JPS62273496A

JPS62273496A - 貯蔵・輸送・処分用容器の圧力調整装置

Info

Publication number: JPS62273496A
Application number: JP61118019A
Authority: JP
Inventors: 串田　志津子; 来海　豊; 浅見　晃; 浩幸坂本
Original assignee: Chichibu Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1987-11-27
Also published as: JPH0511880B2

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】３、発明の詳細な説明〕本発明は、中低レベルの放射性廃棄物、産業廃棄物のよ
うな危険物を貯蔵・輸送・処分するために用いる容器の
圧力調整装置に関する。

【胆へ皮丘近年原子力発電所、原子力事業所等の原子力施設から排
出される各種放射性廃棄物、化学工場から排出される有
害な重金属スラッジ等の廃棄物は増加する一方で、関係
者はその処理処分に苦慮している。

低レベルの放射性廃棄物の発生型は、１９９０年度には
ドラム缶にして７万本に達し、累積では１１０万本に達
すると予想されている。この廃棄物を全て保管すると広
大な敷地と莫大な資金が必要となる。国土がせまく、入
口密度の高い我が国や欧州各国では、海洋投棄等により
処分しなければならない情勢にせまられているが、我が
国では南方諸国の説得に時間がかかる見込みである。こ
のため政府は陸地処分計画の実施を行うべく検討を急い
でいる。

放射性物質は重金属と異なって個々の核種が固有の半減
期で崩壊′ｇ衰していくので我々の環境から隔離してお
かなければならない期間が有限である。現在の核分裂を
利用する系で長い寿命をもつ廃棄物は主に核燃料再処理
工場から発生する。その寿命は９０Ｓ　ｒ、１３７Ｃｓ
のようなβ−γ放出体に着目すれば数１００年２原子番
号９３以上の超ウラン元素のα放出体に着目すると数１
０万年と計算される。

これらは高レベル廃棄物の代表的なもので当初は液体の
まま暫定貯蔵し次いで適当な方法で固定し、工学的貯蔵
後処分する方法が考えられている。しかし、現在排出量
が最も多く問題とされているのは濃度の低い中低レベル
廃棄物で、これは１００年程度以下と考えてよいといわ
れている。いいがえれば、陸地保管容器としては１００
年程度もつものが理想的である。

ところで現在、中低レベル放射性廃棄物に関する処理処
分用容器として多種の輸送　処分容器が提案されている
。

輸送・処分容器の一種として、金属製容器内面にＷ４繊
維や金網等補強材により強化したコンクリ−１へをポリ
マーや無機物質の含浸剤を含浸して一体化したもの（Ｓ
ＦＰ’ＩＣという）によって長期耐久性とハンドリング
性を改良し、かつ内容積の減少を小さくした容器が実用
に供されている。

口が　パシ　　うとしている０題放射性廃棄物、産業廃棄物等用の貯蔵・輸送・処分容器
の貯蔵中・輸送中又は処分中、容器内の内容物が化学反
応等によりガスを発生し、容器内の祇相圧力が増加によ
って、容器を膨張させたり破壊することがあった。した
がって容２コを構造的に保護するためには、なんらかの
手段で容器内の圧力を容器の耐圧強度の１７２以下の正
圧に保持すること、容器外部よりの水の侵入は容器の埋
設深さに相当する水頭の水圧が掛かっても１００時間で
容器内容積の０．１％以下であること、容器が落下事故
に遭遇した場合でも破損、抜は落ちが生じないこと、か
つ容器に損傷を与えないこと、又言うまでもなく耐久性
に優れることなどの条件を満足することが要求されてい
る。

１哩へ１炙本発明者等は上述した必要条件を満たすため、容器の圧
力調整装置を種々研究した結果、逆円錐台形状のガラス
製ベントのすり合せとベントの上部に弾力性ある金属製
ピンを設けることにより、圧力調整装置の必要条件を満
足させうろこと３見出した。

本発明の放射性廃棄物、産業廃棄物等用の貯蔵・輸送・
処分容器の圧力調整装置はふた部に、逆円錐台形状のガ
ラス製ベントを設け、このベントのすり合せにより気密
性を保持し、少なくとも０．２ＡＩＦ／ｅｌｆ２・Ｇの
容器内の気相圧力で作動し、ベントの上部に弾力性のあ
る金属製ビンを設置してベントの雄型プラグの飛び出し
防止と回復を機能させ、さらにベントの上・下部にベン
ト保護層を設けて容器内の気相圧力を容器の耐圧強度の
１７２以下の正圧に保持させる。ベントの上部の保護層
は、微細孔をもつ油粘土等の鉱物質材料を被覆すること
からなる。ベントの下部の渫護層は、ベントの下端に接
してカーボンフィルター、ゼオライト層、カーボンフィ
ルターおよび小孔を有する金属板の１頁からなるもので
ある。

ベン）への好ましい材料例のガラスの組成、物理的性質
、機械的性質を示す。

第１表組成物理的性質ベントの好ましい形状の１例を第１図に示す。

以下に、（１）ベントの形状と作動、（２）耐久性、（
３）取付は方法、（４）作動試験及び水もれ試験、（５
）ベントを取付けた５ＦＰＩＣ製容器の作動及び強度へ
の影響に関する確認試験について述べる。

（１）ベントの形状と作動についてニガラス製ベントはその上部に設けた弾力性のあるステン
レス等の金属製ピン（第２図Ａ、Ｂ、Ｃ）により、ベン
トの雄型プラグの飛び出しと回復を機能させる。さらに
以下の作動要件を有する。

（、）　　ベントは、少なくとも０．２ｋｇ／ｃ肩２・
Ｇで作動する。

（ｂ）　　ベントの気密性及び外部からの水の侵入はベ
ントのプラグの雄・雌型のすり合せにより保持させてい
る。

（ｃ）　　放射能の飛散は、ベントの下面に小孔（例え
ばφ３ｚｚ）を有するステンレス板を設置し、カーボン
フィルターネット、ゼオライト層、カーボンフィルター
ネットを経由してベントが作動する方法により防止する
。

（ｄ）　　ベントの上面は例えば油粘土などの鉱物質材
料を被覆することによって、落下衝撃の保護、集中荷重
の防止、水の侵入防止を図る。尚、油粘土には、例えば
φ０．５ｚｚの小穴を１個ないし数個設ける。

（２）ベントの耐久性について：（ａ）　　使用したガラスは５ｉＯｚの含有量が高く、
Ｎ　ａ　２０　、　Ｋ　２０の含有量が少ないため、線
膨張係数が非常に小さく（アルカリガラスの約１八）、
耐熱衝撃性、耐摩耗性、引っかき硬度に優れた材料であ
る。

（ｂ）　　ガラスは高レベル廃棄物の固化材として使用
されており、耐久性に優れた腐食しにくい材料である。

ガラスの劣化としては、長年月の間に部分的に結晶化し
、多少ブリットになることが予想される。しかし処分環
境下では、静荷重が主体で、この物性変化がガラス製ベ
ントの破壊原因とはならない。ベント用材料としては、
処分環境下で溶解や断面欠損のないことが重要である。

本ベントは長期間にわたって腐食による欠損がないとい
えるので、３００年以上の寿命が期待される。

（ｃ）放射性廃棄物中のガスの発生は、核種の半減期の
観点から、数十年程度で大部分が終了するものと考えら
れる。又放射線分解による内圧の上昇は、極めてゆっく
りと生じるものと思われるので、ベントの雄型プラグは
わずかに上昇することによってガスの放出が行われる。

（３）ベントの取付けは、以下の手順にて実施する。

（ａ）　　Ｓ　Ｆ　Ｐ　Ｉ　Ｃ製ふた部のベント取付は
孔を清掃する。

（ｂ）　　ベント取付は孔の下面にステンレススチール
板をエポキシ樹脂で接着する。

（Ｃ）　　カーボンフィルターネットをステンレススチ
ール板上に敷き、その上にゼオライトを充填し、さらに
その上面にカーボンフィルターネットをかぶせる。

（ｄ）　　ベントの雄型プラグにシリコングリースなど
を塗布して、雌型プラグに挿入し、弾力性のある金属製
ビンを取り付ける。

（ｅ）ｔ！ｉ型プラグの外面にエポキシ樹脂を塗布して
、ふたのベント孔に取付ける。

（ｆ）　　接着剤の硬化後、ソフトクレーなどをふたの
上面の線まで充填し、φ０．５ｉｖ程度のガス孔を設置
する。

（４）ベントの作動試験及び水もれ試験について：（ａ
）　　試験目的本試験は、開発したガラス製ベントの作動特性を確認す
る。

（ｂ）　　試験方法試験は、前節で設計したガラス製ベントを第３図のよう
に直接コンプレッサーに接続するＡ、Ｂの２方法で作動
特性を確認した。試験方法は次の手順で行った。

■　ガラス製ベントの内部にシリコングリース（ダウコ
ーニング社製）を塗布し、雌型プラグに挿入し、すり合
せた。

■　上記のベントを弾力性のあるステンレススチール製
ピンで固定し、第３図に示すパイプに取付けた。

■　Ａ試験は、この上面に水を張って行う。

Ｂ試験は、ふたへの取付けを模擬したベントの上面に油
粘土を充填してこの上面に水を張って行う。

なお、Ｂの試験では油粘土中にφ０．５ｍｘのスリット
を設けた。圧力の上昇は、１　ｋｇ７ｃｍ２を５分間の
速度で行った。圧力の測定は、歪ゲージを内蔵した圧力
センサーに直結した歪測定器により行った。

作動テストは、コンプレッサーの弁を開いて圧力を上昇
させ、ガラス製ベントの雄型プラグがわずかに上昇して
空気の放出を開始したところ（気泡の上昇により確認）
でコンプレッサーの弁を閉じる。内圧が低下して水中の
気泡が止まったところで圧力を測定し、ビーカー上面の
弁を開いて１２ｈｒ、水もれの確認を行った。上記の試
験を３回くり返し、雄型プラグの上昇、金属ビンによる
雄型プラグ回復、回復後の水もれ変動について確認した
。

■　試験結果試験結果を第４表に示す、ベントの作動圧力は、Ａ、Ｂ
の再試験において平均０．８６ｋｇ７ｃｍ２で、ベント
が閉じた圧力は０．０８Ａｙ／ｃｍ２であった。

１２ｈｒ、経過後の水もれは、いずれも認められなかっ
た。

第　　４　　表ガラスベントの作動試験結果 ■　検討ａ、ガラス製ベントの作動圧力は、３回のくり返しでわ
ずかに低くなる傾向があるが、再現性は良好で、油粘土
の充填による影響は小さい。

ｂ、ガラス製ベントは、１．５ｋｇ７ｃｍ２・Ｇ以下で
作動後、ステンレススチール製ビンも作動してガラスの
すり合せ効果にて水もれのないことから、所望の目的を
満足していることが確認された。

（５）ガラス製ベントを取付けな５ＦＰＩＣ容器での作
動及び強度への影響に関する確認試験＜１）　　試験目
的本試験は、ガラス製ベントを取付けなＳＦＰ　ＩＣ容器
を使用して、ベントの作動特性、外水圧力及び落下試験
による強度への影響を確認する目的で実施した。

（ｂ）　　試験項目と試験方法 ■　ベントの作動試験５ＦＰＩＣふたにガラス製ベントを取付けた作動試験は
、第４図の試験装置を用いて行った。すなわち４．５Ｆ
ＰＩＣふたにベントを前記（３）の方法で取付け、ふた
部の内面より空気コンプレッサーで圧力を作用させて、
前記（４）の測定方法と同一の方法で測定した。

■　上面逆さの垂直落下試験本試験は、上面逆さの垂直落下試験に対するガラスベン
トの影響を確認する目的で実施した。

（ｃ）　　試験結果 ■　ベントの作動試験２００ｆ、４００１用５ＦＰＩＣ製ふたの作動圧力は、
いずれも０．７〜０．９ｋｇ７ｃｍ２であり、それぞれ
３ケの平均圧力は０．８ｋｇ／ｃｚ２であった。

■　上面逆さの垂直落下試験２００４’、４００ｔ’ノＳ　Ｆ　Ｐ　Ｉ　Ｃ製容器の
上面逆さの垂直落下試験結果は、ガラスベントの破壊や
ふた部に顕著な破壊などは観察されなかった。

（ｄ）　　検討 ■　５ＦＰＩＣ製ふたに取付けたガラス製ベントは、前
記（４）で検討したガラス製ベントの試験結果とほぼ同
一で所望目的を満足している。

■　上面逆さの垂直落下試験結果、ガラスベントを取付
けた容器のダメージは、ガラスベンＩ・を取付けない容
器のダメージと基本的な差異はなく、ベントの破壊や、
ベント付近からの水もれはない。

■　以上の結果により、ガラス製ベントは、所望要件を
満たすとともに、ＳＦＰ［Ｃライナーの強度や外部から
の水の侵入防止に有効なことが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るガラス製ベントの１例をふたに
取付けた説明図を示す、第２図Ａ、Ｂ、Ｃは、ベントの
上部に設けた弾力性のある金属製ピンの実施態様例を示
す、第３図は、本発明に係るガラス製ベントρ１の作動
及び水もれ試験装置の説明図を示す。第４図は、本発明
に係るガラス製ベント例を５ＦＰＩＣ容器での作動及び
強度への影響に関する確認試験装置の説明図を示す。特許出願人　秩父セメント株式会社秦／凹も２Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】１、放射性廃棄物、産業廃棄物等の貯蔵・輸送・処分用
容器のふた部に、逆円錐台形状のガラス製ベントを設け
、このベントのすり合せにより気密性を保持し、少なく
とも０．２ｋｇ／ｃｍ＾２・Ｇの容器内の気相圧力で作
動し、ベントの上部に弾力性のある金属製ピンを設置し
てベントの雄型プラグの飛び出し防止と回復を機能させ
、さらにベントの上・下部にベント保護層を設けて容器
内の気相圧力を容器の耐圧強度の１／２以下の正圧に保
持することを特徴とする圧力調整装置。２、ベントの上部の保護層は微細孔をもつ鉱物質材料を
被覆することからなる特許請求の範囲第１項に記載の圧
力調整装置。３、ベントの下部の保護層は、ベントの下端に接してカ
ーボンフィルターネット、ゼオライト層、カーボンフィ
ルターネットおよび小孔を有する金属板の順からなる特
許請求の範囲第１項に記載の圧力調整装置。