JP2005172443A - 放射性物質収納施設 - Google Patents

Abstract

【課題】 高線量放射性物質の収納施設において、作業員の立ち入りを可能にし、放射性物質収納容器搬送装置にトラブルが発生した際の遠隔操作式無人の救援用機器を設備しなくてもよいようにする。
【解決手段】 建屋内でそれぞれ遮蔽壁で区画されて放射性物質を収納する複数の貯蔵エリア１１８と、前記建屋内に配置されて前記複数の貯蔵エリア１１８に通ずる建屋内通路１１２と、を備え、前記建屋内通路１１２は放射性物質を貯蔵エリアへ無人搬送するエアパレット搬送装置１０８が走行する通路となっている放射性物質収納施設において、前記建屋内通路１１２が各貯蔵エリア１１８に通ずる位置に、建屋内通路１１２と貯蔵エリア１１８の間を放射線遮蔽する開閉可能な遮蔽手段１１１を配置した。また、遮蔽手段１１１が閉止状態にあるとき点灯する安全確認用ランプ１１４を設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原子炉から発生する使用済み燃料の収納設備に関する。

原子力発電所などの原子炉で一定期間使用された核燃料は、使用済燃料として所定の期間燃料プールで冷却されたのち再処理工場に輸送され、ウランとプルトニウムを取り出す再処理が行われる。この使用済燃料は燃料プールから取り出されてから再処理されるまでの間、中間貯蔵施設において乾式貯蔵方式で管理・貯蔵されることが考えられている。この乾式貯蔵方式の中で、現在国内で実用化されているキャスク貯蔵方式は、放射性物質収納容器である乾式キャスクの中に使用済燃料を収納し貯蔵する方式である。しかしこのようなキャスクは重量が非常に重く、かつ放射線量が高いため搬送にかかるコストが大きい。

また原子力発電所や再処理工場で発生した放射性廃棄物を、発電所等で搬送する、あるいは地下埋設施設で定置させる際にも、高線量の放射性物質を搬送する必要がある。従来の天井クレーン等による放射性物質の搬送においては、クレーンを設置するために施設を大型化する必要があり、これも搬送コスト増大要因となっていた。

このような問題を解決するため、放射性物質の搬送にエアパレットを用いることが検討されている（特許文献１参照）。この中では搬送作業に関わる作業員の被曝低減を図るため、エアパレットに遮蔽板を設けるとともにエアパレット搬送装置を遠隔自動化する例が示されている。

ただし搬送装置を遠隔自動化（無人化）した場合は、高線量区域で無人搬送装置にトラブルが生じた際の救援を考える必要がある。特許文献２には無人フォークリフト方式の搬送システムにおいて、貯蔵庫内で故障停止した無人フォークリフトを遠隔操作式無人救援車によって、放射線の影響が少ない貯蔵庫外へ引き出すことができるシステムが提示されている。

特許文献３には、遠隔自動化したエアパレット搬送装置を用いて、放射性物質を収納した貯蔵容器を搬送するようにした貯蔵システムが開示され、特許文献４には、放射性固体廃棄物を載置するパレットに放射線遮蔽板を設けた例が開示されている。また、特許文献５にも、放射性物質を収納した貯蔵容器を遠隔自動化したエアパレット搬送装置を用いて搬送する例が開示されている。

特開２００３-１５６５９４号公報（段落００２８、００３９〜００４０、００６２〜００６３） 特開平８-３４５９９号公報（段落００１４〜００１５） 特開２００２-１４８３８６号公報（段落００３１〜００４３） 特開平９-１９７０９５号公報（段落００１０〜００１１） 特開２００３-２８７５９３号公報（段落００７４〜００７６）

上記のような高線量の放射性物質の搬送システムにおいては、建屋の小型化、コストの削減を図るため、さらに搬送中、および収納されている放射性物質からの放射線による、作業員の放射線被曝低減を図るため、エアパレットのように搬送クレーンを使用しない、遠隔自動化した搬送システムが、注目されている。

このような遠隔方式の搬送システムを導入するとすれば、無人搬送装置に高線量区域で故障停止等のトラブルを生じた際の救援システムが必要となってくる。ただし普段使用しない遠隔操作式無人救援車を設置することは、設備のコスト高を招く結果になってしまい、また救援車が高線量区域で故障する事象も考えなくてはならない。

本発明の目的は、高線量放射性物質の収納施設において、作業員の立ち入りを可能にし、放射性物質収納容器搬送装置にトラブルが発生した際の遠隔操作式無人の救援用機器を設備しなくてもよいようにすることである。

上記目的を達成するため、本発明では、建屋内でそれぞれ遮蔽壁で区画されて放射性物質を収納する複数の貯蔵エリアと、前記建屋内に配置されて前記複数の貯蔵エリアに通ずる建屋内通路と、を備え、前記建屋内通路は放射性物質を貯蔵エリアへ無人搬送する搬送手段が走行する通路となっている放射性物質収納施設において、前記建屋内通路が各貯蔵エリアに通ずる位置に、建屋内通路と貯蔵エリアの間を放射線遮蔽する開閉可能な遮蔽手段を配置した。

前記遮蔽手段には、閉鎖状態にあることを検出し、遠隔表示する閉止確認手段が設けられていることが望ましい。

また、前記建屋内通路を走行する前記搬送手段には、幅が建屋内通路を通行可能な最大幅である遮蔽板を、積載した放射性物質に対して進行方向後方に備え、前記建屋内通路壁面に前記遮蔽板に係合する走行ガイド手段が設けられていることが望ましい。

建屋内通路と貯蔵エリアの間を放射線遮蔽する遮蔽手段を配置したことで、建屋内通路における線量率が低減され、搬送手段トラブル発生時における建屋内通路への作業員の立ち入りが可能となる。これにより、搬送手段を無人救援する救援用機器を不要とすることができる。

前記遮蔽手段に、閉まっていることを確認できる装置を備えることで、遮蔽手段が機能していない場合に作業員が立ち入る危険を、排除することができる。

また、搬送手段に、積載した放射性物質に対して進行方向後方になる位置に遮蔽板を設置し、遮蔽板の幅寸法を、建屋内通路を通行可能な最大幅とすることで、搬送手段に積載した放射性物質から放出される放射線が搬送手段に進行方向後方から接近しようとする作業員に到達するのを遮断できる。そして、建屋内通路壁面に前記遮蔽板に係合する走行ガイド手段を設けることで、通路幅と同程度の幅の遮蔽板を備えた搬送手段が、通路壁面と衝突を繰り返すことなく、走行することが可能になる。

本発明によれば、搬送手段にトラブルが生じた場合でも建屋内通路への作業員の立ち入りが可能となり、搬送手段救援のための無人救援車などの無人救援機器が不要になる。

本発明の実施例を図面を参照して説明する。図２は、放射性物質を貯蔵する貯蔵建屋への放射性物質の搬入と建屋内での搬送を概念的に示している。

まず、船で運ばれてきた放射性物質収納容器１０２は放射性物質収納容器１０２を横置する放射性物質収納容器横置架台(以下、横置架台という)１に載せられ、緩衝材６をつけた状態で港湾クレーン２で水切りされ、トレーラ３に積み替えられる。トレーラ３は、横置架台１に載せられ緩衝材６をつけた放射性物質収納容器１０２を貯蔵建屋４のトレーラエリアに搬入し、搬入された放射性物質収納容器１０２は横置架台１に載せられ緩衝材６をつけたまま天井クレーン５にてトレーラから吊り降ろされる。

本実施例では、貯蔵建屋内の放射性物質収納容器１０２の搬送はエアパレット搬送システムで行われる。放射性物質収納容器１０２は、吊り降ろされた場所で、エアパレット搬送システムにて横置架台１ごと搬送する準備が行われる。エアパレット搬送準備では、エアパレット台車を架台下部に挿入し、エアパレットに空気を送り込んで浮上状態確認等の安全性確保に関わる確認が実施される。準備が終わったら、放射性物質収納容器１０２は、横置架台１に載せられ緩衝材６をつけたまま放射性物質収納容器仮置エリア９０へエアパレット搬送される。

放射性物質収納容器仮置エリア９０まで搬送された放射性物質収納容器１０２は、横置架台１ごと緩衝材６をつけたまま放射性物質収納容器仮置エリア９０で一時的に仮置される。仮置されていた放射性物質収納容器１０２は、次に、放射性物質収納容器仮置エリア９０から、受入れエリア１２０にエアパレット搬送システムにて搬送される。受入れエリア１２０では、緩衝体６の取り外し及び貯蔵前検査が実施される。貯蔵前検査では、外観検査，線量率検査，温度測定検査，気密漏洩検査，表面汚染検査等が実施される。

貯蔵前検査が終了したら、横置状態であった放射性物質収納容器１０２は、揚重機（天井クレーン）１０９にて縦置状態に起こされて、貯蔵用の架台である縦置架台１０３に設置される。放射性物質収納容器１０２を縦置架台１０３に固定した後、エアパレット搬送システムで搬送する準備が行われ、縦置架台１０３ごと貯蔵エリア１１８までエアパレット搬送される。

貯蔵エリアの所定の位置に達したらエアパレットから空気が抜かれ、縦置架台１０３からエアパレットが外されて、放射性物質収納容器１０２は縦置架台１０３に載置された状態で貯蔵位置に定置、収納される。

図３、図４に、本実施例で受入れエリア以降で使用されるエアパレット台車１００の概要を示す。エアパレット台車１００は下部に設置された空気吹き出し口１０５から空気を吹き出すことにより、床面と台車接地面の間に薄い空気層を形成し、重量物の移動時における摩擦力を大幅に低減することができる。これにより、エアパレット搬送システムでは、通常の搬送システムよりもはるかに少ない駆動力で重量物を搬送することが可能である。またエアパレット台車１００は駆動装置１０６を備え、安定性を確保するために駆動輪１０７を持つことが望ましい。なお、図３、図４では、エアパレット台車１００は、動力源、空気圧縮装置、自動走行のための制御装置などが図示を省略されている。

本実施例で受入れエリア以降で放射性物質を搬送する場合においては、図３に示すように搬送手段であるエアパレット台車１００のフォーク１０４を、放射性物質収納容器１０２を設置した縦置架台１０３下部に挿入し、エアパレットに空気を吹き込むことで、エアパレット搬送装置を浮上させ、放射性物質収納容器１０２を含む縦置架台１０３の重量をエアパレット台車で支持して搬送を実施させることとなる。搬送は、縦置架台１０３が進行方向前方側に、エアパレット台車１００が進行方向後方側になるようにして行われる。

本実施例では、エアパレットを２本のフォークを備えた形状のものとしているが、３本以上でも、エアパレットが放射性物質収納容器架台１０３下部に挿入できればよい。

また本実施例では、縦置架台１０３として、複数の放射性物質収納容器が設置できる棚型のものを用いているが、単体の放射性物質収納容器が安定に設置できる形状の架台でも問題ない。図２では、わかりやすくするために、単体の放射性物質収納容器を収容する架台として示した。

本実施例では、図示のエアパレット台車１００上に、放射性物質収納容器からの放射線を遮蔽するための遮蔽板１０１を、図３に示すように、搬送する放射性物質収納容器に対して進行方向後方になる位置に設置してある。前述した動力源、空気圧縮装置、自動走行のための制御装置などは、遮蔽板１０１の後方に配置される。また、エアパレット台車１００に設置した遮蔽板１０１はその幅寸法を、エアパレット台車１００が建屋内通路を走行することのできる最大幅にしてあり、建屋内通路の壁面には、遮蔽板１０１と係合してエアパレット台車１００の走行をガイドする「かみ合せ」などのガイド手段が設けられている。ガイド手段を設けることで、通路幅一杯の遮蔽板を備えたエアパレット台車１００が通路壁面に衝突するのを避けることができる。

遮蔽板１０１は、鋼鉄製で放射性物質収納容器に向いていない面にはポリエチレンを張り付けた構造とし、鋼鉄部は放射物質収納容器からのγ線を、ポリエチレン部は中性子線を効果的に遮蔽できる厚みを持つものとしてある。なお放射性物質からの中性子線が作業員の被曝に影響を与えない程度の場合は、ポリエチレン部は無くてもよい。また本実施例では、遮蔽板１０１は放射性物質収納容器に向いている側と側面側の双方に設置されているが、通路側面からの放射線の照射の可能性が無い場合は、側面側には遮蔽板を設置しなくてもよい。

次に本実施例における放射性物質収納施設について、その構成・機構を説明する。図１は本実施例における放射性物質収納施設の概略を示す平面図である。図示の放射性物質収納施設は、外周および天井を外周遮蔽壁１１９で囲まれて構成された貯蔵建屋で、内部に、遮蔽壁１１７で区画された複数の貯蔵エリア１１８と、受入れエリア１２０を備えている。また、各貯蔵エリア１１８に通ずる建屋内通路１１２を備え、建屋内通路１１２の一端は前記受入れエリア１２０に通じている。

建屋内通路１１２が受入れエリア１２０に通じる位置に、受入れエリア１２０と建屋内通路１１２の間を放射線遮蔽する開閉可能な遮蔽扉１１０が設置され、建屋内通路１１２が貯蔵エリア１１８に通じる位置に、貯蔵エリア１１８と建屋内通路１１２の間を放射線遮蔽する開閉可能な遮蔽手段１１１が設置されている。遮蔽手段１１１は鋼鉄製で通路側の面にはポリエチレンを張り付けた構造とし、鋼鉄部は放射物質収納容器からのγ線を、ポリエチレン部は中性子線を効果的に遮蔽できる厚みを持つものとしてある。なお放射性物質からの中性子線が作業員の被曝に影響を与えない程度の場合は、ポリエチレン部は無くても問題ない。

受入れエリア１２０には、前記遮蔽手段１１１及び遮蔽扉１１０の開閉を制御する制御装置１１５が設置され、遮蔽手段１１１及び遮蔽扉１１０を開閉する図示されていない駆動装置と制御用ケーブル１１６で接続されている。遮蔽手段１１１及び遮蔽扉１１０には、それぞれの閉止状態を検出して出力する閉止確認手段が設けられ、遮蔽手段１１１及び遮蔽扉１１０それぞれの近くに、閉止時に点灯する安全確認用ランプ１１４が設置されている。制御装置１１５にも、遮蔽手段１１１及び遮蔽扉１１０それぞれの閉止時に点灯する安全確認用ランプが設けられている。

受入れエリア１２０にはまた、揚重機１０９が設置されているとともに、貯蔵前検査に必要な設備が設けられている。

建屋内通路１１２の壁面には、エアパレット台車１００の遮蔽板１０１と係合するガイド手段（図示せず）が設けられている。

受入れエリア１２０に放射性物質収納容器がエアパレット搬送されてきたら、緩衝体が取り外され、外観検査，線量率検査，温度測定検査，気密漏洩検査，表面汚染検査等の貯蔵前検査が実施される。貯蔵前検査が終了したら、横置状態であった放射性物質収納容器１は、揚重機（天井クレーン）１０９にて縦置状態に起こされて、貯蔵用の架台である縦置架台１０３に載置される。

次いで、エアパレット搬送装置１０８に放射性物質収納容器１０２が載置された縦置架台１０３が搭載される。すなわち、エアパレット台車１００のフォーク１０４を縦置架台１０３下部に挿入して放射性物質収納容器１と縦置架台１０３の重量をエアパレット搬送装置１０８つまりエアパレット台車１００に移す。

遮蔽扉１１０は搬送作業を行わない際には閉じられ、放射性物質が収納されている区域からの放射線が遮断される。放射性物質収納容器１０２を載置した縦置架台１０３を搭載したエアパレット搬送装置は、建屋内通路１１２を通り、貯蔵エリア１１８まで放射性物質収納容器１０２を搬送する。その際、すでに貯蔵エリア１１８に収納されている放射性物質からの放射線を遮蔽するために、各貯蔵エリア１１８の通路側出口に設置された遮蔽手段１１１は閉止しておき、そのとき放射性物質収納容器を搬入しようとする貯蔵エリア１１８に放射性物質収納容器１０２を載置した縦置架台１０３を搭載したエアパレット搬送装置が到着したときに当該貯蔵エリア１１８の通路側出口に設置された遮蔽手段１１１を開放する。

この遮蔽手段１１１は取り外し可能な遮蔽板であってもよい。その場合は、そのとき放射性物質収納容器を搬入しようとする貯蔵エリア１１８以外の各貯蔵エリア１１８の通路側出口はあらかじめ遮蔽板を設置して閉鎖しておき、そのとき放射性物質収納容器を搬入しようとする貯蔵エリア１１８については、あらかじめ開放しておく。そして放射性物質を収納し終えた後に、当該貯蔵エリアの通路側出口の遮蔽板をエアパレット搬送装置を用いて通路側出口まで搬送し、設置する。

遮蔽手段１１１が開閉可能なものである場合、放射性物質が当該貯蔵エリアに収納され、エアパレット台車１００が当該貯蔵エリアから退出した後に、閉止して該貯蔵エリアを閉鎖する。

なおこれら放射性物質収納施設における遮蔽手段１１１及び遮蔽扉１１０の前記閉止確認手段は、遮蔽板であれば所定の位置に設置された状態、開閉可能な機構のものである場合は完全に閉まった状態になれば通電する、あるいはスイッチが入る等の手段で信号を発することができる機能を有し、この信号を受けて、安全確認ランプ１１４が点灯するようになっている。

エアパレット台車１００は、指定された貯蔵エリア１１８の指定位置に着いたら、フォーク１０４から空気を抜き、縦置架台１０３を床に下ろして後退しつつフォーク１０４を引き抜く。次いで通ってきた建屋内通路１１２を逆に受入れエリア１２０に戻り、次の搬送作業を始める。

このように構成することで、貯蔵エリア１１８からの放射線が建屋内通路に漏洩しているときに作業員が建屋内通路に立ち入る危険性をなくすことができる。

本実施例によれば、貯蔵エリア１１８からの放射線が建屋内通路に漏洩するのが防止されるので、放射性物質を無人搬送する搬送システム、すなわちエアパレット搬送システムが故障した場合でも、修理要員が建屋内通路に入って作業することが可能になり、搬送システムを救援するための無人の救援車などの遠隔操作式無人救援設備を設けなくてもよい。また、エアパレット台車に建屋内通路の幅一杯の遮蔽板を設けたので、搬送中の放射性物質からの放射線も遮蔽され、修理要員のエアパレット台車への接近が可能になる。さらに、閉止確認手段により、貯蔵エリア１１８からの放射線が建屋内通路に漏洩しているときに作業員が建屋内通路に立ち入る危険性をなくすことができる。

本発明の実施例である放射性物質貯蔵施設の概略を示す平面図である。 本発明の実施例での放射性物質収納容器の搬送の順序を示す概念図である。 図２に示すエアパレット搬送装置を示す斜視図である。 図３に示すエアパレット搬送装置の部分を示す斜視図である。

符号の説明

１ 放射性物質収納容器架台（横置架台）
２ 港湾クレーン
３ トレーラ
４ 貯蔵建屋
５ 天井クレーン
６ 緩衝材
９０ 放射性物質収納容器仮置エリア
１００ エアパレット台車
１０１ 遮蔽板
１０２ 放射性物質収納容器
１０３ 放射性物質収納容器架台（縦置架台）
１０４ フォーク
１０５ 空気吹き出し口
１０６ 駆動装置
１０７ 駆動輪
１０８ エアパレット搬送装置
１０９ 揚重機
１１０ 遮蔽扉
１１１ 遮蔽手段
１１２ 建屋内通路
１１３ 収納区域に設置された放射性物質
１１４ 安全確認用ランプ
１１５ 制御装置
１１６ 制御用ケーブル
１１７ 遮蔽壁
１１８ 貯蔵エリア
１１９ 外周遮蔽壁
１２０ 受入れエリア

Claims (3)

1. 建屋内でそれぞれ遮蔽壁で区画され放射性物質を収納する複数の貯蔵エリアと、前記建屋内に配置されて前記複数の貯蔵エリアに通ずる建屋内通路と、前記建屋内通路が各貯蔵エリアに通ずる位置に配置され建屋内通路と貯蔵エリアの間を放射線遮蔽する開閉可能な遮蔽手段と、を有してなり、前記建屋内通路は放射性物質を無人搬送する搬送手段が走行する通路となっている放射性物質収納施設。
2. 請求項１に記載の放射性物質収納施設において、前記遮蔽手段には、閉鎖状態にあることを検出し、遠隔表示する閉止確認手段が設けられていることを特徴とする放射性物質収納施設。
3. 請求項１または２に記載の放射性物質収納施設において、前記建屋内通路を走行する搬送手段は、幅が建屋内通路を通行可能な最大幅である遮蔽板を、積載した放射性物質に対して進行方向後方に備え、前記建屋内通路壁面には、前記遮蔽板に係合する走行ガイド手段が設けられていることを特徴とする放射性物質収納施設。

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