JPH1164591A - 超厚肉耐食容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度材製の内層と耐食材製の外層を一体化し
たものを遠隔操作でも確実に製造し得るようにする。 【解決手段】 現場加工の段階で、容器本体５と容器蓋
７との間に形成される開先部８に、奥側から容器本体外
層上部耐食材部１４と容器蓋外層上部耐食材部２０の位
置に達しないレベルまで強度材を溶接肉盛し、その後、
開先部８における容器本体外層上部耐食材部１４と容器
蓋外層上部耐食材部２０の部分に耐食性中間材２５を挿
入配置して、耐食性中間材２５と容器本体外層上部耐食
材部１４との間、及び、耐食性中間材２５と容器蓋外層
上部耐食材部２０との間を耐食材で溶接して中間材溶接
部２８を形成するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
トなどの原子炉において使用済みの放射性廃棄物を、安
定した状態で地層処分させるための放射性廃棄物処分用
オーバーパックなどに使用可能な超厚肉耐食容器の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントなどの原子炉におい
て発生した高・中・低放射能レベルの放射性物質（放射
性廃棄物、使用済燃料等）は、放射性レベル（高・中・
低）毎に分類され、それらに適した専用の密封容器へ収
納して、保管、貯蔵するようにしている。

【０００３】そして、上記放射性廃棄物を深地層内に収
納処分することにより生活圏から隔離させるようにする
ために、放射性廃棄物を先ずガラス固化処理してガラス
固化体と呼ばれる収納容器を作り、該収納容器を、金属
製等のオーバーパックと呼ばれる密封容器で更に密封す
るオーバーパック処理を施した上で、該密封容器を地層
処分場所へ搬入し、これらを地層処分場所に設けられた
処分孔の中へ装填して、処分孔内の密封容器の回りにベ
ントナイト等の緩衝材を充填した状態とする地層処分を
行なうようにしている。

【０００４】そして、ガラス固化体を収容・密封するオ
ーバーパックは、長期間に亘り深地層内で保管されるた
め、地圧に耐える高い強度と腐食に耐える高い耐食性能
が同時に要求される。

【０００５】そこで、オーバーパックを、強度の高い厚
肉の内層と、耐食性の高い薄肉の外層とを有する二重構
造の超厚肉耐食容器とすることが検討されている。

【０００６】ここで、オーバーパックの製造は、放射性
廃棄物を取り扱う関係上、全てが遠隔操作で行われるた
め、簡単且つ確実に製造できなければならないという条
件があり、又、溶接に際し、強度材である内層の素材
（例えば炭素鋼など）と耐食材である外層の素材（例え
ばチタンなど）とが混ざり合うと、溶接部が脆くなった
り割れたりするので、内層の素材と外層の素材との間の
溶接は、素材どうしが混ざらないことを完全に確保しつ
つ行わなければならないという条件がある。

【０００７】以上の条件を満たすため、図５に示すよう
に、強度材製の内槽容器１と耐食材製の外槽容器２とを
別々に作り、ガラス固化体を内槽容器１へ収容密封した
ら、内槽容器１を外槽容器２へ収容密封させるようにす
るものが考えられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記別
体構造の超厚肉耐食容器には、以下のような問題があっ
た。

【０００９】即ち、内槽容器１と外槽容器２とを別々に
作り、ガラス固化体を内槽容器１へ収容密封したら、内
槽容器１を外槽容器２へ収容密封させるようにする場
合、内槽容器１と外槽容器２を隙間なく嵌合させるのが
困難であるため、内槽容器１と外槽容器２の間には、有
る程度の空間３ができてしまう。

【００１０】すると、上記空間３に封じ込められた空気
に含まれる酸素などによって、内槽容器１が腐食などを
起こすなどするおそれがある。

【００１１】本発明は、上述の実情に鑑み、強度材製の
内層と耐食材製の外層を一体化したものを遠隔操作でも
確実に製造し得るようにした超厚肉耐食容器の製造方法
を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】工場加工の段階で、容器
本体内層厚肉強度材部９に容器蓋内層厚肉強度材部１８
を落し蓋式に嵌合した状態で、容器本体内層厚肉強度材
部９と容器蓋内層厚肉強度材部１８の上面に耐食材を爆
着加工することにより、容器本体内層厚肉強度材部９と
容器蓋内層厚肉強度材部１８に対して一度に容器本体外
層上部耐食材部１４と容器蓋外層上部耐食材部２０を形
成すると共に、容器本体内層厚肉強度材部９と容器蓋内
層厚肉強度材部１８との間の部分に開先部８を形成し
て、容器本体５と容器蓋７とを構成しておき、現場加工
の段階で、容器本体５と容器蓋７との間に形成される開
先部８に、奥側から容器本体外層上部耐食材部１４と容
器蓋外層上部耐食材部２０の位置に達しないレベルまで
強度材を溶接肉盛し、その後、開先部８における容器本
体外層上部耐食材部１４と容器蓋外層上部耐食材部２０
の部分に耐食性中間材２５を挿入配置して、耐食性中間
材２５と容器本体外層上部耐食材部１４との間、及び、
耐食性中間材２５と容器蓋外層上部耐食材部２０との間
を耐食材で溶接して中間材溶接部２８を形成するように
したことを特徴とする超厚肉耐食容器の製造方法にかか
るものである。

【００１３】この場合において、開先部８における容器
本体外層上部耐食材部１４と容器蓋外層上部耐食材部２
０の部分を一段低く形成しておき、最後に、開先部８の
入口に耐食材を肉盛して仕上肉盛部２９を形成するよう
にしても良い。

【００１４】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００１５】開先部８の耐食材の部分に耐食性中間材２
５を挿入配置することにより、この部分に肉盛や溶接を
行う必要をなくして肉盛や溶接に要する手間や時間を削
減することができるようになると共に、耐食性中間材２
５と容器本体外層上部耐食材部１４との間、及び、耐食
性中間材２５と容器蓋外層上部耐食材部２０との間にお
ける耐食材どうしの溶接部である中間材溶接部２８が、
強度材溶接部２７や容器本体内層厚肉強度材部９や容器
蓋内層厚肉強度材部１８に掛って、中間材溶接部２８な
どが割れたり脆くなったりするなどの欠陥が発生するの
を確実に防止することが可能となる。

【００１６】又、容器本体内層厚肉強度材部９と容器蓋
内層厚肉強度材部１８の間に、周溝部１１，１９から成
る周溝を形成して容器本体外層上部耐食材部１４や容器
蓋外層上部耐食材部２０を上面から一段低くすることに
より、最後に仕上肉盛部２９を形成して、開先部８の入
口部分の表面をきれいにならして整えさせるようにする
ことができる。

【００１７】以上により、強度材と耐食材が一体型の超
厚肉耐食容器４を、遠隔操作によって簡単且つ確実に製
造させることが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００１９】図１〜図４は、本発明の実施の形態の一例
である。

【００２０】図１中、４は超厚肉耐食容器、５は超厚肉
耐食容器４の容器本体、６は容器本体５の収容空間、７
は超厚肉耐食容器４の落し蓋式の容器蓋、８は容器本体
５と容器蓋７との間に形成される開先部である。

【００２１】図２中、９は容器本体５を構成する容器本
体内層厚肉強度材部、１０は容器本体内層厚肉強度材部
９の上端縁部、１１は上端縁部１０における収容空間６
の開口部分に形成した周溝部、１２は容器本体内層厚肉
強度材部９の外周面、１３は容器本体５及び容器蓋７の
上面に取付けるために用意された円板状の耐食材、１４
は容器本体５の上端縁部１０と周溝部１１の上に耐食材
１３を爆着加工によって取付けて成る容器本体外層上部
耐食材部、１５は容器本体内層厚肉強度材部９の外周面
１２や底面に形成した容器本体外層側部・下部耐食材
部、１６は容器本体内層厚肉強度材部９における収容空
間６の開口部分に形成した蓋係止用段差部である。１７
は蓋係止用段差部１６の上に形成した容器側開先構成部
である。

【００２２】又、図２中、１８は容器蓋７を構成する容
器蓋内層厚肉強度材部、１９は容器蓋内層厚肉強度材部
１８の上部外縁部に形成した周溝部、２０は容器蓋内層
厚肉強度材部１８と周溝部１９の上に耐食材１３を爆着
加工によって取付けて成る容器蓋外層上部耐食材部、２
１は容器蓋内層厚肉強度材部１８の底面に形成した容器
係止用縁部、２２は容器蓋内層厚肉強度材部１８の外周
面部分に形成した蓋側開先構成部、２３は容器蓋７の容
器係止用縁部２１の下面に取付けた裏当金である。

【００２３】図３中、２４は容器本体５内に収容される
ガラス固化体、２５は開先部８に挿入配置されるリング
状の耐食性中間材である。

【００２４】図４中、２６は開先部８の奥部に対する初
層裏波溶接部、２７は初層裏波溶接部２６に続く強度材
溶接部、２８は耐食性中間材２５と容器本体外層上部耐
食材部１４や容器蓋外層上部耐食材部２０との間の中間
材溶接部、２９は仕上肉盛部である。

【００２５】そして、本発明では、工場加工の段階で、
超厚肉耐食容器４の容器本体５と、超厚肉耐食容器４の
落し蓋式の容器蓋７を別々に作成しておき、現場加工の
段階で、容器本体５にガラス固化体２４を収容したら、
容器本体５に落し蓋式に容器蓋７を取付け、容器本体５
と容器蓋７との間の開先部８を溶接してオーバーパック
を形成させるようにする。

【００２６】先ず、工場加工で容器本体５を作成するに
は、以下のようにする。

【００２７】即ち、炭素鋼などの強度材によって図２
（ａ）に示すような厚さ２００ｍｍ程度以上もの超厚肉
の容器本体内層厚肉強度材部９を作り、容器本体内層厚
肉強度材部９における収容空間６の開口部分に容器蓋７
を係止させるための蓋係止用段差部１６を形成してお
く。

【００２８】そして、容器本体内層厚肉強度材部９の外
周面１２や底面にチタンなどの耐食材を取付け、容器本
体外層側部・下部耐食材部１５を形成する。容器本体外
層側部・下部耐食材部１５は、肉盛などによって形成す
るようにしても良いし、耐食材の板を貼り付けるように
して形成するようにしても良いし、或いは、上記以外の
手段で形成するようにしても良い。尚、肉盛によって容
器本体外層側部・下部耐食材部１５を形成する場合に
は、容器本体内層厚肉強度材部９に中間材を肉盛してか
ら耐食材を肉盛するなどする必要があるが、工場加工で
行わせるので、特に困難な作業とはならない。

【００２９】同時に、容器本体内層厚肉強度材部９にお
ける収容空間６の開口部分に嵌合係止可能な容器蓋内層
厚肉強度材部１８を、炭素鋼などの強度材によって、厚
さ２００ｍｍ程度以上もの超厚肉となるように形成す
る。

【００３０】次に、図２（ｂ）に示すように、容器本体
内層厚肉強度材部９における収容空間６の開口部分に容
器蓋内層厚肉強度材部１８を嵌合係止し、容器本体内層
厚肉強度材部９の上端縁部１０と容器蓋内層厚肉強度材
部１８の上面との境界線の部分が一段低くなるように切
削加工を施して周溝（周溝部１１，１９）を形成する。

【００３１】次に、図２（ｃ）に示すように、容器本体
内層厚肉強度材部９に容器蓋内層厚肉強度材部１８を嵌
合したまま、これらの上面に円板状の耐食材１３を置
き、爆着加工によって容器本体内層厚肉強度材部９と容
器蓋内層厚肉強度材部１８の上面に一度に耐食材１３を
貼り付ける。尚、爆着加工を行った場合、溶接や肉盛な
どの場合とは接合状況が異なるため、強度材と耐食材と
をうまく接合することが可能である。

【００３２】すると、図２（ｄ）に示すように、容器本
体内層厚肉強度材部９と容器蓋内層厚肉強度材部１８の
周溝部１１，１９の部分に一段低い耐食材１３の層が形
成されることとなる。

【００３３】そこで、耐食材１３を容器本体内層厚肉強
度材部９と容器蓋内層厚肉強度材部１８との境界線に沿
って切断することにより、容器本体内層厚肉強度材部９
と容器蓋内層厚肉強度材部１８を分離して、容器本体外
層上部耐食材部１４を形成された容器本体５と、容器蓋
外層上部耐食材部２０を形成された容器蓋７を構成し、
図２（ｅ）に示すように、容器本体５から容器蓋７を取
出す。

【００３４】その後、図２（ｆ）に示すように、容器本
体５における収容空間６の開口部分を斜めに切除して容
器側開先構成部１７を形成する。

【００３５】同様に、容器蓋７の容器蓋内層厚肉強度材
部１８の底面の外縁部に対し切削加工を施して容器係止
用縁部２１を形成し、容器蓋内層厚肉強度材部１８底面
の容器係止用縁部２１に裏当金２３を取付け、且つ、容
器蓋７の外縁部を斜めに切除して蓋側開先構成部２２を
形成する。

【００３６】次に、現場加工の段階で、容器本体５に容
器蓋７を溶接するには、以下のようにする。

【００３７】先ず、図３（ａ）に示すように、容器本体
５にガラス固化体２４を収容し、ガラス固化体２４を収
容した容器本体５に対し、図３（ｂ）に示すように、落
し蓋式に容器蓋７を取付けて、図３（ｃ）（ｄ）に示す
ように、容器本体５と容器蓋７の開先部８を溶接肉盛す
るようにする。

【００３８】容器本体５と容器蓋７との溶接肉盛は、以
下のようにする。

【００３９】即ち、容器本体５に対し、落し蓋式に容器
蓋７を挿入すると、図４に示すように、容器本体５の蓋
係止用段差部１６に容器蓋７の容器係止用縁部２１が係
止され、開先部８が形成されるので、開先部８に対する
初層裏波溶接をシールドガスにヘリウムガスを使ったＴ
ｉｇ溶接で行い、初層裏波溶接２６が済んだら開先部８
の残りの部分を、シールドガスにアルゴンガスを用いた
通常のＴｉｇ溶接かＭｉｇ溶接によって強度材でできた
溶接ワイヤを溶かし容器本体外層上部耐食材部１４や容
器蓋外層上部耐食材部２０の位置に達しないレベルまで
溶接肉盛して強度材溶接部２７を形成する。

【００４０】その後、開先部８の耐食材の部分に図３
（ｄ）に示すようにリング状の耐食性中間材２５を挿入
配置し、耐食性中間材２５と容器本体外層上部耐食材部
１４との間、及び、耐食性中間材２５と容器蓋外層上部
耐食材部２０との間を溶接して中間材溶接部２８を形成
し、最後に、開先部８の入口部分に表面をならすように
耐食材を肉盛して仕上肉盛部２９を形成する。

【００４１】以上により、容器本体５と容器蓋７が現場
溶接される。

【００４２】このように、初層裏波溶接２６をシールド
ガスにヘリウムガスを使ったＴｉｇ溶接で行わせること
により、溶込みの深い溶接を行わせ、健全な溶接裏波を
形成させることができる。

【００４３】又、開先部８における強度材の残りの部分
をシールドガスにアルゴンガスを用いた通常のＴｉｇ溶
接かＭｉｇ溶接で溶接肉盛することにより、初層裏波溶
接２６を行う場合に比べて能率の良い溶接肉盛を行わせ
ることができるようになる。特に、Ｍｉｇ溶接を用いる
と、より高能率で溶接肉盛を行わせることが可能であ
る。

【００４４】更に、開先部８の耐食材の部分にリング状
の耐食性中間材２５を挿入配置することにより、この部
分に肉盛や溶接を行う必要をなくして肉盛や溶接に要す
る手間や時間を削減することができるようになると共
に、耐食性中間材２５と容器本体外層上部耐食材部１４
との間、及び、耐食性中間材２５と容器蓋外層上部耐食
材部２０との間における耐食材どうしの溶接部である中
間材溶接部２８が、強度材溶接部２７や容器本体内層厚
肉強度材部９や容器蓋内層厚肉強度材部１８に掛って、
中間材溶接部２８などが割れたり脆くなったりするなど
の欠陥が発生するのを確実に防止することが可能とな
る。

【００４５】又、容器本体内層厚肉強度材部９と容器蓋
内層厚肉強度材部１８の間に、周溝部１１，１９から成
る周溝を形成して容器本体外層上部耐食材部１４や容器
蓋外層上部耐食材部２０を上面から一段低くすることに
より、最後に仕上肉盛部２９を形成して、開先部８の入
口部分の表面をきれいにならして整えさせるようにする
ことができる。

【００４６】以上により、強度材と耐食材が一体型の超
厚肉耐食容器４を、遠隔操作によって簡単且つ確実に製
造させることが可能となる。

【００４７】尚、本発明は、上述の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
内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超厚肉耐
食容器の製造方法によれば、強度材製の内層と耐食材製
の外層を一体化したものを遠隔操作でも確実に製造する
ことができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例にかかる超厚肉耐食
容器の透視斜視図である。

【図２】工場加工の段階を示す図であって、（ａ）は容
器本体外層側部・下部耐食材部を形成された容器本体内
層厚肉強度材部と、容器蓋内層厚肉強度材部を示す側方
断面図であり、（ｂ）は容器本体内層厚肉強度材部に容
器蓋内層厚肉強度材部を係止し、容器本体内層厚肉強度
材部と容器蓋内層厚肉強度材部との上面における境界線
部分に周溝を形成した状態を示す部分拡大側方断面図で
あり、（ｃ）は容器本体内層厚肉強度材部と容器蓋内層
厚肉強度材部の上面に耐食材を配置した状態を示す部分
拡大側方断面図であり、（ｄ）は容器本体内層厚肉強度
材部と容器蓋内層厚肉強度材部の上面に耐食材を爆着し
た後の状態を示す部分拡大側方断面図であり、（ｅ）は
容器本体から容器蓋を取外した状態を示す部分拡大側方
断面図であり、（ｆ）は容器本体と容器蓋に容器側開先
構成部を形成した状態を示す部分拡大側方断面図であ
る。

【図３】現場加工の段階を示す図であって、（ａ）はガ
ラス固化体を収容した容器本体に容器蓋を取付ける状態
を示す側方断面図であり、（ｂ）はガラス固化体を収容
した容器本体に容器蓋を取付けた状態を示す部分拡大側
方断面図であり、（ｃ）は溶接部に強度材を肉盛した状
態を示す部分拡大側方断面図であり、（ｄ）は溶接部に
耐食性中間材を挿入配置した状態を示す部分拡大側方断
面図である。

【図４】現場加工の段階で開先部を溶接した状態を示
す、図１のＩＶ部分拡大図である。

【図５】現在検討中の超厚肉耐食容器の一部破断した透
視斜視図である。

【符号の説明】

５ 容器本体 ７ 容器蓋 ８ 開先部 ９ 容器本体内層厚肉強度材部 １４ 容器本体外層上部耐食材部 １８ 容器蓋内層厚肉強度材部 ２０ 容器蓋外層上部耐食材部 ２５ 耐食性中間材 ２６ 初層裏波溶接部 ２８ 中間材溶接部 ２９ 仕上肉盛部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２３Ｋ 20/08 Ｂ２３Ｋ 20/08 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工場加工の段階で、容器本体内層厚肉強
   度材部（９）に容器蓋内層厚肉強度材部（１８）を落し
   蓋式に嵌合した状態で、容器本体内層厚肉強度材部
   （９）と容器蓋内層厚肉強度材部（１８）の上面に耐食
   材を爆着加工することにより、容器本体内層厚肉強度材
   部（９）と容器蓋内層厚肉強度材部（１８）に対して一
   度に容器本体外層上部耐食材部（１４）と容器蓋外層上
   部耐食材部（２０）を形成すると共に、容器本体内層厚
   肉強度材部（９）と容器蓋内層厚肉強度材部（１８）と
   の間の部分に開先部（８）を形成して、容器本体（５）
   と容器蓋（７）とを構成しておき、 現場加工の段階で、容器本体（５）と容器蓋（７）との
   間に形成される開先部（８）に、奥側から容器本体外層
   上部耐食材部（１４）と容器蓋外層上部耐食材部（２
   ０）の位置に達しないレベルまで強度材を溶接肉盛し、
   その後、開先部（８）における容器本体外層上部耐食材
   部（１４）と容器蓋外層上部耐食材部（２０）の部分に
   耐食性中間材（２５）を挿入配置して、耐食性中間材
   （２５）と容器本体外層上部耐食材部（１４）との間、
   及び、耐食性中間材（２５）と容器蓋外層上部耐食材部
   （２０）との間を耐食材で溶接して中間材溶接部（２
   ８）を形成するようにしたことを特徴とする超厚肉耐食
   容器の製造方法。
2. 【請求項２】 開先部（８）における容器本体外層上部
   耐食材部（１４）と容器蓋外層上部耐食材部（２０）の
   部分を一段低く形成しておき、最後に、開先部（８）の
   入口に耐食材を肉盛して仕上肉盛部（２９）を形成する
   ようにした請求項１記載の超厚肉耐食容器の製造方法。