| 【発明の名称】 |
放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】永里 良彦
【氏名】安孫子 庄助
【氏名】田村 梅男
【氏名】疋田 敬一
【氏名】古川 隆之
【氏名】渡辺 慎一
|
| 【要約】 |
【課題】濃縮ウラン溶解槽のごとき放射性溶液タンクの底部に堆積した不溶性残渣等の放射性スラッジを、水で希釈することなくそのまま直接的に効率よく回収することができるスラッジ回収装置を提供する。
【解決手段】放射性溶液タンク内へ挿入して底部スラッジを吸引するフレキシブルな吸引ホース１０と、吸引ホースからのスラッジを水分と分離して捕集するフィルタ２２を内蔵する中間ポット２０と、中間ポット内を真空とするためのエゼクタ真空ポンプ３２を有する吸引装置３０と、吸引装置のエゼクタ真空ポンプに圧縮空気を供給する空気圧縮機４０とからなる。放射性溶液タンクがセル内に設置されている場合においては、吸引ホース、中間ポットおよび吸引装置をセル内に設置し、空気圧縮機をセル外に設置し、空気圧縮機からの圧縮空気供給管４１をセル壁５０を貫通させて吸引装置と接続する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 放射性溶液タンク内へ挿入して底部スラッジを吸引するフレキシブルな吸引ホースと、前記吸引ホースからのスラッジを水分と分離して捕集するフィルタを内蔵する中間ポットと、前記中間ポット内を真空とするためのエゼクタ真空ポンプを有する吸引装置と、前記吸引装置のエゼクタ真空ポンプに圧縮空気を供給する空気圧縮機とからなることを特徴とする放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置。
【請求項２】 前記中間ポットは、その上部で前記吸引ホースおよび前記吸引装置からの吸引配管と接続され、その底部にスラッジから分離される水分の排水バルブが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置。
【請求項３】 前記吸引装置は、前記空気圧縮機からの圧縮空気により作動するエゼクタ真空ポンプと前記真空ポンプにより内部空気が吸引されるドラム部とからなり、前記ドラム部と前記中間ポットとが吸引配管により接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置。
【請求項４】 前記吸引ホースは、タンク内へ挿入される先端から所定の距離を隔てた上方に複数の空気孔が穿設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置。
【請求項５】 放射性溶液タンクがセル内に設置されている場合において、前記吸引ホース、前記中間ポットおよび前記吸引装置をセル内に設置し、前記空気圧縮機をセル外に設置し、前記空気圧縮機からの圧縮空気供給管をセル壁を貫通させて前記吸引装置と接続することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、濃縮ウラン溶解槽のように、放射線の線量が高く人が直接アクセスすることができない放射性溶液タンク等の底部に堆積している放射性スラッジを回収するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、原子炉での使用済核燃料の再処理工場における溶解工程においては濃縮ウラン溶解槽のごとき高放射性溶液を収容するタンクが使用されている。かような高線量の放射性溶液を収容するタンクにおいても、長期間使用する場合には、タンクの底部に不溶性残渣等の高放射性スラッジが沈殿して堆積する。タンク底部に堆積するスラッジを回収するために、タンク内に水を供給し、スラッジと水の混合物をポンプを用いてタンクから吸い上げ、スラッジをろ過回収する操作を繰り返し行う方法、いわゆる液置換方式が従来から採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の液置換方式によるスラッジ回収方法は、高放射性スラッジを直接回収するものではなく、タンク内のスラッジを水で希釈したものを取り出すため間接的な回収であり、さらには、濃縮ウラン溶解槽の場合、吸い上げ高さが約６ｍ程度に達するため、スラッジの回収効率が低く、結果的に多量の高放射性廃液が発生するという問題があった。、【０００４】そこで本発明は、放射性溶液タンクの底部に堆積した不溶性残渣等の放射性スラッジを、水で希釈することなくそのまま直接的に効率よく回収することができるスラッジ回収装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の放射性溶液タンク底部のスラッジ回収装置は、放射性溶液タンク内へ挿入して底部スラッジを吸引するフレキシブルな吸引ホースと、前記吸引ホースからのスラッジを水分と分離して捕集するフィルタを内蔵する中間ポットと、前記中間ポット内を真空とするためのエゼクタ真空ポンプを有する吸引装置と、前記吸引装置のエゼクタ真空ポンプに圧縮空気を供給する空気圧縮機とからなることを特徴とするものである。
【０００６】上記した構成の本発明の装置における好ましい実施態様においては、前記中間ポットは、その上部で前記吸引ホースおよび前記吸引装置からの吸引配管と接続され、その底部にスラッジから分離される水分の排水バルブが設けられている。
【０００７】また前記吸引装置は、前記空気圧縮機からの圧縮空気により作動するエゼクタ真空ポンプと前記真空ポンプにより内部空気が吸引されるドラム部とからなり、前記ドラム部と前記中間ポットとが吸引配管により接続されている。
【０００８】さらにまた前記吸引ホースは、タンク内へ挿入される先端から所定の距離を隔てた上方に複数の空気孔が穿設されている。
【０００９】放射性溶液タンクがセル内に設置されている場合においては、前記吸引ホース、前記中間ポットおよび前記吸引装置をセル内に設置し、前記空気圧縮機をセル外に設置し、前記空気圧縮機からの圧縮空気供給管をセル壁を貫通させて前記吸引装置と接続する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に図面に示す実施例を参照して本発明を詳述する。図１は本発明の装置の基本的概念を示すものであり、セル内に設置されている濃縮ウラン溶解槽（図示せず）の底部に堆積した高放射性スラッジを回収するためのものである。このスラッジ回収装置は、フレキシブルな吸引ホース１０と、中間ポット２０と、吸引装置３０と、空気圧縮機４０とから構成されており、吸引ホース１０と中間ポット２０と吸引装置３０はセル内に配置され、空気圧縮機４０のみセル外に設置されている。
【００１１】吸引装置３０は、ドラム部３１とエゼクタ真空ポンプ３２とからなり、ドラム部３１頂部にパッキン３３を介して被せられた蓋３４の上にエゼクタ真空ポンプ３２が載置されている構造を有している。エゼクタ真空ポンプ３２は、図２および図３に示したように、市販のバキュームクリーナの吸引機構を用いてセル内で使用できるように改造したものであり、４つのエジェクタボックス３２ａにそれぞれ収納されたエジェクタパイプ３２ｂを備えている。
【００１２】空気圧縮機４０から圧縮空気供給配管４１（圧力計４２を具備している）を介して供給された圧縮空気は、エゼクタ真空ポンプ３２の圧縮空気入口３５から集合管３６を経て各エジェクタパイプ３２ｂへ導入され、末広ノズル３２ｃからセル内空間に噴出させる。このとき、ドラム部３１に開口する吸気管３７からドラム部３１内の空気が随伴流として吸引され、ドラム部内を真空とする。エゼクタ真空ポンプ３２に供給される圧縮空気の圧力を例えば約６０ｋＰＡとした場合には、ドラム部３１内にもたらされる真空は約４×１０-4Ｐａ程度となる。内部を真空とされたドラム部に開口する吸引管３８を吸引配管３９を介して中間ポット２０内部と接続することにより、中間ポット２０内部の空気が吸引されて真空状態とすることができる。
【００１３】中間ポット２０は、内部にフィルタ２２を内蔵する胴部２１と、胴部２１頂部にパッキン２３を介して被せられた蓋２４とを有する構造を有し、胴部２１内の上部空間には、吸引装置３０からの吸引配管３９と吸引ホース１０基端が接続されている。フィルタ２２としては、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のフィルタ孔径約２００μｍ程度の金属製フィルタが好ましく使用できる。吸引ホース１０から輸送されてくるスラッジ−空気混合物がフィルタ２２を通って自重落下する過程で、スラッジは水分から分離・捕集され、水分は中間ポット２０底部の排水バルブ２５から抜き出される。
【００１４】なお、中間ポット２０内部の空気は吸引配管３９により吸引装置３０へ吸引されるが、フィルタ２２を自然落下するスラッジおよび水分を吸引装置３０へ吸引するだけの吸引空気流速は得られないため、吸引配管３９を介して吸引装置３０へ吸引されるのは空気だけであり、通常はスラッジや水分が同伴されることはない。フィルタ２２は、遠隔操作により容易に中間ポット２０から取り出すことができ、スラッジろ過速度が低下した時点で新たなフィルタと遠隔操作で交換される。中間ポット２０内部の真空状態は真空計２６により監視する。
【００１５】吸引ホース１０は、その基端が中間ポット２０内上部空間に開口して取り付けられており、その先端が濃縮ウラン溶解槽内へ挿入できるようになっている。そして基端部と先端部以外の実質的部分は、合成ゴムのごときフレキシブルは材質からなるホース（例えば直径約４５ｍｍ）から構成され屈曲自在とされている。フレキシブルな部分は、図４に示したようにその外周に凹凸１１が形成されており、この凹凸により強度的に補強できるとともに、濃縮ウラン溶解槽内への挿入、抜き出しに際してホース外周に紐等を掛ける場合の紐脱落防止の機能も果たす。
【００１６】図４に示したように、吸引ホース１０先端から所定の距離ａ（図示の例では９０ｍｍ）を隔てた上方に、複数の空気孔１２（例えば直径約６ｍｍ×１２個）が周方向に穿設されている。かような空気孔１２は、吸引ホース１０先端がスラッジ中に埋没した場合でも連続したスラッジ吸引が行えるようにするために設けられている。
【００１７】すなわち、本発明のスラッジ回収装置によれば、従来の液置換方式のようにスラッジを水で希釈せずにスラッジのままスラッジ−空気混合物として吸引、輸送するものであるため、吸引ホース１０先端が完全に埋没してしまうと空気の吸引が遮断されてしまい、スラッジ−空気混合物として吸引、輸送が不可能となってしまう。図４に示したように、吸引ホース先端から所定距離上方に空気孔１２を穿設しておくことにより、吸引ホース先端がスラッジ内に埋没しても、空気孔から空気を吸引できるため、スラッジ−空気混合物として吸引ホース１０内を吸引、輸送することが可能となる。
【００１８】なお、空気孔１２が埋没してしまう程にスラッジ内に吸引ホース１０先端部を挿入した場合には、スラッジの吸引が不可能となるが、かような状態は吸引ホース１０の振動やぶれが発生することにより確認できるため、振動やぶれが生じないように吸引ホース１０のスラッジ内への挿入深さを調節すればよい。
【００１９】また図４の例では、吸引ホース１０先端両側が傾斜ｂ（図示の例では約１５°）を形成するように切欠されている。吸引ホース１０先端の一方の側の傾斜にあわせてスラッジと接触させれば、他方側の傾斜部分はスラッジ内に埋没することなく空気を吸引できるから、スラッジの吸引をより効果的に行いやくすなる。
【００２０】図１に示した例では、濃縮ウラン溶解槽がセル内に設置してあるため、吸引装置３０、中間ポット２０および吸引ホース１０はセル内に配置し、空気圧縮機４０のみをセル外に配設している。そして、空気圧縮機４０と吸引装置３０とを接続する圧縮空気供給配管４１は、セル壁５０の貫通孔５１を通じて伸びており、貫通孔５１と配管４１との間隙は遮蔽プラグ５２により遮蔽されている。
【００２１】なお、濃縮ウラン溶解槽底部に堆積しているスラッジに対して、要すれば図示しないホースを用いて高圧水を吹き付けスラッジを流動化することにより、より効果的なスラッジ回収を行うことができる。この高圧水は、スラッジとともに吸引ホース１０を介して中間ポット２０へ吸引され、排水バルブ２５から排出されて濃縮ウラン溶解槽へ戻される。
【００２２】前述したように、中間ポット２０から吸引配管３９を介して吸引装置３０へ吸引されるのは空気だけであり、通常はスラッジや水分が同伴されることはないが、万一スラッジや水分が吸引装置３０のドラム部３１へ移行した場合には、ドラム部３１内部を洗浄する必要があり、この洗浄液を排出するための排水バルブ３１ａをドラム部３１底部に設けておくことが望ましい。
【００２３】図１に示した本発明の装置を使用して濃縮ウラン溶解槽底部に堆積したスラッジを回収した場合、吸引ホース１０先端部がアクセスできる範囲のスラッジは、比較的大きな金属片（溶解処理後に残る燃料被覆管断片等、例えば直径約１ｃｍ×長さ約３ｃｍ）も含めてすべて回収することができた。これに対して従来の液置換方式による回収では、スラッジの回収量は僅かであり、上記寸法程度の比較的大きな金属片は回収できなかった。
【００２４】また、本発明のスラッジ回収装置においては、スラッジを水で希釈しないため、従来の液置換方式に比べて高放射性廃液の発生量が大幅に低減され、作業時間も短縮化された。
【００２５】さらに、本発明の装置を約５年間スラッジ回収作業に供しているが、吸引装置３０と中間ポット２０を分離して設置する構造であるため、エゼクタ真空ポンプ３２の閉塞等による性能低下は生じておらず、十分な耐久性を有していることが実証された。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明からわかるように本発明の放射性溶液タンクのスラッジ回収装置によれば、タンク底部に堆積した放射性スラッジを水で希釈することなく直接吸引するようにしたため、効率よく放射性スラッジを回収でき、従来の液置換方式のように多量の放射性廃液を発生させるという問題も生じない。
【００２７】また、吸引ホースはその先端近傍に空気孔を穿設した構造としたため、空気孔から吸引される空気とスラッジとが混合したスラッジ−空気混合系でホース内を輸送される結果、スラッジ中の含まれる比較的大きい金属片等も効果的に吸引、回収することが可能となる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２４７５４
【氏名又は名称】核燃料サイクル開発機構
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
|
| 【出願日】 |
平成１２年１１月１３日（２０００．１１．１３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６７０４６
【弁理士】
【氏名又は名称】尾股 行雄 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００２−１４８３９０（Ｐ２００２−１４８３９０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年５月２２日（２００２．５．２２） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３４５３６１（Ｐ２０００−３４５３６１） |
|