以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(鉛直方向)をZ軸方向とする。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る放射性廃棄物固化装置SEの一例を示す概略構成図である。放射性廃棄物固化装置SEは、固化材SMを使って、原子力発電プラントにおいて発生した放射性廃棄物RWを固化(固型化)する。原子力発電プラントの原子炉は、加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)及び沸騰水型原子炉(BWR:Boiling Water Reactor)の少なくとも一方を含む。
図1に示すように、放射性廃棄物固化装置SEは、ドラム缶のような処分容器DCに放射性廃棄物RWを供給する第1供給装置1と、処分容器DCに固化材SMを供給する第2供給装置2と、処分容器DCに水WTを供給する第3供給装置3と、処分容器DCのガスGAを排出する排気装置4と、処分容器DCに供給された放射性廃棄物RWと固化材SMと水WTとを攪拌する攪拌機5と、処分容器DCを搬送する搬送装置6と、攪拌機5を洗浄する洗浄装置7とを備えている。放射性廃棄物固化装置SEは、チャンバ装置CHに収容される。
本実施形態において、放射性廃棄物固化装置SEは、固化材SMにセメントを用いるセメント固化法によって放射性廃棄物RWを固化する。すなわち、放射性廃棄物固化装置SEは、セメント固化装置を含む。なお、放射性廃棄物固化装置SEは、固化材SMにアスファルトを用いるアスファルト固化法、及び固化材SMにプラスチックを用いるプラスチック固化法の少なくとも一方の固化処理法で放射性廃棄物RWを固化してもよい。
本実施形態において、放射性廃棄物固化装置SEは、インドラムミキシング法で、放射性廃棄物固化装置SEが固化された固化体を製造する。インドラムミキシング法とは、処分容器DCに攪拌機5を挿入し、その処分容器DCの内部で放射性廃棄物RWと固化材SMと水WTとを攪拌して固化する方法をいう。
搬送装置6は、攪拌機5が配置された処理部(処理ステーション)PUに処分容器DCを搬送する。第1供給装置1は、処理部PUに配置された処分容器DCに放射性廃棄物RWを供給する。第2供給装置2は、処理部PUに配置された処分容器DCに固化材SMを供給する。第3供給装置3は、処理部PUに配置された処分容器DCに水WTを供給する。攪拌機5は、処理部PUにおいて処分容器DCの内部に供給された放射性廃棄物RWと固化材SMと水WTとを攪拌する。
放射性廃棄物固化装置SEは、処理部PUに配置されたスプラッシュガードと呼ばれるカバー部材8を有する。処分容器DCは、上端部に開口を有する。処分容器DCの開口がカバー部材8で覆われた状態で、その処分容器DCの開口を介して、放射性廃棄物RW、固化材SM、及び水WTが処分容器DCの内部に供給される。処分容器DCの開口がカバー部材8に覆われた状態で、処分容器DCの内部に供給された放射性廃棄物RWと固化材SMと水WTとが攪拌機5によって攪拌される。
第1供給装置1は、処理部PUの処分容器DCに放射性廃棄物RWを供給する。インドラムミキシング法は、主に、粉体状の放射性廃棄物RW又は液体状の放射性廃棄物RWを固化対象とする。本実施形態においては、粉体状の放射性廃棄物RWが処理部PUの処分容器DCに供給される。例えば、乾燥処理等によって放射性濃縮廃液から粉体状の放射性廃棄物RWが生成され、その放射性廃棄物RWが処分容器DCに供給される。以下の説明においては、粉体状の放射性廃棄物RWを適宜、乾燥粉体RW、と称する。
なお、処理部PUの処分容器DCに供給される放射性廃棄物RWは、乾燥粉体RWに限定されない。処理部PUの処分容器DCに供給される放射性廃棄物RWは、液体状又は固体状でもよい。
第1供給装置1は、乾燥粉体RWを収容する粉体ホッパ11と、粉体ホッパ11からの乾燥粉体RWを計量して送出する粉体計量ホッパを含む計量装置12と、粉体ホッパ11の乾燥粉体RWを計量装置12に搬送する搬送装置13と、計量装置12から処分容器DCに供給される乾燥粉体RWが通る第1供給配管14とを備えている。搬送装置13は、粉体ホッパ排出機13A及び粉体供給スクリューフィーダ13Bを含む。
第2供給装置2は、処理部PUの処分容器DCに固化材SMを供給する。第2供給装置2は、固化材SMとしてセメントを供給する。第2供給装置2は、真空移送装置21と、真空移送装置21からの固化材SMを計量して送出する計量供給ホッパを含む計量装置22と、計量装置22から処分容器DCに供給される固化材SMが通る第2供給配管24と、第2供給配管24に設けられたバルブ機構23とを備えている。
第3供給装置3は、処理部PUの処分容器DCに水WTを供給する。第3供給装置3は、水供給源からの水WTを計量して送出する水計量タンクを含む計量装置31と、計量装置31から処分容器DCに供給される水WTが通る第3供給配管34と、第3供給配管34に設けられたバルブ機構33とを備えている。
排気装置4は、処理部PUの処分容器DCのガスGAを排出する。排気装置4は、処分容器DCからのガスGAが通る排出配管44と、排出配管44に配置されたフィルタ装置41とを備えている。
攪拌機5は、処分容器DCの内部に供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとを攪拌する。攪拌機5は、パドル51と、パドル51を駆動するアクチュエータ52とを有する。本実施形態において、攪拌機5は、カバー部材8に支持される。
搬送装置6は、処分容器DCを搬送する。処分容器DCは、ドラム缶を含み、上端部に開口を有する。搬送装置6は、搬送台車を含む。搬送装置6は、処理部PUに処分容器DCを搬入し、処理部PUから処分容器DCを搬出する。本実施形態において、チャンバ装置CHの外部に交換部(交換ステーション)TUが設けられる。
交換部TUは、搬送コンベア70と、処分容器DCの上端部の開口を覆うように処分容器DCにキャップ部材を取り付けるキャッピング装置71とを含む。処分容器DCは、交換部TUの搬送コンベア70で搬送される。処分容器DCは、交換部TUにおいて待機する。
搬送装置6は、チャンバ装置CHの外部の交換部TUとチャンバ装置CHの内部の処理部PUとの間を移動可能である。本実施形態において、チャンバ装置CHの一部に搬送口9が形成されている。搬送装置6は、搬送口9を介して、チャンバ装置CHの外部と内部との間を移動可能である。放射性廃棄物固化装置SEは、搬送口9を開閉する遮蔽扉10を有する。搬送装置6が搬送口9を通過するとき、遮蔽扉10が作動して、搬送口9が開く。搬送装置6が搬送口9を通過しないとき、遮蔽扉10により搬送口9が閉じる。
搬送装置6は、処分容器DCを支持する支持台61と、支持台61を昇降可能な昇降装置62と、支持台61及び昇降装置62を支持して移動可能な走行装置63とを含む。走行装置63は、車輪を含み、自走可能である。
交換部TUにおいて処理前の処分容器DCが搬送装置6の支持台61に載せられる。処理前の処分容器DCは、新規の(空の)処分容器DCを含む。処理前の処分容器DCを載せた搬送装置6は、交換部TUから搬送口9を介して処理部PUに移動する。
本実施形態において、処理前の処分容器DCは、搬送台車72及び乗換コンベア73を介して、交換部TUに搬送される。
処理部PUに移動した搬送装置6は、昇降装置62を使って、カバー部材8と処分容器DCの上端部とが接触するように、支持台61に支持されている処分容器DCを上昇する。これにより、処分容器DCの上端部の開口がカバー部材8で覆われる。
カバー部材8と処分容器DCの上端部とが接触した状態で、第1供給配管14、第2供給配管24、及び第3供給配管34のそれぞれから、乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTのそれぞれが処分容器DCに供給される。乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTは、処分容器DCの上端部の開口を介して、処分容器DCの内部に供給される。攪拌機5のパドル51は、処分容器DCの上端部の開口を介して、処分容器DCの内部に挿入される。アクチュエータ52の作動により、処分容器DCの内部に供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとがパドル51によって攪拌される。
攪拌機5による攪拌が終了すると、搬送装置6は、その処理後の処分容器DCを支持した支持台61を、昇降装置62によって下降させる。処理後の処分容器DCは、攪拌後の乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとを収容した処分容器DCを含む。処理後の処分容器DCを載せた搬送装置6は、処理部PUから交換部TUに移動する。
交換部TUに移動した処理後の処分容器DCに対して、キャッピング装置71によりキャップ部材が取り付けられる。キャップ部材が取り付けられた処理後の処分容器DCは、乗換コンベア73を介して搬送台車72に送られる。処理後の処分容器DCは、搬送台車72により、次の工程に搬送される。
洗浄装置7は、攪拌機5を洗浄する。洗浄装置7は、攪拌機5による攪拌処理が実行されないとき、処理部PUに移動して、攪拌機5を洗浄する。攪拌機5による攪拌処理とは、処理部PUにおいて処分容器DCの内部に供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとを攪拌機5で攪拌する処理をいう。攪拌機5の洗浄処理が実行されないとき、洗浄装置7は、待機部(待機ステーション)WSに配置される。
洗浄装置7は、内部空間90を有する液体槽91と、液体槽91に接続されたポンプ92と、液体槽91及びポンプ92を搬送する搬送装置93とを備えている。搬送装置93は、搬送台車を含み、液体槽91及びポンプ92を支持する支持台と、支持台を支持して移動可能な走行装置とを含む。走行装置は、車輪を含み、自走可能である。
液体槽91の内部空間90に液体LQが供給される。液体LQは、攪拌機5を洗浄するための洗浄用の液体である。本実施形態において、液体LQは、温水である。液体LQの温度は、例えば70℃程度である。
洗浄装置7は、処理部PUと待機部WSとの間を移動可能である。洗浄装置7が処理部PUに配置されている状態及び待機部WSに配置されている状態の両方において、内部空間90に液体LQが収容される。すなわち、攪拌機5の洗浄処理が行われる洗浄期間、及び攪拌機5の洗浄処理が行われない非洗浄期間のそれぞれにおいて、内部空間90に液体LQが収容される。非洗浄期間は、攪拌機5による攪拌処理が行われる攪拌期間を含む。
本実施形態においては、洗浄装置7が待機部WSに配置されている状態において、内部空間90の液体LQの少なくとも一部が、ポンプ92によって第3供給装置3に供給される。第3供給装置3は、その液体LQを処分容器DCに供給する。すなわち、本実施形態においては、洗浄装置7の液体LQの一部が、固化体を製造するための水WTとして使用される。なお、内部空間90の液体LQが、第3供給装置3を介さずに、処分容器DCに直接的に供給されてもよい。内部空間90の液体LQの一部が処分容器DCに供給された場合、新規の液体LQが内部空間90に補給される。これにより、内部空間90は、液体LQで満たされ続ける。
図2は、本実施形態に係る放射性廃棄物固化装置SEの一部を示す断面図である。図2に示すように、放射性廃棄物固化装置SEは、乾燥粉体RWを供給するための第1供給配管14と、固化材SMを供給するための第2供給配管24と、水WTを供給するための第3供給配管34と、ガスGAを排出するための排出配管44とを有する。
第1供給配管14は、処分容器DCに供給される乾燥粉体RWが通る第1供給通路15と、第1供給通路15の下端部に設けられた第1開口16とを有する。第2供給配管24は、処分容器DCに供給される固化材SMが通る第2供給通路25と、第2供給通路25の下端部に設けられた第2開口26とを有する。第3供給配管34は、処分容器DCに供給される水WTが通る第3供給通路35と、第3供給通路35の下端部に設けられた第3開口36とを有する。排出配管44は、処分容器DCからのガスGAが通る排出通路45と、排出通路45の下端部に設けられた開口46とを有する。
放射性廃棄物固化装置SEは、処理部PUに配置され、処分容器DCの上端部の開口を覆うカバー部材8を備えている。処分容器DCの上端部の開口がカバー部材8に覆われた状態で、その処分容器DCの内部に、処分容器DCの上端部の開口を介して、乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTが供給される。
放射性廃棄物固化装置SEは、処理部PUに配置され、処分容器DCに供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとを攪拌する攪拌機5を備えている。攪拌機5は、少なくとも一部が処分容器DCの内部に配置されるパドル51と、パドル51を駆動するアクチュエータ52とを有する。アクチュエータ52は、回転モータを含み、パドル51を回転可能である。攪拌機5は、カバー部材8に支持される。処分容器DCの上端部の開口がカバー部材8に覆われた状態で、処分容器DCの内部に供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとが攪拌機5によって攪拌される。
本実施形態において、放射性廃棄物固化装置SEは、第1開口16と接続される弁80を備えている。弁80は、ケーシング81と、ケーシング81の内部に配置される弁体82と、弁体82を移動する移動装置900とを備えている。
ケーシング81は、筒状の部材である。ケーシング81の中心軸AXは、水平面(XY平面)に対して傾斜する。ケーシング81は、中心軸AXの周囲に配置された筒部83と、筒部83の一部に設けられ、乾燥粉体RWが通る第1供給通路15の下端部の第1開口16と接続される流入口84と、筒部83の下端部に設けられた流出口85とを有する。
弁体82は、ケーシング81(筒部83)の内部に配置される。弁体82は、中心軸AXと平行な方向に移動可能である。弁体82は、流出口85に配置されることにより、流出口85を閉じることができる。弁体82は、流出口85から退くように移動することにより、流出口85を開けることができる。図2は、弁体82により流出口85が閉じられている状態を示す。
処分容器DCは、搬送装置6の支持台61に支持される。処理部PUにおいて、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触するように、搬送装置6により処分容器DCの位置が調整される。本実施形態においては、処分容器DCの上端部の開口がカバー部材8で覆われるように、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触する。カバー部材8の下端部に開口が形成されている。カバー部材8の下端部の開口と処分容器DCの上端部の開口とが結ばれるように、処分容器DCとカバー部材8とが接続される。
第1供給通路15を通った乾燥粉体RWは、第1開口16及び流入口84を介して、筒部83の内部に供給される。本実施形態において、流出口85は、カバー部材8に配置されている。流入口84から筒部83の内部に供給された乾燥粉体RWは、流出口85から流出する。流出口85から流出した乾燥粉体RWは、カバー部材8の下端部の開口、及び処分容器DCの上端部の開口を介して、処分容器DCの内部に供給される。
本実施形態において、第2供給配管24は、第1供給配管14と合流する。第1供給配管14は、第2供給配管24の第2開口26と接続される受入口17を有する。第2供給通路25を通った固化材SMは、第2開口26及び受入口17を介して、第1供給通路15に供給される。第1供給通路15を通った固化材SMは、第1開口16及び流入口84を介して、筒部83の内部に供給される。流入口84から筒部83の内部に供給された固化材SMは、流出口85から流出する。流出口85から流出した固化材SMは、カバー部材8の下端部の開口、及び処分容器DCの上端部の開口を介して、処分容器DCの内部に供給される。
本実施形態において、第3供給配管34の第3開口36は、カバー部材8に配置されている。第3供給通路35を通った水WTは、第3開口36から流出する。第3開口36から流出した水WTは、カバー部材8の下端部の開口、及び処分容器DCの上端部の開口を介して、処分容器DCの内部に供給される。
攪拌機5のパドル51は、処分容器DCの上端部の開口を介して、処分容器DCの内部に挿入される。アクチュエータ52の作動により、処分容器DCの内部に供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとが攪拌機5によって攪拌される。
本実施形態において、排出配管44の開口46は、カバー部材8に設けられている。処分容器DCの内部のガスGAは、開口46から排出され、排出通路45を流れる。
次に、本実施形態に係る搬送装置6の一例について説明する。図3は、本実施形態に係る搬送装置6の一例を示す図である。
搬送装置6は、処分容器DCを搬送する。搬送装置6は、処分容器DCを支持する支持台61と、支持台61を昇降可能な昇降装置62と、支持台61及び昇降装置62を支持して移動可能な走行装置63とを含む。走行装置63は、昇降装置62を支持するベース部材63Bと、ベース部材63Bを移動可能に支持する車輪63Rとを含み、自走可能である。なお、放射性廃棄物固化装置SEにレールのようなガイド部材が設けられ、走行装置63は、そのガイド部材にガイドされてもよい。走行装置63は、水平面内(XY平面内)を移動可能である。
昇降装置62は、支持台61に支持されている処分容器DCを、XY平面と直交するZ軸方向に移動可能(昇降可能)である。昇降装置62は、第1アーム601と、第2アーム602と、第1アーム601の中央部と第2アーム602の中央部とをZ軸と直交する回転軸J0を中心に相対回転可能に支持する軸部材603と、第1アーム601の下端部と第2アーム602の下端部とをZ軸及びY軸と直交するX軸と平行な方向に相対移動可能に支持する下部フレーム604と、第1アーム601の上端部及び第2アーム602の上端部に支持される上部フレーム605とを備えている。回転軸J0は、Y軸と平行である。第1アーム601と第2アーム602とは、軸部材603によって連結される。下部フレーム604は、ベース部材63Bに支持される。上部フレーム605は、支持台61を支持する。なお、上部フレーム605と支持台61とは一体でもよい。
第1アーム601は、ロッド状の部材であり、上端部(一端部)と、下端部(下端部)と、上端部と下端部との間の中央部とを有する。第1アーム601の下端部は、軸部材606により、下部フレーム604と連結される。第1アーム601の下端部は、下部フレーム604に対して、Y軸と平行な回転軸J1を中心に回転可能である。第1アーム601の上端部にはローラ607が設けられる。上部フレーム605には、ローラ607をX軸方向にガイドするガイド溝608が設けられる。ローラ607は、ガイド溝608に沿ってX軸方向に移動可能である。なお、ローラ607に代えて、第1アーム601の上端部に、ガイド溝608に配置され、ガイド溝608に対して滑ることができる凸部が設けられてもよい。
第2アーム602は、ロッド状の部材であり、上端部(一端部)と、下端部(下端部)と、上端部と下端部との間の中央部とを有する。第2アーム602の上端部は、軸部材609により、上部フレーム605と連結される。第2アーム602の上端部は、上部フレーム605に対して、Y軸と平行な回転軸J2を中心に回転可能である。第2アーム602の下端部にはローラ610が設けられる。下部フレーム604には、ローラ610をX軸方向にガイドするガイド溝611が設けられる。ローラ610は、ガイド溝611に沿ってX軸方向に移動可能である。なお、ローラ610に代えて、第2アーム602の下端部に、ガイド溝610に配置され、ガイド溝610に対して滑ることができる凸部が設けられてもよい。
X軸方向に関する第1アーム601の下端部と第2アーム602の下端部との距離が短くなるように、回転軸JOを中心に第1アーム601と第2アーム602とが相対回転することにより、Z軸方向に関する第1アーム601の下端部と第1アーム601の上端部との距離が長くなるとともに、Z軸方向に関する第2アーム602の下端部と第2アーム602の上端部との距離が長くなる。これにより、第1アーム601の上端部及び第2アーム602の上端部に支持されている上部フレーム605及び支持台61は、+Z方向に移動(上昇)する。
X軸方向に関する第1アーム601の下端部と第2アーム602の下端部との距離が長くなるように、回転軸JOを中心に第1アーム601と第2アーム602とが相対回転することにより、Z軸方向に関する第1アーム601の下端部と第1アーム601の上端部との距離が短くなるとともに、Z軸方向に関する第2アーム602の下端部と第2アーム602の上端部との距離が短くなる。これにより、第1アーム601の上端部及び第2アーム602の上端部に支持されている上部フレーム605及び支持台61は、−Z方向に移動(下降)する。
なお、第1アーム601、第2アーム602、下部フレーム604、及び上部フレーム605のそれぞれは、Y軸方向に少なくとも2つ配置される。本実施形態においては、2つの第1アーム601と第1アーム601とがY軸方向に長い第1ロッド部材で連結される。2つの第2アーム602と第2アーム602とが、Y軸方向に長い第2ロッド部材で連結される。これにより、2つの第1アーム601と第1アーム601とは、一体で移動(回転)可能である。2つの第2アーム602と第2アーム602とは、一体で移動(回転)可能である。
昇降装置62は、Z軸方向に関するZ軸方向に関する第1アーム601の下端部と第1アーム601の上端部との距離、及びZ軸方向に関する第2アーム602の下端部と第2アーム602の上端部との距離が変化するように、第1アーム601の上端部と第1アーム601の中央部との間の第1アーム601の中間部分に力を加える第1アクチュエータ650を備えている。
本実施形態において、第1アーム601は、第1アーム601の上端部と第1アーム601の中間部との間に形成されたガイド溝612を有する。ガイド溝612は、第1アーム601の長手方向に延在する。また、ガイド溝612には、Y軸方向に長いロッド部材613の端部が配置される。ガイド溝612は、2つの第1アーム601のそれぞれに形成されている。一方の第1アーム601のガイド溝612に、ロッド部材613の一端部(例えば−Y側の端部)が配置される。他方の第1アーム601のガイド溝612に、ロッド部材613の他端部(例えば+Y側の端部)が配置される。ロッド部材613は、ガイド溝612に沿って移動可能である。
本実施形態において、第1アクチュエータ650は、ロッド部材613に力を加える。第1アクチュエータ650は、ロッド部材613がガイド溝612に沿って移動するように、ロッド部材613に力を加える。
第1アクチュエータ650によりロッド部材613に力が加えられることにより、そのロッド部材613を介して、ガイド溝612の内面に力が加えられる。ガイド溝612は、第1アーム601の上端部と第1アーム601の中間部との間に形成されている。したがって、第1アクチュエータ650は、ロッド部材613に力を加えることにより、第1アーム601の上端部と第1アーム601の中央部との間の第1アーム601の中間部分に、ロッド部材613を介して力を加えることができる。
本実施形態において、第1アクチュエータ650は、エアシリンダを含む。第1アクチュエータ650は、シリンダ部651と、シリンダ部651に対して軸方向に相対移動可能なロッド部652とを有する。ロッド部652の先端部は、ロッド部材613に接続される。ロッド部652の先端部とロッド部材613とは、Y軸と平行な回転軸を中心に相対回転可能に接続される。シリンダ部651の基端部は、例えば、下部フレーム604の少なくとも一部、又は下部フレーム604に固定された固定部材の少なくとも一部に接続される。なお、シリンダ部651の基端部は、ベース部材63Bに接続されてもよい。本実施形態においては、シリンダ部651の基端部は、固定部材に接続されることとする。ロッド部652の先端部とロッド部材613とは、Y軸と平行な回転軸J5を中心に相対回転可能に接続される。
ロッド部材613が第1アーム601の上端部に近づくように、第1アクチュエータ650がロッド部材613に力を加えることにより(エアシリンダが伸びることにより)、Z軸方向に関する第1アーム601の下端部と第1アーム601の上端部との距離、及びZ軸方向に関する第2アーム602の下端部と第2アーム602の上端部との距離のそれぞれが長くなる。これにより、上部フレーム605及び支持台61が上昇する。
ロッド部材613が第1アーム601の中央部に近づくように、第1アクチュエータ650がロッド部材613に力を加えることにより(エアシリンダが縮むことにより)、Z軸方向に関する第1アーム601の下端部と第1アーム601の上端部との距離、及びZ軸方向に関する第2アーム602の下端部と第2アーム602の上端部との距離のそれぞれが短くなる。これにより、上部フレーム605及び支持台61が下降する。
このように、本実施形態において、第1アクチュエータ650は、上部フレーム605及び支持台61をZ軸方向に移動(昇降)させる昇降用アクチェエータである。上部フレーム605は、第1アクチュエータ650の作動により、支持台61を介して処分容器DCを支持した状態で、Z軸方向に移動する。
昇降装置62は、第1アーム601の下端部及び第2アーム602の下端部の少なくとも一方に、X軸方向に力を加える第2アクチュエータ660を備えている。上述のように、本実施形態においては、第2アーム602の下端部が、ガイド溝611に沿ってX軸方向に移動可能である。第2アクチュエータ660は、第1アーム601の下端部及び第2アーム602の下端部のうち、下部フレーム604(ガイド溝611)にX軸方向に移動可能に支持されている第2アーム602の下端部に力を加える。
第2アクチュエータ660は、第2アーム602の下端部に直接的に力を加えてもよい。上述のように、本実施形態においては、第2アーム602は、Y軸方向に2つ配置される。一方の第2アーム602の下端部と他方の第2アーム602の下端部とを接続する接続部材が設けられている。接続部材は、Y軸方向に長いロッド部材でもよい。本実施形態において、第2アクチュエータ660は、その接続部材に力を加える。第2アクチュエータ660がその接続部材にX軸方向の力を加えることによって、第2アーム602の下端部にX軸方向の力が加わる。
第2アクチュエータ660は、昇降装置62の外側から、第2アーム602の下端部に力を加える。例えば、X軸方向に関する第1アーム601の下端部と第2アーム602の下端部との距離が短くなるように、第2アーム602の下端部にX軸方向に関して一方向(図3において+X方向)に力が加えられることにより、Z軸方向に関する第1アーム601の下端部と第1アーム601の上端部との距離、及びZ軸方向に関する第2アーム602の下端部と第2アーム602の上端部との距離が短くなることが抑制される。換言すれば、X軸方向に関する第1アーム601の下端部と第2アーム602の下端部との距離が短くなるように、第2アーム602の下端部にX軸方向の力が加えられることにより、上部フレーム605及び支持台61が下降することが抑制される。
本実施形態において、第2アクチュエータ660は、エアシリンダを含む。第2アクチュエータ660は、シリンダ部661と、シリンダ部661に対して軸方向に相対移動可能なロッド部662とを有する。ロッド部662の先端部は、第2アーム602の下端部(本実施形態においては接続部材)に接触可能である。シリンダ部661は、例えば、ベース部材63Bに固定される。
第2アクチュエータ660のエアシリンダが縮むことにより、ロッド部662と第2アーム602の下端部(接続部材)とは離れる。第2アクチュエータ660のエアシリンダが伸びることにより、ロッド部662と第2アーム602の下端部(接続部材)とが接触する。第2アクチュエータ660のエアシリンダが伸びることにより、第2アクチュエータ660は、ロッド部662で、第2アーム602の下端部に対して+X方向の力を加えることができる。
このように、本実施形態において、第2アクチュエータ660は、上部フレーム605及び支持台61が−Z方向に移動(下降)することを抑制する下降防止用アクチェエータである。
次に、本実施形態に係る放射性廃棄物固化方法の一例について説明する。図4は、本実施形態に係る放射性廃棄物固化方法の一例を示すフローチャートである。図4に示すように、搬送装置6によって、新規の(空の)処分容器DCが、交換部TUから処理部PUに搬送される。図5に示すように、処理部PUにおいて、搬送装置6は、攪拌機5及び攪拌機5の周囲に配置されたカバー部材8の下に、上部フレーム605(支持台61)に支持された新規の処分容器DCを配置する(ステップSP1)。
次に、昇降装置62により、支持台61に支持されている処分容器DCが上昇される(ステップSP2)。処分容器DCの上昇において、Z軸方向に関する第1アーム601の上端部と第1アーム601の下端部との距離、及びZ軸方向に関する第2アーム602の上端部と第2アーム602の下端部との距離が大きくなるように、第1アクチュエータ650が作動する。これにより、処分容器DCが上昇される。
本実施形態においては、処分容器DCの上昇において、第2アクチュエータ660は、作動しない。第2アクチュエータ660のロッド部662と第2アーム602の下端部(接続部材)とが離れた状態で、第1アクチュエータ650の作動により処分容器DCが上昇される。
図6に示すように、昇降装置62は、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触するように、Z軸方向に関して処分容器DCを位置決めする(ステップSP3)。すなわち、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触して、処分容器DCの上端部の開口がカバー部材8で十分に覆われるように、昇降装置62によって処分容器DCの位置が調整される。
処分容器SCの上端部とカバー部材8とが接触し、Z軸方向に関して処分容器DCが位置決めされた後、図7に示すように、ロッド部662と第2アーム602の下端部とが接触するように、第2アクチュエータ660が作動する。第2アクチュエータ660は、Z軸方向に関する処分容器DCの位置が維持されるように(処分容器DCが下降しないように)、第2アーム602の下端部に+X方向の力を、昇降装置62の外側から加える。これにより、第2アクチュエータ660を使ってZ軸方向に関する処分容器DCの位置が固定される(ステップSP4)。
次に、第3供給装置3から処分容器DCに水WTが供給される。第3供給装置3は、計量装置31で計量された所定量の水WTを処分容器DCに対して一度に供給する。第3供給通路35を通った水WTは、第3開口36を介して、処分容器DCに供給される。
また、弁体82が流出口85から退いて流出口85が開いた状態で、第1供給装置1から処分容器DCに乾燥粉体RWが供給され、第2供給装置2から処分容器DCに固化材SMが供給される(ステップSP5)。第1供給装置1は、計量装置12で計量された所定量の乾燥粉体RWを処分容器DCに対して一度に供給する。第2供給装置2は、計量装置22で計量された所定量の固化材SMを処分容器DCに対して一度に供給する。第1供給通路15を通った乾燥粉体RWは、流入口84及び筒部83の内部を通った後、流出口85を介して、処分容器DCに供給される。第2供給通路25及び第1供給通路15を通った固化材SMは、流入口84及び筒部83の内部を通った後、流出口85を介して、処分容器DCに供給される。
なお、第1供給装置1から処分容器DCに対して一度に供給される乾燥粉体RWの量と、第2供給装置2から処分容器DCに対して一度に供給される固化材SMの量と、第3供給装置3から処分容器DCに対して一度に供給される水WTの量との和は、処分容器DCの容積よりも小さい。
また、処分容器DCに対する乾燥粉体RW及び固化材SMの供給が終了した後、弁体82で流出口85が閉じられる。
弁体82によって流出口85が閉じられることにより、例えば、攪拌機5を用いる攪拌処理において、流出口85から乾燥粉体RW及び固化材SMがこぼれ落ちることが抑制される。本実施形態においては、計量された所定量の乾燥粉体RW及び固化材SMが、処分容器DCに対して一度に供給される。乾燥粉体RWの供給後においても、第1供給通路15及び筒部83の内部の少なくとも一部に乾燥粉体RWが残留する可能性がある。また、固化材SMの供給後においても、第2供給通路25、第1供給通路15、及び筒部83の内部の少なくとも一部に固化材SMが残留する可能性がある。本実施形態においては、乾燥粉体RW及び固化材SMの供給後、弁体82によって流出口85が閉じられることにより、その残留した乾燥粉体RW及び固化材SMの少なくとも一方が流出口85からこぼれ落ちることが抑制される。
弁体82は、処分容器DCに対する乾燥粉体RW及び固化材SMの供給が終了してから、次の処分容器DCに対する乾燥粉体RW及び固化材SMの供給が開始されるまで、流出口85を閉じ続ける。
本実施形態においては、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触している状態で、処分容器DCに対して乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTが供給される。これにより、処分容器DCに供給される乾燥粉体RWなどが周囲に飛散したり漏洩したりすることが抑制される。
本実施形態においては、処分容器DCに対する乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTの供給において、第2アクチュエータ660は、第2アーム602の下端部に+X方向の力を加え続ける。また、第1アクチュエータ650も、処分容器DCに対する乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTの供給において、処分容器DCの位置が維持されるように、第1アーム601(ロッド部材613)に力を加え続ける。
処分容器DCに対して供給される乾燥粉体RWと固化材SMと水WTの総重量は、例えば100kgから600kgにも及ぶ。そのため、新規の処分容器DCにおいては、昇降装置62を使って、カバー部材8と接触するように新規の処分容器DCの位置決めを実施できたとしても、処分容器DCに対する乾燥粉体RWなどの供給により、昇降装置62の第1アクチュエータ650に対する負荷が増大し、第1アクチュエータ650は、Z軸方向に関する処分容器DCの位置を維持できなくなる可能性がある。その結果、処分容器DCとカバー部材8とを接触させ続けたいにもかかわらず、処分容器DCが下降し、処分容器DCとカバー部材8とが離れてしまう。処分容器DCとカバー部材8とが離れてしまうと、処分容器DCとカバー部材8との間隙から、処分容器DCに供給される乾燥粉体RWなどが周囲に飛散したり漏洩したりする可能性がある。
本実施形態においては、第2アクチュエータ660で第2アーム602の下端部に力を加えた状態で、処分容器DCに乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとが供給される。これにより、それら乾燥粉体RWの供給に伴って、第1アクチュエータ650に対する負荷が増大しても、Z軸方向に関する処分容器DCの位置が維持される。すなわち、乾燥粉体RWなどの供給において、第1アクチュエータ650によるロッド部材613に対する力を加える動作と並行して、第2アクチュエータ660による第2アーム602の下端部に対する力を加える動作が実行されることによって、処分容器DCが下降することが抑制される。これにより、乾燥粉体RWなどの供給において、処分容器DCとカバー部材8との接触が維持される。したがって、処分容器DCに供給される乾燥粉体RWなどが周囲に飛散したり漏洩したりすることが抑制される。
乾燥粉体RW、固化材SM、及び水WTが処分容器DCに供給された後、攪拌機5により、処分容器DCの内部の乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとが攪拌される(ステップSP6)。
本実施形態においては、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触している状態で、攪拌機5による攪拌が行われる。これにより、乾燥粉体RWを含む処分容器DCの内部の混練物が周囲に飛散したり漏洩したりすることが抑制される。
本実施形態においては、攪拌機5による攪拌において、第2アクチュエータ660は、第2アーム602の下端部に+X方向の力を加え続ける。また、第1アクチュエータ650も、攪拌機5による攪拌において、処分容器DCの位置が維持されるように、第1アーム601(ロッド部材613)に力を加え続ける。
本実施形態においては、第2アクチュエータ660で第2アーム602の下端部に力を加えた状態で、処分容器DCに供給された乾燥粉体RWと固化材SMと水WTとが攪拌機5で攪拌される。これにより、攪拌処理中においても、Z軸方向に関する処分容器DCの位置が維持される。すなわち、攪拌機5による攪拌処理中においても、第1アクチュエータ650によるロッド部材613に対する力を加える動作と並行して、第2アクチュエータ660による第2アーム602の下端部に対する力を加える動作が実行されることによって、処分容器DCが下降することが抑制される。これにより、攪拌処理中において、処分容器DCとカバー部材8との接触が維持される。したがって、処分容器DCの内部の混練物が周囲に飛散したり漏洩したりすることが抑制される。
攪拌機5による攪拌が終了した後、昇降装置62により、処分容器DCが下降される(ステップSP7)。処理後の処分容器DCは搬送装置6によって処理部PUから搬出される。また、処理前の処分容器DCが搬送装置6によって処理部PUに搬入される。処理部PUに搬送された処理前の処分容器DCは、カバー部材8と接続される。
処理前の処分容器DCとカバー部材8とが接続された後、その処分容器DCに対して第3供給装置3から水WTが供給される。また、処分容器DCに対して乾燥粉体RW及び固化材SMを供給するために、流出口85が開くように、弁体82が移動する。
流出口85が開いた状態で、第1供給装置1から処分容器DCに乾燥粉体RWが供給され、第2供給装置2から処分容器DCに固化材SMが供給される。乾燥粉体RW及び固化材SMの供給後、弁体82は、流出口85を閉じるように移動する。
以下、上述と同様の処理が実行される。
以上説明したように、本実施形態によれば、昇降装置62によって上昇された新規の処分容器DCに乾燥粉体RWなどが供給され、その処分容器DCの総重量が変化しても、第2アクチュエータ660の作動により、Z軸方向に関する処分容器DCの位置を維持することができる。したがって、処分容器DCに対する乾燥粉体RWの供給中、及び攪拌機5を用いる攪拌中において、処分容器DCの上端部とカバー部材8とを接触させ続けることができる。したがって、乾燥粉体RWなどの飛散及び漏洩などが抑制され、攪拌処理を円滑に行うことができる。
また、本実施形態においては、第1アクチュエータ650及び第2アクチュエータ660として、作動速度が速いエアシリンダを用いる。これにより、処分容器DCの位置調整を円滑に実行することができる。
また、エアシリンダを用いることにより、Z軸方向に関する処分容器DCの位置調整を多段階(無段階)で実施することができる。
<第2実施形態>
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
図8は、本実施形態に係る放射性廃棄物固化装置SEの一例を示すブロック図である。図8に示すように、搬送装置6は、第1アクチュエータ650及び第2アクチュエータ660を制御する制御装置670を備えている。制御装置670は、昇降装置62の少なくとも一部に設けられてもよいし、走行装置63の少なくとも一部に設けられてもよいし、支持台61の少なくとも一部に設けられてもよい。
制御装置670は、CPUを含み、第1アクチュエータ650及び第2アクチュエータ660に制御信号を出力可能である。制御装置670は、第1アクチュエータ650を作動して、処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触するように処分容器DCを上昇した後、Z軸方向に関する処分容器DCの位置が維持されるように、第2アクチュエータ660を作動する。
また、本実施形態において、搬送装置6の走行装置63は、電気モータのようなアクチュエータを含み、そのアクチュエータの駆動により走行する。制御装置670は、そのアクチュエータを制御可能である。制御装置670は、そのアクチュエータを制御して、XY平面内における搬送装置6の位置を調整することができる。
本実施形態において、搬送装置6は、制御装置670と接続され、処分容器DCの光学像を取得可能な監視カメラ680と、制御装置670と接続された無線通信装置681とを有する。無線通信装置681は、無線受信装置681A及び無線送信装置681Bを含む。無線受信装置681A及び無線送信装置681Bは、昇降装置62の少なくとも一部に設けられてもよいし、走行装置63の少なくとも一部に設けられてもよいし、支持台61の少なくとも一部に設けられてもよい。監視カメラ680は、搬送装置6が有してなくてもよく、処理部PUの所定位置(例えばカバー部材8)に取付けられてもよい。監視カメラ680と制御装置670とのデータ通信は、無線で行われてもよい。
本実施形態において、放射性廃棄物固化装置SEの管理を行う管理施設700が設けられる。管理施設700には、CPUを含む制御装置701と、制御装置701と接続され、搬送装置6に設けられた無線通信装置681と無線でデータ通信可能な無線通信装置702と、制御装置701と接続された入力装置703と、制御装置701と接続された表示装置704とを有する。
本実施形態において、搬送装置6の制御装置670は、無線受信装置681Aが受信した指令信号に基づいて、走行装置63のアクチュエータと、昇降装置62の第1アクチュエータ650及び第2アクチュエータ660とを制御する。
本実施形態において、監視カメラ680により、処分容器DCの画像が、無線通信装置681を介して、管理施設700に送信される。管理施設700の制御装置701は、無線通信装置702を介して受信した、監視カメラ680の画像データを表示装置704に出力する。表示装置704は、フラットパネルディスプレイを含み、監視カメラ680で取得された処分容器DCの画像を表示する。
管理施設700において、管理者は、監視カメラ680による処分容器DCの画像を見ながら、処理部PUにおいて処分容器DCが所期の位置に配置されるように、入力装置703を操作する。入力装置703は、キーボード及びジョイスティックのような操作装置を含む。制御装置701は、入力装置703が操作されることによって生成された操作信号に基づいて、指令信号を生成する。制御装置701で生成された指令信号は、無線通信装置702を介して、搬送装置6に送信される。
搬送装置6の制御装置670は、管理施設700から送信された指令信号に基づいて、走行装置63のアクチュエータと、昇降装置62の第1アクチュエータ650及び第2アクチュエータ660とを制御する。
管理者は、表示装置704を見ながら、新規の処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触するように、入力装置703を操作して、走行装置63のアクチュエータ、及び昇降装置62の第1アクチュエータ650を駆動するための操作信号を生成する。走行装置63のアクチュエータ、及び昇降装置62の第1アクチュエータ650は、入力装置703で生成された操作信号に基づく指令信号に基づいて駆動される。これにより、新規の処分容器DCの上端部とカバー部材8とが接触する。
管理者は、表示装置704により、新規の処分容器DCの上端部とカバー部材8との接触を確認した後、入力装置703を操作して、昇降装置62の第2アクチュエータ660を駆動するための操作信号を生成する。昇降装置62の第2アクチュエータ660は、入力装置703で生成された操作信号に基づく指令信号に基づいて駆動される。第2アクチュエータ660は、ロッド部662を用いて、第2アーム602の下端部に+X方向の力を加える。これにより、Z軸方向に関する処分容器DCの位置が調整される。
以上説明したように、搬送装置6は、管理施設700の管理者によって遠隔操作されてもよい。これにより、乾燥粉体RWの処理部PUに作業者を派遣することなく、攪拌処理を円滑に行うことができる。