特許 6874407 廃棄物収納容器

(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】6874407

(24)【登録日】2021年4月26日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】廃棄物収納容器

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/36 20060101AFI20210510BHJP

   G21F 5/00 20060101ALI20210510BHJP

   G21F 5/14 20060101ALI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/36 501C

   G21F9/36 501H

   G21F9/36 501G

   G21F5/00

   G21F5/14 T

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-24321(P2017-24321)

(22)【出願日】2017年2月13日

(65)【公開番号】特開2018-132334(P2018-132334A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2019年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000512

【氏名又は名称】特許業務法人山田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前川 弘道

【審査官】 関口 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−０５４９４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０５−０５５０９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２６４４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９５０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２２８２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６４５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３７６８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０６６８９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ１／００−９／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

胴部の一端が開放された容器本体と、ハンドリングヘッドを備えて前記容器本体の開放端に周縁部を固定する蓋本体とを備え、
前記容器本体の開放端と前記蓋本体の周縁部には、相互を接近させ相対的に回転させることにより嵌合して軸方向の移動を係止する係止機構を備え、
前記蓋本体のハンドリングヘッドにはガス放出口が形成され、該ガス放出口には異物の放出を防止するフィルタと、該フィルタを覆って水の侵入を防止する仮蓋を備え、
前記ガス放出口における前記フィルタの外側には蓋固定用部材が設けてあり、前記仮蓋の中心部には、前記蓋固定用部材に対してねじ込むことにより前記仮蓋を前記ガス放出口に固定できる把持ボルトが外側へ突出している廃棄物収納容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射性廃棄物を収納する廃棄物収納容器に関し、分割した容器本体及び蓋本体の運搬、設置の作業が容易な廃棄物収納容器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

原子力発電プラントの原子炉で発生した放射性廃棄物は、廃棄物収納容器に収納され、船舶、車両等により貯蔵施設や再処理施設まで搬送されて貯蔵または再処理される。

【0003】

原子炉で発生した放射性廃棄物を収納する廃棄物収納容器としては、底付きの円筒形の胴部の上部に、胴部から縮径されたハンドリングヘッドを備えたものがある(特許文献１参照)。

【0004】

廃棄物収納容器に収納する放射性廃棄物には結晶水等の水が含まれることが知られており、結晶水からの放射線分解による水素発生は避けることができない。従って、廃棄物収納容器に放射性廃棄物を密封した場合には内部圧力が異常に上昇することが想定されることから、廃棄物収納容器に開口を設けて水素ガスを逃がす必要がある。

【0005】

このため、特許文献１のハンドリングヘッドにはガス放出口が形成してあり、該ガス放出口にはフィルタが設けられ、更に、ガス放出口はネジ込み蓋によって閉塞できるようにしている。特許文献１の廃棄物収納容器は、ハンドリングヘッドをマニプレータ等のロボットで把持することにより運搬、設置等の作業を行うことができる。

【0006】

放射性廃棄物を溶融した溶融ガラスをステンレス製の容器（キャニスタ）に充填したガラス固化体は、特許文献１の縮径されたガス放出口から廃棄物収納容器の内部へ収納することができる。

【0007】

しかし、原子炉の事故で発生した燃料デブリのような塊状態の固体廃棄物を特許文献１の廃棄物収納容器に収納する際には、ガス放出口の口径が胴部に対して小さいために、ロボットにより固体廃棄物を把持して廃棄物収納容器内に収納する作業は非常に大変となる。このため、搬入作業に長時間を要し、作業効率を高められないという問題がある。又、ガス放出口の口径が小さいことから、前記塊状態の固体廃棄物や容器入り放射性廃棄物(ガラス固化体等も含む)を廃棄物収納容器に対して高い収納効率で収納することができなかった。又、特許文献１では、ガス放出口をネジ込み蓋で閉塞するようにしているが、ネジ込み蓋をどのように把持して運搬し、ネジ込んで設置するのかについての技術的な構成は全く開示していない。

【0008】

このため、底付きの円筒形の胴部の上部が開放された容器本体と、この容器本体の開放端を閉塞する蓋部を設けたものがある(特許文献２参照)。

【0009】

特許文献２では、胴部の上部が開放されているため、上部から容器入り放射性廃棄物や固体廃棄物等の放射性廃棄物を高い収納効率で廃棄物収納容器に収納することができる。又、特許文献２では、容器本体の外周面に突出したトラニオンが設けてあり、このトラニオンをロボットで把持することにより容器本体の運搬、設置等を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００１−２６４４８６号公報

【特許文献2】特開２０１６−１８３８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかし、特許文献２の廃棄物収納容器においては、容器本体の外周面にロボットで把持して運搬、設置を行うためのトラニオンが突出しているため、廃棄物収納容器の占有面積が大きくなってしまう。更に、トラニオンを把持して容器本体を運搬するロボットも大型になり、このためにロボットでトラニオンを把持する操作が難しくなる問題がある。

【0012】

又、特許文献２では、一次蓋と二次蓋と三次蓋による三段の蓋部を設けているが、それらの蓋をどのようにして把持して運搬し、設置するのかについての技術的な構成は全く開示していない。

【0013】

本発明は、上述した課題に鑑みてなしたものであり、分割した容器本体及び蓋本体の運搬、設置の作業が容易な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】

【0014】

本発明は、胴部の一端が開放された容器本体と、ハンドリングヘッドを備えて前記容器本体の開放端に周縁部を固定する蓋本体とを備え、
前記容器本体の開放端と前記蓋本体の周縁部には、相互を接近させ相対的に回転させることにより嵌合して軸方向の移動を係止する係止機構を備え、
前記蓋本体のハンドリングヘッドにはガス放出口が形成され、該ガス放出口には異物の放出を防止するフィルタと、該フィルタを覆って水の侵入を防止する仮蓋を備え、
前記ガス放出口における前記フィルタの外側には蓋固定用部材が設けてあり、前記仮蓋の中心部には、前記蓋固定用部材に対してねじ込むことにより前記仮蓋を前記ガス放出口に固定できる把持ボルトが外側へ突出している廃棄物収納容器である。

【0015】

上記廃棄物収納容器において、前記係止機構は、前記容器本体における開放端の近傍の内面の複数個所に突設した掛りと、該各掛りに対応して前記蓋本体の周縁部近傍の下面に形成され回転により前記掛りの下側に入り込む係止端を有するフック部とを有することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の廃棄物収納容器によれば、分割した容器本体及び蓋本体の運搬、設置の作業を容易且つ高能率に行えるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】(ａ)は容器本体と蓋本体を分割した本発明の廃棄物収納容器の側面図、(ｂ)は(ａ)の一部を拡大して示した縦断面図である。

【図2】図１の容器本体と蓋本体を一体に組み立てた廃棄物収納容器の側面図である。

【図3】(ａ)、(ｂ)は容器本体に設ける掛りの配置を示す平面図である。

【図4】(ａ)は蓋本体を容器本体上に吊り下げて載置する状態を示す縦断面図、(ｂ)は(ａ)の状態を容器本体の内側から見た図、(ｃ)は容器本体上に載置した蓋本体を回転させて係止機構を嵌合させた状態を示す縦断面図、(ｄ)は(ｃ)の状態を容器本体の内側から見た図である。

【図5】容器本体の開放端近傍と蓋本体の周縁部近傍に設ける段部の他の例を示す縦断面図である。

【図6】容器本体し蓋本体を溶接した状態を示す縦断面図である。

【図7】(ａ)は廃棄物収納容器の内部に塊状態の固体廃棄物を収納した状態を示す縦断面図、(ｂ)は(ａ)の水平断面図である。

【図8】(ａ)は廃棄物収納容器の内部に容器入り放射性廃棄物を収納した状態を示す縦断面図、(ｂ)は(ａ)の水平断面図である。

【図9】ハンドリングヘッドのガス放出口から仮蓋を取り外してガスを放出するようにした状態を示す縦断面図である。

【図10】水素発生が減少した際に閉塞用蓋でガス放出口を閉塞する状態を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。

【0021】

図１(ａ)、(ｂ)は本発明の廃棄物収納容器の構成を示すもので、本発明の廃棄物収納容器１は、底部２を有する胴部３の上方端部である一端が開放された開放端４を有する容器本体５と、該容器本体５の胴部３の開放端４に固定して閉塞できる蓋本体６とに分割して備えた構成を有する。

【0022】

前記蓋本体６の中心には、縮径されて上方へ突出し、縮径部７の上端にフランジ８が形成されたハンドリングヘッド９を設けている。

【0023】

前記ハンドリングヘッド９の中心にはガス放出口１０が形成されている。ガス放出口１０には、容器本体５の内部の粉塵等の異物が外部へ放出されるのを防止するためのセラミックフィルタ１１(フィルタ)と、該セラミックフィルタ１１を覆うようにハンドリングヘッド９の取付座１２に設置して水が容器本体５の内部へ侵入するのを防止する仮蓋１３を設けている。前記セラミックフィルタ１１以外に、耐久性を備えた種々の材質のフィルタを用いることができる。

【0024】

前記ガス放出口１０のセラミックフィルタ１１の上部には蓋固定用部材１４が設けてある。蓋固定用部材１４にはガスが通過できる孔１４ａが形成されている。尚、蓋固定用部材１４はガス放出口１０の直径方向に設けた棒状材又は板材であってもよい。

【0025】

前記仮蓋１３の中心部には、前記蓋固定用部材１４に設けたねじ部１５に対してねじ込むことにより仮蓋１３を前記取付座１２に固定できる把持ボルト１６を外側へ突出して設けている。仮蓋１３は前記把持ボルト１６をロボットによって把持することで、ハンドリングヘッド９の取付座１２に対して着脱することができる。前記仮蓋１３と取付座１２との間、及び、仮蓋１３に対する把持ボルト１６の貫通部には、シール部材１７(ガスケット)を設けてシールできるようにしている。

【0026】

前記蓋本体６の周縁部には、図１(ｂ)に示すように、前記容器本体５の水平な開放端４が嵌合する下向きの段部１８を形成している。ここで、容器本体５の開放端４と蓋本体６の段部１８とを溶接するための開先は容器本体５の外周面に位置した横向である。

【0027】

更に、図３、図４に示すように、前記容器本体５の開放端４の近傍と蓋本体６の周縁部の近傍には、相互に接近させて相対的に回転させることにより嵌合して、軸方向の移動を係止するようにした係止機構１９を設けている。

【0028】

係止機構１９は、前記容器本体５の開放端４の近傍の内側の複数個所に突設した掛り２０と、各掛り２０に対応して前記蓋本体６の周縁部近傍の下面に形成され、回転により前記掛り２０の下側に入り込む係止端２１を有するＬ字形のフック部２２とにより構成している。尚、前記係止機構１９は、図４の構成に限定されるものではなく、蓋本体６に掛り２０を設け、容器本体５にＬ字形のフック部２２を設けるようにしてもよく、更に、容器本体５と蓋本体６を相対的に回転させることで互いに係止できる構造であれば、種々の形状を採用することができる。

【0029】

前記掛り２０とフック部２２の数は２個以上設けるようにしており、図３(ａ)は掛り２０を直径方向の２箇所に設けた場合を示し、図３(ｂ) は掛り２０を等距離で３個所設けた場合を示している。図３(ａ)のように２個所の掛り２０を設けた場合にも、フック部２２の係止端２１で掛り２０を吊り上げる際に、容器本体５の開放端４と蓋本体６の段部１８が水平な鏡面となって対向しているため、蓋本体６に対して容器本体５が傾くことは阻止され安定して吊上げることができる。尚、前記２０とフック部２２の数は２個、３個に限定されることなく、４個以上の複数としてもよい。

【0030】

図５は容器本体５の開放端４の近傍と蓋本体６の周縁部の近傍に、蓋本体６を容器本体５に嵌合させるようにした２段の段部１８ａ、１８ｂを設けた場合を示しており、この場合の容器本体５と蓋本体６を溶接するための開先は蓋本体６の上面に位置した上向きである。尚、前記容器本体５の開放端４と蓋本体６の周縁部に設けられる段部の数は任意である。

【0031】

次に、上記形態の作動を説明する。

【0032】

図１(ａ)、(ｂ)に示す容器本体５及び蓋本体６は工場等で製作され、蓋本体６にはセラミックフィルタ１１と蓋固定用部材１４が設けられ、更に、ハンドリングヘッド９の取付座１２には把持ボルト１６を蓋固定用部材１４のねじ部１５にねじ込むことにより仮蓋１３を取り付ける。

【0033】

図１(ａ)、(ｂ)のようにクレーン等により吊り上げた蓋本体６は、図４(ａ)、(ｂ)に示すようにフック部２２が容器本体５の内側に位置するように吊り下げて、段部１８を容器本体５の開放端４上に設置する。続いて、図４(ｃ)、(ｄ)に示すように蓋本体６を回転することによりフック部２２の係止端２１を掛り２０の下部に入り込ませる。この時、Ｌ字形のフック部２２が掛り２０に当接することで回転が停止するので、嵌合したことが確認される。これにより、容器本体５と蓋本体６は、係止機構１９により軸方向への移動が阻止された状態に係止される。

【0034】

図２に示すように工場等で容器本体５に蓋本体６を取り付けた廃棄物収納容器１は、原子力発電プラントに搬入される。又、前記容器本体５と蓋本体６は、別々に原子力発電プラントに搬入して、原子力発電プラントで組み立てるようにしてもよい。

【0035】

前記廃棄物収納容器１は、放射性雰囲気を区画している図示しない区画壁から放射性雰囲気の作業室へと送り込まれる。

【0036】

作業室内に送り込まれた廃棄物収納容器１は、前記蓋本体６のハンドリングヘッド９の縮径部７をマニプレータ等のロボットにより把持して廃棄物収納容器１を吊り上げ、放射性廃棄物を充填により収納する収納ステージへ移動して設置する。

【0037】

続いて、ロボットによりハンドリングヘッド９を把持して蓋本体６を図４の場合とは逆方向に回転させることにより係止機構１９による係止を解除した後、蓋本体６を吊り上げて待機場所に設置する。

【0038】

開放端４が開放された容器本体５の内部には、図７に示すように乾燥を行った塊状態の固体廃棄物２３(放射性廃棄物)、又は、図８に示す容器入り放射性廃棄物２４(放射性廃棄物)をロボットにより把持して収納する。この時、容器本体５は開放端４が開放されているため、容器本体５の内部に対して固体廃棄物２３及び容器入り放射性廃棄物２４を収納する作業が容易になり高能率に作業することができる。更に、図７、図８に示すように、固体廃棄物２３及び容器入り放射性廃棄物２４は、高い収納効率で容器本体５に対して収納することができる。

【0039】

容器本体５への放射性廃棄物の収納作業が終了すると、ロボットは待機場所に設置しておいた蓋本体６のハンドリングヘッド９を把持し、吊上げて蓋本体６を容器本体５の上部へ移動する。そして、蓋本体６を下降させて段部１８を容器本体５の開放端４に設置し、図４(ｃ)、(ｄ)に示すように蓋本体６を回転することによりフック部２２の係止端２１を掛り２０の下部に入り込ませることで、係止機構１９により容器本体５と蓋本体６の軸方向への移動を係止する。

【0040】

続いて、ハンドリングヘッド９をロボットにより把持して廃棄物収納容器１を吊り上げ、廃棄物収納容器１は溶接ステージまだ搬送して設置する。溶接ステージでは図６に示すように容器本体５と蓋本体６の溶接開先に沿ってロボットによる溶接を行う。ここで、図６の場合の溶接姿勢は横向である。一方、図５の場合は溶接開先が容器本体５と蓋本体６の上面に形成されるので、溶接開先の溶接は下向きで行うことができる。この溶接により、容器本体５と蓋本体６が溶接部２５で一体化された廃棄物収納容器１となる。

【0041】

次に、溶接を行った廃棄物収納容器１は、ロボットによりハンドリングヘッド９により吊り上げて、除染ステージに搬送して設置する。除染ステージでは廃棄物収納容器１の表面の除染作業を行う。このとき、ハンドリングヘッド９のガス放出口１０は仮蓋１３によってシールされているので、除染の際の水が廃棄物収納容器１の内部へ侵入することは阻止される。従って、除染の水が内部の水が廃棄物収納容器１の内部へ侵入して放射線分解による水素ガスの発生量が増加する問題は防止できる。

【0042】

除染された廃棄物収納容器１は、ロボットにより保管ステージに搬送して設置し、保管ステージで一時的に保管される。

【0043】

保管ステージでは、把持ボルト１６をロボットにより把持して、ハンドリングヘッド９に設置した仮蓋１３を取り外すことにより図９の状態とする。これにより廃棄物収納容器１の内部の水が放射線分解して発生した水素等のガスはガス放出口１０から外部へ放出される。これにより廃棄物収納容器１の内部の圧力が異常に高くなるような問題は防止される。ガス放出口１０にはセラミックフィルタ１１を設けているので、放射性の粉塵等の異物が外部へ放出されることは防止される。

【0044】

尚、保管時に必要となる水素掃気風量はごく少なくてよい。例えば、容器ごとに５０年間で発生する水素は１０リットル程度であり、掃気ガス量は２００リットル程度である。従って、１０００本の保管システムとしても毎年４０００リットル＝４ｍ³の乾燥窒素ガス等を用いて掃気することで水分を制限して、廃棄物が再吸湿することを防ぐことが可能である。

【0045】

又、保管完了後に放射性廃棄物の放射線が減衰し、水素発生が減少した際には、図１０に示すようにロボットで把持する把持ロッド２６を備えた閉塞用蓋２７を設け、把持ロッド２６を蓋固定用部材１４のねじ部１５にねじ込むことにより閉塞用蓋２７を前記取付座１２に設置し、閉塞用蓋２７の周縁をハンドリングヘッド９に溶接して固定する。これにより、溶接部２８で完全に密閉した廃棄物収納容器とすることができる。尚、上記説明では新たに設けた閉塞用蓋２７によってガス放出口１０を閉塞する場合について説明したが、前記仮蓋１３の周縁をハンドリングヘッド９に溶接して密閉してもよい。

【0046】

尚、内容物である放射性廃棄物からガスが発生しない場合には、蓋本体６にセラミックフィルタ１１や蓋固定用部材１４等を備えることなしに、当初から仮蓋１３を溶接等により固定して密封しておくこともできる。

【0047】

上記したように、本発明の廃棄物収納容器１は、容器本体５と蓋本体６に分割されており、胴部３の一端が開放端４で開放された容器本体５に対し、ハンドリングヘッド９を有する蓋本体６が係止機構１９を介して着脱可能に取り付けられている。従って、ハンドリングヘッド９をロボットで把持することにより蓋本体６を吊り上げ、蓋本体６を介して容器本体５を吊り上げることができるので、ロボット(吊り具)を共用化することができ、容器本体５及び蓋本体６の運搬、設置の作業を容易且つ高能率に行うことができる。

【0048】

又、容器本体５の開放端４を開放した状態で、容器本体５の内部に放射性廃棄物を収納することができるため、廃棄物収納容器１の内部に放射性廃棄物を収納する作業が容易になり、且つ、収納効率を高めることができる。

【0049】

又、係止機構１９は、前記容器本体５における開放端４近傍の内面の複数個所に突設した掛り２０と、該各掛り２０に対応して嵌合できるよう前記蓋本体６の周縁部近傍の下面に形成したフック部２２とを有するので、簡略な構成で蓋本体６と容器本体５を確実に着脱することができる。

【0050】

又、蓋本体６のハンドリングヘッド９にはガス放出口１０を形成しているので、放射性廃棄物に含まれる水の放射線分解に伴う水素をガス放出口１０から外部へ放出して圧力が異常に上昇する問題を防止できる。更に、ガス放出口１０には異物の放出を防止するセラミックフィルタ１１を備えているので、放射性の粉塵等が外部へ排出されるのを防止できる。更に、ガス放出口１０には仮蓋１３を設けているので、廃棄物収納容器１を除染する際に水が廃棄物収納容器１に侵入するのを防止できる。

【0051】

又、前記ガス放出口１０における前記セラミックフィルタ１１の外側には蓋固定用部材１４が設けられている。そして、仮蓋１３の中心には、前記蓋固定用部材１４に対してねじ込むことにより仮蓋１３をガス放出口１０に気密に固定できる把持ボルト１６を外側に突出して設けたので、把持ボルト１６をロボットにより把持して仮蓋１３をハンドリングヘッド９に対して着脱することができる。

【0052】

尚、本発明の廃棄物収納容器は、上述の実施例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。

【符号の説明】

【0053】

１ 廃棄物収納容器
３ 胴部
４ 開放端
５ 容器本体
６ 蓋本体
９ ハンドリングヘッド
１０ ガス放出口
１１ セラミックフィルタ(フィルタ)
１３ 仮蓋
１４ 蓋固定用部材
１６ 把持ボルト
１９ 係止機構
２０ 掛り
２１ 係止端
２２ フック部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】