JP2002257988A - 放射性廃棄物処理方法及び装置並びに放射性廃棄物分別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハルをロール圧縮する際におけるロールの傷つ
き・過負荷を防止し生産効率を向上する。 【解決手段】使用済燃料の再処理において発生した放射
性廃棄物から分離された被覆管残渣を、略中空形状を備
えた中空ハルと、略中実形状を備えた中実ハルとに分別
し、前記中空ハルを上・下ロール２０，２７を用いて圧
縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済燃料集合体
から生じた放射性廃棄物を限容処理する放射性廃棄物減
容処理システムに係わり、特に、ハル（燃料被覆管、プ
レナムスプリング、上下部端栓、ウォータロッド端栓
等）を処理するのに好適な放射性廃棄物処理方法及び装
置並びに放射性廃棄物分別装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子炉から取り出された使用済燃料集合
体の再処理施設で発生するハル（燃料被覆管、プレナム
スプリング、上下部端栓、ウォータロッド端栓等）、ス
ペーサ、エンドピース（上部・下部タイプレート）等の
放射性廃棄物は、廃棄物の減容化を図る目的で、主に圧
縮による減容処理が行われている。

【０００３】このとき、ハル及び燃料スペーサは、主に
ジルコニウム合金であるジルカロイによって構成されて
いる。ここで、圧縮時において生じうるジルカロイ粉塵
は大気中の酸素と反応して発火しやすい性質を備えるた
め、この圧縮処理を不活性ガス雰囲気において行う手法
が従来より提唱されており、公知技術としては、例えば
特開平１１−６４５８８号公報がある。

【０００４】この特開平１１−６４５８８号公報に記載
の放射性廃棄物用プレス装置では、基板、これに立設さ
れた４本の支柱、及び支柱上に架設された架台からなる
固定側の基礎構造体と、この基礎構造体に固定された圧
縮機構から下方に伸長するピストンと、可動台車とを備
えている。

【０００５】可動台車は、前記ピストンの下端部に当接
されて押圧されるラム（押し棒）と、車輪を下部に取り
付けた基台と、押し棒が挿入される円孔（キャビティ）
を径方向中央部に設けた金型本体と、この金型本体を載
置するフランジと、このフランジを基台に対し昇降可能
に支持する昇降シリンダとを備えている。

【０００６】そして、予めキャビティの内径及び押し棒
の外径にほぼ等しい外径を備えたカプセル中に、所定の
重量のハル、エンドピース、及ぴ燃料スペーサを挿入し
ておき、可動台車上の昇降シリンダを伸長させて金型本
体及び押し棒を上方へ持ち上げた状態でカプセルを基台
上に載置する。そして、昇降シリンダを縮短させ、金型
本体のキャビティ内にカプセルをすっぽり収納するとと
もに、ラムをカプセルの上部に当接させた状態とする。
その後、ピストンを圧縮機構から下方に伸長させて押し
棒を下方へ押し込むことにより、カプセルを押し棒の下
端と可動台車の基台との間で上下方向から挟み込み、不
活性ガス雰囲気中にてカプセルごとプレスするようにな
っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のプレス
装置を用いた場合、ハル、エンドピース、及び燃料スペ
ーサをすべて種々雑多に混合しカプセル内に封入した状
態で圧縮減容するため、数千トンの圧縮荷重を必要とす
る。このため、この大きな荷重に耐えられるようにプレ
ス装置自体が大型となる。この結果、この装置を設置す
る基礎荷重強度の増強や放射性廃棄物処理設備自体の大
型化が必要となり、建設費が高騰するという懸念があっ
た。

【０００８】そこで、上記に対応して、本願発明者等
は、特願平１２−１０１１８２号において、使用済燃料
集合体から生じる放射性廃棄物のうちハル、エンドピー
ス、及び燃料スペーサを篩い手段を用いてそれぞれ分離
し、燃料スペーサ及びエンドピースについては、プレス
装置によるプレス圧縮を行う一方、ハルについては対向
配置された一対のロールを供えたロール圧縮装置にてロ
ール圧縮を行う廃棄物減容処理システムを提唱した。

【０００９】このシステムでは、圧縮の難易度（圧縮強
度）に応じて、相対的に圧縮強度の小さいハルはロール
圧縮、相対的に圧縮強度の大きい燃料スペーサ及びエン
ドピースについてはプレス圧縮としている。また、燃料
スペーサ及びエンドピースのプレス圧縮においては、先
の従来技術のようなカプセル内の大容量を一度にプレス
する方式ではなく、燃料スペーサあるいはエンドピース
を一個ずつ順次プレスしていく方式としている。

【００１０】以上のようなシステム構成により、ロール
圧縮装置及びプレス装置ともに必要最小限の力で効率よ
く圧縮を行うことができるので、それぞれの装置を小型
化することが可能となる。この結果、装置を設置する基
礎荷重強度の低減及び放射性廃棄物処理設備自体の小型
化を図ることができ、建設費の高騰を防止できる。

【００１１】しかしながら、上記先願発明には、以下の
ようなさらなる改善可能な事項が存在している。

【００１２】すなわち、上記先願発明のシステムにおい
ては、篩い手段によってロール圧縮の対象として分離さ
れたハルの中に、被覆管ハル、プレナムスプリング等大
量に発生する比較的中空の中空ハルと、上下部端栓、ウ
ォータロッド端栓のような比較的中実の中実ハルとが混
在している。これらのうち、中空ハルは、圧縮に要する
圧縮力が小さいため、ロールの長手方向に複数列のハル
を配列して一度に圧縮しても、ロールと中空ハル等の接
触応力はロールの許容応力以内にとどまり、ロールの損
傷、あるいは磨耗、傷つき、スポーリング等の問題は発
生することは少ない。

【００１３】このとき、ロール圧縮を行う場合には、実
際の操業時の生産能率を大きくするために、ロール間隙
を例えば２ｍｍ程度にセットして例えば中空ハルをその
板厚程度にまで圧縮可能として減容比を極力大きくする
ことが好ましい。ところが、このようなロールのセット
の状態で上下部端栓のような中実ハルを圧縮しようとす
ると、被対象材が中実材料であるがゆえに上記の中空ハ
ルに比べて数倍以上の大きな圧縮力を必要とし、ロール
のヘルツ応力上好ましくないし、スポーリング等も頻繁
に発生することが懸念され、ロール表面を常に監視して
ロール研磨等を行う必要があり、減容処理の生産能率が
著しく低下する可能性がある。

【００１４】但し、中実ハルによってロール圧縮機に過
大な圧縮力が作用した場合にロール間の間隙を開いて逃
げる機構を設ける等の構成も考えられるが、この場合に
もすでにロールへの傷つき、あるいは過負荷が作用して
おり、ロール等の傷つき等によるスポーリングは防ぐこ
とは困難である。また、ロールでの減容圧縮を実際の操
業上可能とするためには前述のようにロール圧縮機１台
でロール幅方向に複数列のハル減容処理することが必要
であり、もし１列に仮に中実ハルが１つでも入ってくれ
ば、複数列分の圧縮力は１個の中実ハルに作用して、上
記のロールトラブルが起きやすくなることが予想され
る。

【００１５】本発明の第１の目的は、ハルをロール圧縮
する際におけるロールの傷つき・過負荷を防止し生産効
率を向上できる放射性廃棄物処理方法及び装置並びに放
射性廃棄物分別装置を提供することにある。

【００１６】本発明の第２の目的は、コスト高を招くこ
となく高い信頼性を確保しつつ、中空ハルと中実ハルと
を高速かつ安定的に分別できる放射性廃棄物分別装置を
提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】（１）上記第１の目的を
達成するために、本発明の放射性廃棄物処理方法は、使
用済燃料の再処理において発生した放射性廃棄物から分
離された被覆管残渣を、略中空形状を備えた中空ハル
と、略中実形状を備えた中実ハルとに分別し、前記中空
ハルをロールを用いて圧縮する。

【００１８】本発明においては、ハルをロール圧縮して
減容化するに際し、略中空形状を備えた中空ハル（被覆
管、プレナムスプリング等）と、略中実形状を備えた中
実ハル（端栓、ウオータロッドの端栓）とに分別し、中
空ハルをロールを用いて圧縮する。これにより、圧縮時
において、中空ハル中と中実ハルとが混在した状態で圧
縮を行うのを防止し、中空ハルのみを揃えて圧縮を行う
ことができる。したがって、ロールの傷つき・過負荷を
防止することができ、生産効率を向上できる。

【００１９】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記被覆管残渣を前記中空ハルとに前記中実ハルとに分
別する前に、前記放射性廃棄物から分離した前記被覆管
残渣中の前記中空ハル及び前記中実ハルを整列させ、そ
の後各ハル間の距離を所定距離まで離間させる。

【００２０】（３）上記第１の目的を達成するために、
本発明の放射性廃棄物処理装置は、使用済燃料の再処理
において発生した放射性廃棄物から分離された被覆管残
渣を、略中空形状を備えた中空ハルと略中実形状を備え
た中実ハルとに分別する分別手段と、ロールを用いて前
記中空ハルを圧縮する圧縮手段とを有する。

【００２１】（４）上記（３）において、好ましくは、
前記被覆管残渣を前記中空ハルとに前記中実ハルとに分
別する前に、前記放射性廃棄物から分離した前記被覆管
残渣中の前記中空ハル及び前記中実ハルを整列させる整
列手段と、各ハル間の距離を所定距離まで離間させる離
間手段とを設ける。

【００２２】（５）上記（３）又は（４）において、ま
た好ましくは、前記離間手段は、搬送速度が互いに異な
る複数のベルトコンベヤを備える。

【００２３】（６）上記第１及び第２の目的を達成する
ために、本発明の放射性廃棄物分別装置は、使用済燃料
の再処理において発生した放射性廃棄物から分離された
被覆管残渣を導入し、その剛性を検知する検知手段と、
その検知結果に応じ、前記被覆管残渣を、略中空形状を
備えた中空ハル用の搬送経路若しくは略中実形状を備え
た中実ハル用の搬送経路に振り分ける振り分け手段とを
有する。

【００２４】通常、集合体廃棄物のうちで、もっとも多
量に排出されるのは中空・中実ハルであることから、そ
の意味でも、システム構成上、圧縮前に中空ロールと中
実ロールとを高速かつ安定的に分別することが重要であ
る。ここで、プレナムスプリング、上下部端栓、あるい
は被覆管ハルは大きさも長さも類似しているため、通常
の篩い手段等では、それらを分別することはかなり困難
である。それ以外の分別手段としては、例えば、風力
選別等の比重差等の利用、画像処理等が考えられる。

【００２５】しかしながら、すなわち、の風力選別装
置は、分離性能に関する信頼性が低いため、あまり望ま
しくない。また、の画像処理の方式では、ハル間の判
定距離を十分とれば可能であるが、ハル1個の断面を前
後の形状より判定する必要がある。このとき、処理量の
観点から、ハルを仮に6列で供給しロール圧縮する場
合、1列あたり前後2台として、セル内の放射線に耐える
高価なカメラが12台も必要となる。さらに、このような
集合体廃棄物を処理する場合には廃棄物自体の放射線の
線量が高いので、画像モニタカメラの寿命が数ヶ月程度
しかなく、たくさんの予備品を持って操業する必要があ
り、２次廃棄物の発生が増大するとともにコスト高を招
き、経済性の観点から好ましくない。

【００２６】そこで、本発明においては、放射性廃棄物
から分離され導入された被覆管残渣の剛性を検知手段で
検知し、その検知結果に応じ、振り分け手段で、略中空
形状を備えた中空ハル用の搬送経路か、若しくは略中実
形状を備えた中実ハル用の搬送経路に振り分ける。この
ように剛性に応じてハルの進路を機械的に切り換える構
造とすることにより、上記画像処理方式のようにコスト
高を招くことなく、風力選別と異なり高い信頼性を確保
しつつ、中空ハルと中実ハルとを高速かつ安定的に分別
することが可能になる。

【００２７】（７）上記（６）において、好ましくは、
前記検知手段は、固定ロールと、前記被覆管残渣の剛性
に応じて前記固定ロールとの間隙を遠近可能な可動ロー
ルとを備えており、前記振り分け手段は、前記中空ハル
用搬送経路と前記中実ハル用搬送経路との分岐点に位置
しそれらいずれかの経路にハルの進路を切り換え可能な
切換手段と、前記可動ロールの変位を前記切換手段に伝
達する伝達手段とを備える。

【００２８】（８）上記（７）において、好ましくは、
前記固定ロール及び前記可動ロールの回転速度は、それ
らロールから送り出す前記中空ハル及び前記中実ハルの
送り出し時間間隔が、前記振り分け手段の一動作周期以
上となるように設定されている。

【００２９】（９）上記（７）において、好ましくは、
前記切換手段の長さを、選別対象ハルの長さと同等以上
とする。

【００３０】（１０）上記（７）において、好ましく
は、前記固定ロールと前記可動ロールとの前記間隙の初
期値を可変に設定する初期間隙設定手段を設ける。

【００３１】（１１）上記（７）において、好ましく
は、前記固定ロールの回転軸と前記可動ロールの回転軸
の水平方向における相対位置関係を可変に設定可能な回
転軸設定手段を設ける。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に従い詳細に説明する。

【００３３】図２は、本発明の対象物である使用済みの
燃料集合体の概略構成を表す側面図である。この図２に
おいて、燃料集合体は、核燃料を封入した燃料棒１３
が、上部エント゛ヒ゜ース１０、及び下部エント゛ヒ゜ース１１の間で支
持し、その途中のある区間ごと燃料棒を支持するスヘ゜ーサ
１２で構成されている。

【００３４】燃料棒１３は、中空被覆管１３ｃ下部側に
中実形状の下部端栓１３ｄを設置し、ペレット状の核燃
料物質を中空の被覆管１３ｃ内に収納し、さらにプレナ
ムスプリング１３ｂを挿入した後、被覆管１３ｃ内を所
定のヘリウム圧力に置換し、中実形状の上部端栓１３a
によって密封溶接した構造となっている。

【００３５】使用済み燃料の再処理を行うときには、上
部または下部のエント゛ヒ゜ース１０，１１を切断しその後さら
に、集合体を数ｃｍ単位の細片にせん断する。そしてせ
ん断された細片は所定の溶解槽に投入され、溶解槽内で
核燃料物質と、スヘ゜ーサ１２、上部エント゛ヒ゜ース１０、下部エント
゛ヒ゜ース１１、中空の被覆管で数ｃｍ単位にせん断された
ハル及びプレナムスプリング等（以後これらを一括して
中空ハルと呼ぶ）、上下部端栓及びウォータロッド端栓
等（以後これらを一括して中実ハルと呼ぶ）とに分離さ
れる。分離された核燃料物質は、再利用のための処理工
程に送られ、残渣物である中空ハル・中実ハル（以後適
宜、これらを一括して単にハルという）、スヘ゜ーサ・上下
部エント゛ヒ゜ース（以後適宜、エンドピース等という）が一緒
のドラム管に所定の大きさのドラム管に混入している。
図１は、上記放射性廃棄物残渣物を処理する本発明の放
射性廃棄物処理装置の一実施形態を示す全体システム構
成図である。

【００３６】図１において、ハルと、エント゛ヒ゜ース等が混在
した所定の大きさのドラム缶が、篩機２のホッパ２aに
ドラム缶保持装置１にて篩機２に封入される。篩機２で
は、篩目の大きさにより上下部エント゛ヒ゜ース１０，１１及び
スヘ゜ーサ１２はホッパ側の篩目に残り、ドラム缶３aに選別
挿入される。一方、篩目の大きさにより、ほぼ大きさ及
び長さが同じ中空・中実ハルをドラム缶３ｃに選別収納
する。なお、中空及び中実ハルより形状の小さいファインあ
るいはナット等はドラム缶３bに収納される。このよう
にして、当初のドラム缶内に混在していた放射性廃棄物
が、まずある程度の大きさで粗く分別される。分別され
ドラム缶３ｃ内に収納された中空・中実ハルは、ドラム
缶保持装置１にて整列手段としての整列装置（フィー
ダ）４のホッパ４aに投入され、ハルの長手方向に整列
される。

【００３７】ここで、通常、せん断されたハルの長手方
向の長さは約４０ｍｍ程度であるが、この後、中空又は
中実のハルの剛性の差を利用して分別手段としての分別
装置６で判定する（詳細は後述）ために、整列装置４で
整列されるハル1個1個の距離をある程度離間させる必要
がある。このため、離間手段としての分離装置５が整列
装置４と分別装置６の間に設けられ、1個のハルの長さ
の2倍以上の間隙をハルとハルの間にあけるようになっ
ている。なお、７は非常退避カ゛イト゛であり、分離装置５
あるいは他の搬送系に何らかのトラブルがあったときに
動作し、整列装置４からのハルを一時的にドラム缶３ｄ
1に導入し収納するようになっている。

【００３８】図３は、上記分離装置５の詳細を表すシス
テム構成図である。図３において、この分離装置５は複
数台（この例では５台）のコンベヤ５ａ〜ｅを有してい
る。整列装置４側から非常退避ガイド７を介しコンベヤ
５ａに導入されてくる搬送速度をＶ０とし、コンベヤ５
ａにおける搬送速度をＶ１とすれば、分離できる距離
は、ハルの長さがＶ１に乗り移って安定して移動できる
距離（例えば20ｍｍ程度）だけ離間（分離）できること
になる。中空・中実の判定のために必要な距離として例
えば８０ｍｍ以上離すためには４つ以上の速度差を持っ
たコンベヤが必要となる。本実施形態では５つ設けてお
り、上記の例に沿って言えばハルとハルとの間を１００
ｍｍ程度離間させることができる。

【００３９】このとき、分離コンベヤ５の1個のコンベ
ヤ長さは少なくともハルの長さと同等以上が必要であ
る。ただしあまり長くなるとコンベヤ群５ａ〜ｅの全長
が長くなって好ましくないため、これを抑制する限りに
おいて適宜選択するのが好ましい。このように、分離装
置５は互いに速度差を持ったコンベヤ５を複数列以上配
置することで、1個1個のハルの判定する距離を稼ぐこと
が出来る。このようにして所定距離だけ互いに離間され
たハルは、上記分別装置６へと導入される。

【００４０】分別装置６の構成を説明する前に、分別装
置６における中空ハル・中実ハルの分別判定の原理を図
４を用いて説明する。

【００４１】図4は、中空ハル及び中実ハルの圧縮荷重
に対する圧縮厚み特性を示した図である。この例では直
径１２ｍｍの中空ハルと、直径12ｍｍの中実ハルとを、
それぞれ種々の荷重をかけてつぶした時の関係を示して
いる。図４に示すように、中実と中空という形状差に基
づきそれぞれのハルの変形量は同一荷重でも10倍以上異
なる。分別装置６はこの特性を利用して、剛性の違いに
よって中空・中実を判定し、判定結果に応じて出側カ゛イト
゛２８（後述）を切り換えることでハルを振り分け分離
を行うものである。

【００４２】図５は本実施の形態による分別装置（中空
・中実判定装置）６の全体構成を表した正面図であり、
図６は図５中の要部拡大図であり、図７は、図６中Ａ−
Ａ断面による水平断面図であり、図８は、上ロール２０
及び下ロール２７の駆動系統を表す側面図である。

【００４３】これら図５、図６、図７、及び図８におい
て、まず、整列され、所定の分離距離を持ったハルが入
側搬送ローラ３１の上を搬送してくる。そして、モータ４０の
駆動力がカップリング３９、駆動分配機３８、及びスヒ゜ン
ト゛ル３７を介して上側ロール（固定ロール）２０及び下
側ロール（可動ロール）２７に伝達され回転している上
側のロール２０及び下側のロール２７との間に導入され、軽い
荷重で押圧されわずかに圧縮される。

【００４４】このとき、回転する上側ロール２０のベアリ
ングを保持する軸受け箱１９は、上側ロール２０の回転中
心軸を、下側ロール２７の回転中心軸に対して、ずらす
（例えば２本のロールセンタ間の軸心を入側出側に±３
ｍｍ程度ずらす）ことが可能なオフセット機構を採用し
ている（回転軸設定手段）。すなわちこの軸受け箱１９
はボールスクリュウ１８に対してナット構造となってお
り、上フレーム１７にセットされた駆動モータ２１でボー
ルスクリュウを回転させることで上ロール２０をハルの
進入方向に対して前後できる構造としている。この方式
を採用することで、中空ハルを上側のロール２０と下側のロ
ール２７との間で軽く圧縮変形させるとき、例えば上側ロー
ル２０を下側ロール２７よりも搬送方向下流側（図５中
右側）に位置させることで、ハルを若干上反りの弓形変
形形状とし、これによって出側において搬送カ゛イト゛２８
等の引っかかり等のトラブル発生を抑制することができ
るので、安定して中空・中実の判定分離が可能となる。

【００４５】また、フレーム１７の側面にはラック１５
が設置され、さらに別の固定側フレーム１６に設置され
たピニオン１４で上フレーム１７を上下方向に動かすこ
とも可能であり、これによって、燃料の種類に応じて上
側ロール２０・下側ロール２７間のギャップを所定値に
調整設定可能となっている（初期間隙設定手段）。たと
えば、ハルの変形量としては数ｍｍ程度を変形させるこ
とを目的とする場合、ＢＷＲの燃料では上記ロールの間隙
を９ｍｍ程度にセットし、ＰＷＲでは７ｍｍ程度にセッ
トする。また上記構造により、分別判定の感度、あるい
は分別判別装置への噛みこみ特性の調整を行うこともで
きる。なお、上側ロール２０を上下することで補正できる
構造としているのは、ハル搬送のパスラインを基準とし
て補正を行うためである。

【００４６】そしてこのとき、下側ロール２７はローラリンク
２２に保持されている。このリンク２２は回転支点となる
ピン２２aを介し固定ブラケット２３に回動可能に支持
されている。ここで、ローラリンク２２の図５及び図６中
左端にはローラリンク位置決め用セットボルト２４が設置され
ており、最初の出側搬送カ゛イト゛２８及び下側のローラ２７を
パスライン基準に合わせることが出来る機構となってい
る。

【００４７】ローラリンク２２の先端には、あらかじめ
中空ハルを数ｍｍ変形させることが出来る用なセット荷
重を持ったハ゛ネ２５が収納フレーム２６に設置されてい
る。中実のハルが2本のロール２０，２７間に入ってくる
と、上側のロール２０は位置セット後固定されているの
で、その負荷荷重は下側のロール２７を介してロールリンク２
２に伝わり、バネ２５が中実ハルが変形を起こすのに必
要な荷重に耐えられなくなってロールリンク２２が回動
する。このリンク２２の位置変化が出側搬送カ゛イト゛２８に機
械的に連動されて、その振り分け位置が変化し、ハルの
出側搬送経路が変化することで分離振り分けを行う。

【００４８】ここでこの、下側のロールリンク２２の変位と連
動する出側カ゛イト゛機構について具体的に説明する。

【００４９】もし、上下のロール２０，２７間のギャップ
に変形荷重の大きい中実ハルが挿入されると、セットハ゛
ネ２５の荷重が負けてローラリンク２２が位置変化する。そし
てこのローラリンク２２の位置変化の動きを出側搬送カ゛イト゛２
８の変化に連動させるときの押し下げ量調整のためローラリ
ンク２２側にセットボルト３５が設置されており、そのセ
ットボルト３５の下側にローラリンクの位置と連動する出側搬
送移動用リンク２９が設置され、ブラケット３３を支点
として回転できる機構となっている。なお、３６は、ロー
ラリンク２２と出側搬送移動用リンク２９の支点間等の
ギャップのガタ殺しハ゛ネである。

【００５０】一方このとき、出側搬送移動用リンク２９
の一端（図５、図６中左端）はターンバックル３０と連
結している。これにより、中実ハルが導入されてローラリ
ンク２２が下降回動し、この位置変化がセットボルト３
５を介し出側搬送移動用リンク２９に伝わり、さらにタ
ーンバックル３０を介して出側搬送ローラカ゛イト゛２８を
パスラインより下側に押し下げる。すなわち、出側搬送
ガイド２８が、中空ハル用搬送経路と中実ハル用搬送経
路との分岐点に位置し、それらいずれかの経路にハルの
進路を切り換える切り換え手段として機能し、ターンバ
ックル３０が下側ロール２７の変位を出側搬送ガイド２
８に伝達する伝達手段として機能する。このような動作
により、中実ハルが収納ボックス３２に導入される。こ
れら収納ボックス３２に導入された中実ハル等は、プレ
スにて圧縮するか、もしくはそのままドラム管３ｅ（図
１参照）に収納される。なお、出側搬送ガイド２８の長
さＬは、通常の選別対象ハルの長さ（例えば４０ｍｍ程
度）と同等かあるいはそれよりも大きくなっている。

【００５１】このとき、ローラリンク２２の位置変化量を
検出する位置センサー４１（図７参照）が設置されてお
り、この信号にてエアシリンダ３４のロッドを伸長させ
る。エアシリンダ３４のロッドには上述した出側搬送移
動用リンク２９の他端（図５、図６中右端）はに連結さ
れており、これによって、出側搬送ローラカ゛イト゛２８を強制
的に下げることができるので、上記中実ハル導入時の出
側搬送ローラカ゛イト゛２８押し下げをさらに確実に行うこ
とができる。

【００５２】なおこのとき、上・下ロール２０，２７の
駆動回転速度は、予め、それらロール２０，２７から送
り出す中空ハル及び中実ハルの送り出し時間間隔Ｔが、
出側搬送ガイド２８の一動作周期（中実ハルの導入によ
り押し下がり中実ハルを収納ボックス３２に排出した後
に再びもとの位置に復帰するまでの時間）Ｔａに対し、
Ｔ≧Ｔaとなるように設定されている。但し、本願発明
者等は、特に、実際の操業条件に基づき、信頼性、安定
性等の観点から検討を行い、Ｔ≧２Ｔaであることが特
に望ましいことを知見した。この場合、上記出側搬送ロー
ルカ゛イト゛２８の長さＬはハルの長さ（例えば４０ｍｍ）以
上でハルの長さの2倍以下とすることで安定した分離が
可能となる。

【００５３】一方、中空ハルがローラ２０，２７間を通過
する場合には下側のローラ２７位置は変化せず、出側搬送
ローラガイド２８はパスラインに沿って位置したままと
なる。これにより、中空ハルは非常退避ガイド７を介し
圧縮手段としてのハルローラ圧縮機８に導かれ、所定の厚
さにプレスされる。なお、非常退避カ゛イト゛７は、ローラ
圧縮機８あるいは他の搬送系に何らかのトラブルがあっ
たときに動作し、分別装置６からの中空ハルを一時的に
ドラム缶３ｄ2に導入し収納するようになっている。

【００５４】以上のように構成した本実施の形態におい
ては、ハルをロール圧縮して減容化するに際し、分別装
置６によって、略中空形状を備えた中空ハル（被覆管、
プレナムスプリング等）と、略中実形状を備えた中実ハ
ル（端栓、ウオータロッドの端栓）とに分別し、中空ハ
ルをハルロール圧縮機８を用いて圧縮する。これによ
り、後工程でのロール圧縮機８において中空ハルと中実ハ
ルとが混在した状態で圧縮を行うのを防止し、中空ハル
のみを揃えて圧縮を行うことができる。したがって、ロ
ールの傷つき・過負荷を防止することができ、生産効率
を向上できる。また、かさ密度の大きい中空ハルのみを
圧縮するので、ロール圧縮機８のロール間ギャップを板厚
程度まで小さく設定でき、減容比を大きくとることがで
きる。

【００５５】また、本設備は取り扱い対象物が高放射性
廃棄物を取り扱う関係上、通常、コンクリート等で遮蔽
されたセル内に設置される点からも、ロール自体の信頼
性、保全周期の点からも経済的である。

【００５６】また、本実施形態による上記分別装置６に
よれば、以下のような効果がある。通常、集合体廃棄物
のうちで、もっとも多量に排出されるのは中空・中実ハ
ルであることから、その意味で、システム構成上、圧縮
前に中空ロールと中実ロールとを高速かつ安定的に分別
することが重要である。ここで、プレナムスプリング、
上下部端栓、あるいは被覆管ハルは大きさも長さも類似
しているため、通常の篩い手段等では、それらを分別す
ることはかなり困難である。それ以外の分別手段として
は、例えば、風力選別等の比重差等の利用、画像処
理等が考えられる。

【００５７】しかしながら、すなわち、の風力選別装
置は、分離性能に関する信頼性が低いため、あまり望ま
しくない。また、の画像処理の方式では、ハル間の判
定距離を十分とれば可能であるが、ハル1個の断面を前
後の形状より判定する必要がある。このとき、処理量の
観点から、ハルを仮に6列で供給しロール圧縮する場
合、1列あたり前後2台として、セル内の放射線に耐える
高価なカメラが12台も必要となる。さらに、このような
集合体廃棄物を処理する場合には廃棄物自体の放射線の
線量が高いので、画像モニタカメラの寿命が数ヶ月程度
しかなく、たくさんの予備品を持って操業する必要があ
り、２次廃棄物の発生が増大するとともにコスト高を招
き、経済性の観点から好ましくない。

【００５８】本実施形態の分別装置６によれば、放射性
廃棄物から分離され導入されたハルの剛性を検知手段と
しての上・下ロール２０，２７で検知し、その検知結果
に応じ、出側搬送ガイド２８で、略中空形状を備えた中
空ハル用の搬送経路か、若しくは略中実形状を備えた中
実ハル用の搬送経路に振り分ける（図６中矢印参照）。
このように剛性に応じてハルの進路を機械的に切り換え
る構造とすることにより、上記画像処理方式のようにコ
スト高を招くことなく、風力選別と異なり高い信頼性を
確保しつつ、中空ハルと中実ハルとを高速かつ安定的に
分別することが可能になる。

【００５９】なお、上記実施の形態においては、上下の
ロール２０，２７をスヒ゜ント゛ル３７、及び駆動分配機３８、カ
ップリング３９及びモータ４０にて回転しているがいずれ
か一方のロールのみを駆動する構造としてもよいことは
言うまでもない。但し、中空・中実ハルの確実な分離と
いう観点からは、上・下ロール２０，２７とも回転駆動す
るか、1本ロール駆動の場合には上側ロール２０駆動とした
ほうが好ましい。

【００６０】また、処理量が多い場合には、上記整列装
置４、分離装置５、分別装置６からなる装置ラインを複
数列並行に配置すれば対応可能となる。なお、この場
合、分別装置６の設置スペースを極力小さくするために
はそれら複数の分別装置６の上側ロール２０等の固定側機
器は各ラインで共通として、下側ロール27及びこれを変
位させる可動側機構のみ各ライン毎に設置してもよい。
この場合、上記した上側ロール２０のみを駆動する方式
が特に有効となる。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、圧縮時において、中空
ハル中と中実ハルとが混在した状態で圧縮を行うのを防
止し、中空ハルのみを揃えて圧縮を行うことができる。
したがって、ロールの傷つき・過負荷を防止することが
でき、生産効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射性廃棄物処理装置の一実施形態を
示す全体システム構成図である。

【図２】本発明の対象物である使用済みの燃料集合体の
概略構成を表す側面図である。

【図３】図１に示した分離装置の詳細を表すシステム構
成図である。

【図４】中空ハル及び中実ハルの圧縮荷重に対する圧縮
厚み特性を示した図である。

【図５】図１に示した分別装置（中空・中実判定装置）
の全体構成を表した正面図である。

【図６】図５中の要部拡大図である。

【図７】図６中Ａ−Ａ断面による水平断面図である。

【図８】上ロール及び下ロールの駆動系統を表す側面図
である。

【符号の説明】

４ 整列装置 ５ 分離装置 ５a〜５b 分離コンベヤ ６ 分別装置 ８ ハルローラ圧縮機 １３a 上部端栓 １３b プレナムスプリング １３c 被覆管 １３d 下部端栓 ２０ 上側ロール ２７ 下側ロール ２８ 出側搬送カ゛イト゛ ２９ 出側搬送移動用リンク ３０ ターンバックル

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物から分離された被覆管残渣を、略中空形状を備
   えた中空ハルと、略中実形状を備えた中実ハルとに分別
   し、前記中空ハルをロールを用いて圧縮することを特徴
   とする放射性廃棄物処理方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の放射性廃棄物処理方法にお
   いて、前記被覆管残渣を前記中空ハルとに前記中実ハル
   とに分別する前に、前記放射性廃棄物から分離した前記
   被覆管残渣中の前記中空ハル及び前記中実ハルを整列さ
   せ、その後各ハル間の距離を所定距離まで離間させるこ
   とを特徴とする放射性廃棄物処理方法。
3. 【請求項３】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物から分離された被覆管残渣を、略中空形状を備
   えた中空ハルと略中実形状を備えた中実ハルとに分別す
   る分別手段と、ロールを用いて前記中空ハルを圧縮する
   圧縮手段とを有することを特徴とする放射性廃棄物処理
   装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の放射性廃棄物処理装置にお
   いて、前記被覆管残渣を前記中空ハルとに前記中実ハル
   とに分別する前に、前記放射性廃棄物から分離した前記
   被覆管残渣中の前記中空ハル及び前記中実ハルを整列さ
   せる整列手段と、各ハル間の距離を所定距離まで離間さ
   せる離間手段とを設けたことを特徴とする放射性廃棄物
   処理方法。
5. 【請求項５】請求項３又は４記載の放射性廃棄物処理装
   置において、前記離間手段は、搬送速度が互いに異なる
   複数のベルトコンベヤを備えることを特徴とする放射性
   廃棄物処理方法。
6. 【請求項６】使用済燃料の再処理において発生した放射
   性廃棄物から分離された被覆管残渣を導入し、その剛性
   を検知する検知手段と、 その検知結果に応じ、前記被覆管残渣を、略中空形状を
   備えた中空ハル用の搬送経路若しくは略中実形状を備え
   た中実ハル用の搬送経路に振り分ける振り分け手段とを
   有することを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の放射性廃棄物分別装置にお
   いて、前記検知手段は、固定ロールと、前記被覆管残渣
   の剛性に応じて前記固定ロールとの間隙を遠近可能な可
   動ロールとを備えており、前記振り分け手段は、前記中
   空ハル用搬送経路と前記中実ハル用搬送経路との分岐点
   に位置しそれらいずれかの経路にハルの進路を切り換え
   可能な切換手段と、前記可動ロールの変位を前記切換手
   段に伝達する伝達手段とを備えることを特徴とする放射
   性廃棄物分別装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の放射性廃棄物分別装置にお
   いて、前記固定ロール及び前記可動ロールの回転速度
   は、それらロールから送り出す前記中空ハル及び前記中
   実ハルの送り出し時間間隔が、前記振り分け手段の一動
   作周期以上となるように設定されていることを特徴とす
   る放射性廃棄物分別装置。
9. 【請求項９】請求項７記載の放射性廃棄物分別装置にお
   いて、前記切換手段の長さを、選別対象ハルの長さと同
   等以上としたことを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
10. 【請求項１０】請求項７記載の放射性廃棄物分別装置に
    おいて、前記固定ロールと前記可動ロールとの前記間隙
    の初期値を可変に設定する初期間隙設定手段を設けたこ
    とを特徴とする放射性廃棄物分別装置。
11. 【請求項１１】請求項７記載の放射性廃棄物分別装置に
    おいて、前記固定ロールの回転軸と前記可動ロールの回
    転軸の水平方向における相対位置関係を可変に設定可能
    な回転軸設定手段を設けたことを特徴とする放射性廃棄
    物分別装置。