JPH01199198A - 放射性固体廃棄物処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、放射性固体廃棄物処理装置に関する。

（従来の技術） 原子炉燃料等の放射性固体廃棄物は、非常に強い放射能
を帯びており、人畜等に有害であることから、缶詰処理
され、海洋投棄又は土中埋棄されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、缶詰処理によれば、缶詰内に放射性固体廃棄物
、例えば、放射能汚染されたジルカロイ管（核燃料用配
管）が単に詰物とされているのみで、充填密度が低いこ
とから放射能の拡散があり、−時貯蔵しかできず、また
、貯蔵するにしても水中貯蔵となり、貯蔵ハンドリング
が面倒であるし、水の汚染を招くこともある。

また、発火のおそれがあり、危険性が大であり、これら
によって、法規制も厳しくこれをクリアーすることが困
難である。

（課題を達成するための手段） 本発明は、カプセル内に、放射性固体廃棄物を詰込み、
これを高温高圧ガス雰囲気下で等方的な圧力を加えて処
理することによって、密封性を向上させ、充填密度を真
密度近くまであげることができるようにしたことを目的
とするものである。

本発明は、上記等方的な高温加圧処理を、生体じゃへい
体（セル）内で実施するにしても、当該処理装置（機械
）に作業者（運転者等）が近ずく・、ことは放射能汚染
から困難であり、これは当該装置の保守点検に問題があ
ることから、マニプレータ等の遠隔保守機器を用いての
保守点検を可能にしたことを目的とするものである。

斯る目的を達成するために本発明では、次の技術的手段
を講じている。

すなわち、本発明は、高温高圧ガス雰囲気下で等方的な
圧力を加えつつ被処理体１８を加熱する熱間静水圧プレ
スの高圧容器１を、容器軸心方向を縦方向として固定し
て備え、 高圧容器ｌの上開口部を気密に保持するとともに上開口
部を開閉自在とする上蓋４を挿脱自在に備え、 高圧容器１の下開口部を気密に保持するとともに下開口
部を開閉自在とする下蓋７を挿脱自在に備え、 高圧容器１の上開口部および下開口部を閉塞した上蓋・
４側及び下蓋７側に対して係脱自在とされて高圧容器１
に対して進退可能とされたプレス軸力を受担するプレス
フレーム４１を備え、プレスベース３５より上蓋４およ
び下蓋７を昇降案内するガイドポスト手段４３が立設さ
れ、ガイドポスト手段４３に、上蓋４を鉛直方向からの
締結弛緩で着脱固定自在に備えた上蓋支持台６２が昇降
自在に備えられ、 ガイドポスト手段４３に、下１１７を鉛直方向からの締
結弛緩で着脱固定自在に備えた下蓋旋回台２８が昇降自
在に備えられ、 上蓋４を高圧容器１の上開口部に、下蓋７を高圧容器１
の下開口部に、それぞれ挿脱して位置決めする蓋ガイド
手段２１．２４が高圧容器ｌの上部および下部でかつプ
レスフレーム４１の進退方向と反対側に備えられている
ことを特徴とするのである。

（作　用） 高圧容器１内の被処理体１８、すなわち、ジルカロイ管
等の放射性固体廃棄物を充填したカプセルは、高温高圧
ガス雰囲気下で等方的な圧力で加圧され、ここに、真密
度に近（なり、気密性のある安定化処理がなされる。

この処理中において、高圧容器１内は、上蓋４および下
蓋７で気密性が保持されているとともに、プレスフレー
ム４１によってプレス軸力は受止められる。

所定の加圧処理が終了すると、高圧容器１内の温度、圧
力を降下させ常温、常圧となし、プレスフレーム４１を
後退させ、その後、下蓋旋回台２８の下降で被処理体１
８を容器１より取出すとともに、下蓋旋回台２８の旋回
動作によって被処理体１８は高圧容器ｌの軸心より外さ
れる。

そこで、セルの天井等に備えたマニプレータにより遠隔
操作によって被処理体１８を取出す。

次の被処理体１８の装入は逆手順となる。

装置（機械）には消耗品があり、本装置では上蓋４およ
び下蓋７のためのシール用０リング５．１６等がその消
耗頻度が大であり、このため、上蓋４および下蓋７の解
体、組立が遠隔操作で必要となる。

まず、上蓋４の解体は、高圧容器ｌ内を常温、常圧にし
てプレスフレーム４１を退避位置４０にし、上蓋４を上
蓋支持台６２のガイドポスト手段４３の案内を介して上
昇させ、高圧容器１の上開口部より上蓋４を引抜く。

この状態で、上蓋４を上蓋支持台６２に締結している締
結ボルト６７を、マニプレータ及びインパクトレンチ等
の鉛直方向からの降下進出等を介して弛め、上蓋４を上
蓋支持台６２より取外し可能にし、その後、上蓋４をク
レーン等によりセル外に搬出し、洗浄処理等をして上蓋
４のＯリング５を交換する。

上蓋４の組立ては上記と逆手順でなされるが、上蓋４を
上蓋支持台６２に載置するとともに、高圧容器１の上開
口部に挿入するには、マニプレータ等による遠隔操作で
あることから、位置決めが肝要となり、これは蓋ガイド
手段２４で保証される。

次に、下蓋７の解体、組立は、高圧容器１内の常温、常
圧後に、プレスフレーム４１を退避位置４０にし、下蓋
７および下蓋旋回台２８をガイドポスト手段４３の案内
を介して降下させ、更に、下蓋旋回台２８を容器１の軸
心より外れた位置７０に退避旋回する。

この状態で、マニプレータ及びインパクト等を鉛直方向
から降下進出させてボルト２９を弛め、下蓋７を旋回台
２８より取外し可能とし、クレーン等によりセル外に搬
出し、洗浄処理等をして下蓋７の０リング１６を交換す
る。

下蓋７の組立は上記と逆手順でなされるが、下蓋７の高
圧容器１における下開口部への挿入位置決めは、蓋ガイ
ド手段２１で保証される。

また、蓋ガイド手段２１．２４はプレスフレーム４１の
進退方向と反対側において高圧容器１の上、下部に設け
であることから、プレスフレーム４１の係脱には支障は
ない。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述する。

第１図〜第４図において、１は高圧容器であり、その内
部に、倒立コツプ形の断熱層２、ヒータ３等を内蔵して
いる。

４は上蓋であり、高圧容器１の上開口部を気密に保証す
るＯリング５を有し、該開口部に対して挿脱自在として
嵌合されている。

なお、上蓋４には圧媒、例えばアルゴンガス等の不治性
ガスを容器１内に充満、排出等するための通路６が形成
されている。

７は下蓋であり、上下蓋８と上下蓋９とからなり、上下
蓋８は高圧容器１の下開口部を気密に保持するＯリング
１０を有して該下開口部に挿脱自在に嵌合されており、
該上下蓋８はその支持台座１１に第６図（１）　＋２）
で示す皿ビス１２等で取付けてあり、上下蓋８は上下蓋
９の挿通孔１３を有している。

上下ＩＩ９はその支持台座１４に第７図（１）　（２）
で示す皿ビス１５等で取付けてあり、上下蓋８の挿通孔
１３に挿脱自在とされて、その摺動部分に気密性を保持
する０リング１６を有している。

なお、上下蓋８は断熱層２、ヒータ３等の支持機能を有
し、上下蓋９は炉床部１７を有して被処理体１８（核燃
料用ジルコニウーム配管等のように、放射性固体廃棄物
をＳＯＳ等よりなるカプセルに詰め込んだもの）の支え
機能を有している。

１９は容器台座であり、第５図（１）　（２）で示す如
く高圧容器１の下端面に皿ビス２０等で取付けてあり、
該容器台座１９の下面に、下蓋位置決めのための蓋ガイ
ド手段２１が鉛直下方突出状として固定してあり、該手
段２１は位置決めピン２２とテーパー先細とされたガイ
ドピン２３よりなる。

２４は上蓋側の蓋ガイド手段で、鉛直上方突出状として
容器上部側に設けられており、位置決めピン２５とテー
パー先細とされたガイドピン２６よりなる。

容器台座１９に上下蓋８の支持台座１１が重ね合されて
バネ付締結ボルト２７によって鉛直方向上方から取付け
られており、第５図（１）の符号２７Ａはこのための取
付孔、第６図（１）の符号２７Ｂはこのための取付孔で
ある。

２８は下蓋旋回台であり、この上面に上下蓋９の支持台
１４が重ね合されてバネ無締結ボルト２９によって鉛直
方向上下から取付けられており、第７図（１）の符号２
９Ａ１第８図（１）　（２）の符号２９Ｂがこのための
取付孔である。

ここにおいて、上下蓋支持台１１、下下蓋支持台ｌ４お
よび下蓋旋回台２８には、それぞれ孔心が合致された蓋
ガイド手段２１の被案内手段のためのピン挿通孔３０が
それぞれ形成されている。

なお、第６図（１）の符号３１は吊フックの取付孔、第
７図（１）の符号３２は吊フックの取付孔であり、いず
れもアイボルト等が利用される。

更に、第４図に示す如く、上蓋４には蓋ガイド手段２４
の被案内手段のためのピン挿通孔３３が下面側より段付
構造として形成してあり、上蓋４の中心には吊フックの
取付孔３４を有している。

３５はプレスベースであり、このプレスベース３５には
高圧容器ｌを架台３６を介してその容器軸心に縦方向と
して固定するための支柱３７が立設され、この支柱３７
には第２図、第３図で示すヒンジ３８を中心に、係合位
置３９から退避位置４０へと進退するプレスフレーム４
１が備えられている。

このプレスフレーム４１は係合位置３９にあるとき、プ
レス軸力を受担するように方形開口部４２を有している
。

このプレスフレーム４１は上下蓋に対して係脱自在であ
れば、図示の旋回式の他、台車上に備えた台車走行式で
あってもよく、第１図、第４図に示す如くプレスフレー
ム４１の進退方向と反対側に、蓋ガイド手段２１．２４
が備えである。

４３はガイドポスト手段であり、ベース３５上に、台座
４４を鉛直方向上方からの締結ボルト４５で取付けると
ともに、台座４４に立設したガイドレール４６を有する
支柱４７と旋回軸ともなる支柱４８を互いに平行として
立設している。

４９は上部摺動台であり、ガイドレール４６に摺接案内
されるシュ５０と、支柱４８に套嵌される筒部５１とを
一体結合してなり、正逆油圧モータ５２で伸縮される昇
降用パワーシリンダ５３によって昇降駆動するようにさ
れている。

５４は下部摺動台で、ガイドレール４６に摺接案内され
るシュ５５と、支柱４８に套嵌される孔を有する上下台
５９を一体形成してなり、正逆油圧モータ６０で伸縮さ
れる昇降用パワーシリンダ６１によって昇降駆動される
。

６２は上蓋支持台であり、上部摺動台４９に備えられて
高圧容器１の上方に向って水平方向に延びており、容器
１の前後両側にアーム部６３を有し、このアーム部６３
の先端に、ピン６４を支点に開閉する上蓋押え部材６５
を備え、上蓋４の前後に外方張出した翼部６６を押え得
るようになっており、ここに、上蓋４は鉛直方向上方か
ら締結弛緩されるボルト６７で押え部材６５をアーム部
６３に取付けることにより、上蓋支持台６２に着脱固定
自在とされている。

下蓋旋回台２８は第８図（２）で示す如く筒部６８を有
し、この筒部６８が支柱４８に回動自在として套嵌され
、下部摺動台５４の上下台５９間に介在され、ここに、
下蓋旋回台２８は支柱４８を中心に、第３図で示す進入
位置６９と後退位置７０との間で旋回するとともに、昇
降駆動される。

７１は旋回用パワーシリンダであり、正逆油圧モータ７
２で伸縮駆動されるべ（ポスト手段４３下部に備えられ
ており、降下された旋回台２８のエンドにピン７３＾を
介して枢支した保合フック７３が、シリンダのピストン
ロンドエンド７４に一鉛直方向から挿入すべくされてい
る。

その他、７５は搬入出用被フックであり、クレーン等の
フックが引掛は可能である。

また、締結用ボルト２７，２９，４５．６７は第１図で
示す如くいずれもボルト頭に、紡錘形部を有し、これに
よってマニプレータ等に備えたインパクトレンチ等がボ
ルト締結弛緩のために案内されるようになっている。

なお、図示省略したが、本装置（機械）は、放射能遮へ
い機能があるコンクリート製セル（生体遮へい体）内に
据付けてあり、セルの天井等にはインパクトレンチ等を
有するマニプレータ、搬送用クレーン等が遠隔操作可能
として備えられており、ガス及び電力制御機器はセル外
に設けである。

また、締結用ボルト２７．２９，４５．６７は、遠隔操
作で締結弛緩可能である限り、バヨネット式その他の形
式であってもよい。

次に、上記実施例の作動を説明する。

高圧容器１内の被処理体１８、すなわち、ジルカロイ管
等の放射性固体廃棄物を充填したカプセルは、高温高圧
ガス雰囲気下で等方的な圧力で加圧され、ここに、真密
度に近くなり、気密性のある安定化処理がなされる。例
えば、１０００℃以上で、１００〜１０００１００Ｏ／
ａａで加圧処理すると、ジルカロイ管は拡散結合され、
真密度に近くなる。

この処理中において、高圧容器１内は、上蓋４および下
蓋７で気密性が保持されているとともに、プレスフレー
ム４１によってプレス軸力は受止められる。

所定の加圧処理が終了すると、高圧容器１内の温度、圧
力を降下させ常温、常圧となし、プレスフレーム４１を
後退位置４０にし、その後、下蓋旋回台２８の下降で被
処理体１８を容器１より取出すとともに、下蓋旋回台２
８の旋回動作によって被処理体１８は高圧容器１の軸心
より外される。

そこで、セルの天井等に備えたマニプレータにより遠隔
操作によって被処理体１８を取出す。

次の被処理体１８の装入は逆手順となる。

装置（機械）には消耗品があり、本装置では上Ｍ４およ
び下蓋７のためのシール用０リング５，１６ヒータ用熱
電対等がその消耗頻度が大であり、このため、上蓋４お
よび下Ｍ７の解体、組立が遠隔操作で必要となる。

まず、上蓋４の解体は、高圧容器１内を常温、常圧にし
てプレスフレーム４１を退避位置４０にし、上蓋４を上
蓋支持台６２のガイドポスト手段４３の案内を介して上
昇させ、高圧容器１の上開口部より上蓋４を引抜く。

この状態で、上蓋押え部材６５を上蓋支持台６２に締結
している締結ボルト６７を、マニプレータ及びインパク
トレンチ等の鉛直方向からの降下進出等を介して弛め、
上蓋４を上蓋支持台６２より取外し可能にし、その後、
上蓋４をクレーン等により持上げると、上蓋押え部材６
５はピン６２を支点に上方に回動され起立保持されて上
蓋４が開放され、引続いてセル外に搬出し、洗浄処理等
をして上蓋４のＯリング５を交換する。

上蓋４の組立ては上記と逆手順でなされるが、上蓋４を
上蓋支持台６２に載置するとともに、高圧容器１の上開
口部に挿入するには、マニプレータ等による遠隔操作で
あることから、位置決めが肝要となり、これは蓋ガイド
手段２４で保証される。

次に、下蓋７の解体、組立は、下止蓋と上下蓋とにわけ
られるが、まず、上下蓋は、高圧容器ｌ内の常温、常圧
後に、プレスフレーム４１を退避位置４０にし、上下蓋
９および下蓋旋回台２８をガイドポスト手段４３の案内
を介して降下させ、更に、下蓋旋回台２８を容器１の軸
心より外れた位置７ｏに退避旋回する。

この状態で、マニプレータ及びインパクト等を鉛直方向
から降下進出させてボルト２９を弛め、上下蓋９を旋回
台２８より取外し可能とし、クレーン等によりセル外に
搬出し、洗浄処理等をして上下蓋９の０リング１６を交
換する。

上下蓋９の組立は上記と逆手順でなされるが、上下蓋９
の高圧容器１における下開口部への挿入位置決めは、蓋
ガイド手段２１で保証される。

また、Ｏリング１０、断熱層２、ヒータ３、熱電対、ヒ
ータ電極等を交換するには、プレスフレーム４１を後退
させ、ボルト２７をマニプレータ等により弛めて台座１
９と台座１１とを切離し、それ以降は上下蓋９を操作し
たと同じ要領で、断熱層２、ヒータ３等と下止ＩＩ８及
び上下蓋９を同時に取外してセル外に搬出することとな
る。

なお、実施例の操作では、消耗品を組込んだ上蓋、下蓋
はホットセル内においてＯリング等をマニプレータ等を
用いて遠隔操作で交換することもできる。

（発明の効果） 本発明は以上の通りであり、容器軸心方向を縦方向とし
て固定して備えた高圧容器内で放射性廃棄物である被処
理体を高温高圧ガス雰囲気下で等方的に加圧処理するも
のであるから、被処理体の気密性は良好で、しかも、密
度も大となって放射能漏れを最小限にできるし、更に、
嵩低くなるので、海中等への埋設に当って貯蔵していた
としても、放射能もれが少なく安定処理したものとでき
て、有利である。

また、高圧容器の上下開口部を気密に保持する上蓋およ
び下蓋はともに鉛直方向から締結弛緩させて支持台およ
び旋回台に取付けであるので、上下蓋に付設の消耗品を
交換するにあたっても、マニプレータ等による遠隔操作
可能な機器を用いることができ、ここに、放射性廃棄物
を処理するにも安全性に冨むものとできる。

また、下蓋用の旋回台はこれが容器真下から退逃可能で
あり、マニプレータ等による利用が確実にできるし、上
蓋支持台及び下蓋旋回台はガイドポスト手段によって確
実正確に昇降できて容器への上下蓋の挿脱が確実、円滑
にできる。

更に、マニプレータ等の遠隔操作機器を用いて上下蓋を
容器に挿入するとき、その位置合せが困難を伴うけれど
も、蓋ガイド手段を備えているので位置合せが容易とな
るし、しかも、蓋ガイド手段はプレスフレームと干渉す
ることもないので、加圧処理にも支障がない。

本発明は上記利点を有するので、放射性固体廃棄物を処
理する装置として有意義である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は全体の正両立面
図、第２図は第１図Ａ−Ａ線平面図、第３図は第１図Ｂ
−Ｂ線平面図、第４図は要部の立面拡大断面図、第５図
（１）　（２１は容器下部の平面図とＦ　−Ｆ　ｋｍ断
面図、第６図（１）　（２）は下止蓋側の平面図とＣ−
Ｃ線断面図、第７図（１）　（２）は上下蓋側の平面図
とＤ−Ｄ線断面図、第８図（１１（２＞は下蓋旋回台の
平面図とＥ−Ｅ線断面図である。 ｌ・・・高圧容器、４・・・上蓋、７・・・下蓋、２１
．２４・・・蓋ガイド手段、２８・・・下蓋旋回台、３
５・・・プレスベース、４３・・・ガイドポスト手段、
４１・・・プレスフレーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温高圧ガス雰囲気下で等方的な圧力を加えつつ
   被処理体１８を加熱する熱間静水圧プレスの高圧容器１
   を、容器軸心方向を縦方向として固定して備え、 高圧容器１の上開口部を気密に保持するとともに上開口
   部を開閉自在とする上蓋４を挿脱自在に備え、 高圧容器１の下開口部を気密に保持するとともに下開口
   部を開閉自在とする下蓋７を挿脱自在に備え、 高圧容器１の上開口部および下開口部を閉塞した上蓋４
   側及び下蓋７側に対して係脱自在とされて高圧容器１に
   対して進退可能とされたプレス軸力を受担するプレスフ
   レーム４１を備え、プレスベース３５より上蓋４および
   下蓋７を昇降案内するガイドポスト手段４３が立設され
   、ガイドポスト手段４３に、上蓋４を鉛直方向からの締
   結弛緩で着脱固定自在に備えた上蓋支持台６２が昇降自
   在に備えられ、 ガイドポスト手段４３に、下蓋７を鉛直方向からの締結
   弛緩で着脱固定自在に備えた下蓋旋回台２８が昇降自在
   に備えられ、 上蓋４を高圧容器１の上開口部に、下蓋７を高圧容器１
   の下開口部に、それぞれ挿脱して位置決めする蓋ガイド
   手段２１、２４が高圧容器１の上部および下部でかつプ
   レスフレーム４１の進退方向と反対側に備えられている
   ことを特徴とする放射性固体廃棄物処理装置。