JP3794066B2 - Canister lid welding equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済燃料等の放射性廃棄物を収納するキャニスタ胴とキャニスタ蓋との溶接を行うキャニスタ蓋溶接装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
原子力発電プラント等の原子炉において使用される燃料は、3〜4年程度供用されると、燃料中に核分裂生成物が蓄積することにより燃焼に限界を生じるので、新しい燃料に交換される。
【0003】
また、新しい燃料と交換された使用済燃料は、原子力発電プラント等に設けられている使用済燃料貯蔵プールにおいて水に浸漬された状態で保管される。
【0004】
この使用済燃料には、未燃焼のウランや燃料の燃焼によって生成されるプルトニウム等が核分裂生成物に混在した状態で含まれており、近年、使用済燃料から未燃焼のウラン等を回収する再処理作業を行って、得られたウランなどを原子炉の燃料として再利用することが検討されている。
【0005】
一方、使用済燃料の再処理作業は、現時点において本格的な実施がなされておらず、このため、上述したように使用済燃料貯蔵プールに保管されている。
【0006】
そこで、使用済燃料を保管容器(キャニスタ)に封入し、このキャニスタを放射性廃棄物貯蔵施設において使用済燃料の崩壊熱が除去されるまでの間、風冷保管することが検討されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、使用済燃料は放射線量が高いので、使用済燃料を収納したキャニスタ胴の上端開口内縁部と、キャニスタ胴の上端部に嵌入したキャニスタ蓋の外周縁部とを溶接することによって使用済燃料をキャニスタに封入するのにあたり、作業者が溶接トーチを携えてキャニスタへ接近することができない。
【0008】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、放射性廃棄物からの放射線を遮蔽しつつキャニスタ胴に対してキャニスタ蓋を溶接できるキャニスタ蓋溶接装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に記載のキャニスタ蓋溶接装置では、キャニスタ蓋の上面に載置され得る固定部と、該固定部の中心を鉛直に通る仮想軸に対して同軸に回転し得るように取り付けられた回転部と、該回転部に横方向に移動し得るように取り付けられた溶接用トーチと、前記の回転部に横方向に移動し得るように取り付けられた非破壊検査用センサと、キャニスタ胴の上端に嵌入されたキャニスタ蓋の上面に固定部を載置した際にキャニスタ胴及びキャニスタ蓋を上方から覆い得るように回転部に取り付けられた遮蔽体とを備えている。
【0010】
本発明の請求項2に記載のキャニスタ蓋溶接装置では、本発明の請求項1に記載のキャニスタ蓋溶接装置における固定部をガンマ線遮蔽材により形成し、遮蔽体を中性子遮蔽材により形成している。
【0011】
本発明の請求項1及び請求項2に記載のキャニスタ蓋溶接装置のいずれにおいても、キャニスタ蓋をキャニスタ胴の上端に嵌入した状態において、キャニスタ蓋溶接装置の固定部をキャニスタ蓋の上面に載置すると、遮蔽体がキャニスタ胴及びキャニスタ蓋を上方から覆って、キャニスタ胴の内部から上方へ出射される放射線を遮蔽する。
【0012】
また、固定部に対して回転部を回転させ且つ溶接装置を作動させることにより、キャニスタ蓋の外縁部とキャニスタ胴の上端内縁部とを全周にわたって溶接する。
【0013】
更に、固定部に対して回転部を回転させ且つ非破壊検査用センサを作動させることにより、キャニスタ蓋の外縁部とキャニスタ胴の上端内縁部との間の溶接部分を全周にわたって検査する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0015】
図1及び図2は本発明のキャニスタ蓋溶接装置の実施の形態の一例を示すものであり、このキャニスタ蓋溶接装置は、キャニスタ蓋1の上面の中心に載置され且つキャニスタ蓋1に対してボルト締結され得る固定部2と、固定部2の上部に該固定部2に対して同軸に回転し得るように取り付けられた回転部3と、該回転部3に水平方向に移動し得るように取り付けられた溶接用トーチ(TIG溶接トーチ)4と、前記の回転部3に水平方向に移動し得るように取り付けられた非破壊検査用センサ(超音波探傷プローブ)5と、前記の回転部3の上面に取り付けられた遮蔽体6とを備えている。
【0016】
また、使用済燃料が封入されるべきキャニスタは、図3に示すように、下端が閉塞し且つ上端に円形の開口部を有する中空構造のキャニスタ胴7と、該キャニスタ胴7の上端部に嵌入され得る円盤状のキャニスタ蓋1とによって構成されている。
【0017】
更に、キャニスタは、輸送用容器であるキャスクに収納されるようになっている。
【0018】
このキャスクは、下端が閉塞し且つ上端に円形の開口を有する中空構造のキャスク胴20と、該キャスク胴20の上端部に嵌入され得る円盤状のキャスク蓋(図示せず)によって構成されている。
【0019】
キャニスタ蓋溶接装置の固定部2は、γ線に対して効果的な遮蔽性を呈する炭素鋼等によって形成されており、この固定部2の上面には、スパーギヤ8が同軸に固着されている。
【0020】
回転部3は、該回転部3を固定部2に対して回転させるための回転力伝達機構9とモータ10とを内装し、回転力伝達機構9の出力軸には、固定部2に設けられた前記のスパーギヤ8に噛み合うピニオン11が取り付けられている。
【0021】
また、回転部3には、固定部2の径方向外方へ向って略水平に延び且つ下面にラック12を有するガイドバー13,14が設けられている。
【0022】
溶接用トーチ4は、前記の回転部3の一方のガイドバー13に該ガイドバー13に沿って移動し得るように取り付けられている。
【0023】
また、溶接用トーチ4には、該溶接用トーチ4をガイドバー13に沿って移動させるための駆動装置15が内装されており、該駆動装置15は、前記のガイドバー13のラック12に噛み合うピニオン16を有している。
【0024】
非破壊検査用センサ5は、前記の回転部3の他方のガイドバー14に該ガイドバー14に沿って移動し得るように取り付けられている。
【0025】
また、非破壊検査用センサ5には、該非破壊検査用センサ5をガイドバー14に沿って移動させるための駆動装置17が内装されており、該駆動装置17は、前記のガイドバー14のラック12に噛み合うピニオン18を有している。
【0026】
遮蔽体6は、中性子線に対して効果的な遮蔽性を呈するポリエチレン等によって形成され、溶接用トーチ4及び非破壊検査用センサ5の上方に位置するよう回転部3の上面に同軸に載置され且つ回転部3に対してボルト締結されている。
【0027】
この遮蔽体6は、キャニスタ胴7の上端にキャニスタ蓋1を嵌入し且つ該キャニスタ蓋1の上面に固定部2を載置した際に、キャニスタ胴7及びキャニスタ蓋1を上方から覆い得る直径を有している。
【0028】
なお、19はアイボルトであり、該アイボルト19は、キャニスタ蓋溶接装置を図示していないクレーン等によって吊り上げるときのために、前記の遮蔽体6を上下に貫通して回転部3の中心に取り付けられている。
【0029】
以下、図1及び図2に示すキャニスタ蓋溶接装置の作動について説明する。
【0030】
キャニスタ胴7に対してキャニスタ蓋1を溶接する際には、予め、キャスク胴20(図3参照)に挿入されているキャニスタ胴7の上端にキャニスタ蓋1を嵌入した後、図示しないクレーン等によりアイボルト19を介してキャニスタ蓋溶接装置を吊り上げ、該キャニスタ蓋溶接装置の固定部2が前記のキャニスタ蓋1の上面に当接し且つ互いの中心が合致するように載置し、キャニスタ蓋1と固定部2とをボルト締結する。
【0031】
これにより、キャニスタ蓋溶接装置の遮蔽体6は、図3に二点鎖線で図示される如く、キャスク胴20の上端部に挿入された状態となる。
【0032】
また、キャニスタ蓋溶接装置の遮蔽体6によってキャニスタ胴7及びキャニスタ蓋1が上方から覆われた状態になる。
【0033】
次いで、溶接用トーチ4の駆動装置15を作動させ、ラック12に噛み合うピニオン16を介して溶接用トーチ4をガイドバー13に沿って移動させることにより、溶接用トーチ4をキャニスタ胴7の内縁部とキャニスタ蓋1の外縁部との間に位置させる。
【0034】
また、キャニスタ胴7とキャニスタ蓋1との溶接が完了したならば、非破壊検査用センサ5の駆動装置17を作動させ、ラック12に噛み合うピニオン18を介して非破壊検査用センサ5をガイドバー14に沿って移動させることにより、非破壊検査用センサ5をキャニスタ胴7の内縁部とキャニスタ蓋1の外縁部とを固着する溶接部上に位置させる。
【0035】
この状態で、回転部3のモータ10を作動させ、回転力伝達機構9を介してピニオン11を駆動することにより、回転部3を所定の速度で回転させつつ、前記の溶接用トーチ4を作動させて、キャニスタ胴7の内縁部とキャニスタ蓋1の外縁部とを溶接によって固着する。
【0036】
更に、回転部3のモータ10を作動させることにより、回転部3を所定の速度で回転させつつ、前記の非破壊検査用センサ5を作動させ、キャニスタ胴7の内縁部とキャニスタ蓋1の外縁部とを固着する溶接部の状態の良否を検査する。
【0037】
このように、図1及び図2に示すキャニスタ蓋溶接装置においては、γ線に対して遮蔽性を呈する炭素によって形成され且つキャニスタ蓋1の上面に載置可能な固定部2と、中性子線に対して遮蔽性を呈するポリエチレンによって形成され且つキャニスタ胴7及びキャニスタ蓋1を覆い得る遮蔽体6とを有するので、キャニスタ胴7の内部に収納された放射性廃棄物からの放射線を効果的に遮蔽することができる。
【0038】
また、キャニスタ胴7とキャニスタ蓋1との間の溶接及び溶接部に対する検査を行う溶接用トーチ4と非破壊検査用センサ5とを遮蔽体6の下方に配置しているので、キャニスタ胴7に挿入された放射性廃棄物から出射される放射線を遮蔽しつつ、キャニスタ胴7に対するキャニスタ蓋1の溶接及び溶接部に対する検査を容易に行うことができる。
【0039】
なお、本発明のキャニスタ蓋溶接装置は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0040】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のキャニスタ蓋溶接装置によれば、以下のような種々の優れた効果を奏し得る。
【0041】
(1)キャニスタ蓋がキャニスタ胴の上端に嵌入された状態において、キャニスタ蓋溶接装置の固定部をキャニスタ蓋の上面に載置すると、遮蔽体によってキャニスタ胴及びキャニスタ蓋が上方から覆われるので、キャニスタ胴の内部に収納した放射性廃棄物から上方へ出射される放射線を効果的に遮蔽することができる。
【0042】
(2)遮蔽体の下方に溶接用トーチ及び非破壊検査用センサが配置されているので、キャニスタ胴に挿入された放射性廃棄物から出射される放射線を遮蔽しつつ、キャニスタ胴とキャニスタ蓋との溶接及び溶接部に対する検査を行うことができる。
【0043】
(3)遮蔽体と溶接用トーチと非破壊検査用トーチとを回転部に取り付けているので、溶接作業及び溶接部に対する検査作業に要する時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキャニスタ蓋溶接装置の実施の形態の一例を示す縦断面図である。
【図2】本発明のキャニスタ蓋溶接装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図3】図1に関連するキャニスタ胴及びキャニスタ蓋の概念図である。
【符号の説明】
1 キャニスタ蓋
2 固定部
3 回転部
4 溶接用トーチ
5 非破壊検査用センサ
6 遮蔽体
7 キャニスタ胴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a canister lid welding apparatus for welding a canister body and a canister lid for storing radioactive waste such as spent fuel.
[0002]
[Prior art]
When the fuel used in a nuclear reactor such as a nuclear power plant is used for about 3 to 4 years, fission products accumulate in the fuel, which limits combustion, and is therefore replaced with new fuel.
[0003]
Moreover, the spent fuel exchanged with the new fuel is stored in a state where it is immersed in water in a spent fuel storage pool provided in a nuclear power plant or the like.
[0004]
This spent fuel contains unburned uranium and plutonium produced by the combustion of the fuel in a state of being mixed in the fission products. Recently, the spent fuel has been recovered to recover unburned uranium from the spent fuel. It has been studied to recycle the uranium obtained as a fuel for nuclear reactors after processing.
[0005]
On the other hand, the spent fuel reprocessing operation has not been carried out in earnest at present, and is therefore stored in the spent fuel storage pool as described above.
[0006]
In view of this, it has been studied to seal the spent fuel in a storage container (canister) and store the canister in the air-cooled state until the decay heat of the spent fuel is removed in the radioactive waste storage facility.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since spent fuel has a high radiation dose, the spent fuel is welded to the inner edge of the upper end opening of the canister cylinder containing the spent fuel and the outer peripheral edge of the canister lid fitted into the upper end of the canister cylinder. When encapsulating the canister, the operator cannot access the canister with the welding torch.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a canister lid welding apparatus capable of welding a canister lid to a canister body while shielding radiation from radioactive waste.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the canister lid welding apparatus according to claim 1 of the present invention, a fixed portion that can be placed on the upper surface of the canister lid, and a virtual axis that passes vertically through the center of the fixed portion . A rotating part attached to be able to rotate coaxially, a welding torch attached to be able to move laterally to the rotating part, and attached to be able to move laterally to the rotating part A non-destructive inspection sensor and a shield attached to the rotating part so that the canister cylinder and the canister cover can be covered from above when the fixed part is placed on the upper surface of the canister cover fitted to the upper end of the canister cylinder. I have.
[0010]
In the canister lid welding apparatus according to
[0011]
In any of the canister lid welding apparatuses according to claim 1 and claim 2 of the present invention, the fixing portion of the canister lid welding apparatus is placed on the upper surface of the canister lid in a state where the canister lid is fitted into the upper end of the canister body. Then, the shield covers the canister cylinder and the canister lid from above, and shields radiation emitted upward from the inside of the canister cylinder.
[0012]
Further, by rotating the rotating portion with respect to the fixed portion and operating the welding device, the outer edge portion of the canister lid and the upper edge inner edge portion of the canister body are welded over the entire circumference.
[0013]
Further, the rotating portion is rotated with respect to the fixed portion and the nondestructive inspection sensor is operated to inspect the welded portion between the outer edge portion of the canister lid and the upper edge inner edge portion of the canister cylinder over the entire circumference.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
1 and 2 show an example of an embodiment of a canister lid welding apparatus according to the present invention. The canister lid welding apparatus is placed at the center of the upper surface of the canister lid 1 and is located with respect to the canister lid 1. A
[0016]
As shown in FIG. 3, the canister to be filled with spent fuel is fitted into a
[0017]
Further, the canister is accommodated in a cask which is a transport container.
[0018]
This cask is constituted by a
[0019]
The
[0020]
The rotating
[0021]
The rotating
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
[0029]
Hereinafter, the operation of the canister lid welding apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
[0030]
When the canister lid 1 is welded to the
[0031]
Thereby, the
[0032]
Further, the
[0033]
Next, the driving
[0034]
Further, when the welding of the
[0035]
In this state, the
[0036]
Further, by operating the
[0037]
As described above, in the canister lid welding apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the fixing
[0038]
Further, since the
[0039]
It should be noted that the canister lid welding apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the canister lid welding apparatus of the present invention, the following various excellent effects can be achieved.
[0041]
(1) In a state where the canister lid is fitted into the upper end of the canister cylinder, the canister cylinder and the canister lid are covered from above by the shield when the fixing portion of the canister lid welding device is placed on the upper surface of the canister lid. The radiation emitted upward from the radioactive waste stored inside the trunk can be effectively shielded.
[0042]
(2) Since the welding torch and the nondestructive inspection sensor are arranged below the shield, the canister cylinder and the canister lid are shielded while shielding the radiation emitted from the radioactive waste inserted into the canister cylinder. Inspection of welds and welds can be performed.
[0043]
(3) Since the shield, the welding torch, and the nondestructive inspection torch are attached to the rotating portion, the time required for the welding operation and the inspection operation for the welded portion can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of an embodiment of a canister lid welding apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing an example of an embodiment of a canister lid welding apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a canister body and a canister lid related to FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
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