにおける前記使用済燃料集合体ごとの前記放射能の算出がＡ＝α１・ＢＵ・ｅ−β１・ＣＴを用いて行われ、前記第１ステップにおける前記使用済燃料集合体ごとの前記発熱量の算出が
Ｈ＝α２・ＢＵ・ｅ−β２・ＣＴを用いて行われる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項５】
指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能を、それぞれの前記使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１放射能算出手段と、
前記指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象となる前記複数の使用済燃料集合体ごとに、発熱量を、それぞれの前記使用済燃料集合体の前記燃焼度及び前記冷却期間に基づいて算出する第１発熱量算出手段と、
前記キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を前記収納対象となる複数の使用済燃料集合体から選択する使用済燃料集合体選択手段と、
選択された前記複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの放射能を、前記第１放射能算出手段で算出された、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれの前記放射能を用いて算出する第２放射能算出手段と、
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの発熱量を、前記第１発熱量算出手段で算出された、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれの前記発熱量を用いて算出する第２発熱量算出手段と、
前記第２放射能算出手段で算出された前記キャスクの放射能が前記キャスクの放射能設定値以下であって、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記発熱量が前記キャスクの発熱量設定値以下になっている、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納される前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足しているかを判定するキャスク基数判定手段と、
前記キャスク基数判定手段で、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足すると判定されたとき、前記キャスクごとに、収納する複数の前記使用済燃料集合体を決定する使用済燃料集合体決定手段とを備えたことを特徴とする使用済燃料集合体の収納支援装置。
【請求項６】
指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能及び発熱量を、演算処理装置により、それぞれの前記使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１ステップ、
前記キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を、前記演算処理装置により、前記収納対象の複数の使用済燃料集合体から選択する第２ステップ、
選択された前記複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの放射能を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記放射能を用いて算出する第３ステップ、
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの発熱量を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記発熱量を用いて算出する第４ステップ、及び
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記放射能が前記キャスクの放射能設定値以下で、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記発熱量が前記キャスクの発熱量設定値以下になっている、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納される前記キャスクの基数が、前記演算処理装置により、前記指定された複数基を満足しているかを判定する第５ステップを有し、
前記第５ステップで、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足すると判定されたとき、前記キャスクごとに、収納する複数の前記使用済燃料集合体を決定し、
決定された、前記キャスクごとに収納する前記使用済燃料集合体の情報に基づいて、燃料貯蔵プール内の使用済燃料集合体を前記キャスクに収納することを特徴とするキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法。
【請求項１】
指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能及び発熱量を、演算処理装置により、それぞれの前記使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１ステップ、
前記キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を、前記演算処理装置により、前記収納対象の複数の使用済燃料集合体から選択する第２ステップ、
選択された前記複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの放射能を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記放射能を用いて算出する第３ステップ、
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの発熱量を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記発熱量を用いて算出する第４ステップ、及び
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記放射能が前記キャスクの放射能設定値以下で、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記発熱量が前記キャスクの発熱量設定値以下になっている、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納される前記キャスクの基数が、前記演算処理装置により、前記指定された複数基を満足しているかを判定する第５ステップを有し、
前記第５ステップで、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足すると判定されたとき、前記キャスクごとに、収納する複数の前記使用済燃料集合体を決定することを特徴とする使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項２】
入力装置によって入力された情報に基づいて、燃焼度の範囲が異なる使用済燃料集合体がそれぞれ配置される複数の収納領域を有する使用済燃料集合体収納パターンを、前記演算処理装置により、選択し、前記第２ステップにおける前記使用済燃料集合体の選択が、前記収納領域ごとに行われる請求項１に記載の使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項３】
前記第５ステップで、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足していないと判定されたとき、前記第２ステップ、前記第３ステップ、前記第４ステップ及び前記第５ステップが実行される請求項１または２に記載の使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項４】
前記燃焼度をＢＵ、前記冷却期間をＣＴ、前記放射能をＡ、前記発熱量をＨ及び定数をα１，α２，β１及びβ２としたとき、前記第１ステップにおける前記使用済燃料集合体ごとの前記放射能の算出がＡ＝α１・ＢＵ・ｅ−β１・ＣＴを用いて行われ、前記第１ステップにおける前記使用済燃料集合体ごとの前記発熱量の算出が
Ｈ＝α２・ＢＵ・ｅ−β２・ＣＴを用いて行われる請求項１ないし３のいずれか１項に記載の使用済燃料集合体の収納支援方法。
【請求項５】
指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能を、それぞれの前記使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１放射能算出手段と、
前記指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象となる前記複数の使用済燃料集合体ごとに、発熱量を、それぞれの前記使用済燃料集合体の前記燃焼度及び前記冷却期間に基づいて算出する第１発熱量算出手段と、
前記キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を前記収納対象となる複数の使用済燃料集合体から選択する使用済燃料集合体選択手段と、
選択された前記複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの放射能を、前記第１放射能算出手段で算出された、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれの前記放射能を用いて算出する第２放射能算出手段と、
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの発熱量を、前記第１発熱量算出手段で算出された、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれの前記発熱量を用いて算出する第２発熱量算出手段と、
前記第２放射能算出手段で算出された前記キャスクの放射能が前記キャスクの放射能設定値以下であって、選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記発熱量が前記キャスクの発熱量設定値以下になっている、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納される前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足しているかを判定するキャスク基数判定手段と、
前記キャスク基数判定手段で、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足すると判定されたとき、前記キャスクごとに、収納する複数の前記使用済燃料集合体を決定する使用済燃料集合体決定手段とを備えたことを特徴とする使用済燃料集合体の収納支援装置。
【請求項６】
指定された複数基のキャスク内に収納する、収納対象の複数の使用済燃料集合体ごとに、放射能及び発熱量を、演算処理装置により、それぞれの前記使用済燃料集合体の燃焼度及び冷却期間に基づいて算出する第１ステップ、
前記キャスク内に収納する複数の使用済燃料集合体を、前記演算処理装置により、前記収納対象の複数の使用済燃料集合体から選択する第２ステップ、
選択された前記複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの放射能を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記放射能を用いて算出する第３ステップ、
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの発熱量を、前記演算処理装置により、前記選択された使用済燃料集合体のそれぞれに対して算出された前記発熱量を用いて算出する第４ステップ、及び
前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記放射能が前記キャスクの放射能設定値以下で、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納されたときにおける前記キャスクの前記発熱量が前記キャスクの発熱量設定値以下になっている、前記選択された複数の使用済燃料集合体が収納される前記キャスクの基数が、前記演算処理装置により、前記指定された複数基を満足しているかを判定する第５ステップを有し、
前記第５ステップで、前記放射能設定値及び前記発熱量設定値以下になっている前記キャスクの基数が、前記指定された複数基を満足すると判定されたとき、前記キャスクごとに、収納する複数の前記使用済燃料集合体を決定し、
決定された、前記キャスクごとに収納する前記使用済燃料集合体の情報に基づいて、燃料貯蔵プール内の使用済燃料集合体を前記キャスクに収納することを特徴とするキャスクへの使用済燃料集合体の収納方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８０２３（Ｐ２０１２−１８０２３Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４４８５（Ｐ２０１０−１５４４８５）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
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