JP2005091070A - 高レベル放射性廃棄物を収容する筒状緩衝材およびその運搬車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した緩衝材を損傷させることなく高い作業効率で処分坑道内に設置する。
【解決手段】 高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した筒状緩衝材10を運搬して所定の位置に設置するために、駆動輪5、6によって走行する運搬車両1であって、運搬車両1に取付けられ、筒状緩衝材10をその中に保持するためのプッシャーガイドチューブ2と、運搬車両1に取付けられ、プッシャーガイドチューブ2内にある筒状緩衝材10をプッシャーガイドチューブ2から押し出すように動作するプッシャーシリンダー3とを含んでなる運搬車両1と、突起12aおよび12bを備えた筒状緩衝材10とを提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】 高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した筒状緩衝材10を運搬して所定の位置に設置するために、駆動輪5、6によって走行する運搬車両1であって、運搬車両1に取付けられ、筒状緩衝材10をその中に保持するためのプッシャーガイドチューブ2と、運搬車両1に取付けられ、プッシャーガイドチューブ2内にある筒状緩衝材10をプッシャーガイドチューブ2から押し出すように動作するプッシャーシリンダー3とを含んでなる運搬車両1と、突起12aおよび12bを備えた筒状緩衝材10とを提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容する筒状緩衝材とそれを処分坑道内で搬送するための運搬車両に関する。
核燃料再処理施設等から出された高レベル放射性廃液は、液体のままでは処分の際の取扱が困難であるため、ガラス固化体として安定化処理された後に処分されることになる。ここで、高レベル放射性廃棄物とは、原子炉の使用済燃料から再処理により有用物質を分離して生じる廃液またはそれを固化したものを一般に意味するものである。
この高レベル放射性廃液は、地上の処分施設等においてガラス原料と共に高温で溶かし合わされた後に、図15に示されるステンレス製のキャニスター110内に入れられてガラス固化体として安定化される。次に、このガラス固化体を収容したキャニスター110は、核種の崩壊により高温の熱を発生することから、例えば地上に建設されたガラス固化体貯蔵設備に搬送され、ここで30年〜50年程度自然冷却される。その後、図15の符号112で示されるオーバーパックと称される金属性の容器内にキャニスター110が密閉収容される。その後、図11に示される300m以深の深さに建設された処分場70に搬送される。このような処分場70は、地上72から地中岩盤に向けて縦穴74を掘削し、地中岩盤中に縦穴74からほぼ水平方向に延びる複数の処分坑道76を多段に形成することにより構成されている。また、処分場70は、地上72に縦穴74を取り囲むように建屋78を設定し、建屋78内にウインチなどの巻取装置780が設けられており、巻取装置780に巻き取られたワイヤロープ782の先端には、スライドフォーク等の移動手段が取付けられた昇降機784が接続されている昇降機構が備えられている。そして、このような昇降機構を介して、図11の処分場70からほぼ水平方向に延びる処分坑道76へと予め搬送された緩衝材の処分孔内に図15に示されるキャニスター110を含むオーバーパック11がそれぞれ一つずつ収容され、処分坑道76内に長期間地層処分される。
従来より、高レベル放射性廃棄物の処分体を含むオーバーパック11を収容するために、図12A〜Cに示すような運搬車両80が特許文献1に提案されている。この特許文献1には、処分坑道76内の緩衝材収容溝802に半円筒状緩衝材804を予め設けておき、キャニスター110を含むオーバーパック11を半円筒状緩衝材804にある収納溝806に収容した後、オーバーパック11の上に覆い被さる円筒状緩衝材810を設置するための運搬車両80が記載されている。そして、図12Cに示すように、処分坑道76内の床面800、808を走行する枠状の走行フレーム812に取付けられたウインチ部およびクランプ部814を用いて、半円筒状緩衝材804や円筒状緩衝材810やオーバーパック11を所定の位置に運搬して設置するものである。
しかしながら、この特許文献1の技術によれば、オーバーパック11および緩衝材810の運搬車両80の走行スペースを確保するために、処分坑道76の内径をある程度大きくする必要がある。従って、処分坑道76の掘削量が増加して、掘削作業のコストが高くなるという問題が生じる。また、処分坑道76と緩衝材810との間にある間隙を埋める埋め戻し作業を、緩衝材810の設置後に行う必要がある。そのため、掘削作業と同様に、埋め戻し作業のコストも高くなる。
そこで、上記の掘削量を低減して掘削作業や埋め戻し作業のコストを低くするための別の手法が特許文献2に記載されている。この特許文献2には、図13に示すように、処分坑道76内をその長さ方向に沿って走行する車両本体900と、車両本体900の先端から前方に水平に突出して緩衝材100の収容孔内に挿脱される挿脱アーム902と、挿脱アーム902を水平状態で昇降させる昇降手段904とを備える運搬車両90が記載されている。この運搬車両90は、車両本体900の先端から前方に延びる挿脱アーム902を円筒状緩衝材100の収容孔内に挿入し、これを上昇させて円筒状緩衝材100を持ち上げた後に、そのまま車両本体90を走行させることができる。そのため、円筒状緩衝材100の下面や側面を支持して持ち上げる特許文献1の方法と比較すると、特許文献2の運搬車両90では、処分坑道76の内径をより小さくすることができる。そのため、処分坑道76の内壁と円筒状緩衝材100の周囲との間にある隙間を小さくすることができる。従って、処分坑道76の掘削量および埋め戻し量の減少によるコストの低減や処分効率の向上が期待できる。
しかしながら、上記に説明した特許文献1および特許文献2は、円筒状緩衝材100や半円筒状緩衝材804の収容孔内へとオーバーパック11を挿入する作業を処分坑道76内でともに行う必要がある。そのため、運搬車両80、90の処分坑道76内での往復回数が増加して作業効率が低下する。また、特許文献1および特許文献2では、円筒状緩衝材の収容孔内へとオーバーパックを挿入する作業において、円筒状緩衝材100や半円筒状緩衝材804の収容孔とオーバーパック11との間に位置ずれ等がある場合にはオーバーパック11が挿入できない等の不具合が生じる場合がありうる。さらに、そのような場合にオーバーパック11を円筒状緩衝材110の収容孔へと無理に挿入しようとすれば、オーバーパック11や円筒状緩衝材100を損傷させる場合がありうる。加えて、特許文献2では、緩衝材100を支持して運搬するために、緩衝材100の収容孔内に挿脱アーム902を挿入する方法を用いているが、緩衝材100は粘土等により通常形成されているため、このような運搬方法によって緩衝材100の変形や損傷が起こる可能性がある。
特開平10−90487号公報
特開平10−177095号公報
本発明は、高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した筒状緩衝材を変形や損傷させることなく高い作業効率で処分坑道内の所定の位置に設置するためのものである。
本発明は、高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した筒状緩衝材を運搬するための運搬車両を提供する。具体的には高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した筒状緩衝材を運搬して所定の位置に設置するために、駆動輪によって走行する運搬車両であって、該運搬車両に取付けられ、前記筒状緩衝材をその中に保持するためのプッシャーガイドチューブと、前記運搬車両に取付けられ、該プッシャーガイドチューブ内にある前記筒状緩衝材を該プッシャーガイドチューブから押し出すように動作するプッシャーシリンダーとを含んでなる運搬車両を提供する。ここで、前記プッシャーガイドチューブが、スライド用ボールをさらに含む態様や、前記プッシャーガイドチューブの表面が、前記プッシャーガイドチューブを構成する材料によりも摩擦係数の小さな材料によって被覆されているか、または摩擦係数が小さくなるように表面処理されているものである態様や、前記プッシャーガイドチューブが、前記筒状緩衝材の設置のために設けられた突起に係合するための切り欠き部をさらに含む態様であることが好ましい。また、前記切り欠き部の幅が、前記筒状緩衝材を押し出す方向に向かって、同じまたは広くなっている態様であることがより好ましい。
また、本発明の運搬車両は、前記運搬車両本体に取付けられ、前記プッシャーガイドチューブを水平状態で昇降させるための昇降手段をさらに含む態様であることが好ましい。さらに、前記筒状緩衝材を運搬している場合には、前記プッシャーガイドチューブに近い場所にある前記駆動輪が前記処分坑道の中心よりも下部にある内壁に接しており、前記プッシャーガイドチューブから離れた場所にある前記駆動輪が前記処分坑道の中心よりも上部にある内壁に接している態様や、前記筒状緩衝材を設置した後に、前記プッシャーガイドチューブから離れた場所にある前記駆動輪が、前記処分坑道の中心よりも下部にある内壁と接している態様であることが好ましい。
本発明は、処分坑道内に設置される高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容する筒状緩衝材であって、該筒状緩衝材の側面上であって中心よりも下の部分に少なくとも1つの突起が設けられている筒状緩衝材を提供する。ここで、前記処分坑道の奥側に向かって、前記突起の幅が同一または広くなっている態様であることが好ましい。
ここで、高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容する筒状緩衝材の断面形状は、円形、楕円形、四角形、もしくは多角形の形状であってもよい。上記のプッシャーガイドチューブの形状は、緩衝材等の形状と同じ円筒形状であるのが一般的であるが、これに限らず、例えば、円筒状の緩衝材に対して多角形の断面形状を有していてもよい。また、オーバーパックとは、ガラス固化体を封入する容器を意味し、ガラス固化体に地下水が接触することを防止し、地圧などの外力からガラス固化体を保護するものである。また、緩衝材とは、上記のオーバーパックと岩盤との間に充填され、地下水の浸入や放射性物質の移動を抑制するためのものであり、岩盤の変位を物理的に緩衝するクッションの働きや、地下水の水質を化学的に緩衝して変化を抑える働きを有するものであり、ベントナイトなどの粘土により構成することができる。
本発明の効果としては、オーバーパックが予め緩衝材に設けられた収納孔に挿入された状態で運搬され、処分坑道内の所定の位置に設置されるものであるため、特許文献1および2と比較して処分坑道内を運搬車両が往復移動する距離が短くて済む。また、プッシャーガイドチューブにより緩衝材を保護した状態で運搬することができるため、運搬や設置等において緩衝材を損傷する不具合を回避することができる。
処分坑道76内においてオーバーパックを収容した筒状緩衝材10を運搬する、本発明の運搬車両1の概略図を図1に示す。この運搬車両1は、運搬車両1に取付けられ、緩衝材10をその中に保持するためのプッシャーガイドチューブ2と、運搬車両1から前方に突出するように動作し、プッシャーガイドチューブ2にある緩衝材10を押し出して、処分坑道76内の所定の位置に設置するためのプッシャーシリンダー3と、処分坑道76内を走行するための駆動輪5、6とを含んでなる。
この運搬車両1では、緩衝材10を押し出すときの摩擦力をより小さくするために、プッシャーガイドチューブ2にスライド用ボール20をさらに設けることができる。このスライド用ボール20が筒状緩衝材と接触して回転することにより摩擦を減らすことができる。また、プッシャーガイドチューブ2の表面を摩擦係数の小さな材料を用いて被覆してもよい。これにより、プッシャーガイドチューブ2と緩衝材10との間の摩擦が低減されるので、緩衝材10を処分坑道76内に設置する場合にプッシャーシリンダー3によって与えられる力が少なくて済む。また、処分坑道76の内壁との摩擦を低減することもできる。
また、この運搬車両1のプッシャーガイドチューブ2は、緩衝材10の設置のために緩衝材10に備えられた突起12a、12bに係合する切り欠き部22をさらに備えている。この切り欠き部22は、緩衝材10を押し出す方向に向かって、この切り欠き部22の幅が一定または広くなるように形成された開口部である。そのため、プッシャーガイドチューブ2をある断面でみるとC字型の形状となっている。従って、緩衝材10を所定の位置に設置するときに、緩衝材10に設けられた突起12a、12bを損傷することなく、プッシャーガイドチューブ2からオーバーパックを収容した緩衝材10をプッシャーシリンダー3によって確実に押し出して設置することができるものである。
ここで、運搬車両1は、運搬車両1の本体に取付けられ、プッシャーガイドチューブ2を水平状態で昇降させるための昇降手段4をさらに含みうる。これにより、緩衝材10に設けられた突起12a、12bにより緩衝材10が支持されるように昇降手段4を下げてから、緩衝材10および突起12a、12bを損傷させることなく、スライド用ボール20を用いて比較的に小さい力でプッシャーガイドチューブ2を引き抜くことができる。
また、前記のオーバーパックを収容した筒状緩衝材10を運搬している場合には、前記プッシャーガイドチューブ2に近接する場所にある前記運転車両1の駆動輪5が前記処分坑道76の中心よりも下の内壁に接している。これは、運搬車両1と緩衝材10との重量が付加される部分であるからである。そのため、この駆動輪5は、前記処分坑道76の中心よりも下部で内壁に接している必要がある。
一方、前記プッシャーガイドチューブ2から離れた場所にある駆動輪6は、駆動輪5とは状況が異なる。それは、緩衝材10の重力による影響の有無が、駆動輪5が支点として、設置前後で変わる場合があるからである。そのため、緩衝材10の設置前は、処分坑道76の内壁の中心よりも上の部分に駆動輪6が接し、緩衝材10の設置後は、処分坑道76の中心よりも下の内壁に駆動輪6が接するように構成されている。
一方、前記プッシャーガイドチューブ2から離れた場所にある駆動輪6は、駆動輪5とは状況が異なる。それは、緩衝材10の重力による影響の有無が、駆動輪5が支点として、設置前後で変わる場合があるからである。そのため、緩衝材10の設置前は、処分坑道76の内壁の中心よりも上の部分に駆動輪6が接し、緩衝材10の設置後は、処分坑道76の中心よりも下の内壁に駆動輪6が接するように構成されている。
そして、緩衝材10の突起が処分坑道76の内壁に接した後は緩衝材10の重力による影響が無くなるので、プッシャーガイドチューブ2から離れた場所にある駆動輪6は、処分坑道76の内壁の中心よりも下にある部分と接することになる。そのため、緩衝材10の設置後は、処分坑道76の内壁の中心よりも下の部分と駆動輪6とが接するようになる。ただし、このような駆動輪5および6の構成は、緩衝材10の重量、運搬車両1の重量、駆動輪5の位置等を考慮して決まるものであるため、この場合に限られないことに留意されたい。
なお、図1では、プッシャーガイドチューブ2とプッシャーシリンダー3と昇降手段4と駆動輪5、6とに電力を供給するためのケーブルを収納するケーブルリール7が記載されているが、バッテリ等を用いてケーブルやケーブルリール等を不要とすることも可能である。
ここで、図2および図3に、図1のA−AとB−Bとで切断した場合の駆動輪5および6の断面図を示す。また、参考までに、処分坑道76の中心を破線で示している。駆動輪5は、対称に配置された2つの駆動輪5aを含み、駆動輪6は、処分坑道の中心よりも下部に接する駆動輪6aと処分坑道の中心よりも上部に接する駆動輪6bとを含む。また、処分坑道の中心よりも上部に接する5cおよび6は、従動輪または単なる車輪であれば足り、特に駆動輪でなくてもよい。
次に、高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容できる緩衝材の処分坑道内の設置について図4〜図6を用いて説明する。図4は、運搬車両1により所定の位置に設置された緩衝材10を示している。ここで、図4のC−Cで切断したときの断面を図5に示す。また、図4のD−Dで切断したときの断面を図6に示す。ここで、緩衝材10は、その中心よりも下部に2つの突起12aおよび12bが設けられている。ここで、突起12aおよび12bは、緩衝材10を設置した後に横転しないようにするために、処分坑道76の内径に近似する曲率を有する所定の幅を備えており、処分坑道76の奥側にある突起12aの方が手前側にある突起12bよりも幅が広くなるように形成されている。
以上のように、本発明の第1の実施態様である運搬車両および緩衝材について説明してきた。しかしながら、第1の実施態様は上記の態様に限定されない。例えば、図1において、下側のプッシャーガイドチューブ2の方が上側のプッシャーガイドチューブ2よりも長く記載されているが、同じ長さであってもよい。また、例えば、緩衝材10の突起12a、12bが、処分坑道76の内径に近似する曲率を有する所定の幅を備え、処分坑道76の奥側に向かって幅が同じまたは幅が大きくなるように形成された1つの連続した突起であってもよい。
次に、処分坑道76内においてオーバーパックを収容した筒状緩衝材10’を運搬する、本発明の第2の実施態様である運搬車両1’の概略図を図7に示す。この運搬車両1’は、運搬車両1’に取付けられ、緩衝材10’をその中に保持するためのプッシャーガイドチューブ2’と、運搬車両1’から前方に突出するように動作し、プッシャーガイドチューブ2’にある緩衝材10’を押し出して、処分坑道76内の所定の位置に設置するためのプッシャーシリンダー3’a、3’b、3’cと、処分坑道76内を走行するための駆動輪5’と、運搬車両1’に取付けられ、処分坑道76の内壁に接することができる2つのサイドローラ8および従動輪9、9a、9bとを含んでなる。また、運搬車両1’は、運搬車両1’の本体に取付けられ、プッシャーガイドチューブ2’を水平状態で昇降させるための昇降手段(図示せず)をさらに含みうる。
ここで、図1に示す第1の実施態様と比較すると、図7に示す第2の実施態様は、例えば、プッシャーガイドチューブ2’が切断された筒状のものである点や、筒状緩衝材10’に係合するための切り欠き部をもたない点や、処分坑道76内を走行するための駆動輪が1つの駆動輪5’である点や、運搬車両1’の両側面に設けられ、処分坑道76の内壁にいずれか1つが接するサイドローラ8を有する点や、従動輪9と9a、9bとが上下方向に並列に配置されている点において異なっている。
なお、この運搬車両1’においても、図1の運搬車両1と同様に、筒状緩衝材10’を押し出すときの摩擦力をより小さくするために、プッシャーガイドチューブ2’にスライド用ボールを設けるか、プッシャーガイドチューブ2’の表面を摩擦係数の小さな材料を用いて被覆することができる。これにより、プッシャーガイドチューブ2’と筒状緩衝材10’との間の摩擦が低減されるので、筒状緩衝材10’を処分坑道76内に設置する場合にプッシャーシリンダー3’a、3’b、3’cによって与えられる力が少なくて済むことになる。
なお、図7に示す第2の実施態様では、プッシャーガイドチューブ2’やプッシャーシリンダー3’a、3’b、3’cや昇降手段(図示せず)や駆動輪5’に電力を供給するためのケーブルを収納するケーブルリール7’が記載されているが、バッテリ等を用いてケーブルやケーブルリール等を不要とすることも可能である。
次に、図9および図10に、図7のF−FとG−Gとで切断した場合の駆動輪5’および従動輪9、9a、9bの断面図を示す。また、参考までに、処分坑道76の中心を破線で示している。駆動輪5’は、筒状緩衝材10’と運搬車両1’との重量により、駆動輪5’が処分坑道76の中心よりも下の壁に常時接することになる。これは、筒状緩衝材10’を運搬する前後において同じである。
一方、上下に並べて配置された従動輪9、9a、9bは、上記の駆動輪5’とは状況が異なる。それは、筒状緩衝材10’の重力による影響の有無が、駆動輪5’が支点として、設置前後で変わる場合があるからである。そのため、筒状緩衝材10’の設置前は、処分坑道76の内壁の中心よりも上の部分に運搬車両1’の上部に設けられた従動輪9a、9bが接し、筒状緩衝材10’の設置後は、処分坑道76の中心よりも下の内壁に運搬車両1’の下部に設けられた駆動輪9が接するように構成されている。
ただし、このような駆動輪5’および従動輪9、9a、9bの関係は、筒状緩衝材10’の重量、運搬車両1’の重量、駆動輪5’の位置等を考慮して決まるものであるため、この場合に限られないことに留意されたい。
ただし、このような駆動輪5’および従動輪9、9a、9bの関係は、筒状緩衝材10’の重量、運搬車両1’の重量、駆動輪5’の位置等を考慮して決まるものであるため、この場合に限られないことに留意されたい。
また、図7に示す実施態様の運搬車両1’を用いて、高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容できる円筒緩衝材10’の処分坑道内の設置について図8を用いて説明する。図8は、運搬車両1’のプッシャーガイドチューブ2’を用いて筒状緩衝材10’を運搬している場合に図7のE−Eで切断したときの断面を示すものである。ここで、筒状緩衝材10’の設置後に横転しないようにするために、筒状緩衝材10’の中心よりも下の部分の曲率は、処分坑道76の内径に近似する曲率を有している。また、処分坑道への設置の便宜のため、筒状緩衝材10’とプッシャーガイドチューブ2’との間には、10cm程度の隙間を設けることが好ましい。
1 運搬車両
2 プッシャーガイドチューブ
20 スライド用ボール
3 プッシャーシリンダー
4 昇降手段
5、5a、5b、6a、6b 駆動輪
5c、9、9a、9b 従動輪
7 ケーブルリール
8 サイドローラ
10 円筒状緩衝材
11 キャニスターを含むオーバーパック
12a、12b 突起
2 プッシャーガイドチューブ
20 スライド用ボール
3 プッシャーシリンダー
4 昇降手段
5、5a、5b、6a、6b 駆動輪
5c、9、9a、9b 従動輪
7 ケーブルリール
8 サイドローラ
10 円筒状緩衝材
11 キャニスターを含むオーバーパック
12a、12b 突起
Claims (10)
- 高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容した筒状緩衝材を運搬して所定の位置に設置するために、駆動輪によって走行する運搬車両であって、
該運搬車両に取付けられ、前記筒状緩衝材をその中に保持するためのプッシャーガイドチューブと、
前記運搬車両に取付けられ、該プッシャーガイドチューブ内にある前記筒状緩衝材を該プッシャーガイドチューブから押し出すように動作するプッシャーシリンダーと
を含んでなる運搬車両。 - 前記プッシャーガイドチューブが、前記筒状緩衝材の側面に接する位置にあるスライド用ボールをさらに含む請求項1に記載の運搬車両。
- 前記プッシャーガイドチューブの表面が、前記プッシャーガイドチューブを構成する材料によりも摩擦係数の小さな材料によって被覆されているか、または摩擦係数が小さくなるように表面処理されているものである請求項1または2に記載の運搬車両。
- 前記プッシャーガイドチューブが、前記筒状緩衝材の設置のために設けられた突起に対応する切り欠き部を含む請求項1から3のいずれかに記載の運搬車両。
- 前記切り欠き部の幅が、前記筒状緩衝材を押し出す方向に向かって、同じまたは広くなっている請求項4に記載の運搬車両。
- 前記運搬車両に取付けられ、前記プッシャーガイドチューブを水平に保ったまま昇降させるための昇降手段をさらに含む請求項1から5のいずれかに記載の運搬車両。
- 前記筒状緩衝材を運搬している場合には、前記プッシャーガイドチューブに近い位置にある前記駆動輪が前記処分坑道の中心よりも下部にある内壁に接し、前記プッシャーガイドチューブから離れた位置にある前記駆動輪が前記処分坑道の中心よりも上部にある内壁に接する請求項1から6のいずれかに記載の運搬車両。
- 前記筒状緩衝材を設置した後に、前記プッシャーガイドチューブから離れた位置にある前記駆動輪が、前記処分坑道の中心よりも下部にある内壁と接する請求項1から7のいずれかに記載の運搬車両。
- 処分坑道内に設置される高レベル放射性廃棄物のオーバーパックを収容する筒状緩衝材であって、該筒状緩衝材の側面上であって中心よりも下の部分に少なくとも1つの突起が設けられている筒状緩衝材。
- 前記処分坑道の奥側に向かって、前記突起の幅が同一または広くなっている請求項9に記載の筒状緩衝材。
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- 2003-09-16 JP JP2003322838A patent/JP2005091070A/ja not_active Withdrawn
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