JP2009222470A - 放射性廃水の循環濾過システム及びそのフィルタ交換方法 - Google Patents

放射性廃水の循環濾過システム及びそのフィルタ交換方法 Download PDF

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Abstract

【課題】放射性を有する塵芥を含んだ廃水1が貯留された廃水容器2内の廃水1を循環させつつ濾過するシステムのフィルタ3を交換する際、作業員の被爆低減が図れ、放射線の漏洩リスクを解消でき、設置場所が制限されない放射性廃水の循環濾過システム及びそのフィルタ交換方法を提供する。
【解決手段】ヘッダを兼ねるホルダ(ヘッダホルダ)4に取り付けられたフィルタ3が目詰まりしたとき、そのフィルタ3を廃水1の水面1aより下方に位置させた状態で、ヘッダホルダ4の操作部12を廃水1の水面1aより上方で操作してヘッダホルダ4からフィルタ3を切離し、切離したフィルタ3を廃水1の水中に保管し、フィルタ3が切離されたヘッダホルダ4を廃水1の水面1aから引き上げ、そのヘッダホルダ4に気中にて新たなフィルタ3を取り付ける。
【選択図】図1

Description

本発明は、放射性を有する塵芥を含んだ廃水が貯留された廃水容器内の廃水を循環させつつ濾過するシステム及びそのシステムに用いられるフィルタの交換方法に関する。
原子力発電所等の施設においては、放射性を有する塵芥が混入した廃水を貯留する廃水容器(槽又はタンク)が設けられている。この廃水容器には、例えば、各種配管内に付着した放射性を有するクラッド、水垢等が剥がれて混入した廃水等が流入し、貯留される。
この廃水容器の内面のライニングの継ぎ目等を点検する場合、設備の状況により廃水を他のタンクに移送できない場合が多く、廃水容器内の廃水を循環させつつ廃水中の放射性塵芥(上記クラッド、水垢、埃等)を濾過して、廃水の濁りを解消する処置が行われる。この処置に用いられる放射性廃水の循環濾過システムとして、図9に示すものが知られている。
この循環濾過システムは、廃水容器(廃水槽)2の近傍の床面2aに濾過装置30を仮設し、濾過装置30の入口に吸込ホース31を接続し、濾過装置30の出口に吐出ホース32を接続し、吸込ホース31に設けられたポンプ33によって廃水槽2内の廃水1を吸い込んで濾過装置30に導き、濾過装置30のフィルタユニット34で濾過された後の廃水を吐出ホース32を通して廃水槽2に戻すようにしている。
ここで、継続使用により、フィルタユニット34が放射性を有する塵芥で目詰まりしたなら、ポンプ33を一旦停止し、作業員がフィルタユニット34を濾過装置30から取り外し、それを床面2aに仮設された放射線遮蔽機能を有する保管庫35に保管し、新たなフィルタユニット34を濾過装置30に装着する、という交換作業を行う。
なお、このような放射性廃水の循環濾過システムと関連する放射性排水の濾過方法として、特許文献1に記載されたもの等が知られている。
特開2001−108789号公報
ところで、上記交換作業においては、放射性塵芥が目詰まりして汚染されたフィルタユニット34を作業員が濾過装置30から取り外して保管庫35に運び入れるとき、フィルタユニット34が放射線遮蔽物が存在しない気中に解放された状態となる。このため、作業員の被爆線量が短時間で許容量に達し、作業時間が短時間に制限され、作業延べ人数の増大を招いていた。
また、放射性塵芥を捕集するフィルタユニット34が装着される濾過装置30、汚染されたフィルタユニット34を保管する保管庫35は、共に仮設の設備であって、放射線遮蔽物が存在しない気中に晒された状態で設置されることは好ましくない。
また、上記循環濾過システムにおいては、濾過装置30及び保管庫35を仮設するための床面2aが廃水槽2の近傍に必要となるので、廃水槽2の近傍に仮設に必要な広さの床面2aが存在しない場合には設置できず、設置場所が制限されてしまう。
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、作業員の被爆低減が図れ、放射線の漏洩リスクを解消でき、設置場所が制限されない放射性廃水の循環濾過システム及びそのフィルタ交換方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明に係る放射性廃水の循環濾過システムは、放射性を有する塵芥を含んだ廃水が貯留された廃水容器内の廃水を循環させつつ濾過するシステムであって、上記廃水容器内に、上記廃水の水面より下方に配置されるフィルタと、該フィルタに着脱可能に取り付けられたヘッダと、一端が上記ヘッダに接続され他端が上記廃水容器内に向けられた循環路と、該循環路に設けられ、上記廃水を上記循環路の両端の内の一方から他方に圧送して上記フィルタに通過させるポンプとを備えたものである。
上記廃水に浮かべられるフロートと、該フロートに接続され上記廃水に浸漬されるケージとを更に備え、上記フィルタは、上記ケージ内に収容され、上記循環路は、一端が上記ヘッダに接続され他端が上記廃水の水面より下方に位置付けられ、上記ポンプは、上記廃水の水中に位置する上記ケージに装着され、上記循環路の上記一端から上記他端に向けて上記廃水を圧送するものであってもよい。
上記フィルタに、一部が上記廃水の水面より上方に突き出るホルダを連結切離可能に取り付け、該ホルダの、上記廃水の水面より上方に突き出る部分に、上記フィルタの連結切離を切り替える操作部を設けてもよい。
また、本発明に係る放射性廃水の循環濾過システムのフィルタ交換方法は、上記ホルダに取り付けられたフィルタが目詰まりしたとき、そのフィルタを上記廃水の水面より下方に位置させた状態で、上記ホルダの操作部を上記廃水の水面より上方で操作して上記ホルダから上記フィルタを切離し、切離したフィルタを上記廃水の水中に保管し、フィルタが切離されたホルダを上記廃水の水面から引き上げ、そのホルダに気中にて新たなフィルタを取り付けるようにしたものである。
本発明に係る放射性廃水の循環濾過システム及びそのフィルタ交換方法によれば、作業員の被爆低減が図れ、放射線の漏洩リスクを解消でき、システムの設置場所が制限されない。
第1の実施形態を図1〜図3を用いて説明する。
図1は本実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムの概略を表す側断面図、図2は図1の要部分解図、図3は図1の部分平面図である。
図1に示すように、原子力発電所等の施設においては、放射性を有する塵芥(クラッド、水垢、埃等)が混入した廃水1を貯留する廃水容器(廃水槽)2が設けられている。この廃水槽2の内面のライニングの継ぎ目等を点検する場合、廃水槽2内の廃水1を循環させつつ廃水1中の塵芥を濾過し、廃水1の濁りを解消する処置がなされる。本実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムは、この処置に用いられる。
この循環濾過システムは、廃水槽2内に、廃水1の水面1aより下方に配置されるフィルタ3と、フィルタ3に着脱可能に取り付けられたヘッダ4と、一端がヘッダ4に接続され他端が廃水槽1内に向けられた循環路(ホース)5と、ホース5に設けられ、廃水1をホース5の両端の内の一方から他方に圧送してフィルタ3に通過させるポンプ6とを有する。
フィルタ3は、廃水1に浮かべられたフロート7に接続されたケージ8(図中、破線で表す)内に収容されている。すなわち、この循環濾過システムは、廃水1に浮かべられるフロート7と、フロート7に接続され廃水1に浸漬されるケージ8とを備えており、このケージ8内に、フィルタ3が収容されていて、フィルタ3が廃水槽2の底部まで沈降しないようになっている。
図2に示すように、フィルタ3は、鉛直に配置された円筒状に形成されており、その上端にヘッダ4が着脱可能に取り付けられ、下端に蓋部材9が取り付けられている。ヘッダ4には、ホース5の一端5aが接続され、ホース5の他端5bは、図1に示すように廃水1の水面1aより下方に位置付けられている。
ホース5には、ポンプヘッダ10及びポンプ6が介設されている。ポンプ6は、廃水1の水中に位置するケージ8に、装着されている。このポンプ6は、ホース5の一端5aから他端5bに向けて廃水1を圧送し、廃水槽2内の廃水1をフィルタ3の側面から吸い込んでホース5等を通して廃水槽2内に排出する。
図3に示すように、ヘッダ4は、フロート7に接続された支持部材11に、着脱可能に取り付けられている。なお、図3ではヘッダ4及びそれに装着されたフィルタ3が6個表され、図1ではヘッダ4及びそれに装着されたフィルタ3が1個のみ表されているが、これは作図上の都合による相違であり、1個以上であれば何個でも構わない。但し、濾過効果を考慮すれば複数(2個以上)が好ましい。
図1に示すように、ヘッダ4は、その一部(上部)4aが廃水1の水面1aより上方に突き出るようにして、支持部材11に着脱可能(連結切離可能)に取り付けられており、その上部4aを作業員が直接又は治具等を用いて間接的に把持することができるようになっている。すなわち、本実施形態におけるヘッダ4は、特許請求の範囲の請求項3のホルダをも兼ねているため、以下、ヘッダホルダ4という。
ヘッダホルダ4の廃水1の水面1aより上方に突き出る上部4aには、ヘッダホルダ4に対するフィルタ3の連結(ロック)、切離(アンロック)を切り替える操作部12が設けられている。操作部12をロック位置とすれば、フィルタ3がヘッダホルダ4に固定され、操作部12をアンロック位置とすれば、フィルタ3がヘッダホルダ4から切離される。
廃水槽2の水面1aには別のフロート13が浮かべられており、このフロート13には別のケージ14が吊下され、廃水1中に浸漬されている。このケージ14には、ヘッダホルダ4から切離されたフィルタ3が、水面1aより下方に収容される。すなわち、このケージ14は、汚染されたフィルタ3の保管ケージとなる。
本実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムを用いた廃水槽2内の廃水1の濾過、及びフィルタ3の交換について述べる。
図1に示すように、本実施形態に係る循環濾過システムを構成する各部品を、廃水槽2の水面1aに浮かべ、ポンプ6を作動させる。それにより、廃水槽2内の廃水1は、フィルタ3の側面から吸い込まれてヘッダ4及びホース5等を通して廃水槽2に排出され、循環される。この循環により、廃水1中の放射性塵芥(クラッド、水垢、埃等)がフィルタ3に捕集され、廃水1が徐々に濾過されていく。
なお、ホース5の先端5bを下方に向けておけば、ホース5の先端5bから排出される廃水1の水流によって、廃水槽2の底に沈下積層している放射性塵芥15が舞い上げられてフィルタ3に捕集され易くなる。よって、ホース5の先端5bを下方に向けておくことが好ましい。
濾過を継続すると、フィルタ3に放射性塵芥が徐々に溜まっていき、ポンプ6の入口側と出口側との差圧が徐々に大きくなってくる。なお、この差圧は、所定時間毎に又は常時監視しておく。そして、上記差圧が所定値以上になったなら、フィルタ3が放射性塵芥で目詰まりしたと判断し、ポンプ6の運転を停止して次のようにしてフィルタ3の交換作業を行う。
先ず、ヘッダホルダ4の、廃水1の水面1aから上方に飛び出た上部4aを作業員が直接又は治具等を用いて間接的に把持し、それに取り付けられたフィルタ3が水面1aより下方に位置する状態を保ちつつ、ヘッダホルダ4を支持部材11(図3参照)から取り外す。このとき、操作部12はロック位置となっているため、フィルタ3がヘッダホルダ4から外れることはない。
次に、支持部材11から取り外したヘッダホルダ4を、それに取り付けられたフィルタ3が水面1aより下方に位置する状態を保ちつつ、水平方向に移動させて保管ケージ14内に移送する。この水平移動は、ヘッダホルダ4の上部4a(水面1aより上方に突出した部分)を、作業員が直接又は間接的に把持して行う。
こうしてヘッダホルダ4及びそれに取り付けられたフィルタ3を保管ケージ14内に移送したならば、作業員がヘッダホルダ4の上部4aに設けられた操作部12を直接又は間接的に操作してアンロック位置とし、フィルタ3をヘッダホルダ4から切り離す。切り離されたフィルタ3は、保管ケージ14内に沈められた状態で収容される。
その後、フィルタ3が切離されたヘッダホルダ4を水面1aから引き上げ、そのヘッダホルダ4に気中にて新たなフィルタ3を取り付ける。引き上げは、ヘッダホルダ4の上部4aを、作業員が直接又は間接的に把持して行う。そして、新たなフィルタ3が取り付けられたヘッダホルダ4を再び支持部材11(図3参照)に装着し、循環濾過に用いる。
循環濾過が終了した後、保管ケージ14には汚染されたフィルタ3が複数保管された状態となっている。これらフィルタ3は、工事終了後に保管ケージ14ごと引き上げられ、纏めて処理される。このとき多少の被爆が生じるが、図9の従来例のように汚染されたフィルタユニット34を一本一本処理していた場合と比べると、トータルの被爆量は少なくなる。
上述した放射性廃水の循環濾過システムによれば、濾過すべき廃水1が貯留された廃水槽2の水面1aに、循環濾過システムを構成する各部品を浮かべているので、それら各部品を設置するための床面2a(図9参照)が不要となり、システムの設置場所が制限されない。すなわち、濾過すべき廃水1が貯留された廃水槽2の近傍にシステムを仮設するための床面2aが存在しない場合であっても、設置できる。
また、上述した放射性廃水の循環濾過システムのフィルタ交換方法によれば、フィルタ3を廃水1の水面1aより下方でヘッダホルダ4から切り離し、フィルタ3を水中に取り残しヘッダホルダ4のみを水面1aから引き上げているので、放射性塵芥で汚染されたフィルタ3が気中に露出することはなく、作業員の被爆低減が図れる。すなわち、廃水槽2内の廃水1が、放射性塵芥で汚染されたフィルタ3の遮蔽材となる。
また、循環濾過の最中においても、放射性塵芥で徐々に汚染されていくフィルタ3は、廃水槽2内の廃水1の水面1aより下方に位置された状態が保持されるので、廃水槽2内の廃水1が循環濾過により汚染されていくフィルタ3の遮蔽材となり、放射線の漏洩リスクの問題が解消される。
同様に、保管ケージ14に保管された放射性塵芥で汚染されたフィルタ3も、廃水槽2内の廃水1の水面1aより下方に位置された状態が保持されるので、廃水1が遮蔽材となり、放射線の漏洩リスクの問題が解消される。
第2の実施形態を図4〜図8を用いて説明する。
図4は本実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムの要部を表す側断面図、図5は図4のV−V線断面図、図6はフィルタ3及びホルダ16を示す側面図、図7はフィルタ3の交換を表す平面図、図8は保管ケージ14の側面図である。
図4、図5に示すように、一対のフロート7の間には、ケージ8が取り付けられ、ケージ8には、ホルダ16が着脱される支持部材11と、フィルタ3が着脱されるヘッダ(濾過水ヘッダ)4が取り付けられている。本実施形態は、ヘッダ4とホルダ16とは別々の部材である点が、それらが共通の部材(ヘッダホルダ4)となっていた前実施形態と異なるが、その他の基本的な形態は前実施形態と同様となっている。
ヘッダ4の上部には、円筒状のフィルタ3の下部が挿抜される中空のフィルタ固定ピン17が形成されている。また、フィルタ3の上部には、一部が廃水1の水面1aより上方に突き出るホルダ16が、連結切離可能に取り付けられている。詳しくは、ホルダ16の下部には、フィルタ3の上部が挿抜されるフィルタ固定ピン18が形成されており、ホルダ16の、廃水1の水面1aより上方に突き出る部分(上部)16aには、フィルタ3の連結切離を切り替える操作部(操作レバー)12が設けられている。
図6に示すように、操作レバー12を上下に移動させることで、ホルダ16に設けられた固定爪19がリンク機構等を介して回動し、固定爪19がフィルタ3に食い込む連結状態(実線で表す)と固定爪19がフィルタ3から離間する切離状態(仮想線で表す)とに切り替わるようになっている。操作レバー12を下方に移動させると、固定爪19がフィルタ3に食い込むロック位置となり、上方に移動させると固定爪19がフィルタ3から離間するアンロック位置となる。
図5に示すように、ホルダ16が着脱される支持部材11は、平面視コ字状のブラケットからなり、その対向する内面には、ホルダガイド20が内方に突出して鉛直方向に沿って形成されている。他方、ホルダ16の側面には、図4にも示すように、ホルダガイド20に係合する凹部21が鉛直方向に沿って形成されている。この構成によれば、図4、図5に示すように支持部材11に装着されたホルダ16を引き上げることで、ホルダ16の凹部21が支持部材11のホルダガイド20から離脱し、ホルダ16が支持部材11から取り外される。
ここで、このようにホルダ16を引き上げて支持部材11から取り外すとき、ホルダ16に取り付けられたフィルタ3が、廃水1の水面1aより上方に出ることはない。図4において、ホルダガイド20及び凹部21の上端が、廃水1の水面1aよりも下方に位置されているため、ホルダ16を支持部材11から取り外すまで持ち上げても、フィルタ3が水面1aの上方に出ないのである。なお、本実施形態では、ホルダガイド20及び凹部21の長さXよりも、ホルダガイド20及び凹部21の上端から水面1aまでの長さYの方が長くなっており、十分な余裕が見込んである。
ヘッダ4には、循環路としてのホース5が接続され、ホース5の先端は、図1のポンプヘッダ10及びポンプ6に接続されている。
本実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムを用いた廃水槽2内の廃水1の濾過、及びフィルタ3の交換について述べる。
図4、図5に示すように、本実施形態に係る循環濾過システムを構成する各部品を、廃水槽2(図1参照)の水面1aに浮かべ、ポンプ6を作動させる。すると、廃水槽2内の廃水1は、フィルタ3の側面から吸い込まれてヘッダ4及びホース5等を通して廃水槽2に排出され、循環される。この循環により、廃水1中の放射性塵芥(クラッド、水垢、埃等)がフィルタ3に捕集され、廃水1が徐々に濾過されていく。
濾過を継続すると、フィルタ3に放射性塵芥が徐々に溜まっていき、ポンプ6の入口側と出口側との差圧が徐々に大きくなってくる。そして、上記差圧が所定値以上になったなら、フィルタ3が放射性塵芥で目詰まりしたと判断し、ポンプ6の運転を停止してフィルタ3の交換作業を行う。
先ず、図4に示すホルダ16の上部16a(廃水1の水面1aから上方に飛び出た部分)を作業員が直接又は治具等を用いて間接的に把持して引き上げ、それに取り付けられたフィルタ3が廃水1の水面1aより下方に位置する状態を保ちつつ、ホルダ16の凹部21を支持部材11のホルダガイド20から上方に引き抜き、その後、図7に仮想線で示すように、ホルダ16を水平方向に移動させて支持部材11から離脱させる。
このとき、操作レバー12はロック位置となっているため、フィルタ3がホルダ16から外れることはない。なお、ホルダ16が引き上げられたとき、それに取り付けられたフィルタ3の下部がヘッダ4の固定ピン17から引き抜かれることになる。
図4、図5に示すように、ケージ8の扉8aを、廃水1の水面1aから突き出た把手8bを作業員が操作して開き、支持部材11から取り外したホルダ16及びそれに装着されたフィルタ3をケージ8の外に移動させる。この移動は、作業員がホルダ16の上部16aを直接又は間接的に把持し、フィルタ3が水面1aより上方に出ないようにして行う。なお、ケージ8の扉8aは予め開いておいてもよい。
図7に示すように、保管ケージ14の扉14aを同様にして開き、ホルダ16及びそれに装着されたフィルタ3を保管ケージ14内に移動させる。この移動は、作業員がホルダ16の上部16aを直接又は間接的に把持し、フィルタ3が廃水1の水面1aより上方に出ないようにして行う。なお、保管ケージ14の扉14aは予め開いておいてもよい。
図8に示すように、ホルダ16及びそれに装着されたフィルタ3を、保管ケージ14内に設けられたフック22に引掛け、操作レバー12をアンロック位置として固定爪19をフィルタ3から離間させた状態で、作業員がホルダ16の上部16aを直接又は間接的に把持してホルダ16を引き上げる。これにより、フィルタ3が、廃水1の水面1aから上方に出ることなくホルダ16の固定ピン18から引き抜かれ、保管ケージ14内に沈められた状態で収容される。
その後、フィルタ3が切離されたホルダ16を水面1aから引き上げ、そのホルダ16に気中にて新たなフィルタ3を取り付ける。引き上げは、ホルダ16の上部16aを、作業員が直接又は間接的に把持して行う。そして、新たなフィルタ3が取り付けられたホルダ16を再び支持部材11(図4、図5参照)に上方から装着し、循環濾過に用いる。
循環濾過が終了した後、保管ケージ14には汚染されたフィルタ3が複数保管された状態となっている。これらフィルタ3は、工事終了後に保管ケージ14ごと引き上げられ、纏めて処理される。
本実施形態においても、前実施形態と同様の作用効果を奏し、作業員の被爆低減が図れ、放射線の漏洩リスクを解消でき、システムの設置場所が制限されない。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、ポンプ6を逆回転させて使用し、廃水槽2内の廃水1をホース5の先端から吸い込み、円筒状のフィルタ3の内部に供給して濾過するようにしてもよい。この場合、フィルタ3の内部に放射性塵芥が捕集されるので、最終的に保管ケージ14からフィルタ3を引き上げるときの被爆量が減少する。
また、循環濾過中のフィルタ3を支持して収容するケージ8を或る程度大きく形成し、目詰まりしたフィルタ3をそのケージ8内で切り離してその底部や隅部に沈めて保管するようにし、保管ケージ14を省略してもよい。
本発明の第1実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムの概略を表す側断面図である。 図1の要部分解図である。 図1の部分平面図である。 本発明の第2実施形態に係る放射性廃水の循環濾過システムの要部を表す側断面図である。 図4のV−V線断面図である。 第2実施形態に係るフィルタ及びホルダを示す側面図である。 第2実施形態に係るフィルタの交換を表す平面図である。 第2実施形態に係る保管ケージの側面図である。 従来例を示す放射性廃水の循環濾過システムの概略を表す側断面図である。
符号の説明
1 廃水
1a 水面
2 廃水容器としての廃水槽
3 フィルタ
4 ヘッダとホルダとを兼用したヘッダホルダ
4a 廃水の水面より上方に突き出る上部
5 循環路としてのホース
5a 一端
5b 他端
6 ポンプ
7 フロート
8 ケージ
12 操作部としての操作レバー
16 ホルダ
16a 廃水の水面より上方に突き出る上部

Claims (4)

  1. 放射性を有する塵芥を含んだ廃水が貯留された廃水容器内の廃水を循環させつつ濾過するシステムであって、
    上記廃水容器内に、上記廃水の水面より下方に配置されるフィルタと、
    該フィルタに着脱可能に取り付けられたヘッダと、
    一端が上記ヘッダに接続され他端が上記廃水容器内に向けられた循環路と、
    該循環路に設けられ、上記廃水を上記循環路の両端の内の一方から他方に圧送して上記フィルタに通過させるポンプと
    を備えたことを特徴とする放射性廃水の循環濾過システム。
  2. 上記廃水に浮かべられるフロートと、
    該フロートに接続され上記廃水に浸漬されるケージとを更に備え、
    上記フィルタは、上記ケージ内に収容され、
    上記循環路は、一端が上記ヘッダに接続され他端が上記廃水の水面より下方に位置付けられ、
    上記ポンプは、上記廃水の水中に位置する上記ケージに装着され、上記循環路の上記一端から上記他端に向けて上記廃水を圧送する
    請求項1に記載の放射性廃水の循環濾過システム。
  3. 上記フィルタに、一部が上記廃水の水面より上方に突き出るホルダを連結切離可能に取り付け、
    該ホルダの、上記廃水の水面より上方に突き出る部分に、上記フィルタの連結切離を切り替える操作部を設けた
    請求項1又は2に記載の放射性廃水の循環濾過システム。
  4. 請求項3に記載されたホルダに取り付けられたフィルタが目詰まりしたとき、
    そのフィルタを上記廃水の水面より下方に位置させた状態で、上記ホルダの操作部を上記廃水の水面より上方で操作して上記ホルダから上記フィルタを切離し、
    切離したフィルタを上記廃水の水中に保管し、
    フィルタが切離されたホルダを上記廃水の水面から引き上げ、そのホルダに気中にて新たなフィルタを取り付ける
    ことを特徴とする放射性廃水の循環濾過システムのフィルタ交換方法。
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