JPS61114199A - ガラス化された放射性の廃棄物を受容するための吸込型を形成する方法及び装置 - 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、ガラス化された放射性の廃棄物を受容するた
めの吸込型を形成する方法及びこの方法を実施するため
の装置に関する。

従来の技術 照射済の核燃料要素の再処理に際して、高レベルの廃棄
物は液状の高レベルの核分裂生成濃縮物の形で生じる。

液状の核分裂生成濃縮物は適当なガラス化法によって硬
化される。ガラスを形成する材料の供給下で放射性の物
質がガラスに溶融される。放射性のガラス溶融物は特殊
鋼から成る容器、いわゆる鋼鉄型内に注ぎ込まれる。ガ
ラスで満された鋼鉄型は冷却、硬化及び比較的長い貯蔵
の後に最終貯蔵に送られる。

従って、放射性の物質のガラス化はガラスが良好な耐浸
出性を有しているので有利である。

形成される貯蔵容器の化学的な耐久性は極めて高い。

ガラスを形成する材料と放射性の物質との溶融は、通常
直接電気式に加熱されるセラミックの溶融炉内で行われ
る。溶融炉内では■焼された核分裂生成物が連続的にガ
ラス溶融液内に溶かされる。次いで放射性の物質を受容
するガラスは断続的に金属容器、鋼鉄型に満される。

鋼鉄型にガラスを充填す場合、主として６つの方法があ
る： 底部流出法、 溢流法、 吸引法。

吸引法においては鋼鉄型への充填の前に鋼鉄型内に負圧
が生ぜしめられ、鋼鉄型が気密に閉じられる。鋼鉄型に
取付けられた閉じた吸込管を上側からガラス溶融物内に
浸すと、鋼鉄型内の負圧が吸込管接続部の溶融の後にガ
ラス溶融物を閉じだ鋼鉄型内に吸込む。従って、このよ
うな鋼鉄型を当該分野では吸込型と呼んでいる。

以下、明細書の記載で吸込型はガラス溶融物を吸引作用
に基づき受容する金属容器を意味する。

吸引法は技術的に重要々利点を有している。

ガラス溶融物の吸込まれる量は吸込型内の負圧によって
規定される。吸込型の詰込みすぎは全く生じない。ガラ
ス溶融炉内のガラス溶融物内に存在するおり吃吸込丑れ
る。吸込型の吸引作用に基づく充填速度は別の充填方法
よりも著しく高い。

吸引法は西独国特許出願公開第２９２７７９５号明細書
により公知である。この方法においては、吸込開口を通
って炉内のガラス溶融物内に突入する吸込管は、充填過
程の終了するまで気密に吸込型に接続されている。次い
で吸込管は切離され、ばらばらにされ、吸込管の破片は
別の空の容器に詰め込まれる。

公知の別の吸引法（西独国特許第３０２２３８７号明細
書）においては、吸込型の底部に取付られた吸込管は充
填の後に軸線方向で吸込型の底部の開口を通して吸込型
内に押込まれる。次いで底部の開口が容器閉鎖カバーを
差はめて閉じられる。

吸引法を実施する装置、排気にされた吸込型は西独国特
許出願公開第３１０４６６６号明細書に記載しである。

吸込型は吸込管を備えておシ、吸込管の吸込側の端部は
溶融可能な閉鎖部材で閉鎖されている。閉鎖部材は吸込
型及び吸込管を排気するための閉鎖可能な排気接続管を
有している。排気接続管は吸込管の閉鎖部分に密閉され
かつ少なくとも一部分を以って吸込管の内側に配置され
ている。排気接続管は冷間圧接可能な材料から成ってお
り、この材料は排気接続管の閉鎖のだめに排気した後に
機械的な変形によって冷間圧接され、ひいては閉じられ
る。

排気接続管の冷間圧接による材料結合は圧着箇所に良好
な気密性を与える。吸込型内には吸込型を排気すること
に応じて、排気接続管を閉鎖する前に乾燥ガスによる所
定の残留ガス圧力が生ぜしめられる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題はガラス化された放射性廃棄物を吸引作用
に基づき受容する吸込型を形成する方法を改善し、吸込
型の確実かつ一様な充填を保証することである。

問題点を解決するための手段 前記課題を解決するために本発明の手段では、吸込型を
排気し、かつ湿気及び有機性のよごれの追出しのために
加熱し、加熱の後に排気源と吸込型との接続を遮断し、
乾燥した不活性ガスを吸込型内に少なくとも大気圧力ま
で送り込み、次いで排気接続管の内部を掃除し、再び排
気源を接続して、吸込型を所定の残留ガス圧力まで排気
し、かつ排気接続管を冷間圧接する。

発明の作用効果 吸込型を非気した状態で所定の時間にわたって高い温度
で加熱することによって、有機性のすべてのよごれ及び
湿気が吸込型の内部から追出される。

引き続いて吸込型の内室を乾燥した不活性ガスで少なく
とも大気圧力まで負荷することによって、吸込型の内室
が侵入しようとする湿気及びよごれから保護され、その
間に排気接続管の内面が掃除される。排気接続管の掃除
によって吸込み並びに後の冷間圧接が申し分なく行われ
る。

掃除の後に再び排気源が排気接続管に接続される。次い
で、排気し、所定の残留ガス圧力を生ぜしめかつ排気接
続管を冷間圧接するためのすでに公知の作業行程が行わ
れる。

吸込型内に所定の残留ガス圧力を生せしめることによっ
て、吸込型内の充填度を制御し吸込型内に吸込管を押込
むだめの空間を残すことができる。

本発明の有利な実施態様では、吸込型の引渡しの後に漏
洩検査が行われ、吸込型の密閉度若しくは漏洩度が確認
される。この場合、吸込型が検査ガス若しくは過圧で負
荷される。これによって、検査ガスが流過するかどうか
が検査される。吸込型の不足する気密性は、漏洩検査装
置に接続された自体公知のガスセンサーで測定される。

特許請求の範囲第３項の実施態様では、吸込型の漏洩検
査が加熱の後に行われる。

この場合、特許請求の範囲第４項の実施態様では吸込型
がさらに排気される。吸込型の接続箇所に与えられる検
査ガスは、排気気密の得られてない場合には吸込型の内
部に達し、自体公知のガス検出器で探知される。

特許請求の範囲第５項の実施態様では、加熱の後の漏洩
検査がヘリウムで行われる。この不活性の検査ガスは最
小のこん跡でもすでに存在するセンサ技術で検出される
。

さらに、特許請求の範囲第３項の実施態様では吸込型の
加熱の後のガス負荷及びこれに続く所定の残留ガス圧力
の形成が同じくヘリウムで行われる。

特許請求の範囲第７項の実施態様により、有利には加熱
の後の圧力負荷が漏洩検査に関連せしめられる。これに
より、熱応力に原因すゐき裂が高い費用を伴なわずに確
実に発見される。

特許請求の範囲第８項の実施態様により、排気接続管の
押つぶし切断の後に排気接続管の切離された双子体で吸
込型に残された双子体の気密（ガス密）に関する間接的
な検査が行われる。

特許請求の範囲第９項の実施態様によシ、排気接続管を
形成する容易に溶融可能な材料の酸化物層が取り除かれ
る。後の冷間圧接がよシ良好に行われる。

特許請求の範囲第１０項の実施態様によシ、冷間圧接の
後に排気接続管の圧接箇所がろうで被覆される。これに
よってくさび状の圧接箇所に機械的な作用に対する保護
層が得られる。

本発明の方法を実施するために本発明の手段では、装置
が吸込型を受容するための耐熱性の加熱炉を有しており
、遮断弁及び導管接続部を介して排気接続管に接続可能
な真空ポンプが配置されており、不活性ガス源が圧力調
整弁及び遮断弁を介して導管接続部に接続可能である。

吸込型は耐熱性の加熱炉内で熱処理される。

特許請求の範囲第１１項に記載した本発明により、吸込
型が常に確実かつ迅速に充填される。

常に十分な負圧が存在している。なぜなら、よごれに起
因する有害な蒸気の発生が充填に際し減少されるからで
ある。

本発明の装置の有利な実施例が特許請求の範囲第１２項
以下に記載しである。

実施例 引渡される吸込型７は放射能のない加工室内で放射能の
負荷を受ける隔室への挿入体に準備される。吸込型７（
第１図）は溶接された底壁９を有しており、底壁には中
心孔と同心的に管状の案内片１１が吸込型７の内部へ突
出するように配置されている。案内片１１内には吸込管
１３が差込捷れておシ、吸込管の差込まれた端部が目標
破断箇所１４を介して案内片１１に結合されている。吸
込管１３はほぼ全長で吸込型７を越えて突出している。

吸込管１３の開口１５内には（第２図）、容易に溶融可
能な金属から成シかつ中心に孔を備えた閉鎖プレート１
７がろう付けされている。

閉鎖プレートの孔内には、同じく容易に溶融可能な金属
から成る排気接続管１９がろう付けされている。

吸込型７は、吸込型７の天井壁の操作突起２１に係合す
る適当なりレーン装置を介して電気式の抵抗加熱器２５
．２６を備えた加熱炉２３（第１図）内に装着される。

次いで、加熱炉２３が枢着された絶縁カバー（閉鎖カバ
ー）２７を用いて復動式の液力シリンダ２８を負荷する
ことによって閉じられる。加熱炉２３は吸込管１３の範
囲に径の小さな室２９を備えており、その結果張出し部
３１が形成され、張出し部に吸込型７の下方の縁部が載
せられる。

加熱炉２３の下方の端部には一方の側面に加熱炉２３の
端部区分３３がヒンジ３５を介してヒンジ運動可能（旋
回運動可能）に配置されている。ヒンジ運動可能な端部
区分３３は支承ブロック３７を介して復動式の加圧シリ
ンダ４１のピストンロッド３９に運動可能に結合されて
いる。加圧シリンダ４１１体は支承ブロック４３に同じ
く運動可能に配置されている。支承ブロック４３は加熱
炉２３の加熱炉本体に不動に配置されている。

加熱炉２３はヒンジ運動可能な端部区分３３の範囲に小
さな貫通孔４５を有しており、この貫通孔を貫いてフレ
キシブルな導管４７が延びていてかつ押つぶしホース接
続部４９を介して排気接続管１９に取付けられている。

フレキシブルな導管４７は排気源に接続されている。

加熱炉２３け定置の支承ブロック５０を介して不動の旋
回点５１を中心として旋回可能である。旋回点５１を中
心として加熱炉２３を旋回させるために復動式の圧力シ
リンダ５３が配置されており、圧力シリンダのピストン
ロッド５５が定置の別の支承ブロック５７に運動可能に
結合されているのに対して、シリンダケーシングは加熱
炉２３に配置された別の支承ブロック５９に運動可能に
取付けられている。

本発明の方法を実施するための第４図に概略的に示しだ
装置において、加熱炉２３は加熱中４９′を介してホー
ス導管４７若しくは並列な別ノホース導管４７′に接続
可能である。ホース導管４７は導管６１及びこの導管内
に配置された遮断弁６３を介して、吸込￥ｇ７から大ま
かなよごれを吸出するための真空ボンゾロ５に接続さく
１６） れている。導管６１には導管６７が接続されており、こ
の導管６７内に遮断弁６９．７１及び７３並びに３ポー
ト弁７５が配置されている。

導管６７の端部にはヘリウム漏洩検出装置７７が配置さ
れている。ヘリウム漏洩検出装置７７は、組込まれた固
有の真空ポンプを有し、かつヘリウム痕跡をディスプレ
に表示する。このようなヘリウム漏洩検出装置は例えば
ヴアリアン社（Ｆ’ｉｒｍａ　Ｖａｒｉａｎ　）若しく
はアルカテール社（Ｆｉｒｍａ　Ａｌｃａｔｅｌ　）に
よって製造され、市販されている。

排気接続管１９の範囲には、排気接続管１９の冷間圧接
兼切断のだめの液力式に操作可能な押つぶしペンチ７９
が設けられている。

ヘリウム噴射ランス８０は吸込型７の範囲に配置され、
かつ公知の形式でヘリウム圧力ガス源（図示せず）に接
続されている。

窒素ボンベ８３が、遮断弁８４を備えた導管８５を介し
て導管６７の６ボート弁７５に接続されている。

導管８５内には、ガス流過量のだめの微調整弁８７及び
ボンベ圧力を低下させるだめの圧力減少弁８９が配置さ
れている。微調整弁８７と圧力減少弁８９との間には圧
力減少弁８９のだめの圧力調整器９１が接続されている
。圧力調整器９１によって圧力減少弁８９の圧力調整位
置が規定され、圧力がコンスタントに維持される。

ホース導管４７′は導管９３に接続されており、この導
管９３は微細な排気のだめの精密真空ボンダ９５に通じ
ている。導管９３内には精密真空ポンプ９５の上流側に
ガス流から脱着されたよごれを凍結させるだめの冷却落
下部９７が配置されている。２つの遮断弁９９及１０１
が導管９３の遮断のために役立つ。導管９３は遮断弁９
９と１０１との間に分岐管１０３を有しており、この分
岐管は圧力表示装置１０５に通じている。

気密性を外部から予備検査した吸込型７は屋内クレーン
によってつかまれ、絶縁カバー２７の開かれた加熱炉２
３内に上方から挿入される。

絶縁カバー２７を閉じた後に、加熱炉２３が圧力シリン
ダ５３を負荷することによって水平位置へ９０°旋回さ
せられ、処理が容易になる。

加熱炉の下方の旋回可能な端部区分３３に取付けられた
加圧シリンダ４１を負荷することによって、端部区分３
３が開放旋回させられ、その結果排気接続管１９が接近
可能になる。排気接続管１９にフレキシブルな導管４７
が押つぶしホース接続部４９を介して接続されている。

遮断弁６９は閉じられ、遮断弁６３は開かれている。真
空ボンゾロ５がスイッチオンされ、かつ吸込型７が電気
式の抵抗加熱器によって４００００に加熱され、この温
度で３時間維持される。

吸込型７は３００朋の直径と１２００ｍｍの長さを有し
ている。

前述の加熱時間中に有機性の成分、水、吸収されたガス
のようなよごれが吸込型７の内側の表面から放出され、
真空ポンプ６５を用いて吸出される。次いで、遮断弁６
３が閉じられ、真空ポンゾロ５がスイッチオフされる。

窒素ボンベ８３の前の遮断弁８４が開かれ、圧力減少弁
８９によって大気圧力よシもわずかに高いコンスタント
な前圧力が生ぜしめられる。

微調整弁８７を用いて窒素の流過量は制限される。３ポ
ート弁７５は微調整弁８７と遮断弁６９とを接続するよ
うに切換もれる。次いで遮断弁６９が開かれ、吸込型７
が大気圧まで窒素を用いて換気される。

今や、押つぶし式ねじ接続部４９が取除かれ、排気接続
管１９の内壁がリーマ加工によって掃除される。次いで
、排気接続管１９が別の押つぶし式ねじ込接続部４９′
に接続される。遮断弁７１が閉じられ遮断弁１０１が開
かれ、遮断弁７３が閉じられ、かつ遮断弁９９が開かれ
る。

精密真空ポンプ９５がスイッチオンされ、１０ミリバー
ルよシも小さな圧力の達成に際し冷却落下部９７が液状
の窒素で満される。吸込型７内の圧力が１０−”　ミリ
バールよりも小さくなると、遮断弁９９が閉じられ、遮
断弁７３の開放Ｋよってヘリウム漏洩検出装置７７への
接続が行われる。

吸込型Ｉはヘリウム噴射ランス８０を用いたヘリウムの
注意深い吹付けによって漏洩度を検査され、漏洩度はヘ
リウム漏洩検出装置７７で数量的に示される。吸込型７
が十分に気密であると、遮断弁７３が閉じられる。遮断
弁７１の開放及び３ポート弁７５の切換によって吸込型
７内に窒素の所定の残留ガス圧力が生ぜしめられる。残
留ガス圧力は微調整弁８７の調節によって規定される。

残留ガス圧力は圧力表示装置１０５を介して示される。

残留ガス圧力は吸込型の所望の充填度に合わされる。吸
込型７内には吸込管１３を押込むだめの自由な空間が残
されねばならない。

所定の残留ガス圧力が達成されると、遮断弁７１及び微
調整弁８７が閉じられる。

次いで、液力式の押つぶしペンチ７９を作動させて、排
気接続管１９が押つぶされ、冷間圧接下で切断される。

これによって、吸込型７が気密に閉じられる。

排気接続管１９の切断によって生じた端部は両方間じよ
うにくさび形を成し、かつ圧接箇所に関連して同じ品質
を有している。すなわち、切断端部は双子体を形成する
。従って、排気接続管１９の、押つぶし式ねじ接続部４
９に残された部分が別の漏洩検査のために用いられる。

この場合、遮断弁γ３が閉かれ、ヘリウムがヘリウム噴
射ランス８１を介して切離された双子体の圧接箇所に与
えられる。ヘリウム漏洩検査装置７７で、双子体の圧接
箇所が十分に気密であるかどうか読み取れる。漏洩検査
がネガチブである、すなわち切離された双子体の圧接箇
所が十分に気密である場合には、吸込型７に残された双
子体１０７（第３図）も十分に気密であることが推量さ
れる。これは排気接続管１９の圧接箇所１０９の有利な
間接的な気密試験である。

次いで、゛加熱炉２３の旋回可能な端部区分３３が再び
閉じられる。加熱炉２３が鉛直に起される。絶縁カバー
２７が開かれ、吸込型７が適当なりレーンを介して取り
出される。今、吸込型７は吸引作用に基づく充填のため
に使用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は加
熱炉内の吸込型の断面図、第２図は吸込管の拡大図、第
３図は排気接続管の冷間圧接及び切離の後の吸込管端部
の拡大図、第４図は吸込型の形成方法にとって適した装
置の概略的な回路図である。 ７・・・吸込型、９・・・底壁、１１・・・案内片、１
３・・・吸込管、１４・・・目標破断箇所、１５・・・
開口、１７・・・閉鎖プレート、１９・・・排気接続管
、２１・・・操作突起、２３・・・加熱炉、２５及び２
６・・・抵抗加熱器、２７・・・絶縁カバー、２９・・
・室、３１・・・張出し部、３３・・・端部区分、３５
・・・ヒンジ、３７・・・支承ブロック、３９・・・ピ
ストンロンド、４１・・・加圧シリンダ、４３・・・支
承ブロック、４５・・・貫通孔、４７・・・導管、４９
・・・押つぶしホ（２ろ） 一ス接続部、５０・・・支承ブロック、５１・・・旋回
点、５３・・・圧カンリング、５５・・・ピストンロッ
ド、５７・・・支承ブロック、５９・・・支承ブロック
、６１・・・導管、６３・・・遮断弁、６５・・・真空
ポンプ、６７・・・導管、６９．７１及び７３・・・遮
断弁、７５・・・ろポート弁、７７・・・ヘリウム漏洩
検出装置、７９・・・押つぶしペンチ、８０・・・ヘリ
ウム噴射ランス、８３・・・窒素ボンベ、８４・・・遮
断弁、８５・・・導管、８７・・・微調整弁、８９・・
・圧力減少弁、９１・・・圧力調整器、９３・・・導管
、９５・・・精密真空Ｉンゾ、９７・・・冷却落下部、
９９及び１０１・・・遮断弁、１０３・・・分岐管、１
０５・・・圧力表示装置 Ｎ　　　　　　　渫 ＝６１０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス化された放射性の廃棄物を吸引作用に基づき
   受容するための吸込型を形成する方法であつて、吸込管
   が目標破断箇所を介して吸込型の底壁に溶接されており
   、吸込管の開口に排気接続管が容易に溶融可能な材料プ
   レートを介してガス密に取付けられており、吸込型が排
   気接続管を介して排気されかつ所定の残留ガス圧力を得
   るために乾燥ガスで負荷され、吸込型の排気された状態
   で排気接続管が押つぶされて、冷間圧接されかつ切断さ
   れる形式のものにおいて、吸込型を排気しかつ湿気及び
   有機性のよごれの追出しのために加熱し、加熱の後に排
   気源と吸込型との接続を遮断し、乾燥した不活性ガスを
   吸込型内に少なくとも大気圧力まで送り込み、次いで排
   気接続管の内部を掃除し、再び排気源を接続して、吸込
   型を所定の残留ガス圧力まで排気し、かつ排気接続管を
   冷間圧接することを特徴とする、ガラス化された放射性
   の廃棄物を受容するための吸込型を形成する方法。 ２、吸込型を、最初に排気する前及びそれと同時の加熱
   の前に漏洩検査のために超過圧力のガスで負荷し、吸込
   型を外部でガスセンサを用いて検査する特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３、吸込型を加熱の後に漏洩検査にかける特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ４、漏洩検査を吸込型の排気された状態で行つて、この
   場合吸込型の接続箇所に外部から検査ガスを供給する特
   許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、ヘリウムを用いて漏洩検査を行つて、漏洩したヘリ
   ウムをセンサに導く特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６、加熱後の少なくとも大気圧力までの吸込型の負荷及
   びこれに続く所定の残留ガス圧力の調節を、ヘリウムを
   用いて行う特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、吸込型を加熱の後に、漏洩検査のために所定の時間
   維持される超過圧力のガスで負荷する特許請求の範囲第
   ３項記載の方法。 ８、排気接続管の冷間圧接及び切断の後に、排気接続管
   の吸込型から分離された部分をその圧接箇所に関連して
   漏洩検査にかける特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、排気接続管の内部を掃除のために切削加工する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 １０、排気接続管の吸込型に残る部分の冷間圧接箇所を
   押つぶし切断の後にはんだ部材で被覆する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 １１、ガラス化された放射性の廃棄物を吸引作用に基づ
   き受容するための吸込型を形成する装置において、吸込
   型（７）を受容するための耐熱性の加熱炉（２３）を有
   しており、遮断弁（６３）及び導管接続部（４９）を介
   して排気接続管（１９）に接続可能な真空ポンプ（６５
   ）が配置されており、不活性ガス源 （８３）が圧力調整弁（８７、８９）及び遮断弁（６９
   、７５、８４）を介して導管接続部（４９）に接続可能
   であることを特徴とする、ガラス化された放射性の廃棄
   物を受容するための吸引式の型を形成する装置。 １２、第２の真空ポンプ（９５）を有しており、この真
   空ポンプが遮断弁（９９、１０１）を介して並列な第２
   の導管接続部（４９′）、ひいては排気接続管（１９）
   に接続可能である特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３、導管接続部（４９、４９′）がフレキシブルな導
   管（４７、４７′）に取付けられている特許請求の範囲
   第１１項又は第１２項記載の装置。 １４、真空ポンプ（９５）の前に冷却トラップ若しくは
   吸収トラップ（９７）が接続されている特許請求の範囲
   第１２項記載の装置。 １５、真空ポンプの組込まれたヘリウム漏洩検査装置（
   ７７）を有しており、ヘリウム漏洩検査装置が導管接続
   部（４９、４９′）に接続可能である特許請求の範囲第
   １１項又は第１２項記載の装置。 １６、耐熱性の加熱炉（２３）が鉛直方向で上方から閉
   鎖可能な開口を介して吸込型（７）を挿入可能である特
   許請求の範囲第１１項記載の装置。 １７、加熱炉（２３）が定置の旋回点（５１）を介して
   旋回可能である特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １８、加熱炉（２３）がその下方の端部に、枢着された
   端部区分（３３）を有しており、この端部区分の範囲に
   吸込管端部が挿入された吸込型（７）の排気接続管（１
   ９）が存在している特許請求の範囲第１６項記載の装置
   。