JP2006292629A - Resin filling apparatus and method for cask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力プラントにおける使用済燃料の輸送、貯蔵又は輸送・貯蔵兼用の容器(以下「キャスク」という。)に、中性子遮蔽用レジンを充填するためのキャスク用レジンの充填装置及び充填方法に関する。 The present invention relates to a filling apparatus and filling method for a cask resin for filling a neutron shielding resin in a container (hereinafter referred to as “cask”) for transporting, storing, or transporting and storing spent fuel in a nuclear power plant. .
図4及び図5に、レジンの充填対象となるキャスクとして、使用済燃料の輸送・貯蔵兼用キャスク1を例示している。図4はキャスク1の縦断面図であり、図5は横断面図(図4のA−A線断面図)である。 4 and 5 illustrate a spent fuel transportation / storage cask 1 as a cask to be filled with a resin. 4 is a longitudinal sectional view of the cask 1, and FIG. 5 is a transverse sectional view (a sectional view taken along line AA in FIG. 4).
このキャスク1は、上端が開口する有底縦型筒状のキャスク本体1aと、このキャスク本体1aの上端開口部を密閉する一次蓋2及び二次蓋3とを有し、内部に使用済燃料体4がバスケット5を介して収納される構成となっている。キャスク本体1aの外周部には、キャスク搬送等の取扱いを行うための複数のトラニオン5が設けられている。
The cask 1 has a bottomed vertical cylindrical cask main body 1a with an open upper end, and a
このような構成のキャスク1において、キャスク本体1aの底壁部及び周壁部の外面側ならびに二次蓋3の外面側が、所定の間隔をあけて略全体を覆う外殻壁6によって囲まれている。この外殻壁6によって形成されるキャスク1の略全体を覆う空間がレジン充填用空間とされ、この空間にレジン7が充填されている。
In the cask 1 having such a configuration, the outer surface side of the bottom wall portion and the peripheral wall portion of the cask main body 1a and the outer surface side of the secondary lid 3 are surrounded by an
レジン7は、例えば主剤であるエポキシ樹脂、中性子吸収材及び難燃剤等に、硬化剤を加えて構成され、キャスク1の上記空間部に充填され、固化される。
The
ところで、従来では、このレジンをキャスクの各空間部に充填する場合、レジンの主剤、硬化剤、及び中性子吸収剤や難燃剤等の充填剤を回転翼を使って混合し、その混合液を直ちにキャスク1内に充填する方法が取られていた。しかしながら、この方法においては、混合液が硬化するまでに充填できる範囲の限られた量の混合液を作り、その後直ちに充填作業を行うという作業を、全ての充填が終了するまでに何度も繰り返す必要があった。 By the way, conventionally, when this resin is filled in each space part of the cask, the resin main agent, a curing agent, and a filler such as a neutron absorber and a flame retardant are mixed using a rotary blade, and the mixture is immediately mixed. A method of filling the cask 1 has been taken. However, in this method, the work of making a limited amount of liquid mixture that can be filled before the liquid mixture is cured and immediately performing the filling operation is repeated many times until all the filling is completed. There was a need.
なお、レジンの混合液を冷却して反応速度を緩和し、硬化時間を遅らせること等により、一度にできるだけ長時間の充填が行えるようにする技術も提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上述したように、従来のレジン充填方法においては、レジンの硬化時間による制約により、混合液を一度に作る量が限られるため、混合液を作る回数が増えてしまい、その都度充填作業が滞るために全てのレジンを充填するために必要な時間が長くなってしまうという問題があった。 As described above, in the conventional resin filling method, because the amount of the liquid mixture to be prepared at a time is limited due to the restriction due to the curing time of the resin, the number of times of preparing the liquid mixture increases, and the filling work is delayed each time. There is a problem that the time required for filling all the resin becomes longer.
また、例えば冷却することにより硬化時間を遅らせるような対策をした場合においても、硬化するまでの時間に制約されることに変わりは無く、決定的な対策にはならないこと。また冷却装置等の余分な装置が必要となるという問題があった。 In addition, even when measures are taken to delay the curing time by cooling, for example, there is no change to the time until curing and this is not a decisive measure. There is also a problem that an extra device such as a cooling device is required.
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、レジンを連続的にキャスク内に充填し、かつレジン充填の作業時間を大幅に短縮することができるキャスク用レジンの充填装置及び充填方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is capable of filling a resin into a cask continuously and can greatly reduce the work time for resin filling and a cask resin filling device. It aims to provide a method.
前記の目的を達成するために、請求項1に係る発明では、エポキシ樹脂からなる主剤、中性子吸収剤及び難燃剤を含む液を収容するタンクと、前記主剤を硬化させる硬化剤を含む液を収容する他のタンクと、これら各タンクに収容した液をそれぞれ前記各タンクからキャスクに向って連続的に注入する注入機構と、この注入機構による前記キャスクへの注入経路に配置され、前記各液を混合するスタティックミキサとを備えたことを特徴とするキャスク用レジンの充填装置を提供する。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 contains a tank containing a liquid containing an epoxy resin main agent, a neutron absorber and a flame retardant, and a liquid containing a curing agent for curing the main agent. Other tanks, an injection mechanism for continuously injecting the liquid stored in each of these tanks from each tank toward the cask, and an injection path to the cask by the injection mechanism. A cask resin filling device comprising a static mixer for mixing is provided.
請求項2に係る発明では、前記注入機構は、前記タンクから液を押し出す複数のピストン及びシリンダと、前記ピストンを駆動する駆動部とを備えたキャスク用レジンの充填装置を提供する。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、前記キャスク用レジンの充填装置を使用して、前記キャスクに前記レジンを充填する方法であって、あらかじめ前記主剤と前記中性子吸収剤と前記難燃剤とを混合した液と、前記取材を硬化させる硬化剤に中性子吸収剤と難燃剤等とを混合した液の少なくとも二液を準備し、前記各液を前記注入機構により押し出し、前記スタティックミキサを通すことにより前記各液を混合させた後、前記キャスク内に連続的に充填することを特徴とするキャスク用レジンの充填方法を提供する。 The invention according to claim 3 is a method of filling the cask with the resin using the cask resin filling device, wherein the liquid is obtained by mixing the main agent, the neutron absorber, and the flame retardant in advance. And at least two liquids prepared by mixing a neutron absorbent and a flame retardant in a curing agent for curing the coverage, and extruding each liquid by the injection mechanism and passing each static liquid through the static mixer. A cask resin filling method is provided, wherein the cask is continuously filled after mixing.
請求項4に係る発明では、前記各液の構成剤の粒径及び組成は、前記注入機構及び前記スタティックミキサに適合する粘度となるように予め配合調整するキャスク用レジンの充填方法を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for filling a cask resin in which the particle size and composition of the constituents of each liquid are blended and adjusted in advance so that the viscosity is compatible with the injection mechanism and the static mixer.
請求項5に係る発明では、前記各液は、前記スタティックミキサによる混合作業に適合するように、温度調整するキャスク用レジンの充填方法を提供する。
In the invention which concerns on
請求項6に係る発明では、前記主剤及び前記硬化剤の組成は、前記スタティックミキサによる混合後にレジン充填作業に適合する時間で硬化が行なわれるように、予め配合調整するキャスク用レジンの充填方法を提供する。
In the invention according to
本発明によれば、エポキシ樹脂からなる主剤、中性子吸収剤及び難燃剤を含む液を収容するタンクと、主剤を硬化させる硬化剤を含む液を収容する他のタンクから、各液をそれぞれ注入機構によってキャスク側に連続的に注入し、キャスクへの注入経路にスタティックミキサを配置して、前記各液を混合することにより、レジンを連続的にキャスク内に充填し、かつレジン充填の作業時間を大幅に短縮することができる。 According to the present invention, each liquid is injected from a tank containing a liquid containing an epoxy resin main agent, a neutron absorber and a flame retardant, and another tank containing a liquid containing a curing agent for curing the main agent. By continuously injecting into the cask side, placing a static mixer in the injection path to the cask, and mixing the liquids, the resin is continuously filled into the cask, and the work time for resin filling is reduced. It can be greatly shortened.
以下、本発明に係るキャスク用レジンの充填装置及び充填方法の実施例について、図1〜図3を参照して説明する。図1は、キャスク用レジン充填装置11を示す全体構成図である。図2は、スタティックミキサの構成を拡大して示す要部断面図である。図3は、スタティックミキサの内部エレメントをさらに拡大して示す拡大断面図である。なお、以下の例ではレジンとして二液を混合する場合について説明する。また、レジンを充填するキャスク1については、図4および図5に示した構成を参照する。
Embodiments of a cask resin filling apparatus and filling method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a cask
まず、図1を参照してレジン充填装置11の全体構成を説明する。本実施形態の充填装置11は、エポキシ樹脂からなる主剤、中性子吸収剤及び難燃剤を含む第1液12を収容する第1タンク13を備えている。この第1タンク13は例えば縦長円筒状のもので、下端側が下方に向って次第に小径となる逆円錐状となり、さらに下端側が一定の小径管部となる漏斗状の構成となっている。この第1タンク13の上端開口部には、平坦な円板上の蓋体14が被着され、この蓋体14の周縁の複数個所がクリップ状の係止具15によって開閉可能に係止されている。
First, the overall configuration of the
また、第1タンク13に隣接する配置で、他の液すなわち第2液16を収容する第2タンク17を備えている。第2液は、主剤を硬化させる硬化剤を含むものであり、具体的には、硬化剤とともに、中性子吸収材及び難燃剤を含む構成とされている。第2タンク15は、第1タンク12と同様に、縦長円筒状のもので、下端側が下方に向って次第に小径となる逆円錐状となり、さらに下端側が一定の小径管部となる漏斗状の構成となっている。この第2タンク117の上端開口部にも、平坦な円板上の蓋体18が被着され、この蓋体18の周縁の複数個所がクリップ状の係止具19によって開閉可能に係止されている。
In addition, a
なお、第1液12及び第2液16を収容するタンク13,17の容積は、レジン充填装置として実用上都合の良い大きさのものにしてあり、レジン7の総量が入る大きさのものでなくてもよい。また、第1液12及び第2液16を入れるタンク13,17には、液体中に空気が混入することを防止するため、必要に応じて真空脱泡装置を接続してもよい。
The volumes of the
第1タンク13および第2タンク17の下端には、第1液12および第2液16をそれぞれ個別に取り出し、キャスク1側に向って注入するための第1,第2の注入機構20,21が連結されている。
At the lower ends of the
第1、第2の注入機構20、21は、キャスクへの注入経路となる互いに平行な水平管路20a,21aをそれぞれ有している。これらの管路20a,21aの一端側には、それぞれ第1タンク13および第2タンク17から液を押し出すピストン22,23及びシリンダ24,25が設けられ、各管路20a,21aの他端側には、各ピストン22,23をそれぞれピストンロッド26,27を介して駆動するエアシリンダ機構等の駆動部28,29が設けられている。なお、ピストンロッド26,27の途中部分は、共通なスライド支持機構30によって支持されている。シリンダ24,25の内径及びピストン22,23のストロークは、レジン7を製作するために定められた配合比で第1液12及び第2液16が押し出されるように決められている。なお、シリンダ24,25の内径及びピストン22,23のストロークを同じにして、駆動部28,29の駆動回数を個々に調整することにより、第1液12及び第2液16が定められた配合比になるようにしてもよい。
The first and
第1、第2の注入機構20、21のシリンダ24,25の各一端側、すなわち液押し出し側となる端部には、それぞれ可撓性のチューブ31,32が連結され、これらのチューブ31,32の先端が、第1液12と第2液16とを混合する1体のスタティックミキサ33に連結され、スタティックミキサ33で混合された第1液12と第2液16の混合液がさらにホース34を介してキャスク1に供給されるようになっている。
ここで、図2および図3を参照してスタティックミキサ33の構成について説明する。図2および図3に示すように、スタティックミキサ33は、例えば縦方向に配置された1本の流路管35内の中心部に液混合用のスクリュー36を固定配置したものである。スクリュー36は上下方向に長い長尺のもので、例えば上下端部が支持部材37,38によって流路管35内に固定支持されている。スクリュー36は、例えば右捩りスクリュー形のエレメント36aと、左捩りスクリュー形のエレメント36bとを複数有し、これらのエレメント36a,36bを軸方向に沿って複数体、交互に直列に配置した構成とされている。
Here, the configuration of the
そして、スタティックミキサ15内では、第1,第2の注入機構20,21によりチューブ31,32を介して押し出されてきた第1液12と第2液16とが流れ込み、エレメント36a部分ではこれらが一緒に右旋回し、次のエレメント36b部分では左旋回する。このようにして、エレメント36a,36bの数だけ第1液12と第2液16の混合流が反転を繰り返すうちに十分に混合、均質化される。このようにして得られたレジン7はホース34を介してキャスク1の所定箇所に充填される。
Then, in the
次に、レジン7の充填方法について詳細に説明する。
Next, the filling method of the
まず、レジン充填に使用する溶液は、混合後に固化するように、それぞれの組成が異なる第1液12及び第2液16の二液に分け、キャスク内各部に充填するために必要な量を予め準備しておく。すなわち、あらかじめ主剤と中性子吸収剤と難燃剤とを混合した液と、硬化剤に中性子吸収剤と難燃剤等とを混合した液の少なくとも二種類の液を準備する。
First, the solution used for resin filling is divided into two liquids of a
具体的には上述したように、第1液12は主剤であるエポキシ樹脂、中性子吸収材及び難燃剤等から構成されており、第2液16は硬化剤、中性子吸収材及び難燃剤等から構成されている。第1液12及び第2液16とも所定の配合比になるように、それぞれ用意した原材料を別の容器と攪拌装置を使用し、均質になるよう攪拌混合したものである。また、この際に液体の中に空気が混じらないように真空脱泡を行うことが望ましい。
Specifically, as described above, the
なお、第1液12および第2液16の構成剤の粒径及び組成は、注入機構20,21及びスタティックミキサ33に適合する粘度となるように配合調整しておく。
The particle diameters and compositions of the constituent agents of the
同様に、第1液12の主剤及び第2液16の硬化剤の組成は、スタティックミキサ33による混合後にレジン7の充填作業に適合する時間で硬化が行なわれるように、配合調整しておく。さらに、レジン7は温度の違いにより硬化時間及び粘度が変動する。このため、環境温度等に左右されることが無い様に必要に応じて第1液、第2液を温度調整し、スタティックミキサ33に適合するように、また混合後のレジン充填作業に適合するように、所定の硬化時間及び粘度に設定してもよい。また、押し出し速度を調整して、第1液及び第2液が所定の配合比で押し出されるようにしてもよい。
Similarly, the composition of the main agent of the
このように、あらかじめ原材料を攪拌混合し、キャスク各部への充填に必要な量の第1液12及び第2液16を準備し、二液をそれぞれ個別にタンク13,17に収容する。第1液12及び第2液16は、主剤と硬化剤とを別々にしているため、いずれも単独では硬化することは無く、二液が混合されてはじめて硬化が始まる。
In this way, the raw materials are stirred and mixed in advance to prepare the
次に、二液をそれぞれ別々にタンク13,17に入れ、駆動部28,29のピストン22,13bを所定のストロークで駆動する。ピストン22,23が駆動部28,29によりピストンロッド26,27の戻り方向(図1の矢印a方向)に移動する行程で、各タンク13,17内から第1液12及び第2液16が各シリンダ24,25内にそれぞれ流入し、次に各ピストン22,23が駆動部28,29によりピストンロッド26,27の突出方向(図1の矢印b方向)に移動する行程で、第1液及び第2液がそれぞれシリンダ24,25内でスタティックミキサ15側に移動する。
Next, the two liquids are separately put into the
そして、各ピストン22,23に設定された戻りストロークの違い、あるいはシリンダ24,25の内径の違い等により、第1液12及び第2液16が所定の配合比でチューブ31,32に押し出され、スタティックミキサ15に流入する。なお、ピストン22,23の駆動速度を調整して、第1液12及び第2液16が所定の配合比で押し出されるようにしてもよい。
The
スタティックミキサ15内では、図2および図3に示すように、エレメント36a部分ではこれらが一緒に右旋回し、次のエレメント36b部分では左旋回する。このようにして、エレメント36a,36bの数だけ第1液12と第2液16の混合流が反転を繰り返すうちに十分に混合、均質化される。
In the
エレメント30により第1液と第2液が一緒に右旋回し、次にエレメント31により左旋回する。エレメントの数だけ第1液及び第2液の混合流が反転を繰り返すうち、十分に混合、均質化される。このようにしてできたレジン7を、ホース17を介してキャスク1の所定箇所に充填する。
The first liquid and the second liquid are turned together by the
なお、レジン充填中には、第1液及び第2液を注入機構のタンク13,17に随時供給する。
During the resin filling, the first liquid and the second liquid are supplied to the
このようにして、スタティックミキサ15及び注入機構20,21を備えたレジン充填装置を使用することにより、第1液12と第2液16とが所定の配合比で十分に均一に混合されたレジン7を連続的にキャスク1内に充填することができる。
In this way, by using the resin filling device including the
第1液12と第2液16は、それぞれ適当な粘度に配合調整されているため、注入機構20,21の駆動能力で液体の移動がスムーズに行われ、スタティックミキサ33内での旋廻、混合も良好に行われる。
Since the
また、第1液12及び第2液16は、スタティックミキサ33による混合後に適当な時間で硬化が行なわれるように、主剤及び硬化剤の配合調整を最適化しているため、レジン7の硬化時間により充填作業が制約されることは無く、更に硬化後も割れや引け等の無い良好な品質のレジン7を得ることができる。
In addition, the
なお、以上の実施形態においては、レジン7として二液を混合する場合について説明したが、三液以上を混合する場合についても適用することができる。その場合には、タンクおよび注入機構等を、液に対応して3組設置する等、装置構成要素を適宜増設すればよい。
In addition, in the above embodiment, although the case where two liquids were mixed as the
1 キャスク
7 レジン
11 充填装置
12 第1液
13 第1タンク
14 蓋体
15 係止具
16 第2液
17 第2タンク
18 蓋体
19 係止具
20 第1の注入機構
21 第2の注入機構
20a,21a 管路
22,23 ピストン
24,25 シリンダ
26,27 ピストンロッド
28,29 駆動部
30 スライド支持機構
31,32 チューブ
33 スタティックミキサ
36a エレメント
36b エレメント
34 ホース
35 流路管
36 スクリュー
37,38 支持部材
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005116085A JP2006292629A (en) | 2005-04-13 | 2005-04-13 | Resin filling apparatus and method for cask |
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2005
- 2005-04-13 JP JP2005116085A patent/JP2006292629A/en active Pending
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