JPH05164662A - パルスフィルタスラッジサンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 原子炉の使用済核燃料再処理工場内の清澄工
程において、パルスフィルタ内の溶解液中に存在するス
ラッジをサンプリングする装置を実現させる。 【構成】 放射線遮蔽室１０１の通用孔３１ａに係合可
能な遮蔽プラグ３の下方に基台５１を取付け、基台５１
の底面に吸引ポンプ１を取付ける。ポンプ駆動用ロッド
８を遮蔽プラグ３を貫通して、上下方向に移動自在に取
付け、ロッドの下端を吸引ポンプ１に結合する。吸引ポ
ンプ１の吐出口より導出された配管の先端にサンプリン
グポット４をポット取付ナット（ギヤ）４２を用いて取
付ける。ポット取外し用ロッド６を遮蔽プラグ３及び基
台５１を順次貫通して、それらに回動自在に取付け、そ
の下端に、ポット取付ナット（ギヤ）４２を逆回転させ
てサンプリングポット４を分離させるポット取外し用ナ
ット（ギヤ）４１を連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉の使用済核燃料
再処理工場内の清澄工程において、清澄機であるパルス
フィルタにて溶解液と分離されるスラッジのサンプリン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピューレックス法による原子炉の使用済
核燃料再処理工場では、使用済燃料を被覆管とともに剪
断し硝酸により溶解する。この溶解にはウラン、プルト
ニウムの他、核分裂生成物や剪断された燃料被覆管の小
片等が含まれ、これらの内溶解されない物質は不溶解残
渣すなわちスラッジとして溶解液中に存在している。

【０００３】このスラッジは溶解液を精製工程へ送る前
に、清澄工程にて清澄機（パルスフィルタ）により溶解
液と分離される。分離されたスラッジは移送ラインを通
って清澄機から排出されるが、ときにはこの移送ライン
を閉塞し再処理工場の運転に多大な支障をきたす場合も
ある。そこで、このスラッジによる移送ライン閉塞を改
善するために、スラッジの成分や物性を調査する必要が
ある。しかしながら、従来の高放射性物質のサンプリン
グ装置は真空吸引またはエアリフトにより液体のサンプ
リングを目的としたものである。従って、高放射性であ
るとともに個体粒子であるスラッジのサンプリングには
適用できず、スラッジをサンプリングする手段がないの
が現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の使用済核燃料再
処理工場で使われているサンプリング装置は液体の採取
を目的としており、スラッジのような固形粒子をサンプ
リングする装置は実現されていなかった。本発明は、清
澄機であるパルスフィルタから高放射性のスラッジをサ
ンプリングできる装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）この発明のパルス
フィルタスラッジサンプリング装置には、放射線遮蔽室
の通用孔に係合可能な遮蔽プラグと、その遮蔽プラグの
下方に取付けられた基台と、その基台の底面に取付けら
れた吸引ポンプと、前記遮蔽プラグを貫通して、上下方
向に移動自在にその遮蔽プラグに取付けられ、その下端
が前記吸引ポンプに結合されたポンプ駆動用ロッドとが
設けられる。

【０００６】また、前記吸引ポンプの吐出口より導出さ
れた配管の先端に、ポット取付ナットにより取付けられ
て、前記基台の下方に配されたサンプリングポットと、
前記遮蔽プラグ及び基台を順次上下に貫通して、回動自
在にそれら遮蔽プラグまたは基台に取付けられたポット
取外し用ロッドと、そのポット取外し用ロッドの下端に
取付けられ、前記ポット取付ナットを逆回転させて、前
記サンプリングポットを分離させる手段とが備えられ
る。

【０００７】（２）前記（１）におけるサンプリングポ
ットを分離させる手段として、前記ポット取外し用ロッ
ドの下端に係合して取付けられ、前記ポット取付ナット
と噛合し、前記ポット取外し用ロッドにより回転され、
その回転により前記ポット取付ナットを逆回転させて、
前記サンプリングポットを前記配管より分離させるポッ
ト取外し用ナットを用いることができる。

【０００８】（３）前記（１）における前記サンプリン
グポットが、微細な空孔が分布形成されている焼結金属
で作られ、上端が開口とされ下端が閉塞された円筒状の
サンプリングエレメントと、そのサンプリングエレメン
トの開口端にほゞ同軸心に連結された筒状のオリフィス
部と、そのオリフィス部の上端にほゞ同軸心に連結さ
れ、外周面に取付ねじが形成され、上端の中心孔が流入
口とされたボディと、一端が前記オリフィス部内に同軸
心に配され、他端が前記ボディの中心孔内に突出して、
そのボディと同軸心に配されるコイルバネと、そのコイ
ルバネの上端に配され、前記流入口を閉塞するようにそ
のコイルバネにより偏倚されるボールとを具備するのが
望ましい。

【０００９】（４）前記（１）において、前記吸引ポン
プが、全て金属製の下記の部材、すなわちボディと、ピ
ストンと、第１，第２ベローズと、軸受け部とで構成さ
れるのが望ましい。前記ボディは、円筒状に形成され、
その一端は閉塞され、その閉塞端の近傍に流入口が、ボ
ディの他端にピストン導出口がそれぞれ設けられ、その
ボディのやゝ一端寄りの内周面にリング状の第１節部
が、ボディのやゝ他端寄りの内周面にリング状の第２節
部がそれぞれ一体に突設され、その第１節部の内径は第
２節部の内径より大とされ、第２節部の内径は前記ピス
トンの外径よりやゝ大とされ、その第１節部とボディの
一端との間で、第１節部寄りの周壁に吐出口が設けられ
る。

【００１０】前記ピストンは、前記ボディの軸心に挿入
され、前記流入口側の一端に金属製の円板が軸方向と直
角に取付けられ、前記第１，第２節部の間で、第１節部
寄りのピストン外周面に、金属製のフランジが突設さ
れ、前記円板の外径は前記第１節部の内径より大きく形
成され、前記フランジの外径は、前記第１節部の内径よ
りやゝ小さく、前記第２節部の内径より大きく形成され
る。

【００１１】前記第１ベローズは、ちょうちん状に形成
され、前記円板の外周縁に近傍と前記第１節部との間に
前記ボディと同軸心に取付けられ、前記第２ベローズ
は、ちょうちん状に形成され、前記フランジと前記第２
節部との間に前記ボディと同軸心に取付けられる。前記
軸受け部は、円筒状に形成され、前記ボディの他端と前
記第２節部との間の内周面に同軸心に取付けられ、前記
ピストンを移動自在に保持するものである。

【００１２】（５）前記（１）において、前記遮蔽プラ
グの上に、前記吸引ポンプの駆動部を取付けるのが望ま
しい。

【００１３】

【実施例】この発明の実施例を図１乃至図８を参照して
説明する。吸引装置として全て金属で構成された往復動
型の強力な吸引ポンプ１を用い、その駆動部２は直接作
業員が保守できるように遮蔽プラグ３の上部に設ける。
吸引されたスラッジはサンプリングポット４に移送され
るが、こゝでスラッジとともに吸引された液は焼結金属
の空孔を通して排出され、スラッジのみがサンプリング
ポット４内に保持される。さらに保持されたスラッジが
サンプリングポット４の回収時にサンプリングポット４
の入口部からもれないよう、その入口部にボールによる
シール機構を持たせる。

【００１４】サンプリングポット４はねじによりパルス
フィルタスラッジサンプリング装置（単にサンプリング
装置とも言う）１００に取付けられ、回収操作時にサン
プリング装置１００をキャスク５に収納した後、遮蔽プ
ラグ３の上部からポット取外し用ロッド６を回転させる
ことにより、サンプリングポット４を分離し、落下させ
て回収する。

【００１５】パルスフィルタ本体７にサンプリング装置
１００を挿入し、遮蔽プラグ３の上部から吸引ポンプ１
を作動させ、スラッジを液とともに吸引する。吸引され
たスラッジと液はサンプリングポット４へ送られ、液は
ステンレス等の焼結金属の空孔を通って排出されるた
め、スラッジのみをサンプリングポット４内に保持する
ことができる。その後、サンプリング装置１００を遮蔽
プラグ３とともにパルスフィルタ７より吊り出し、キャ
スタ５内に収容し、遮蔽プラグ３上部へ延長されたポッ
ト取外し用ロッド６を回転させて、サンプリングポット
４をサンプリング装置１００から分離し、落下させる。
落下したサンプリングポット４は高放射性のため遮蔽容
器８に受けるが、落下時の衝撃に対してサンプリングポ
ット入口部にシール機構があるため、保持されたスラッ
ジがポット外に排出されることはない。

【００１６】次に実施例の構成を詳細に説明する。図１
〜図３はサンプリング装置１００をパルスフィルタ７内
に挿入した側面断面図を示す。パルスフィルタ７に下部
の溶解液入口１１から溶解液が供給され、フィルタエレ
メント１２を通って上部の溶解液出口１３から排出され
る。溶解液とともに供給されるスラッジはフィルタエレ
メント１２を通過しないため、パルスフィルタ７内に滞
まる。パルスフィルタ７内に滞留しているスラッジをサ
ンプリングするには、遮蔽プラグ３の上部に設置されて
いる駆動部２（例えばエアーまたはオイルシリンダ）を
作動することにより、吸引ポンプ１を駆動してパルスフ
ィルタ内液とスラッジを吸引し、サンプリングポット４
へ移送する。図４にスラッジをサンプリングするときの
液の流れを矢印で示す。

【００１７】図５にサンプリングポット４の側面断面図
を示す。サンプリングポット４にパルスフィルタ内液と
スラッジが移送されてくると、サンプリングエレメント
１６がステンレス等の焼結金属でできているため、液は
この空孔（例えば大きさは０．５ミクロン）を通って排
出され、スラッジのみがサンプリングエレメント１６内
に保持される。サンプリングポット４の入口部はボール
１７がコイルバネ１８により支持されており、液の供給
時はその液圧によりボール１７が下がり液を受け入れる
が、液の供給時以外はコイルバネ１８によりボール１７
が入口部を押さえシールする。

【００１８】サンプリングポット４は次のように組み立
てられる。サンプリングエレメント１６をナット２１に
よりオリフィス部２２の下端に結合する。オリフィス部
２２内に、ベース２３に取付けられたコイルバネ１８が
同軸心に配され、コイルバネ１８の上端にボール１７が
載せられる。コイルバネ１８及びボール１７に筒状のボ
ディ２４を同軸心にかぶせ、ボディ２４（図６Ａ）の下
端の外周面のねじをオリフィス部２２の内周面の上端の
ねじに嵌合させる。液もれを防ぐためＯリング２５乃至
２８が図のように介在される。

【００１９】ベース２３は、図６Ｂに示すように、円板
部２３ａと、その中心部より突設された円柱状の突起２
３ｂとより成り、円板部２３ａに複数の透孔２３ｃが形
成される。ボディ２４は筒状の大径部２４ａとその上の
筒状の小径部（取付部とも言う）２４ｂとより成り、大
径部２４ａの外周面にボディを回転させるための複数の
突堤２４ｃが軸線方向に形成され、小径部２４ｂの外周
面に、サンプリングポット４をサンプリング装置の配管
８２にポット取付用ナット（ギヤ）４２を用いて取付け
るためのねじ２４ｄが形成される。

【００２０】小径部２４ｂの内周面と大径部２４ａの内
周面との間には、ボール１７の表面より小さな曲率のテ
ーパ面２４ｅが形成される。スラッジをサンプリングす
るとき以外は、このテーパ面２４ｅにボール１７がコイ
ルバネ１８により圧接され、流通経路を遮断している。
スラッジがサンプリングエレメント１６内にたまってき
て、オリフィス部まで一杯になると、オリフィス部は急
激に圧力損失を上昇させ、それ以上液を送り込めなくし
ている。

【００２１】図７，図８にサンプリングポット回収方法
を示す。駆動部２を必要に応じ除去したのち、コンクリ
ート盤３１上にシャッタ部３２を、シャッタ孔３２ａが
コンクリート盤の通用孔３１ａに重なるように配置し、
シャッタ部３２上にキャスク５を、そのシャッタ孔５ａ
がシャッタ孔３２ａに重なるように設置する。サンプリ
ング装置１００を遮蔽プラグ３とともに、パルスフィル
タ７及び通用孔３１ａよりキャスク５内に吊り上げて、
ボルト３４で固定した後、キャスクシャッタ５ｂとシャ
ッタ３２ｂを閉め、キャスク５（閉めたキャスクシャッ
タ５ｂとともに）床３７上に設置されたポット回収部３
８の上部の所定位置に移動する。キャスクシャッタ５ｂ
と回収容器シャッタ８ａを開けた後、サンプリングポッ
ト取外し用ロッド６を回転させてサンプリングポット４
の取付ねじを緩め、サンプリングポット４のみを回収容
器８へ落下させる。

【００２２】すなわち、サンプリングポット取外し用ロ
ッド６を回転させるとポット取外し用ナット（ギヤ）４
１が回転し、キヤ４１の回転によりポット取付用ナット
（ギヤ）４２が逆回転され、サンプリングポット４（ギ
ヤ４２に螺合されて配管８２に取付けられていた）との
結合が解除される。落下後、回収容器シャッタ８ａ及び
キャスクシャッタ５ｂを閉じる。サンプリングポット回
収後、キャスク５を（閉めたキャスクシャッタ５ｂとと
もに）ポット回収部３８より他に移動する。

【００２３】吸引ポンプ１は図４に示すように、金属製
の円筒状ボディ７１の軸心にピストン７２が挿入され
る。ピストン７２の一端はポンプ駆動用ロッド８に連結
される。ボディ７１の一端は円板状の端板で閉塞され、
その端板の中心に流入口７３が形成される。ボディ７１
の内周面にリング状の第１，第２節部７４，７５が一体
に突設される。第１節部７４の内径は第２節部７５の内
径より大とされ、第２節部７５の内径はピストン７２の
外径よりやゝ大きくされる。

【００２４】ピストン７２の流入口７３側の端面に第１
節部７４の内径より大きい外径をもつ円板７６が取付け
られる。またピストン７２の外周面に、第１節部７４と
第２節部７５との間で第１節部７４寄りに、第１節部７
４の内径よりやゝ小さく、第２節部７５の内径より大き
い外径のフランジ７７が突設される。円板７６の外周縁
の近傍と第２節部７４との間にちょうちん状の金属製の
第１ベローズ７８が、またフランジ７７と第２節部７５
との間にちょうちん状の金属製の第２ベローズ７９がそ
れぞれボディ７１と同軸心に取付けられる。

【００２５】ボディ７１の第２節部７５から他端面（流
入口７３と反対側）にわたって、金属製で円筒状の軸受
け部８０が取付けられ、ピストン７２を移動自在に保持
する。ボディ７１の他端は基台５１に、例えば溶接によ
り取付けられる。ボディ７１の第１節部７４と流入口７
３との間で、第１節部寄りに吐出口８１が設けられ、そ
の吐出口８１に配管８２が、例えば溶接により取付けら
れる。配管８２の途中に吐出側逆止弁９１が取付けられ
ている。流入口７３には吸込側逆止弁９２が取付けられ
る。

【００２６】以上述ベた実施例は、基台５１内に溶解液
用の流路を設け、基台５１の底面側に設けたその流路の
入口に筒状のフィルタエレメント１２を下方に向けて取
付け、基台５１の側面に設けた流路の出口をパルスフィ
ルタ７の溶解液出口１３に連結するように構成した場合
を示したものである。しかし、溶解液の流路を基台と別
に設け、それにフィルタエレメント１２を取付けること
もできる。

【００２７】

【発明の効果】この発明によって従来採取できなかった
パルスフィルタ内のスラッジを採取することが可能とな
った。これにより採取したスラッジの成分や物性を調査
し、スラッジ移送ラインのつまりなどの障害対策が進め
られるようになるほど、その効果は頗る大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】パルスフィルタ本体内にセットされたこの発明
の実施例の要部を示す縦断面図。

【図２】図１のパルスフィルタ７の下部を示す縦断面
図。

【図３】図１の遮蔽プラグ３上に取付けられた駆動部２
の縦断面図。

【図４】スラッジを採取する際の溶解液の流れを示すた
めの図１の実施例の縦断面図。

【図５】図１のサンプリングポット４の縦断面図。

【図６】図５のサンプリンクポット４の主要構成部品を
示す図で、Ａはボディ２４の縦断面図、Ｂはベース２３
の斜視図、Ｃはサンプリングエレメント１６の斜視図。

【図７】サンプリンクポット４を回収するために、キャ
スク５内に収容された図１の実施例を示す縦断面図。

【図８】ポット回収部上にキャスク５とともにセットさ
れた図１の実施例を示す縦断面図。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線遮蔽室の通用孔に係合可能な遮蔽
   プラグと、 その遮蔽プラグの下方に取付けられた基台と、 その基台の底面に取付けられた吸引ポンプと、 前記遮蔽プラグを貫通して、上下方向に移動自在にその
   遮蔽プラグに取付けられ、その下端が前記吸引ポンプに
   結合されたポンプ駆動用ロッドと、 前記吸引ポンプの吐出口より導出された配管の先端に、
   ポット取付ナットにより取付けられて、前記基台の下方
   に配されたサンプリングポットと、 前記遮蔽プラグ及び基台を順次上下に貫通して、回動自
   在にそれら遮蔽プラグまたは基台に取付けられたポット
   取外し用ロッドと、 そのポット取外し用ロッドの下端に取付けられ、前記ポ
   ット取付ナットを逆回転させて、前記サンプリングポッ
   トを分離させる手段とを具備することを特徴とする、 パルスフィルタスラッジサンプリング装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記サンプリングポ
   ットを分離させる手段が、前記ポット取外し用ロッドの
   下端に係合して取付けられ、前記ポット取付ナットと噛
   合し、前記ポット取外し用ロッドにより回転され、その
   回転により前記ポット取付ナットを逆回転させて、前記
   サンプリングポットを前記配管より分離させるポット取
   外しナットであることを特徴とするパルスフィルタスラ
   ッジサンプリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記サンプリングポ
   ットが、微細な空孔が分布形成されている焼結金属で作
   られ、上端が開口とされ下端が閉塞された円筒状のサン
   プリングエレメントと、 そのサンプリングエレメントの開口端にほゞ同軸心に連
   結された筒状のオリフィス部と、 そのオリフィス部の上端にほゞ同軸心に連結され、外周
   面に取付ねじが形成され、上端の中心孔が流入口とされ
   た筒状のボディと、 一端が前記オリフィス部内に同軸心に配され、他端が前
   記ボディの中心孔内に突出して、そのボディと同軸心に
   配されるコイルバネと、 そのコイルバネの上端に配され、前記流入口を閉塞する
   ようにそのコイルバネにより偏倚されるボールとを具備
   することを特徴とする、 パルスフィルタスラッジサンプリング装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、前記吸引ポンプが、
   金属製の、ボディと、ピストンと、第１，第２ベローズ
   と、軸受け部とで構成され、 前記ボディは、円筒状に形成され、その一端は閉塞さ
   れ、その閉塞端の近傍に流入口が、ボディの他端にピス
   トン導出口がそれぞれ設けられ、そのボディのやゝ一端
   寄りの内周面にリング状の第１節部が、ボディのやゝ他
   端寄りの内周面にリング状の第２節部がそれぞれ一体に
   突設され、その第１節部の内径は第２節部の内径より大
   とされ、第２節部の内径は前記ピストンの外径よりやゝ
   大とされ、その第１節部とボディの一端との間で、第１
   節部寄りの周壁に吐出口が設けられ、 前記ピストンは、前記ボディの軸心に挿入され、前記流
   入口側の一端に金属製の円板が軸方向と直角に取付けら
   れ、前記第１，第２節部の間で、第１節部寄りのピスト
   ン外周面に、金属製のフランジが突設され、前記円板の
   外径は前記第１節部の内径より大きく形成され、前記フ
   ランジの外径は、前記第１節部の内径よりやゝ小さく、
   前記第２節部の内径より大きく形成され、 前記第１ベローズは、ちょうちん状に形成され、前記円
   板の外周縁の近傍と前記第１節部との間に前記ボディと
   同軸心に取付けられ、 前記第２ベローズは、ちょうちん状に形成され、前記フ
   ランジと前記第２節部との間に前記ボディと同軸心に取
   付けられ、 前記軸受け部は、円筒状に形成され、前記ボディの他端
   と前記第２節部との間の内周面に同軸心に取付けられ、
   前記ピストンを移動自在に保持するものであることを特
   徴とする、 パルスフィルタスラッジサンプリング装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、前記遮蔽プラグの上
   に、前記吸引ポンプの駆動部が取付けられていることを
   特徴とするパルスフィルタスラッジサンプリング装置。