JP6654973B2

JP6654973B2 - 放射性物質回収時の汚染拡大防止装置および汚染拡大防止方法

Info

Publication number: JP6654973B2
Application number: JP2016122575A
Authority: JP
Inventors: 知大木口; 正宏竹之内; 孝一黒澤; 平野　克彦; 克彦平野; 廉守中; 祥次水上
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2036-06-21
Also published as: JP2017227496A

Description

本発明は、放射性物質回収時の汚染拡大防止装置および汚染拡大防止方法に関する。

固体の放射性物質を粉砕し回収する際には、粉砕によって生じた放射性物質の微粒子が拡散することになる。

また、放射性物質の遮へいや冷却のために、水等の液体中にある状態では、粉砕した微粒子の拡散に加えて水等に溶出した放射性物質の拡散が生じる。

このため、固体放射性物質の粉砕作業にあっては、汚染拡大の防止方法として、特許文献１の段落［０００４］に記載されているように、密封容器内で作業することが一般的であった。

特開２０１２−１３４４９号公報

上述したように、固体の放射性物質を粉砕し回収する作業においては、粉砕によって生じた放射性物質の微粒子が拡散する恐れがある。

また、固体の放射性物質の遮へいや冷却のため、水等の液体中にある状態では、微粒子の拡散に加えて水等に溶出した放射性物質の拡散が生じる可能性がある。

そのため、特許文献１に記載されているように、密封容器内で作業することによって放射性物質の拡散を防止する必要があった。

しかし、既に放射性物質により汚染されている場所での放射性物質の回収を行う場合、放射性物質が存在し、汚染されている場所を密封容器にて完全に密封することは困難であり、放射性物質の粉砕作業により、放射性物質が密封容器外に漏出する可能性がある。この場合は、先に設置した密封容器をさらに包囲する密封容器を、新たに設置しなければならなかった。しかし、これは、施工上、非常に困難なものであった。

上記課題に鑑み、本発明はなされたものであり、本発明の目的は、密封容器を用いること無く、放射性物質の拡散を防止しながら、放射性物質を粉砕して回収可能な、放射性物質回収時の汚染拡大防止装置および汚染拡大防止方法を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

放射性物質回収時の汚染拡大防止装置において、固体の放射性物質を粉砕する粉砕装置と、躯体に収容された冷却水の中の粉砕された放射性物質を冷却水と共に吸引する吸引用配管を有する吸引装置と、上記吸引用配管及び上記放射性物質を包囲する隔壁と、上記隔壁を上下方向に移動可能に支持する支持構造体とを備え、上記隔壁の下方端部は、上記隔壁の外部側から内部側に向かって下方向に傾斜し、上記吸引装置の吸引動作により、上記冷却水の上記吸引用配管に向かう流路を確保し、上記吸引装置の吸引動作の低下に伴って、上記冷却水の上記隔壁の外部への流れを阻止する。

また、放射性物質回収時の汚染拡大防止方法において、固体の放射性物質を収容する躯体内に冷却水を満たし、上記放射性物質を包囲する隔壁を支持構造体により支持し、上記躯体内に収容された上記放射性物質を粉砕し、上記粉砕された放射性物質を上記冷却水と共に吸引用配管に吸引し、上記支持構造体は、上記隔壁を上下方向に移動可能に支持し、上記隔壁の下方端部は、上記隔壁の外部側から内部側に向かって下方向に傾斜し、上記冷却水の上記吸引用配管への吸引により、上記冷却水の上記吸引用配管に向かう流路を確保し、上記冷却水の吸引低下に伴って、上記冷却水の上記隔壁の外部への流れを阻止する。

密封容器を用いること無く、放射性物質の拡散を防止しながら、放射性物質を粉砕して回収可能な、放射性物質回収時の汚染拡大防止装置および汚染拡大防止方法を実現することができる。

本発明の実施例１に係る放射性物質回収装置の概略構成図である。本発明の実施例１に係る放射性物質回収装置の要部拡大図である。本発明の実施例２に係る放射性物質回収装置の要部拡大図である。

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。但し、本発明の実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく、単なる説明例に過ぎないものである。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１に係る放射性物質回収装置の概略構成図であり、図２は、実施例１に係る放射性物質回収装置の要部拡大図である。

図１及び図２において、躯体９内には、冷却水８が満たされ、躯体９内に収容された固体の放射性物質１が冷却水中に配置されている。放射性物質による汚染拡大防止方法を行う放射性物質回収装置は、固体の放射性物質１を粉砕するための粉砕装置２と、粉砕した放射性物質を回収するための吸引装置３と、粉砕した放射性物質の拡散を防止する隔壁４と、この隔壁４の回転を防止し、かつ隔壁４の上下方向の移動を制限しない支持構造物５と、隔壁４の内側に配置される水位計６ａと、支持構造物５の外側に配置される水位計６ｂとを備えている。

隔壁４は、円筒形状であり、下方端部は、隔壁４の外部側から内部側に向かって下方向に傾斜する形状となっている（勾配を形成する）。そして、隔壁４は放射性物質１を包囲するように配置され、隔壁４の下方端部は躯体９の底面とは接続されてはおらず、隔壁４に上下方向に力が作用した場合には、隔壁４は、上下方向に移動可能となっている。重力以外の他の力が隔壁４に作用していなければ、隔壁４は、自重により、下方向に移動し、躯体９の底面と接触する。

支持構造物５は、隔壁４の周囲を包囲する円筒形状となっており、この支持構造物５の上部には、粉砕装置２を支持する支持部５ａが形成されている。また、支持構造物５の下方端部は、躯体９の底面とは接触せず、間隔をもって配置されている。また、図示していないが、支持構造物５は、この支持構造物５の外面から斜め下方向に延びる脚部により、躯体９の底面に支持されている。

また、隔壁４の外面には、上下方向に延びる長方形状の突出部（図示せず）が形成され、支持構造物５の内面には、上下方向に延びる案内溝（図示せず）が形成されている。

隔壁４の外側面に形成された突出部が、支持構造物５の案内溝に挿入され、これにより、隔壁４は、回転方向への移動が制限されるが、上下方向へは移動可能となっている。

また、吸引装置３は、躯体９に位置する放射性物質１の粉砕物と冷却水８とを吸引する吸引用配管１１を備えている。

次に、本発明の実施例１における放射性物質の汚染拡大防止方法の原理および動作の概略について説明する。

放射性物質１の回収作業は、冷却水８により除熱されている放射性物質１を粉砕装置２により細かく粉砕し、吸引装置３により冷却水８とともに細かくなった放射性物質を、吸引用配管１１に吸引し回収する。吸引した放射性物質と冷却水８とは、フィルタにより分別し、冷却水８を躯体９に戻してもよいし、他の容器等に移動してもよい。ただし、フィルタにより分別した冷却水８を躯体９内に戻さない場合は、別箇に配置された冷却水供給装置により、新たな冷却水を躯体９内に供給する構成とする。

隔壁４の内側にある吸引用配管１１が冷却水８を吸引することにより、図１、２の矢印で示すように、隔壁４の外側から内側への冷却水の流れが発生し、隔壁４周りでの圧力損失に相当する水位差が隔壁４の内外に生じる。

隔壁４内外の水頭差は、隔壁４と躯体９の底面との間に生じた開口部７の面積または吸引装置３の流量を依存するため、密封構造ではない隔壁４内外の水位差を制御することにより隔壁４の開口７における冷却水８の、隔壁４の外部から内部への流速を確保し、放射性物質回収時の汚染拡大を防止することができる。

ここで、密封構造ではない隔壁４の下端に勾配を設けることにより、隔壁４の外部から内部への冷却水８の流れが隔壁４の下端に、冷却水８の流れによる圧力が作用し、隔壁４が上方向に移動する移動する力が働く。また、冷却水８の流れの圧力が小さくなると、隔壁４が自重により下方向に移動する。

このように、開口７での冷却水８の流れの増加／減少により密封構造ではない隔壁４が支持構造物５に沿って上下する。

これにより、開口７の面積が増加／減少するため、吸引装置３の吸引同動作による冷却水８の流れが喪失した場合には自動で隔壁４が下方向に移動し、開口７の面積が減少することにより汚染の拡大を抑制することができる。

また、吸引装置３の吸引動作により冷却水８の流量を増加した際には、自動で密封構造ではない隔壁４が上方向に移動し、開口７の面積が増加することにより開口７での圧力損失が低下するため、密封構造ではない隔壁４内の水位低下を抑制され、冷却水８による遮へい機能および冷却能力の低下を抑制する。

吸引装置３は、吸引動作中に、水位計６ａにより計測された、隔壁４内の水位と、水位計６ｂにより計測された支持構造物５内の水位とを比較し、支持構造物５内の水位が隔壁４内の水位より一定値以上では無い場合は、吸引装置３の吸引動作やその他の異常が発生したと判断し、粉砕装置２および吸引装置３の動作を停止する。

また、支持構造物５には、隔壁４の上端部の位置を検出する位置検出器１３が配置されている。吸引装置３の吸引動作中に、位置検出器１３により検出された、隔壁４の上端部が、一定の範囲を逸脱した場合は、吸引装置３または隔壁４の動作に異常が発生したと判断し、粉砕装置２の動作を停止する。

また、吸引用配管１１には、吸引用配管１１内に流れる冷却水８の流量を計測する流量計１２が配置されており、吸引動作中に、流量計２１が計測した流量が一定値未満の場合は、吸引装置３は異常が発生したと判断し、粉砕装置２および吸引装置３の動作を停止する。

また、支持構造物５、粉砕装置２又は吸引用配管１１には、隔壁４の内部を観察する撮像装置（図示せず）が配置されている。この撮像装置は、躯体９の床面に存在する放射性物質の位置の確認や、粉砕装置２による粉砕作業の確認、及び吸引用配管１１の吸引動作の確認を行うためのものである。

以上のように、本発明の実施例１によれば、粉砕された放射性物質１及び冷却水８を吸引する吸引用配管１１を有する吸引装置３と、放射性物質１及び吸引用配管１１を包囲し、冷却水８中に上下方向に移動可能に配置され、吸引用配管１１に向かって冷却水８が流れることにより上方向に移動し、吸引装置３の吸引動作の低下により、冷却水８の吸引用配管１１に向かう流れが低下するに伴って、自重により下方向に移動する隔壁４と、隔壁４を上下方向に移動可能に支持する支持構造物５とを備える。

本発明の実施例１の上記構成により、隔壁４は、放射性物質１の粉砕作業における吸引装置３の吸引動作による配管放射性物質１及び冷却水８の吸引用配管１１への流路を確保し、冷却水８の吸引用配管１１への流れの減少に伴って下方向に移動し、躯体９の床面に接することにより、放射性物質１及び汚染された冷却水８が隔壁４から流出する方向への水流を阻止し、放射性物質１及び汚染された冷却水８の拡散を防止することができる。

つまり、密封容器を用いること無く、放射性物質の拡散を防止しながら、放射性物質を粉砕して回収可能な、放射性物質回収時の汚染拡大防止装置および汚染拡大防止方法を実現することができる。

また、隔壁４は、上下駆動装置等の特別な駆動装置を必要とすることなく、冷却水８の水流により上方向に移動し、冷却水８の水流の低下に伴って自重で、下方向に移動可能であり、安価に汚染拡大防止装置および汚染拡大防止方法を実現することが可能である。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。

図３は、本発明の実施例２に係る放射性物質回収装置の要部拡大図である。

実施例２と実施例１との相違点は、実施例１の隔壁４は、下端部が傾斜し、上下方向に移動可能な構成であるが、実施例２における隔壁４ａの下端部は、傾斜する形状ではなく、上下方向に移動しない構成となっている。そして、隔壁４ａには、逆止弁１０が取付けられている。その他の構成は、実施例１と実施例２とは、同様となっている。

逆止弁１０は、吸引装置３の吸引動作による冷却水８の流れの増加／減少により開閉する弁である。つまり、吸引装置３の吸引動作により、冷却水８が、隔壁４ａの外部から内部に流れる場合は、逆止弁１０は開となり、吸引装置３の吸引動作が低下または停止した場合は、それに応じて、冷却水８の、隔壁４ａの内部から外部への流れを阻止するために、逆止弁１０は閉となる。

これにより、隔壁４の開口７ａの面積が増加／減少するため、吸引装置３による冷却水８の流れが喪失した場合には自動で逆止弁１０が閉止側に動作し、開口７aの面積が減少することにより汚染の拡大を抑制することができる。

また、吸引装置３の冷却水吸引流量を増加した際には、自動で逆止弁１０が開側に動作し、開口７ａの面積が増加することにより開口７ａでの圧力損失が低下する。

このため、実施例１と同様に、実施例２においても、密封構造ではない隔壁４ａ内の水位低下を抑制するこができ、冷却水８による冷却能力および遮へい機能の低下を抑制することができる。

１・・・固体の放射性物質、２・・・粉砕装置、３・・・吸引装置、４、４ａ・・・密封構造ではない隔壁、５・・・支持構造物、５ａ・・・支持部、６ａ、６ｂ・・・水位計、７、７ａ・・・開口、８・・・冷却水、９・・・躯体、１０・・・逆止弁、１１・・・吸引用配管、１２・・・流量計、１３・・・位置検出器

Claims

固体の放射性物質を粉砕する粉砕装置と、
躯体に収容された冷却水の中の粉砕された放射性物質を冷却水と共に吸引する吸引用配管を有する吸引装置と、
上記吸引用配管及び上記放射性物質を包囲する隔壁と、
上記隔壁を上下方向に移動可能に支持する支持構造体と、
を備え、上記隔壁の下方端部は、上記隔壁の外部側から内部側に向かって下方向に傾斜し、上記吸引装置の吸引動作により、上記冷却水の上記吸引用配管に向かう流路を確保し、上記吸引装置の吸引動作の低下に伴って、上記冷却水の上記隔壁の外部への流れを阻止することを特徴とする放射性物質回収時の汚染拡大防止装置。
請求項１に記載の放射性物質回収時の汚染拡大防止装置において、
上記隔壁は、上記吸引装置の放射性物質及び冷却水の吸引動作による上記冷却水の流れにより上方向に移動し、上記吸引動作の低下に伴って下方向に移動することを特徴とする放射性物質回収時の汚染拡大防止装置。
固体の放射性物質を収容する躯体内に冷却水を満たし、
上記放射性物質を包囲する隔壁を支持構造体により支持し、
上記躯体内に収容された上記放射性物質を粉砕し、
上記粉砕された放射性物質を上記冷却水と共に吸引用配管に吸引し、
上記支持構造体は、上記隔壁を上下方向に移動可能に支持し、上記隔壁の下方端部は、上記隔壁の外部側から内部側に向かって下方向に傾斜し、上記冷却水の上記吸引用配管への吸引により、上記冷却水の上記吸引用配管に向かう流路を確保し、上記冷却水の吸引低下に伴って、上記冷却水の上記隔壁の外部への流れを阻止することを特徴とする放射性物質回収時の汚染拡大防止方法。
請求項３に記載の放射性物質回収時の汚染拡大防止方法において、
上記隔壁は、上記放射性物質及び冷却水の吸引動作による上記冷却水の流れにより上方向に移動し、上記吸引動作の低下に伴って下方向に移動することを特徴とする放射性物質回収時の汚染拡大防止方法。