| 【発明の名称】 |
固化体容器 |
| 【発明者】 |
【氏名】前川 弘道
【氏名】子安 武志
【氏名】手島 秋雄
【氏名】山田 実
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| 【要約】 |
【課題】部材初期温度の計測をせずに同一溶接条件で、蓋体を容器頭部に直接的に且つ容易に溶着させることができる固化体容器を提供する。
【解決手段】容器胴部に連通する流入管２の上端外周縁部にフランジ３を設けた容器頭部４と、フランジ３に内接し得る蓋体５とを備え、蓋体外径及びフランジ内径Ｄ８を流入管外径Ｄ５よりも大きく設定し、フランジ厚さｔ３を流入管肉厚ｔ５よりも大きく設定して、蓋体５とフランジ３の境界を流入管２内周面から遠ざけるとともに、溶接作業時の金属の溶け込み代を確保し、流入管２内周面、あるいはフランジ３下面への溶融金属の到達を回避する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 容器胴部に連通する流入管の先端外周縁部にフランジを設けた容器頭部と、フランジに内接し得る蓋体とを備え、蓋体外径及びフランジ内径を流入管外径よりも大きく設定し、フランジ厚さを流入管肉厚よりも大きく設定したことを特徴とする固化体容器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固化体容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、原子力施設において発生する放射性をガラス固化処理し、崩壊熱が除去されるまで保管することが計画されている。
【０００３】図４及び図５はガラス固化処理に用いる固化体容器の一例を示すもので、この固化体容器は、底部が閉塞した長円筒状の容器胴部１と、該容器胴部１の上部に連なる短筒状の流入管２及びその上端外周縁部に設けたフランジ３からなる容器頭部４と、流入管２上端面に当接し且つフランジ３に内接するように配置される蓋体５とを備えている。
【０００４】これらの容器胴部１、容器頭部４及び蓋体５の形成素材には、剛性が高く且つ耐腐蝕性に優れたステンレス鋼が用いられる。
【０００５】放射性廃液をガラス固化処理する際には、溶融炉内で液状を呈するように加熱保温されている溶融ガラスに放射性廃液を混入し、この放射性廃液を含んだ溶融ガラスを、流入管２から容器胴部１内へ流下させる。
【０００６】更に、容器胴部１内の溶融ガラスが自然風冷によって固化した後、蓋体５下面周縁部が流入管２の上端面に接し且つ蓋体５外周面がフランジ３に内接するように蓋体５を配置したうえ、容器頭部４に対して固着する。
【０００７】この固着手段としては、蓋体５と容器頭部４とを溶加材を用いたアーク溶接により相互に溶着させる工法や、あるいは、蓋体５と容器頭部４とを溶加材を用いないアーク溶接により相互に溶着させる工法などが考えられるが、溶接対象物である容器胴部１内から放射線が放出されること、並びに溶接を不活性ガス雰囲気で行なうことを考慮すると、蓋体５と容器頭部４とを単一の溶接パスで直接溶着できれば、溶接設備の構造の単純化や、設備の保守点検の容易化が図られる点で望ましい。
【０００８】そこで、流入管２の外径Ｄ１、流入管２の内径Ｄ２、フランジ３の外径Ｄ３、フランジ３の内径（蓋体５の外径）Ｄ４、フランジ３の厚さｔ１、蓋体５の厚さｔ２、及び流入管２外周面からフランジ３下面へ連なる部分の半径Ｒ１を、下記のように設定した蓋体５及び容器頭部４の模擬体を製作し、蓋体５をフランジ３に内接させたうえ、フランジ３の内径Ｄ４に応じた半径で溶加材を用いない単一の溶接パスにより、蓋体５と容器頭部４とを溶着させる試験を実施した。
【０００９】Ｄ１＝１６６ｍｍ、Ｄ２＝１４２ｍｍ、Ｄ３＝２２０ｍｍ、Ｄ４＝１６０ｍｍ、ｔ１＝１０ｍｍ、ｔ２＝６ｍｍ、Ｒ１＝８．５ｍｍ【００１０】なお、蓋体５の外径は、フランジ３に対する嵌合を容易にするために、上記の値よりも若干小さくなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接開始前のフランジ３の内径Ｄ４に応じた半径で同一の溶接電流値で溶接作業を継続すると、蓋体５及び容器頭部４の熱膨張が顕著になり、フランジ３と蓋体５の境界の径方向内側に溶接パスが形成される溶接位置ずれが生じ、また、部材温度の上昇に起因して、母材に対する金属の溶け込みが過大になり、流入管２内周面、あるいはフランジ３の下面にまで溶融金属が到達することがある。
【００１２】従って、蓋体５と容器頭部４を直接溶着する場合には、これら部材の熱膨張に対応するように溶接トーチを移動させて、溶接位置ずれを修正する操作や、部材初期温度及び溶接の進捗に伴う部材の温度上昇に対応するように溶接電流値を減少させて、母材への金属の溶け込みを抑制する操作が必要になる。
【００１３】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、蓋体を容器頭部に直接的に且つ容易に溶着可能な固化体容器を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の固化体容器では、容器胴部に連通する流入管の先端外周縁部にフランジを設けた容器頭部と、フランジに内接し得る蓋体とを備え、蓋体外径及びフランジ内径を流入管外径よりも大きく設定し、フランジ厚さを流入管肉厚よりも大きく設定している。
【００１５】本発明の固化体容器においては、流入管の外径よりも蓋体の外径を大きくして、蓋体とフランジの境界を流入管内周面から遠ざけ、また、流入管の肉厚よりもフランジの厚さを大きくして、溶接作業時の金属の溶け込み代を確保する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００１７】図１乃至図３は本発明の固化体容器の実施の形態の一例を示すもので、図中、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１８】流入管２の外径Ｄ５、流入管２の内径Ｄ６、フランジ３の外径Ｄ７、フランジ３の内径（蓋体５の外径）Ｄ８、フランジ３の厚さｔ３、蓋体５の厚さｔ４、及び流入管２外周面からフランジ３下面へ連なる部分の半径Ｒ２は、下記のように設定されている。
【００１９】Ｄ５＝１６６ｍｍ、Ｄ６＝１４２ｍｍ、Ｄ７＝２２０ｍｍ、Ｄ８＝１７０ｍｍ、ｔ３＝１５ｍｍ、ｔ４＝６ｍｍ、Ｒ２＝８．５ｍｍ【００２０】なお、蓋体５の外径は、フランジ３に対する嵌合を容易にするために、上記の値よりも若干小さくなっている。
【００２１】すなわち、この固化体容器では、流入管２の外径Ｄ５、流入管２の内径Ｄ６、フランジ３の外径Ｄ７、蓋体５の厚さｔ４、及び流入管２外周面からフランジ３下面へ連なる部分の半径Ｒ２が、図５における流入管２の外径Ｄ１、流入管２の内径Ｄ２、フランジ３の外径Ｄ３、蓋体５の厚さｔ２、及び流入管２外周面からフランジ３下面へ連なる部分の半径Ｒ１に等しくなっている。
【００２２】また、フランジ３の厚さｔ３が、流入管２の肉厚ｔ５（ｔ５＝１２ｍｍ）及び図５におけるフランジ３の厚さｔ１よりも大きくなっている。
【００２３】更に、フランジ３の内径（蓋体５の外径）Ｄ８が、流入管２の外径Ｄ５よりも大きくなっているため、流入管２内周面に対する蓋体５とフランジ３の境界位置が、図５に示すものに比べて遠ざかっている。
【００２４】容器頭部４及び蓋体５の形成素材には、炭素（Ｃ）、珪素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、燐（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）の重量％を、下記のように配合したステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｌ）を用いている。
【００２５】炭素：０．０１７ｗｔ％、珪素：０．４７ｗｔ％、マンガン：１．１６ｗｔ％、燐：０．０３４ｗｔ％、硫黄：０．００８ｗｔ％、ニッケル：１０．４５ｗｔ％、クロム：１８．１２ｗｔ％【００２６】図１乃至図３に示すような形状の模擬体を製作し、蓋体５をフランジ３に内接させたうえ、フランジ３の内径Ｄ８に応じた半径で溶加材を用いない単一の溶接パスにより蓋体５と容器頭部４とを溶着させる試験を、当該蓋体５及び容器頭部４の温度条件を変えて実施し、両部材を相互に固着する溶接継手部６のビード幅Ｗ、溶け込み深さｄ、外面裕度Ｃ１、及び内面裕度Ｃ２を、溶接開始点Ｐ０を基準として、溶接開始点Ｐ０から周方向へ１０°移動した計測位置Ｐ１、該計測位置Ｐ１から周方向へ９０°、１８０°、２７０°移動した計測位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ごとに調査したところ、下記のような結果を得た。
【００２７】
【表１】
【００２８】このように、図１乃至図３に示す固化体容器においては、流入管２の外径Ｄ５よりもフランジ３の内径（蓋体５の外径）Ｄ８を大きくして、蓋体５とフランジ３の境界を流入管２内周面から遠ざけ、これに加えて、流入管２の肉厚ｔ５よりもフランジ３の厚さｔ３を大きくしているので、先に述べたような、溶接トーチの移動によって溶接位置ずれを修正する操作や、部材初期温度及び溶接の進捗に伴う部材温度の上昇に対応するように溶接電流値を減少させて母材への金属の溶け込みを抑制する操作を行なうことなく、外面裕度Ｃ１が最少４．５ｍｍ、平均６．１ｍｍ程度に、内面裕度Ｃ２が最少６．０ｍｍ、平均７．４ｍｍ強程度に保持される。
【００２９】よって、流入管２内周面、あるいはフランジ３下面への溶融金属の到達が回避され、蓋体５を容器頭部４に直接的に且つ容易に溶着させることが可能になる。
【００３０】更に、図１に二点鎖線で図示するように、フランジ３の上面内縁に当接可能な被覆部７を蓋体５の上縁全周にわたって一体的に設けておけば、当該被覆部７が溶接時に溶加材となり、溶接継手部６の形成に寄与する。
【００３１】なお、本発明の固化体容器は上述の実施の形態のみに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で変更を加え得ることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の固化体容器によれば、流入管の外径よりも蓋体の外径を大きくして、蓋体とフランジの境界を流入管内周面から遠ざけ、流入管の肉厚よりもフランジの厚さを大きくして、溶接作業時の金属の溶け込み代を確保するので、流入管内周面やフランジ裏面への溶融金属の到達が回避され、部材初期温度の計測を行なわないでも同一溶接条件で蓋体を容器頭部に直接的に且つ容易に溶着できる、という優れた効果を奏し得る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年７月２８日（２０００．７．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２２３６
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 恒光 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−４０１９４（Ｐ２００２−４０１９４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年２月６日（２００２．２．６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２２８９８５（Ｐ２０００−２２８９８５） |
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