JPH0117406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は酸化ウラン粉末等の核燃料物質から
なる粉末の充填混合装置に関する。

現在運転されている商用原子炉の主流をなす軽
水炉用の燃料としては、 ²³⁵Uの濃度を２〜５％
高めたいわゆる低濃縮二酸化ウラン粉末が用いら
れている。この低濃縮二酸化ウラン粉末は、例え
ば低濃縮された固体の六フツ化ウラン（UF₆）を
加熱気化させ、このUF₆に純水を接触させて加水
分解し、フツ化ウラニル（UO₂F₂）の水溶液と
し、この水溶液にアンモニア水を加えて重ウラン
酸アンモニウム（ADU）の沈殿を生成せしめ、
このスラリー溶液を過し、得られた沈殿物を洗
浄、乾燥後、粉砕してADU粉末とし、このADU
粉末を焙焼還元炉中において焙焼還元して二酸化
ウラン（UO₂）粉末とするADU法によりつくら
れている。

従来、この焙焼還元炉の出口の下方には公開特
許公報（特開昭50−19698）に開示された第１図
に示すようなロツト混合装置（ベツデイング装
置）が配設され、製造されるUO₂粉末の１ロツト
内の品質の均一化と、形成されるロツトの大型化
が行われて来た。このものでは、粉砕されたUO₂
粉末が、まず第１図に示す密度一定化落下装置１
に収納され、次いでスクリユーフイーダ２、ダン
パ３、上下動自在のリフト４を経て、コンベア５
に載せられて循環移動してくる瓶６に充填され
る。

この場合において、従来上記ロツト混合装置は
水分連続検出技術が発達していないため、水分検
出手段が配設されておらず、よつて充填される
UO₂粉末の水分管理が出来なかつたため、臨界管
理上充填容器として容量が18Kg程度の小さな瓶６
を使用せざるを得なかつた。

また、上記従来の充填装置では、多数の瓶６を
循環移動させながら次々に各瓶６内に少量づつ
UO₂粉末を複数回に亙つて充填することにより各
瓶６間の品質を均一にしなければならず、その作
業性が悪いという問題があつた。従つて、 瓶６に１回に充填されるUO₂粉末の量を例えば
1.8Kg／回とし、瓶６の数を40、１瓶当りの充填
回数、換言すれば上記瓶６を循環させつつ各瓶６
に所定容量まで充填するのに要する充填回数を10
回と設定すれば、1.8Kg×10回×40＝720Kg／ロツ
トのUO₂粉末を密度一定化落下装置１から取り出
すことができる。

ところが、従来のこのような方法では、水分管
理を行わない結果、臨界管理上の制約から容器の
容量を小さくせざるを得ないため、取扱う瓶６の
数が膨大なものとなり（例えば180TUO₂処理に
10000本の瓶が必要となる）、保管及び後工程の混
合操作等の取扱いにおいて多くの不都合が派生し
て来た。

この発明は前記事情に鑑みてなされたもので、
粉末供給部より粉末をスクリユーフイーダ及び、
このスクリユーフイーダに設けられた水分計によ
り開閉制御される粉末供給自動弁を介して粉末容
器に充填させることにより、粉末容器内へ粉末
を、制限水分値を越えた粉末の充填を防いで充填
することができ、この結果臨界管理上大きな容量
の容器を使用することができるとともに、しかも
粉末充填作業完了後にこの粉末容器の中腹部を回
転混合装置により保持して回転させることにより
同じ粉末容器で粉末の混合を行なうことができ、
粉末の均一性を一段と向上させることができる粉
末の充填混合装置を提供することを目的とする。

以下、この発明の一実施例を第２図乃至第５図
に基づいて説明する。第２図中１１は基盤１２の
上方に設けられた架台であり、この架台１１上に
はスクリユーフイーダ１３が取り付けられてい
る。このスクリユーフイーダ１３の一端上部に設
けられた入口１４には焙焼還元炉（図示せず）の
排出口（粉末供給部）が接続されている。スクリ
ユーフイーダ１３の他端下部にはフードボツクス
１５が下垂状に取り付けられている。フードボツ
クス１５の下端部にはスライド扉（図示せず）が
設けられている。また、スクリユーフイーダ１３
の他端下部に設けられた出口１６には、フードボ
ツクス１５を気密的に貫通した管１７が接続さ
れ、この管１７には、制御空気によつて開閉され
る粉末供給自動弁１８が取り付けられている。こ
の粉末供給自動弁１８の下部にはフレキシブルパ
イプからなる充填筒１９が取り付けられている。

スクリユーフイーダ１３の他端上部には赤外線
式連続水分計２０が取り付けられている。この赤
外線式連続水分計２０は、スクリユーフイーダ１
３内を通過する粉末中の含有水分を、０〜1.0％
で測定し、その測定結果を電気信号により取り出
すものであり、取り出された電気信号により電磁
弁を動作させて上記粉末供給自動弁１８に開閉用
の制御空気を送るようになつている。これによ
り、スクリユーフイーダ１３内を通過する粉末中
の含有水分が0.5％以下の場合は、粉末供給自動
弁１８を開かせ、若し制限水分値である0.5％を
超えた場合には直ちに粉末供給自動弁１８を閉じ
させるようになされている。

また、基盤１２には充填筒１９の下方に位置し
て秤２１が設けられている。この秤２１は後記す
るダブルコーン型粉末容器２６の風袋重量及び粉
末充填重量を計量し、これがUO₂取扱質量制限値
3000Kgに達すると警報を発するようになされてい
る。この秤２１の手前には第４図、第５図に示す
ように門型の回転混合装置２３が基盤１２上に立
設されている。この回転混合装置２３には図示し
ないモータにより回転する回転軸２４が設けられ
ている。この回転軸２４は筒状で２つ割りとさ
れ、内部にダブルコーン型粉末容器２６の水平軸
２７を嵌入させて挾持することができるようにな
されている。

また、回転混合装置２３の基部に隣接して油圧
シリンダ機構２５が設けられている。

前記充填筒１９には、この充填筒１９の下方に
位置させられたダブルコーン型粉末容器２６が着
脱自在に接続される。このダブルコーン型粉末容
器２６は、概略直径が1000mmφの高さが2000mmの
内容積750のダブルコーン型鉄鋼製容器でその
中腹部より同一軸線上に位置して突出する水平軸
２７を有している。また、ダブルコーン型粉末容
器２６には、車輪２８ａが取り付けられた４本の
脚部２８からなる台車２９が取り付けられてい
る。

また、ダブルコーン型粉末容器２６の脚部２８
の基部にはスペーサリング３０が一体的に設けら
れている。このスペーサリング３０は水平とされ
ており、複数のダブルコーン型粉末容器２６同士
が接触したときに、これらダブルコーン型粉末容
器２６の表面間距離が臨界安全上必要な間隔をと
るような大きさに作られている。なお、ダブルコ
ーン型粉末容器２６の上部フランジ２６ａには蓋
２６ｂが取り付けられるようになされている。

次に、上記のように構成された粉末の充填混合
装置の作用について説明する。

(1) フードボツクス１５の下端部のスライド式扉
を開いて充填筒１９の下方の秤２１上に空のダ
ブルコーン型粉末容器２６をセツトし、蓋２６
ｂを取り外して上部フランジ２６ａを充填筒１
９の下端に取り付け、スライド式扉を閉じる。

(2) スクリユーフイーダ１３を動作させ、赤外線
式水分計２０でスクリユーフイーダ１３内の粉
末中の水分を測定しながら粉末供給弁１８を開
閉して制限水分値以下のUO₂粉末をダブルコー
ン型粉末容器２６に充填する。

(3) 含有水分0.5％の制限水分値を超える粉末が
スクリユーフイーダ１３内に搬送されてくる
と、赤外線水分計２０に連動している粉末供給
自動弁１８が閉じてダブルコーン型粉末容器２
６内への粉末の充填を防止する。

そして、上記粉末供給自動弁１８が閉じた場
合には、一旦前工程を停止させてUO₂粉末の供
給を止め、次いでスクリユーフイーダ１３内の
制限水分値を超える粉末を別の容器に排出した
後、再び粉末供給自動弁１８を開き、前工程の
運転を再開して上記ダブルコーン型粉末容器２
６内へのUO₂粉末の供給を再開する。

(4) ダブルコーン型粉末容器２６内へ充填された
粉末が3000Kg未満の所定量に達すると秤２１か
ら検出信号が出てスクリユーフイーダ１３の作
動を止め、粉末供給自動弁１８を閉じる。

(5) フードボツクス１５の下端のスライド式扉を
開き、充填筒１９からダブルコーン型粉末容器
２６を取り外して充填筒１９を上昇させ、上部
フランジ２６ａに蓋２６ｂを装着する。

(6) 静置状態でダブルコーン型粉末容器２６の粉
末充填量を秤２１で秤量し、予め秤量したダブ
ルコーン型粉末容器２６の風袋重量を差し引い
てダブルコーン型粉末容器２６内の充填粉末量
を計量する。

(7) ダブルコーン型粉末容器２６を秤２１及び架
台１１から引き出し、回転混合装置２３内に搬
入する。

(8) 油圧シリンダ機構２５を駆動して伸長させ、
ダブルコーン型粉末容器２６を所定位置まで持
ち上げ、水平軸２７を回転軸２４に嵌め込み、
この水平軸２７を、回転軸２４によりその中心
に挾持してこの回転軸２４と一体回転可能と
し、油圧シリンダ機構２５を縮小する。

(9) 回転混合装置２３のモータ（図示せず）を駆
動して回転軸２４を回す。これにより、ダブル
コーン型粉末容器２６が回転軸２４と共にこの
回転軸２４を中心に回転する。そこで、ダブル
コーン型粉末容器２６を所要時間回転させてそ
の内部の粉末を混合する。

(10) ダブルコーン型粉末容器２６による粉末の混
合が終了したら、油圧シリンダ機構２５を上昇
させてこの油圧シリンダ機構２５によりダブル
コーン型粉末容器を保持した後、回転軸２４に
よる水平軸２７の挾持を解き、再び油圧シリン
ダ機構２５を縮小させてダブルコーン型粉末容
器２６を基盤１２上に載置する。

(11) ダブルコーン型粉末容器２６を次工程部所ま
たは貯蔵個所へ移動する。

なお、上記実施例においては、粉末供給自動弁
１８として制御空気によつて開閉制御される自動
弁を用いているが、これに限るものではなく、油
圧式の制御弁あるいは水分計からの電気信号によ
り直接開閉制御される電磁弁等の一般に広く用い
られている各種の自動弁を使用することができ
る。

以上説明したようにこの発明によれば、粉末供
給部より粉末を、スクリユーフイーダ及びこのス
クリユーフイーダに設けられた水分計により開閉
制御される粉末供給自動弁を介して粉末容器内へ
充填させ、この粉末容器の中腹部を回転混合装置
により保持して回転させる構成であるから、粉末
容器内へ粉末を、制限水分値を越えた粉末の充填
を防いで充填することができ、この結果臨界管理
上大きな容量の容器を使用することができるとと
もに、さらに回転混合装置により充填した粉末容
器そのものを回転させて粉末の混合を行なうこと
ができ、しかも１ロツトの粉末を１つの粉末容器
内へ充填することができるので、粉末の粉末容器
内への充填及び混合作業量を大幅に減少させるこ
とができ、これにより作業性が向上し、粉末の均
一性が一段と向上する。また、粉末を充填した粉
末容器そのものを貯蔵場所へ移動して貯蔵するこ
とができる等の効果を有する。

なお、前記粉末容器の中腹部にスペーサリング
を設ければ、複数の粉末容器同士が接触し合つて
も、これら粉末容器の表面間距離を臨界安全上必
要間隔を満足するものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の粉末の充填混合装置の一例を示
す概略断面図、第２図はこの発明の一実施例を示
す正面図、第３図はその一部の平面図、第４図は
その粉末容器を回転混合装置に取り付けた状態を
示す正面図、第５図は第４図の矢視図である。 １……密度一定化落下装置、２……スクリユー
フイーダ、３……ダンパ、４……リフト、５……
コンベア、６……瓶、１１……架台、１２……基
盤、１３……スクリユーフイーダ、１４……入
口、１５……フードボツクス、１６……出口、１
７……管、１８……粉末供給自動弁、１９……充
填筒、２０……赤外線式水分計、２１……秤、２
３……回転混合装置、２４……回転軸、２５……
油圧シリンダ機構、２６……ダブルコーン型粉末
容器、２６ａ……上部フランジ、２６ｂ……蓋、
２７……水平軸、２８……脚部、２８ａ……車
輪、２９……台車、３０……スペーサリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粉末供給部より粉末をスクリユーフイーダを
   介して粉末容器内へ充填する粉末の充填混合装置
   において、前記スクリユーフイーダに取り付けら
   れ、前記スクリユーフイーダ内を通過する前記粉
   末中の含有水分を測定してその結果を制御信号と
   して取り出す水分計と、前記スクリユーフイーダ
   の出口に連結され、前記水分計からの制御信号に
   より、前記粉末が所定の含有水分未満の水分を有
   するときには開き、所定の含有水分を越える水分
   を有するときには閉じる粉末供給自動弁と、前記
   粉末供給自動弁に着脱自在に連結された前記粉末
   容器と、前記粉末供給自動弁の下方に設けられ、
   上部に載せられた前記粉末容器及びこの粉末容器
   内に充填された粉末を秤量する秤と、粉末が充填
   され、かつ前記粉末供給自動弁から取り外された
   前記粉末容器の中腹部を保持してこの粉末容器を
   回転させる回転混合装置とからなることを特徴と
   する粉末の充填混合装置。 ２ 前記粉末容器は、充填される核燃料物質粉末
   の濃縮度と水分とが制限され、取扱質量臨界制限
   を満たし、かつ水密性構造であり、さらに粉末容
   器同士が臨界安全上必要間隔をとるようにスペー
   サリングが設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の粉末の充填混合装置。