JP2011237378A - ブラスト装置及びブラスト処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な除染効果が得られ、しかも廃棄処理が容易で廃棄処理に要するコストの低減化を可能にした、ブラスト装置及びブラスト処理方法を提供する。
【解決手段】原子力関連施設内の研掃対象物１３をブラスト処理するためブラスト装置１である。ブラスト材として、炭素材からなる研掃材２が用いられている。この炭素材からなる研掃材２は、多孔質であるのが好ましい。また、炭素材からなる研掃材２に吸湿させる、水分付与機構７が備えられていてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラスト装置及びブラスト処理方法に関する。

一般にブラスト装置は、研掃材（ブラスト材）として、ジルコニア、アルミナ等の金属粒や、鉱物粒などを用いている。また、ドライアイス粒を用いるもの（例えば、特許文献１参照）や、氷粒を用いるもの、さらにはプラスチックペレットや炭酸ナトリウム、貝殻等を用いるものも知られている。

ところで、原子力発電所などの原子力関連施設では、例えば施設内の各種設備を保守点検する際に、ベント管等の各種配管やバルブなどの構造物を分解清掃し、除染を行う。その際、これら構造物には放射性物質を含有する錆や塗膜、油脂、スケールなどの汚染物質が付着していることから、通常は化学除染を行うが、汚染物質が強固に付着しており、化学除染では十分に除去しきれない場合には、ブラスト処理を行っている。

特開平９−１１１３１号公報

ところが、このように構造物に放射性物質を含有する汚染物質が強固に付着している場合には、比較的比重が小さく硬度も低いドライアイスや氷粒、プラスチックでは、十分な除染効果が得られない。一方、比重が大きく硬度も高い金属粒や鉱物粒を用いれば、除染効果は十分に得られるものの、多量の不燃性廃棄物が発生してしまい、その処理が困難になっている。
また、粉塵爆発や静電気障害のおそれを回避するため、湿式でブラスト処理を行うこともなされている。しかし、その場合には、放射性の水が大量に出ることから、その処理に多くのコストが必要になっている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、十分な除染効果が得られ、しかも廃棄処理が容易で廃棄処理に要するコストの低減化を可能にした、ブラスト装置及びブラスト処理方法を提供することを第１の目的としている。また、ブラスト処理に伴って放射性の水が大量に出ることも防止した、ブラスト装置及びブラスト処理方法を提供することを第２の目的としている。

本発明のブラスト装置は、原子力関連施設内の研掃対象物をブラスト処理するためブラスト装置であって、ブラスト材として、炭素材からなる研掃材が用いられていることを特徴としている。
このブラスト装置によれば、炭素材からなる研掃材をブラスト材として用いているので、その比重や硬度が適宜なものを用いることにより、十分な除染効果を得ることができる。また、研掃対象物に対するブラスト処理を行った後、使用済みの研掃材（ブラスト材）を焼却することで、放射性廃棄物を大幅に減容することができ、したがってその廃棄処理を容易にすることができる。

また、前記ブラスト装置において、前記炭素材からなる研掃材は、多孔質であるのが好ましい。
このようにすれば、研掃材に水分を付与し吸湿させておくことにより、粉塵爆発や静電気障害のおそれを容易に回避することができ、また、ブラスト処理後に放射性の水が大量に出るといった不都合も回避することができる。

また、このブラスト装置においては、前記炭素材からなる研掃材に吸湿させる、水分付与機構が備えられているのが好ましい。
このようにすれば、予め吸湿させた研掃材を用いなくても、水分付与機構によって研掃材に強制的に水分を付与し、吸湿させることができる。したがって、粉塵爆発や静電気障害のおそれや、放射性の水が大量に出るといった不都合を、より容易に回避することができる。さらに、吸湿させることで研掃材の比重を大きくし、衝撃力を大きくして除染効果を高めることができる。

本発明のブラスト処理方法は、原子力関連施設内の研掃対象物をブラスト処理する方法であって、ブラスト材として、炭素材からなる研掃材を用いることを特徴としている。
このブラスト処理方法によれば、炭素材からなる研掃材をブラスト材として用いているので、その比重や硬度が適宜なものを用いることにより、十分な除染効果を得ることができる。また、研掃対象物に対するブラスト処理を行った後、使用済みの研掃材（ブラスト材）を焼却することで、放射性廃棄物を大幅に減容することができ、したがってその廃棄処理を容易にすることができる。

また、前記ブラスト処理方法において、前記炭素材からなる研掃材は、多孔質であり、かつ吸湿させたものを用いるのが好ましい。
このようにすれば、粉塵爆発や静電気障害のおそれを容易に回避することができ、また、ブラスト処理後に放射性の水が大量に出るといった不都合も回避することができる。さらに、吸湿させたことで研掃材の比重を大きくすることができ、これにより衝撃力を大きくして除染効果が高めることができる。

本発明のブラスト装置及びブラスト処理方法にあっては、十分な除染効果を得ることができ、また、その廃棄処理を容易に行うことができるので、廃棄処理に要するコストを大幅に低減することができる。

本発明のブラスト装置の一実施形態の概略構成図である。

以下、本発明のブラスト装置及びブラスト処理方法について詳しく説明する。
原子力発電所などの原子力関連施設では、前述したように、例えば施設内の各種設備を保守点検する際に、各種の構造物を分解清掃し、除染を行う。その際、特に汚染物質が強固に付着しており、化学除染では十分に除去しきれない場合には、ブラスト処理を行う。

本発明のブラスト装置及びブラスト処理方法は、主にこのような化学除染では十分に除去しきれない場合に適用されるもので、ブラスト材として、炭素材からなる研掃材を用いるものである。ただし、化学除染が行える構造物に対しても、本発明を適用できるのはもちろんである。
炭素材からなる研掃材、すなわちブラスト材としては、石炭コークス粒、黒鉛粒、生物（植物）由来のバイオーコークス粒、木炭粒などが用いられ、炭素分が例えば９０％以上であり、原料に由来した成分や製造方法に由来した成分を不純物として有するものを含む。これら炭素材（研掃材）としては、その粒度が４０ｍｅｓｈ〜１５０ｍｅｓｈ程度のものが好適に用いられ、研掃対象物の構造や汚染物質の種類、付着強度に応じて適宜選択され、用いられる。

また、この研掃材としては、構造物に強固に付着した汚染物質を除去するように機能する必要上、ある程度の比重（密度）、及び硬度を有する必要がある。具体的には、かさ密度（かさ比重）が１．３ｇ／ｃｍ^３以上であるのが好ましく、１．６ｇ／ｃｍ^３以上であるのが望ましい。このようなかさ密度のものを用いることにより、研掃対象物への衝撃力を大きくし、汚染物質をより良好に除去できるようになる。

また、硬度についても、構造物に付着した汚染物質より硬いことが好ましく、三浦式木炭硬度で１６以上であるのが好ましい。このような硬さのものを用いることにより、汚染物質を構造物からより良好に除去できるようになる。

また、このような炭素材からなる研掃材としては、細孔を多く形成した多孔質であることが好ましい。多孔質な炭素材としては、例えば活性炭などが挙げられるが、木炭なども多孔質であり、使用可能である。なお、一般に焼成によって形成される炭素材は、少なからず細孔が多く形成され、したがって多孔質となる。
ここで、細孔の容量は、［真密度−かさ密度］で定義される密度差Ｓに正の相関を有する。すなわち、この密度差が大きくなればなるほど、細孔の容量が大きくなる。そこで、本発明に係る研掃材としては、多孔質であることの条件として、この密度差Ｓが０．２ｇ／ｃｍ^３以上であるものとする。

このような多孔質の炭素材は、その細孔に微細なものを吸着することから、特に水分（湿気）も良好に吸着（吸湿）するようになる。すなわち、適宜な手法によって吸湿させておけば、乾燥等の強制的な脱湿処理を行わなければ、吸湿状態を維持した状態で保持されるようになる。

ただし、形成した細孔が多くなると吸湿量も増えるものの、乾燥状態でのかさ密度は小さくなり、また硬さも脆くなる傾向にある。しかし、後述するようにブラスト材としての使用時においては、水分を付与し吸湿させておくことで、水分を加えたかさ密度（見掛け上のかさ密度）が乾燥状態でのかさ密度より大きくなる。したがって、このように吸湿させておくことで、ブラスト材としてその衝撃力を大きくし、除染効果を高めることが可能になる。

次に、このような炭素材からなる研掃材をブラスト材として用いるブラスト装置の一例について説明する。図１は、本発明のブラスト装置の一実施形態となるもので、図１中符号１はブラスト装置である。このブラスト装置１は、ブラスト材として木炭粒からなる研掃材２を用いるものである。研掃材２は、本実施形態では木炭粒からなり、したがって細孔が多く形成された多孔質のものである。

また、このブラスト装置１は、研掃材２を収容する研掃材収容部３と、この研掃材収容部３内に圧縮空気を送るための送気管４と、研掃材収容部３から排出された研掃材２を噴射するための噴射管５と、この噴射管５の先端部に設けられたノズル６と、前記研掃材２に吸湿させるための水分付与機構７と、を有して構成されたものである。

研掃材収容部３は、上部に投入口（図示せず）を形成し、この投入口を開閉可能に覆う開閉蓋８を有した有蓋円筒状の容器であって、底部にテーパ部３ａを有し、その最底部の排出口（図示せず）に排出管９を連結したものである。

この研掃材収容部３には、その上部に前記送気管４が接続されている。送気管４は、コンプレッサー等の圧縮空気源（図示せず）に接続される接続配管１０から分岐したもので、圧縮空気を研掃材収容部３内に送り、これによって研掃材２を前記排出管９から排出させるためのものである。なお、この送気管４にはバルブ１１が設けられており、このバルブ１１の開閉によって研掃材収容部３内への圧縮空気の送気量を調整し、研掃材２の排出量を調整できるようになっている。

噴射管５は、前記接続配管１０に連結された耐圧ホース等からなるもので、その中間部において前記排出管９に連結し、先端部にノズル６を設けたものである。この噴射管５と前記排出管９との連結部には、三方弁１２が設けられており、これによってノズル６は、研掃材２の噴射だけでなく、研掃材２の排出を停止して圧縮空気のみを噴射することもできるようになっている。

水分付与機構７は、例えば接続配管１０に連通した状態で接続する加湿器からなるものである。この加湿器としては、圧縮空気が流れる接続配管１０に連通することで、接続配管１０側が負圧になり、これによって水分（湿気）が圧縮空気側に拡散するように構成されたものである。また、超音波やヒーター加熱を利用して、強制的に水蒸気を形成し、これを接続配管１０内に流入させるようにしてもよい。さらには、加湿器として水を貯留する容器を用い、接続配管１０を流れる圧縮空気を容器内の水中に通気させることにより、圧縮空気内に水分（湿気）を強制的に付与するようにしてもよい。

このような構成からなるブラスト装置１により、研掃対象物１３のブラスト処理を行うには、圧縮空気源を開き（作動させ）、接続配管１０に圧縮空気を流す。そうすると、圧縮空気は水分付与機構７によって水分が付与され、送気管４を通って研掃材収容部３内に流入する。
研掃材収容部３内に流入した圧縮空気は、研掃材を同伴して排出管９から排出され、三方弁１２を通って噴射管５に至る。そして、ノズル６から噴射され、研掃対象物１３に吹き付けられる。

なお、このようにして研掃材２を噴射するに際しては、予めバルブ１１を適宜な開度で開いておくとともに、三方弁１２を、排出管９と噴射管５のノズル６側のみが連通するように、調整しておく。
このようにして研掃材２をノズル６から噴射すると、研掃材２は多孔質の木炭粒からなっているため、ノズル６から噴射されるまでの経路中において圧縮空気中の水分（湿気）をその細孔内に容易に吸着（吸湿）し、したがって水分（湿気）を保持した状態で研掃対象物１３に吹き付けられる。

すると、研掃材２は、自身のかさ密度に保持した水分の重量が加えられることでより重くなり、その衝撃度が大きくなる。したがって、研掃対象物１３表面に付着した錆や塗膜、油脂、スケールなどの汚染物質を良好に除去し、これにより十分な除染効果を得ることができる。
また、研掃対象物１３に対するブラスト処理を行った後、使用済みの研掃材２を例えば掃除器で吸い取り、必要に応じて再使用する。また、再使用せずに廃棄する場合には、単に焼却処理することで廃棄物の量を大幅に減容することができる。

したがって、このブラスト装置１、及びこれを用いたブラスト処理方法によれば、十分な除染効果を得ることができ、また、その廃棄処理を容易に行うことができるので、廃棄処理に要するコストを大幅に低減することができる。
また、研掃材２として多孔質の木炭粒を用い、水分付与機構７によってこの多孔質の研掃材２を吸湿させているので、粉塵爆発や静電気障害のおそれや、放射性の水が大量に出るといった不都合を、より容易に回避することができる。

また、ブラスト装置１に水分付与機構７を設けているので、予め吸湿させた研掃材２を用いなくても、水分付与機構によって研掃材２に強制的に水分を付与し、吸湿させることができる。
さらに、従来の湿式によるブラスト処理の場合のように、大量の水を用いることがないため、使用後の研掃材２を掃除器で吸い取るのが容易になり、また、その焼却処理も容易になる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、乾燥材収容部３に収容する研掃材２として、予め吸湿処理することなく、水分付与機構７によって該研掃材２を吸湿させるようにしたが、乾燥材収容部３に収容する前に、予め研掃材２に対して吸湿処理しておき、これを乾燥材収容部３に収容し、使用するようにしてもよい。その場合には、水分付与機構７による水分付加を行わなくてもよい。

また、三方弁１２を、排出管９と噴射管５のノズル６側及び水分付与機構７側とが全て連通するように、調整しておき、水分付与機構７から水分を直接研掃対象物１３に吹き付け、粉塵爆発や静電気障害の対策としてもよい。
さらに、研掃材２を水とともに噴射する方式を採用することもできる。

１…ブラスト装置、２…研掃材、３…研掃材収容部、４…送気管、５…噴射管、６…ノズル、７…水分付与機構、８…開閉蓋、９…排出管、１０…接続配管、１１…バルブ、１２…三方弁、１３…研掃対象物

Claims (5)

1. 原子力関連施設内の研掃対象物をブラスト処理するためブラスト装置であって、
   ブラスト材として、炭素材からなる研掃材が用いられていることを特徴とするブラスト装置。
2. 前記炭素材からなる研掃材は、多孔質であることを特徴とする請求項１記載のブラスト装置。
3. 前記炭素材からなる研掃材に吸湿させる、水分付与機構が備えられていることを特徴とする請求項２記載のブラスト装置。
4. 原子力関連施設内の研掃対象物をブラスト処理する方法であって、
   ブラスト材として、炭素材からなる研掃材を用いることを特徴とするブラスト処理方法。
5. 前記炭素材からなる研掃材として、多孔質であり、かつ吸湿させたものを用いることを特徴とする請求項４記載のブラスト処理方法。

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