特許 6228498 水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器及び水素排出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6228498

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器及び水素排出装置

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/36 20060101AFI20171030BHJP

   G21F 9/02 20060101ALI20171030BHJP

   B01D 53/22 20060101ALI20171030BHJP

   B01D 63/00 20060101ALI20171030BHJP

   C01B 3/56 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/36 501H

   G21F9/36 501G

   G21F9/02 Z

   B01D53/22

   B01D63/00

   C01B3/56 Z

【請求項の数】12

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-64967(P2014-64967)

(22)【出願日】2014年3月27日

(65)【公開番号】特開2015-187570(P2015-187570A)

(43)【公開日】2015年10月29日

【審査請求日】2016年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】廣坂 和馬

(72)【発明者】

【氏名】上野 学

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０１４８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３１２６１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭６３−２６２５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２５８７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１１７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０６９２００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１６９１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４６８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１００４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６６１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４５８９８９１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ９／３６

Ｇ２１Ｆ ９／０２

Ｂ０１Ｄ ５３／２２

Ｂ０１Ｄ ６３／００

Ｃ０１Ｂ ３／５０−３／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性廃棄物収納容器の内部の水素を排出する水素排出装置を備え、
前記水素排出装置は、互いに接続された２つの筒状部材と、互いに接続された前記筒状部材の内部に配置された水素透過モジュールとを備え、２つの前記筒状部材の一方が配管を介して前記放射性廃棄物収納容器に接続され、
２つの前記筒状部材は、円錐状であり、円錐の底面に相当する部分で互いに接続しており、
前記水素透過モジュールは、並置され互いに接続された複数の管状部材を備え、互いに接続された前記筒状部材に取り付けられており、前記水素が流入し、
前記管状部材のそれぞれは、内部に水素透過膜を備え、前記水素が内部を流れる、
ことを特徴とする水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器。

【請求項2】

前記水素透過モジュールは、溶接により前記筒状部材に取り付けられている、請求項１に記載の水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器。

【請求項3】

前記水素透過モジュールは、周囲に環状の板状部材を備え、前記環状の板状部材が２つの前記筒状部材に挟まれることで前記筒状部材に取り付けられている、請求項１に記載の水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器。

【請求項4】

前記水素排出装置は、前記放射性廃棄物収納容器から排出される前記水素の量を測定する流量計を備える、請求項１に記載の水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器。

【請求項5】

前記管状部材は、長さ方向の中央部に前記水素透過膜を備える、請求項１に記載の水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器。

【請求項6】

前記配管は、バルブを備える、請求項１に記載の水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器。

【請求項7】

互いに接続された２つの筒状部材と、互いに接続された前記筒状部材の内部に配置された水素透過モジュールとを備え、２つの前記筒状部材の一方が配管を介して放射性廃棄物収納容器に接続され、前記放射性廃棄物収納容器の内部の水素を排出し、
２つの前記筒状部材は、円錐状であり、円錐の底面に相当する部分で互いに接続しており、
前記水素透過モジュールは、並置され互いに接続された複数の管状部材を備え、互いに接続された前記筒状部材に取り付けられており、前記水素が流入し、
前記管状部材のそれぞれは、内部に水素透過膜を備え、前記水素が内部を流れる、
ことを特徴とする水素排出装置。

【請求項8】

前記水素透過モジュールは、溶接により前記筒状部材に取り付けられている請求項７に記載の水素排出装置。

【請求項9】

前記水素透過モジュールは、周囲に環状の板状部材を備え、前記環状の板状部材が２つの前記筒状部材に挟まれることで前記筒状部材に取り付けられている請求項７に記載の水素排出装置。

【請求項10】

前記放射性廃棄物収納容器から排出される前記水素の量を測定する流量計を備える請求項７に記載の水素排出装置。

【請求項11】

前記管状部材は、長さ方向の中央部に前記水素透過膜を備える請求項７に記載の水素排出装置。

【請求項12】

前記配管は、バルブを備える請求項７に記載の水素排出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射性廃棄物収納容器に関し、より詳細には、放射性廃棄物収納容器の内部の水素を外部に排出する水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器に関する。

【背景技術】

【0002】

原子力プラント、核燃料再処理プラント、及び廃炉プラント等において、放射性廃棄物の保管、移送、及び埋設処分などのために、放射性廃棄物を容器に収納する。放射性廃棄物収納容器（以下、単に「収納容器」とも称する）は、放射性物質の漏洩を防止するために、収納容器を密閉する必要がある。一方、水の放射線分解により放射性廃棄物中で水素ガスが発生し、収納容器の内部圧力が上昇して収納容器が破損したり水素が燃焼したりするおそれがある。このため、放射性廃棄物収納容器は、水素除去装置や水素排出装置などの、水素による内部圧力を低下させる装置を備える必要がある。

【0003】

特許文献１には、放射性廃棄物収納容器の内部圧力を低下させる装置の例が記載されている。特許文献１に記載の装置は、収納容器の開口部内に組み込まれ、貯蔵温度で水素を酸化して水を生じさせる触媒を備える。収納容器内で生じた水素は触媒により酸化されて水になるので、収納容器の水素による内部圧力を低下させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平３−２０００００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

放射性廃棄物収納容器は放射性廃棄物を長期間保管するが、この間、水素による内部圧力を低下させる装置は、水素を透過させる部材や触媒の劣化を防止するために交換できる必要がある。このため、放射性廃棄物収納容器の内部圧力を低下させる装置は、収納容器の密閉性を損なうことなく交換できることが必要である。また、収納した放射性廃棄物から発生する水素の量は、放射性廃棄物の性状によって変化し、その量のモニタリングが求められる可能性が高い。このため、内部圧力を低下させる装置は、収納容器から排出した水素の量を容易に測定できる構成であることが望ましい。さらに、内部圧力を低下させる装置は、収納容器の内部での水素生成量に対応して、水素による内部圧力を低下させる能力を調節できる構成であることが望ましい。特許文献１に記載の装置など従来の技術では、これらの点について考慮されていない。

【0006】

本発明は、放射性廃棄物収納容器の内部の水素を外部に排出することができ、収納容器の密閉性を損なうことなく交換可能であり、水素排出能力を調節でき、排出した水素の量を容易に測定できる構成を有する水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器は、次のような特徴を有する。放射性廃棄物収納容器の内部の水素を排出する水素排出装置を備え、前記水素排出装置は、互いに接続された２つの筒状部材と、互いに接続された前記筒状部材の内部に配置された水素透過モジュールとを備え、２つの前記筒状部材の一方が配管を介して前記放射性廃棄物収納容器に接続される。前記水素透過モジュールは、並置され互いに接続された複数の管状部材を備え、互いに接続された前記筒状部材に取り付けられており、前記水素が流入する。前記管状部材のそれぞれは、内部に水素透過膜を備え、前記水素が内部を流れる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、放射性廃棄物収納容器の内部の水素を外部に排出することができ、収納容器の密閉性を損なうことなく交換可能であり、水素排出能力を調節でき、排出した水素の量を容易に測定できる構成を有する水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施例１による水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器の構成を示す図である。

【図2】実施例１による収納容器が備える水素排出装置の構成を示す側面図である。

【図3】水素排出装置の筒状部材の構成を示す図である。

【図4】水素透過モジュールの構成の一例を示す図である。

【図5】水素透過サブモジュールの構成の一例を示す図である。

【図6】実施例１において、水素透過モジュールの太さが図２の場合よりも細くなった場合の、水素排出装置の構成を示す側面図である。

【図7】実施例２での水素透過モジュールの構成を示す図である。

【図8】実施例２において、水素透過モジュールを筒状部材へ取り付けた構成を示す図である。

【図9】実施例３において、水素透過サブモジュールを構成する管状部材の横断面がハニカム状の場合の水素透過モジュールを示す図である。

【図10】実施例４による収納容器が備える水素排出装置の構成を示す側面図である。

【図11】実施例５による収納容器の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明による放射性廃棄物収納容器（以下、単に「収納容器」とも称する）は、水素透過モジュールを有する水素排出装置を備える。水素透過モジュールは、水素透過膜を内部に備える複数の水素透過サブモジュールから構成される。以下、本発明の実施例による水素排出装置を備える放射性廃棄物収納容器を、図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0011】

図１は、実施例１による水素排出装置１０を備える放射性廃棄物収納容器５０の構成を示す図である。

【0012】

収納容器５０は、放射性廃棄物を密閉して保管する容器であり、既存の物を用いることができる。例えば、収納容器５０は、金属製であり、セメント系材料で固型化された高線量の放射性廃棄物を内部に収納し、放射性廃棄物を保管、移送、及び埋設処分するときに用いられる。放射性廃棄物からの放射線により収納容器５０の内部に存在する水が放射線分解し、収納容器５０の内部で水素ガスが発生する。収納容器５０には、収納容器５０の内部と連通する配管１４０が接続される。

【0013】

水素排出装置１０は、後述するように２つの筒状部材２０ａ、２０ｂと水素透過モジュール３０を備え、収納容器５０の外側に取り付けられる。筒状部材２０ａは、配管１４０に接続され、収納容器５０の内部と連通し、収納容器５０の内部の水素ガスが流入する。筒状部材２０ｂは、一端が筒状部材２０ａに他端が配管１５０に接続され、収納容器５０の内部の水素ガスを収納容器５０の外部（例えば大気中）へ排出する。筒状部材２０ａと配管１４０、及び筒状部材２０ｂと配管１５０は、それぞれ溶接で接続してもよいし、密閉性の高い連結器で接続してもよい。

【0014】

水素排出装置１０は、収納容器５０から取り外すことができる。筒状部材２０ａが配管１４０と溶接で接続されているときには接続部を切断することで、連結器で接続されているときには連結器の連結を外すことで、水素排出装置１０を配管１４０から切り離して収納容器５０から取り外すことができる。また、同様にして、筒状部材２０ｂを配管１５０から切り離すこともできる。

【0015】

配管１４０にはバルブ８０が設けられ、バルブ８０を閉じると、水素排出装置１０を収納容器５０から取り外しても、収納容器５０の密閉性を保つことができる。配管１５０には水素流量計１３０が取り付けられる。水素流量計１３０は、収納容器５０から排出した水素の量を測定する。

【0016】

なお、図１では一例として配管１４０が収納容器５０の上面に接続されているが、配管１４０は、収納容器５０の側面に接続されてもよい。

【0017】

図２は、実施例１による収納容器５０が備える水素排出装置１０の構成を示す側面図である。水素排出装置１０は、収納容器５０の密閉性を保ちながら、収納容器５０の内部の水素を外部に排出する。水素排出装置１０は、外筒２０と、外筒２０の内部に設置される水素透過モジュール３０とを備える。外筒２０は、２つの筒状部材２０ａ、２０ｂから構成される。

【0018】

筒状部材２０ａ、２０ｂは、例えば、ステンレス鋼で形成され、円錐状であり、円錐の底部の周囲にフランジ部２１ａ、２１ｂをそれぞれ備え、円錐の頂部に円筒状の接続部２２ａ、２２ｂをそれぞれ備える。筒状部材２０ａと筒状部材２０ｂは、円錐の底面に相当する部分で互いに接続し、接続部２２ａ、２２ｂでそれぞれ配管１４０、１５０（図１参照）と接続する。本実施例では、筒状部材２０ａと筒状部材２０ｂは、溶接によりフランジ部２１ａ、２１ｂで互いに接続され、外筒２０を構成する。

【0019】

外筒２０の内部には、水素透過モジュール３０が配置される。より詳しく述べると、筒状部材２０ａと筒状部材２０ｂのうち少なくとも一方の内部に、水素透過モジュール３０が配置される。図２では、筒状部材２０ａと筒状部材２０ｂの両方の内部に、水素透過モジュール３０が配置されている。水素透過モジュール３０は、筒状部材２０ａと筒状部材２０ｂの一方に溶接されて取り付けられる。図２に示した例では、水素透過モジュール３０は、溶接部１６０で筒状部材２０ａに隙間なく溶接されている。

【0020】

水素透過モジュール３０には、収納容器５０の内部の水素が流入する。後述するように水素透過モジュール３０は、水素透過膜を内部に備える複数の水素透過サブモジュールから構成されるので、水素透過モジュール３０を取り付けた外筒２０は、収納容器５０の内部の密閉性を保つことができる。

【0021】

図３は、水素排出装置１０の筒状部材２０ａの構成を示す図であり、円錐状の筒状部材２０ａを円錐の底面に相当する部分から見た斜視図である。筒状部材２０ａの内部には、水素透過モジュール３０が配置されている。上述したように、水素透過モジュール３０は、筒状部材２０ａに溶接部１６０で隙間なく溶接されて取り付けられている。筒状部材２０ａに水素透過モジュール３０を取り付けた後、筒状部材２０ｂを筒状部材２０ａに溶接で接続して、水素排出装置１０を形成することができる。

【0022】

水素透過モジュール３０は、複数の水素透過サブモジュール４０を束ねて互いに接続して形成する。次に、水素透過モジュール３０について説明する。

【0023】

図４は、水素透過モジュール３０の構成の一例を示す図である。水素透過モジュール３０は、複数の管状の水素透過サブモジュール４０を束ねて並べて配置し、それらの一端部又は両端部を溶接で互いに接続した構造である。複数の水素透過サブモジュール４０は、水素排出装置１０の外筒２０が収納容器５０の内部の密閉性を保つことができるように、溶接部ではそれぞれが互いに隙間なく溶接される。

【0024】

水素透過モジュール３０を構成する水素透過サブモジュール４０の数は、収納容器５０の内部で発生する水素ガスの予測量や、水素透過サブモジュール４０が内部に備える水素透過膜の水素透過能力等に応じて定めることができる。一般に、水素透過サブモジュール４０の数を増やすと、収納容器５０の内部の水素を排出する能力が大きくなる。

【0025】

また、水素透過サブモジュール４０の数が異なる水素透過モジュール３０を複数用意しておけば、水素透過モジュール３０を交換することで水素透過サブモジュール４０の数を変えて、水素排出装置１０の水素透過能力を調節できる。すなわち、水素透過モジュール３０を構成する水素透過サブモジュール４０の数を変えることにより、収納容器５０の内部の水素を排出する能力（収納容器５０の内部圧力を低下させる能力）を調節することができる。

【0026】

水素透過サブモジュール４０の長さは、外筒２０の大きさや形状に合わせて定めることができる。又は、水素透過サブモジュール４０の長さを任意に定め、この長さに合わせて外筒２０の大きさや形状を定めてもよい。

【0027】

図５は、水素透過サブモジュール４０の構成の一例を示す図である。水素透過サブモジュール４０は、管状部材６０と、管状部材６０の内部に取り付けられた水素透過膜７０を備える。図５には、管状部材６０として円管状部材を用いた場合を示している。管状部材６０は、例えばステンレス鋼で形成することができ、その内部を収納容器５０からの水素が流れる。水素透過膜７０は、水素透過モジュール３０が収納容器５０の内部の密閉性を保つことができるように、管状部材６０の内部（中空部）を横断して塞ぐように管状部材６０に取り付けられる。水素透過サブモジュール４０に流入した水素は、水素透過膜７０を透過して、水素排出装置１０から排出される。

【0028】

水素透過膜７０は、管状部材６０の長さ方向の中央部に取り付けるのが望ましい。このような位置に水素透過膜７０を取り付けると、水素透過サブモジュール４０、水素透過モジュール３０、及び水素排出装置１０の取り扱い時に、水素透過膜７０が他の部材に接触して損傷する可能性を低減させることができる。

【0029】

水素透過膜７０を管状部材６０の内部に取り付けた水素透過サブモジュール４０を製作する方法として、例えば次のような方法がある。管状部材６０を構成するための２本の管状部材を用意し、一方の管状部材の一端部の内部に水素透過膜７０を取り付け、この一端部にもう一方の管状部材を突合せ溶接することで、水素透過サブモジュール４０を製作する方法である。

【0030】

水素透過膜７０は、水素ガスを選択的に透過させ、放射性物質を透過させない性質を持つ。水素透過膜７０には、既存の物を用いることができ、例えば、銀を含んだパラジウム合金を用いることができる。これ以外にも、水素透過性のある白金、ニッケル、バナジウム、及びニオブのうち少なくともいずれか１種を含む合金や、ポリイミドを主成分として含む高分子膜を用いてもよい。水素透過膜７０の厚さや面積（すなわち管状部材６０の中空部の横断面積）は、収納容器５０の内部で発生する水素ガスの予測量に応じて定めることができる。

【0031】

図１に示すように、収納容器５０の内部で発生した水素は、収納容器５０の内部の水素分圧により水素排出装置１０に流入し、水素排出装置１０内の水素透過モジュール３０（水素透過サブモジュール４０）の水素透過膜７０を透過し、配管１５０を通って気体の状態のまま外部に排出される。配管１５０には水素流量計１３０が取り付けられているので、水素流量計１３０を用いることで、収納容器５０から排出した水素の量（収納容器５０の内部で発生した水素の量）を容易に測定できる。また、水素流量計１３０により、収納容器５０の内部での水素の発生が止まったことを確認したり、水素排出装置１０の密閉性を確認したりすることもできる。

【0032】

水素排出装置１０は、水素透過膜７０が劣化したり損傷したりした場合や、水素透過モジュール３０に目詰まりが発生した場合には、水素排出装置１０に必要な機能（密閉性と水素透過能力）が損なわれる。このような場合には、水素排出装置１０を交換する必要がある。水素排出装置１０を交換する場合には、バルブ８０（図１参照）を閉じ、収納容器５０の密閉性を確保した後で、水素排出装置１０を収納容器５０から取り外して交換する。収納容器５０はバルブ８０により密閉されているので、放射性物質を飛散させずに、水素排出装置１０を交換することができる。

【0033】

水素透過サブモジュール４０の数を変えると、水素透過モジュール３０の太さ（水素透過サブモジュール４０の長さ方向に垂直方向の長さ）も変わる。このため、水素透過サブモジュール４０の数を変えると、水素透過モジュール３０を内部に配置する筒状部材２０ａ、２０ｂの大きさも変えないと、水素透過モジュール３０を筒状部材２０ａ又は２０ｂに溶接部で隙間なく溶接できないように思われる。すなわち、太さの異なる水素透過モジュール３０の数に対応して、大きさの異なる外筒２０を複数用意しておく必要があるように思われる。しかし、筒状部材２０ａ、２０ｂは円錐状であるので、水素透過モジュール３０の太さが変わっても、水素透過モジュール３０の配置位置を変えるだけで、水素透過モジュール３０を筒状部材２０ａ又は２０ｂに溶接部で隙間なく溶接することができる。

【0034】

図６は、水素透過サブモジュール４０の数が減って水素透過モジュール３０の太さが図２の場合よりも細くなった場合の、水素排出装置１０の構成を示す側面図である。図６に示すように、水素透過モジュール３０は、図２の場合よりも筒状部材２０ａの円錐の頂部に近い位置に配置されており、溶接部１６１で筒状部材２０ａに隙間なく溶接されて取り付けられている。水素透過サブモジュール４０の数が増えて水素透過モジュール３０の太さが図２の場合よりも太くなった場合には、水素透過モジュール３０と筒状部材２０ａとの溶接部が図２の場合よりも筒状部材２０ａの円錐の底部に近くなるように水素透過モジュール３０を配置して、筒状部材２０ａに溶接部で隙間なく溶接すればよい（ただし、水素透過サブモジュール４０の長さを短くする必要がある）。

【0035】

このように、筒状部材２０ａ、２０ｂが円錐状であると、様々な太さの水素透過モジュール３０を内部に配置することができ、水素透過サブモジュール４０の数を変えても容易に対応できるという利点がある。すなわち、水素透過サブモジュール４０の数を変えて水素排出装置１０の水素透過能力を変えても、筒状部材２０ａ、２０ｂが円錐状であると、１種類（又はより少ない種類）の大きさの筒状部材２０ａ、２０ｂでその変化に対応できる。

【実施例2】

【0036】

本発明の実施例２による放射性廃棄物収納容器５０が備える水素排出装置１０は、水素透過モジュールが、実施例１と異なるモジュールであり、実施例１とは異なる方法で外筒２０を構成する筒状部材２０ａに取り付けられる。まず、本実施例における水素透過モジュールについて説明する。

【0037】

図７は、本実施例での水素透過モジュール３０ａの構成を示す図である。本実施例での水素透過モジュール３０ａは、実施例１に示した水素透過モジュール３０の周囲に環状の板状部材１７０が配置され、これらが溶接部では隙間なく溶接されている構成を備える。すなわち、環状の板状部材１７０は、水素透過モジュール３０ａのフランジ部となる。環状の板状部材１７０は、例えば、ステンレス鋼で形成され、外径が、筒状部材２０ａ、２０ｂの円錐の底部の周囲に設けられたフランジ部２１ａ、２１ｂ（図２、３参照）の外径とほぼ等しいかそれ以上であり、内径が、水素透過モジュール３０の外径とほぼ等しい。水素透過モジュール３０ａは、実施例１に示した水素透過モジュール３０を環状の板状部材１７０の中空部に配置し、水素透過モジュール３０の外径部と環状の板状部材１７０の内径部とを溶接部で隙間なく溶接することで形成される。

【0038】

図８は、本実施例において、水素透過モジュール３０ａを筒状部材２０ａ、２０ｂへ取り付けた構成を示す図である。本実施例では、水素透過モジュール３０ａは、溶接ではなく、ボルト１８０で締められて筒状部材２０ａ、２０ｂに固定される。すなわち、水素透過モジュール３０ａの環状の板状部材１７０は、筒状部材２０ａ、２０ｂのフランジ部２１ａ、２１ｂに挟まれ、フランジ部２１ａ、２１ｂにボルト１８０で締められて固定される。このとき、板状部材１７０とフランジ部２１ａとの間にシール部材９０を設置して、水素排出装置１０の密閉性を確保する。

【0039】

シール部材９０は、パッキンやガスケット等の気密性の高い部材であり、水素透過モジュール３０ａの環状の板状部材１７０と筒状部材２０ａのフランジ部２１ａとの接触面１００からの気体の漏洩を防止することができる。

【0040】

本実施例での水素排出装置１０では、水素透過モジュール３０ａは、外筒２０（筒状部材２０ａ、２０ｂ）に溶接されていないため、外筒２０から取り外すことが可能である。したがって、収納容器５０から水素排出装置１０を取り外した後、水素透過モジュール３０ａのみを交換し、外筒２０を再利用することが可能である。

【実施例3】

【0041】

本発明の実施例３による放射性廃棄物収納容器５０は、水素透過モジュール３０を構成する水素透過サブモジュール４０の形状が、実施例１での形状と異なる。すなわち、実施例１では水素透過サブモジュール４０を構成する管状部材６０が円管状（横断面が円形）であったが、本実施例では管状部材６０の横断面が多角形である。

【0042】

図９は、本実施例において、水素透過サブモジュール４０を構成する管状部材６０の横断面がハニカム状（六角形）の場合の水素透過モジュール３０を示す図である。水素透過サブモジュール４０の横断面がハニカム状であるため、実施例１の場合（図４参照）よりも緻密に水素透過サブモジュール４０を束ねることができる。このため、管状部材６０が円管状の場合と比べて、水素透過モジュール３０の外周長は同じでも、より多くの水素透過サブモジュール４０で水素透過モジュール３０を形成することができ、水素排出装置１０の大きさを変えなくても水素排出装置１０の水素透過能力を大きくすることができる。

【0043】

なお、図９では管状部材６０の横断面がハニカム状の場合を例示したが、管状部材６０の横断面は、八角形や十二角形など他の形状の多角形でもよい。

【実施例4】

【0044】

本発明の実施例４による放射性廃棄物収納容器５０が備える水素排出装置１０は、外筒２０が、実施例１と異なり、２つの円筒状の筒状部材から構成される。

【0045】

図１０は、本実施例による収納容器５０が備える水素排出装置１０の構成を示す側面図である。水素排出装置１０は、２つの円筒状の筒状部材２５ａ、２５ｂから構成される外筒２０と、外筒２０の内部に設置される水素透過モジュール３０とを備える。

【0046】

筒状部材２５ａ、２５ｂは、円筒の一方の底部の周囲にフランジ部２１ａ、２１ｂをそれぞれ備え、他方の底面に円筒状の接続部２２ａ、２２ｂをそれぞれ備える。円筒状の接続部２２ａ、２２ｂの直径は、円筒状の筒状部材２５ａ、２５ｂの直径よりも小さい。筒状部材２５ａと筒状部材２５ｂは、円筒の底面（フランジ部２１ａ、２１ｂを備える方の底面）に相当する部分で互いに接続し、接続部２２ａ、２２ｂでそれぞれ配管１４０、１５０（図１参照）と接続する。本実施例では、筒状部材２５ａと筒状部材２５ｂは、溶接によりフランジ部２１ａ、２１ｂで互いに接続される。

【0047】

外筒２０の内部には、水素透過モジュール３０が配置される。本実施例では、図１０に示すように、水素透過モジュール３０は、筒状部材２５ａのみの内部に配置されているものとする。水素透過モジュール３０は、実施例１と同様に、溶接部１６０で筒状部材２５ａに隙間なく溶接されて取り付けられている。したがって、本実施例による収納容器５０が備える水素排出装置１０も、収納容器５０の内部の密閉性を保つことができる。

【0048】

水素排出装置１０を交換する場合には、実施例１と同様に、バルブ８０（図１参照）を閉じ、収納容器５０の密閉性を確保した後で、水素排出装置１０を収納容器５０から取り外して交換する。

【0049】

水素透過モジュール３０を構成する水素透過サブモジュール４０の数を変えると、一般的には、水素透過モジュール３０の太さが変わる。このため、本実施例では、水素透過サブモジュール４０の数を変えて収納容器５０の内部の水素を排出する能力を調節する場合には、水素透過モジュール３０の太さの変化に合わせて筒状部材２５ａ、２５ｂの大きさを変える必要がある。そこで、本実施例では、水素透過サブモジュール４０の数を変えるときには、筒状部材２５ａ、２５ｂ（すなわち水素排出装置１０）を交換する。

【0050】

なお、本実施例では水素透過モジュール３０が筒状部材２５ａのみの内部に配置されている例を説明したが、水素透過モジュール３０は、筒状部材２５ａと筒状部材２５ｂのうち少なくとも一方の内部に配置することができる。また、本実施例では筒状部材２５ａと筒状部材２５ｂが溶接により互いに接続されている例を説明したが、筒状部材２５ａと筒状部材２５ｂは、実施例２と同様にボルトで締結することができる。すなわち、水素透過モジュール３０の周囲に環状の板状部材１７０（図７参照）を配置し、筒状部材２５ａ、２５ｂのフランジ部２１ａ、２１ｂで環状の板状部材１７０を挟み、環状の板状部材１７０とフランジ部２１ａ、２１ｂをボルト１８０で締めて固定する。このとき、環状の板状部材１７０とフランジ部２１ａとの間にシール部材９０（図８参照）を設置して、水素排出装置１０の密閉性を確保する。

【実施例5】

【0051】

本発明の実施例５による放射性廃棄物収納容器５０は、実施例１に示した水素透過モジュール３０が、収納容器５０に直接取り付けられている。

【0052】

図１１は、本実施例による収納容器５０の構成を示す図である。収納容器５０に取り付けられる水素透過モジュール３０の数と位置は、任意に定めることができる。例えば、収納容器５０の上面だけでなく側面に取り付けてもよく、１つだけでなく複数個取り付けてもよい。水素透過モジュール３０を直接収納容器５０に取り付ける構成では、実施例１のように水素透過モジュール３０を水素排出装置１０に組み込み水素排出装置１０を収納容器５０の外側に取り付ける構成に比べ、水素透過モジュール３０の交換時の密閉性確保の手順が複雑になると考えられる。しかし、実施例１のように収納容器５０の周囲に水素排出装置１０を設置する空間がない場合には、本実施例のように収納容器５０に水素透過モジュール３０を直接取り付ける構成が有効である。

【0053】

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例を含む。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。

【0054】

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成を追加・削除・置換することが可能である。

【符号の説明】

【0055】

１０…水素排出装置、２０…外筒、２０ａ、２０ｂ…円錐状の筒状部材、２１ａ、２１ｂ…フランジ部、２２ａ、２２ｂ…接続部、２５ａ、２５ｂ…円筒状の筒状部材、３０、３０ａ…水素透過モジュール、４０…水素透過サブモジュール、５０…放射性廃棄物収納容器、６０…管状部材、７０…水素透過膜、８０…バルブ、９０…シール部材、１００…接触面、１３０…水素流量計、１４０、１５０…配管、１６０、１６１…溶接部、１７０…環状の板状部材、１８０…ボルト。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】