JPS604440B2 - 放射性液体のための濾過器構体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体炉過装置、特に原子力発電所の放射性副産
物に用いる炉過器機体に関するものである。

原子力発電所の常規運転には、放射性固体物質を懸濁し
た数千ガロン（リットル）の液体を連続して処理するこ
とを必要とする。

このような液体は炉過して、液体が安全に再使用できか
つ比較的高い放射能レベルが発電所の隔離部分にかぎら
れるようにしなければならない。現在使用されている最
も普通の炉過装置としては、炉過作業に当って放射性固
体物質を捕えることができ、また周期的に取換えること
ができる便いずてカートリッジ式の炉過器である。便い
ずてカートリッジを使用する従来の炉過器横体は炉過室
にその上方から装入したり、取出したりする。

炉過器横体は通常発電所の床の下に配置され、床の一部
を形成するしや藤プラグでおおわれている。カートリッ
ジは使用中に高い放射能を帯びるので、炉過器機体は各
辺数フィートの厚さを持つコンクリートしや蔽キュービ
クルの中に配置される。使用済カートリッジの取外いま
、天井ホィストを使ってしや蔽プラグを除去することか
ら始まる。すなわちしや蔽プラグをわきへ寄せて床の下
の炉過器横体を露出させるのである。作業員はしや藤壁
の後にとどまって、炉過器機体から発する放射能に甚し
くさらされることのないようにせねばならない。作業員
はしや蔽壁の後から遠隔操作で炉過器機体閉鎖カバーを
弛めたり特上げたりしなければならない。多くの発電所
においては、この作業は長いハンドル付の工具、フック
、ポールなどによる遠隔操作で行われている。−旦閉鎖
カバーが開かれると、数トンに及ぶ底の開いたしや蔽運
搬キャスクが炉過器横体の上に位置せしめられる。次い
でカートリッジをつかむ工具をキャスクを通っておるし
てカートリッジをつかむのである。滴のまだたれている
カートリッジを運搬キャスクの中に収める。このカート
リッジがキャスクの中にあることを確認すると、キャス
クをアクセス閉口から取出し処理場所へと運ぶ。以上の
ことから頂部装入型の炉過器機体を再装填する作業は非
常に危険であり、従って作業員保護に充分な注意を払わ
ねばならないことがわかる。底部装入型炉過器機体を原
子力発電所に使用することも提案されて来たが、このよ
うな炉過器機体もまた満足できるものではなかった。こ
のような炉過器横体を用いる炉過器系統はボトル締め底
部ハッチを備えたハウジングを有するものである。この
底部ハッチでハウジングの底部を閉じるが、カートリッ
ジをハウジング内に袋入する時にはこれを開くのである
。底部ハッチをハウジングからはずして横にずらすと、
中のカートリッジが運搬キャスクまたは容器内へと落ち
る。そのような従来技術の機構は２つの主な欠点を持つ
ものである。第１の欠点は、原子炉建屋の相当のスペー
スを占めるような非常に厚いコンクリートしや蔽体でハ
ウジングを囲まねばならないことである。第２には、ハ
ッチをハウジングの下に配置してこれに取付ける装置に
は、ハッチのボルトを外してハウジング内に取換えカー
トリッジ式炉過器を整合させハッチを再び取付けるのに
多くの手作業を必要とすることである。これらの作業は
コンクリートしや蔽体の内側で行われるものであるので
、作業員にとって非常に危険である。また炉過されるべ
き液体は２００から２００のｓｉ（１４−１４０ｋｇ／
の）以上の高い圧力の下にあり、ハッチとハウジングと
の間に非常に緊密な密封を行わねばならない。このよう
な密封を行なうため炉過器横体を縦付けている多数本の
ボルトを外すのには、作業員を長時間放射能にさらすか
、あるいは、遠隔操作で行なうにしてもカートリッジを
取外すのに著しい遅延を生じる。従って本発明の第１の
目的は、複雑な遠隔操作装置を使用せずに、迅速かつ安
全に装入および取外しができるコンパクトな炉過器横体
を提供することにある。

本発明の他の目的は、完全にしや蔽され、外部しや蔽体
を必要としない炉過器機体を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、開鎖ハッチが自動的に整合
せしめられて、カートリッジを取換えた後に、迅速な密
封装置取付けを容易に行える炉過器横体を提供すること
にある。

本発明のさらに別の目的は、取換え作業の間にハウジン
グ内でカートリッジを自動的に位置決めすることを容易
にすることにある。

以下本発明を、添付図面に例示した本発明の好適な実施
例について詳述する。

第１図は放射性の液体を炉過する炉過器横体１０を示す
。

放射性の液体は入口導管１２を通って炉過器機体に入り
、炉過器カートリッジまたはカートリッジ１４を通過し
、入口導管１６から放出される。好適な実施例において
は、炉過器機体１０は鉄筋コンクリート床１８のような
水平支持部材に取付けられている。炉過器機体１０の下
には、従釆の運搬キャスク（図示しない）が設けてあり
、これにより炉過器機体１０から落ちたカートリッジ１
４を捕え、使用済カートリッジを適宜処分するため遠隔
の場所へ運搬する。カートリッジ１４は第１図において
は“ィンサイド・アウト”型すなわち炉過されるべき放
射性液体がカートリッジ１４の内側に導入され炉過壁２
０を通り抜けて室２２に入り出口導管１６から出る型式
のものである。

放射性液体は圧力２００〜３００蛇ｓｉ（１４−１４０
ｋ９／地）で、温度約５５００ Ｆ（２９０℃）以上で
ある。従って高い放射能を帯びた液体が炉過器横体１０
から洩れないようにするために緊密な密封装置が必要で
ある。カートリッジを一定期間使用すると、捕捉された
放射性固体物質がその中に蓄積し、非常に高い放射能源
となる。作業員はこの放射能源から、ことにカートリッ
ジ取換作業中には、保護されるようにこれをしや蔽しな
ければならない。典型的な頂部または底部装入炉過装置
においては、この保護は、炉過器総体１０の周りにキュ
ービクルを形成する厚さ数フィートのしや蔽コンクリー
トにより行われる。本発明によれば、しや蔽はステンレ
ス鋼被覆の鉛充填ジャケット２４により果たされる。こ
のジャケットはカートリッジハウジング２６の側部全体
を取り囲み、かつカートリッジ１４の上部をかこんでい
る。ハウジング２６は室２２を区画する。この室はその
下端に関口２８を有し、この関口はハッチ３川こより密
封される。第１図に示す実施例においては、室の関口２
８は、ハウジング２６に溶接されたフランジ３２により
形成されている。フランジ３２もジャケット２４に取付
けることができる。ジャケット２４、ハウジング２６、
および室２２はフィルタ容器３４を形成している。ハッ
チ３０とフランジ３２との間の密封は○リング３６によ
り果される。

この０リング３６は、室関口２８から離れてこれを完全
に囲むありみぞ形溝３８の中に保持されている。ハッチ
３０の上面は、ハッチ３川こより保持されている複数の
閉鎖ボルト４０（第２図）を綿付けることにより０リン
グ３６へと押付けられる。この０リングは、従来技術に
おいて使用されているよりも少ない閉鎖ボルト４０また
は各ボルトに対するより小さいトルクにより緊密な密封
を与えるものである。ハッチしや蔽体４２も鉛を充填さ
れていて、かつ室２２より大きい断面積を有する。これ
によりカートリッジ１４は下方にしや蔽される。第１図
、第２図および第３図において、案内レール４４が容器
３４の下端に取付けられており横方向に延びていること
を示してある。

レール４４は、ハッチ３４の外端縁の下に配置された軌
道４６から間隔を贋いて平行に配直され、ハッチ３０が
フランジ３２に縦付けられると、ハッチの下に間隔を置
いて配遣されることとなる。ハッチ３０は第１図、第２
図および第３図において示す室２２の直ぐ下の第１の位
置から第３図に鎖線で示す第２の位魔３０′へと動くこ
とができる。この第２の位置では関口２８が開放され、
これによりカートリッジ１４は室２２内へ、またはこの
室から下方へと通過することができる。この炉過器機体
１０の利点は第３図の図示構造から、また使用済カート
リッジ１４の炉過器横体からの除去および新カートリッ
ジの袋入についての以下の記載から明かとなる。

使用済カートリッジの除去は、高い放射能を帯びた廃棄
物質を取扱う領域を適宜設定することから始まる。本発
明により設定されるこの領域の範囲は従釆技術のカート
リッジ取換工程における領域に比すると著しく減小する
。何故ならばジャケット２４とハッチ３０との鉛しや蔽
が、使用済カートリッジ１４の取外し準備中ずっとその
周りを囲んでいるからである。コンクリートキュビクル
をそなえた従来技術のシステムでは、カートリッジ敬換
の全作業はしや蔽なしでキュービクル内で行われていた
。炉過器溝体１０は使用を中断されて排水される。入口
導管１２と出口導管１６とは従来どおりの弁操作より閉
められ、ガス抜き４８（第１図および第２図参図）はド
レン管路５０と同様に大気中に開放される。室２２内の
残溜液体はドレン管路５０を通って炉過器機体１０から
出る。ドレン通路５２はフランジ３２を貫いて延び、ド
レン管路５０をドレン溝５４により室２２に接続する。
このドレン簿は関口２８の近くで室２２の周りに延びて
いる。スベーサプラグ５６は室２２の下部部分における
大部分の容積を占め、これにより室の排水時に残留する
放射性液体の量を減少せしめる。ドレ．ン溝６４は、た
とえばスベーサプラグ５６がまちがってドレン遍路５２
をふさいでも、室が確実に排水されるようにする。使用
中断され排水された後に残るのは環状部５８にたまる僅
かの塁の液体だけである。このように排水されると、図
示しないキャスクを関口２８の直下に持ち釆たらす。こ
のキャスクが関口直下に位置決めされた後、閉鎖ボルト
４０を外して、ハッチ３０を軌道４６上に落す。環状部
５８に捕捉された少量の液体は、ハッチのボルトが外さ
れると流出するが、この流体は既に炉遇されているので
作業員に著しい危険を与えるものではない。ボルト取外
しは手作業で行われる。カートリッジ１４はまだジャケ
ット２４とハッチしや糠４２とによりしや蔽されている
から手作業でボルトを取外せるのである。それから作業
員は従来型の可搬しや蔽体（図示されない）の後に身を
置いて、このしや藤体の穴を通って操作する掴みフック
（図示しない）をハッチ３０のハンドル６０もこ引掛け
てハッチ３０を自分の方へ引張る。ハッチ３０が第１の
位置から第２の位置３０′へ動かされると、スベーサプ
ラグ５６とカートリッジ１４とが関口２８を通って下方
のキャスクへ落ちる。次いでキャスクカバーをキャスク
の上にかぶせて、キャスクを固形廃棄物取扱場所へと運
ぶのである。このように、キャスクの中へ使用済カート
リッジ１４を入れるのに必要な遠隔操作はハンドル６０
を簡単に引張ることだけである。第１図の実施例におい
て、使用済カートリッジ１４を取除いた後は、容器３４
は比較的放射能がなくなるので、新らしいカートリッジ
１４は作業員が放射能に暴露されることなく装入するこ
とができる。

すなわち新しいカートリッジ１４と、スベーサ、好適に
はポリエチレン製のスべ−サ５６とは、手作業で容器３
４の開〇２８を介して袋入される。カートリッジ１４は
自動的に案内ブラケット６２により整合させられる。案
内ブラケット６２が入口導管１２に敗付けたものとして
示してあるが、このような案内プラケツトに代え、ハウ
ジング２６に固定した等価装置を用いることもできる。
これによりカートリッジ１４が入口および出口導管１２
，１６に対して室２２内で正しい姿勢を取るようにする
。好適な実施例においては、案内ブラケット６２は、カ
ートリッジ製造業者の市販しているいくつかのカートリ
ッジの端部形状の何れをも収容するのに通したものとし
てある。典型的なカートリッジ１４としては、段の関口
６４と、図示のように外部リム６８に担持されるかまた
は段７０の上面に担持されたたわみ性の０リング密封部
片６６とを持つものである。案内ブラケット６２はその
周辺に複数のテーパ付スプライン７２〈２つだけが示さ
れている）を持っている。これらのスプラインはカート
リッジ１４を密封クリップ７４の方へ向けている。密封
クリップ７４は垂直部分７６と、水平部分７８とを持っ
ていて、それらの部分はカートリッジの○リング６６の
プレースの役をしている。図示の実施例においては、垂
直部分７６はカートリッジ１４とスベーサプラグ５６と
の長さの変化による○リング６６の高さの変化を許容す
る余裕を与える。○リング６６は、入口導管１２からカ
ートリッジ１４に入る液体の大部分が入口導管１２とカ
ートリッジ１４との間の接続部から洩れずに、炉過器壁
２０を確実に通過するように密封を果すのである。この
密封は、カートリッジ１４の内側と外側との間の差圧に
より生じる○リング６６の歪みにより果される。このよ
うにして、０リング６６は、排水に先立つ室２２の圧力
の釈放の間は自動的に密封クリップ７４から離れる。従
って弛められた○リング６６は上述のようにカートリッ
ジ１４の重力による落下を妨ぐない。カートリッジ１４
は容易にクリップ７４内に挿入され、カートリッジ１４
がスベーサプラグ５６にしっかりと接続されると「さら
に大きい有効落下重量を持つこととなる。ハッチ３０が
開放位置にあると、カートリッジ１４を挿入する作業員
は腕を室２２の中にまで入れる必要はなく、スベーサブ
ラグ５６の下側を特上げるだけでよい。このように、カ
ートリッジの挿入が容易であるばかりでなく、作業員が
ハウジング２６に付着している固体物質から放射能を被
ばくする危険が回避できる。第３図では、ハッチ３０′
は第２の位置にあり、カートリッジ１４とプラグ５６と
は室２２内に手で支えられている。

次いでスベーサバー８０′（鎖線で示されている）を手
作業で軌道４６にかけ渡してこれでスべ−サプラグ５６
とカートリッジ１４とを室２２内に支持せしめる。その
後作業員は手をスベーサプラグ５６から離して、ハッチ
３０を第２の位置３０′から第１の位置へ糟動させる。
これによりスベーサバ−８０′はスベーサプラグ５６の
下からしールストップ８２の方へ押される。スベーサバ
−８０′，８０の直径は、ハッチ３０、スベーサバー８
０およびストップ８２が接触すると、フランジ３２に対
してハッチ３０を自動的に位置決めするように選んであ
る。スべ−サプラグ５６は垂直方向に充分に厚いもので
あるので、カートリッジ１４はこれがスベーサバー８０
′、またはレール４６に載っているハッチ３０により開
□２８の下に支持されている時、案内ブラケツト６２の
中にある。比較的重いハッチの運動を容易にするために
、軌道４６には低摩擦パッド８４を設けて、摺動摩擦を
少なくしている。スベーサプラグ５６とスベーサバー８
０とは好適にはポリエチレン製とする。ポリエチレンは
また摺動を容易にし、かつ放射能にも耐えるので具合が
よい。フランジ３２の下面とパッド８４との間の距離は
フランジ３０の厚さよりも充分に大きくして、ハッチ３
０が第１の位置と第２の位置との間を動くとき、０リン
グ密封部材３６に接触しないようにしてある。第４図は
、カートリッジ取換えを行うのに必要な時間を減少でき
るという本発明の他の特徴を説明するための図である。

この図から明かなように閉鎖ボルト４０はフランジ３２
からはずれてもなおハッチ３０１こより捕えられて抜け
落ちることがない。開放位置におけるハッチ３０′を示
す第３図の鎖線の図示では２つのボルト４０がこのハッ
チ３０′からふくら下っている状態を示している。再び
第４図において、フランジ３２はボルト４０を受けるた
めのねじ付穴８６を有する。ハッチ３０は穴をあげられ
てタップをたてられるが、穴８８はねじ付穴８６より少
し大きく、下部のタップをたてた部分９０は小さく、ボ
ルト４０の上部のねじ付先端部分９２は部分９０の上に
はまっている。ボルト４０はタップをたてた部分９０を
通ってねじ戻すことにより敬外すことができる。ボルト
４０はハッチ３０の下から手のとどく頭部９４と、穴８
８および部分９０を通り得る細い柄部分９６とを持って
いる。このボルトの構成はカートリッジ取換に必要な時
間を少なくする。何故ならばボルト４川ま、ハッチ３０
が第３図のような第１の位置に配置されているときに自
然にねじ付穴８６に整合するからである。再び第１図お
よび第２図について見ると、炉過器機体１０は、適当な
保持装置を床１８に接続できるようにする複数の取付穴
１００を持つ取付板９８により水平床１８の下側に接続
できるようにしてある。

付加的な垂直支持部が必要であれば、従来型の支柱を容
器ジャケット２４に設ける。上述の典型的な炉過器溝体
はほゞ５０００ポンド（２３００キロ）の重さがある。
またその設置およびカートリッジ取外しを容易にするた
めに、ほ）、４ｆｔ×４ｆｔｘａｔ（１．２肌×１．２
の×２．４の）の自由空間を必要とする。炉過器機体は
、閉鎖ボルト４０の数より厚さを増すことにより高圧炉
過器（２００蛇ｓｉ以上すなわち１４０ｋ９／鮒以上）
に用いることができる。第１図に示した好適な実施例は
取付板９８からしや蔽体４２の下面への高さが約５０イ
ンチ（１３０センチ）であり、鉛のジャケット２４の外
径はほゞ２０インチ（５０センチ）である。カートリッ
ジの取外しを容易にするためには、しや蔽体４２の下に
約２８インチ（７０センチ）の間隙が必要である。本発
明は、ハウジング２６と一体になっている鉛のジャケッ
ト２４を使用することにより、簡潔なしや蔽を提供して
いることが判るであろう。

さらに、フランジ３２にハッチ３０を密封するために設
けられた構造部は容易に、かつ迅速に操作され、フラン
ジ３２に対してハッチ３０を位置決めすることは容易か
つ精密に行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の炉過器横体の実施例の第２図の線１−
１に沿う断面図、第２図はハッチを破線で示した、水平
支持部材を取付ける前の炉過器機体の平面図、第３図は
第１図の線３−３に沿う断面図、および第４図は第２図
の線４−４に沿う拡大断面図である。 １０・・・・・・炉過器綾体、１２・・・・・・入口導
管、１４・・・・・・炉過器のカートリッジ、１６・・
・・・・出口導管、２０…・・４炉過壁、２２・・・・
・・室、２４・・・・・・ジャケット、２６……ハウジ
ング、３０……ハッチ、３２…．・・フランジ、３４…
・・・容器、３６……○リング、４０・・・・・・閉鎖
ボルト、４２・・・・・・ハッチしや糠体、４４・・・
・・・レール、４６・・・・・・軌道、４８・・・・・
・ガス抜き、５０・・…・ドレン管、５４・・・…ドレ
ン溝、５６…・・・スベーサプラグ、５８・・・・・・
環状部、６０……ハンドル、６２・・・・・・案内ブラ
ケツト、６４…・・・開口、６６・・・・・・０リング
、６８・・・・・・外部リム、７２・・・・・・スプラ
ィン、７４・・・・・・密封クリップ、８０……スべ−
サバー、８４……／ぐツド。 Ｆ／Ｇ．／ Ｆ／Ｇ．２ Ｆ／Ｇ．３ Ｆ／６．４Ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 取換え可能なインサイド・アウト型濾過器カートリ
   ツジに放射性液体を流すようにした濾過器構体において
   、室を形成する内壁を持つハウジングを少なくとも部分
   的に包む外部の鉛充填ジヤケツトを含み、前記室の下端
   に開口を形成する強固なフランジを含む容器と、この容
   器を通って延び、かつ前記室の中で終っている入口導管
   と、前記容器を通って延び、かつ前記室の中で終ってい
   る出口導管と、前記フランジの下方かつ前記開口の両脇
   部に互いに間隔を隔てて配置された２本の軌道を包含し
   、前記容器に取付けられてその一側部方向に延びるレー
   ル装置と、前記開口を密封して閉じるように前記フラン
   ジにかみ合い、下部しや蔽体を含み、前記軌道の上で前
   記開口の直ぐ下の第１の位置から前記開口の側部方向の
   第２の位置へ動いて、これにより前記濾過器カートリツ
   ジが前記軌道を通って前記室の中へ挿入されたり取外さ
   れたりできるハツチと、前記室の下方部分に配置され、
   第１の位置において前記ハツチにより前記室の中に支持
   されて、前記濾過器カートリツジを前記室の中に支持し
   、前記ハツチが第２の位置に動かされると、前記レール
   装置の間から自由に抜け出せるようにするスペーサプラ
   グと、前記導管のひとつの終端に対して固定的に支持さ
   れ、前記濾過器カートリツジを受け、前記導管に対して
   前記濾過器カートリツジを配置する案内ブラケツトとを
   有することを特徴とする、濾過器構体。 ２ 前記案内ブラケツトはブラケツト壁を有し、このブ
   ラケツト壁に対して前記濾過器カートリツジが、運転の
   間は、内側と外側との間の圧力差により密封される、特
   許請求の範囲第１項記載の濾過器構体。 ３ 前記濾過器カートリツジが前記スペーサプラグの上
   端に固定して取付けられている、特許請求の範囲第１項
   記載の濾過器構体。