JPH0423760B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は底部に吸引管を備える金属容器にガラ
ス溶解炉から吸出法により放射性ガラス融液を充
てんする方法に関する。

使用済み原子炉燃料要素を再処理する再、高活
性核分裂生成物濃縮液の形の高活性廃棄物が発生
する。この核分裂生成物濃縮液は適当なガラス化
法により固化される。ガラス形成材料を添加しな
がら放射性物質はガラスに溶解される。放射性ガ
ラス融液は特殊鋼の容器いわゆる鋼鋳型に充てん
される。冷却および凝固ならびに場合により長い
表面貯蔵の後、このガラスを充てんした鋼鋳型は
最終貯蔵所に送られる。

従来の技術 ガラス形成材料と放射性物質の溶解は通常電気
的直接加熱セラミツク溶解炉で実施される。この
溶解炉内でカ焼した核分裂生成物は連続的にガラ
ス融液浴へ溶解される。次に放射性物質を含むガ
ラスは不連続的に金属容器へ充てんされる。

ガラス溶解炉から金属容器を充てんする場合主
として３つの方法が公知である： 底部流出系、溢流系、吸出法。

底部流出系は原則として炉底に孔を有し、この
孔の中でガラスを冷却により凝固させ、または加
熱によつて溶解することができる。炉底の孔内は
ガラスを溶解すると、流出するガラス融液は炉の
下に配置した金属容器を充てんする。

溢流系の場合、融液はとくに溶解炉の第２室を
介して排出され、この室は側壁に孔を備える。第
２室は炉底で溶解炉の主室と結合する。一定の融
液面を超えると、ガラスは側壁の孔から水平溢流
管を通つて金属容器へ流入する。

吸出法の場合、真空気密に閉鎖した金属容器内
に減圧が形成される。金属容器に設置した閉鎖し
た吸引管を上からガラス融液へ浸漬し、吸引管プ
ラグが溶解した後、金属容器内の減圧によりガラ
ス融液は閉鎖した金属容器へ吸引される。

この吸出法は大きい利点を有する。ガラス融液
の吸出量が容器減圧によつて決定される。金属容
器の過充てんは不可能である。ガラス溶解炉内の
ガラス融液中に存在する沈降物もいつしよに吸出
することができる。

セラミツク溶解炉から吸出法によりガラスを取
出すこのような方法は西独公開特許公報第
2927795号から公知である。この方法の場合、吸
出孔から炉内のガラス融液へ突入する吸引管は充
てん過程終了まで真空気密に金属容器と結合して
いる。次に吸引管を分離し、砕き、吸引管の破片
をもう１つの空の金属容器へ充てんする。

西独公開特許公報第2927795号にはガラス溶解
炉の吸出孔に弾称閉鎖装置を備えることが提案さ
れている。この閉鎖装置はとくに閉鎖方向に前負
荷した羽根リング絞りの形を有する。溶解炉の吸
出孔のこの可撓性閉鎖装置は高い負荷のため寿命
が短いことが明らかになつた。

セラミツク溶解炉から吸出法によりガラスを取
出すもう１つの方法が公知である（西独特許第
3022387号参照）。この場合充てんする金属容器の
底部に設置した吸引管は金属容器充てん後に閉鎖
され、軸方向に金属容器底部の孔を通して金属容
器内へ押込まれる。次に孔は挿入した容器閉鎖ぶ
たによつて閉鎖される。容器閉鎖ぶたの挿入は個
別の作業工程で行われる。金属容器はガラス溶解
炉から案内装置へ送られ、この案内装置へ挿入さ
れ、この装置により金属容器の底部から突出する
吸引管を有する金属容器の傾倒が防止される。容
器閉鎖ぶたは金属容器の下にその内面を上向に配
置される。金属容器は重力によつて降下する。吸
引管開口は容器閉鎖ぶたに当る。ガラスを充てん
した金属容器の自重によつて吸引管は金属容器底
部に設けた破壊予定部で分離され、金属容器内部
へ押込まれる。金属容器は容器閉鎖ぶたの上へ降
下する。吸引管を金属容器内部へ押込んだ容器底
部の孔はこの焼嵌めされた容器閉鎖ぶたによつて
閉鎖される。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は金属容器に放射性ガラス融液を
充てんする前記方法を金属容器の充てんおよび閉
鎖工程が迅速に、かつ炉の雰囲気の良好な封鎖の
もとに実施しうるように形成することである。

問題点を解決するための手段 この目的は本発明により特許請求の範囲第１項
記載の特徴によつて解決される。

本発明の方法によつてガラス溶解炉の内容物は
充てん過程の間セル雰囲気と気密に分離される。
セル雰囲気の汚染が減少された。ガラス融液を充
てんした金属容器のふたによる全体の閉鎖は本発
明による充てんの際と同じ収容容器の位置で行わ
れるので、簡単かつ迅速である。

特許請求の範囲第２項記載の金属容器の充てん
度の測定は収容装置または収容装置の一部を金属
容器とともにクレーンまたは同様のリフト装置に
吊り、垂直に動かすことによつて達成することが
できる。

この方法の有利な実施例は特許請求の範囲第３
項に記載される。冷却媒体の吹付けによつて吸引
管内にガラスプラグが形成され、それによつて溶
融ガラスは金属容器から流出しない。

本発明は吸出孔を閉鎖装置および底部に設置し
た吸引管によつてガラス融液を充てんしうる排気
した金属容器を有する、特許請求の範囲第１項記
載の方法を実施する装置にも関する。この本発明
装置の特徴は特許請求の範囲第４項に記載され
る。吸出孔は閉鎖装置および収容装置の両方によ
つて収容装置をセツトする際セル雰囲気に対し気
密に封鎖される。閉鎖装置は容器閉鎖ぶたを収容
し、このふたは金属容器に放射性ガラス融液を充
てんした後、吸出孔の上へ摺動される。閉鎖装置
を特許請求の範囲第５および７項により形成する
場合、容器閉鎖ぶたはガラス溶解炉、閉鎖装置お
よび収容装置によつて仕切られた内部空間に収容
される。金属容器にふたをするためこの内部空間
をセル雰囲気に対し開放する必要がない。

装置を有利に特許請求の範囲第６項記載の特徴
により形成する場合、充てん過程に続いて金属容
器にふたをする際、容器閉鎖ぶたの金属容器に対
する心合せが達成される。

本発明の有利な実施例によれば金属容器を収容
する収容装置は互いに摺動可能の２つの円筒から
形成される。収容装置は金属容器の輸送、輸送の
間の吸引管の保護および閉鎖装置へのセツトのた
めに役立つ。さらに収容装置は吸出孔の気密封鎖
したがつて炉の雰囲気のセル雰囲気に対する封鎖
および充てん過程の間の垂直運動の案内に役立
つ。

装置の他の有利な実施例は特許請求の範囲第９
〜１３項に記載される。

特許請求の範囲第４項記載の装置を収容するた
めガラス溶解炉を特許請求の範囲第１４および１
５項記載の特徴により形成する場合、吸出孔を炉
の段部を仕切る垂直の炉壁に接近して配置するこ
とができる。それによつてガラス溶解炉の副室を
小さく形成することができる。

発明の効果 本発明により金属容器に放射性ガラス融液を吸
出法により確実かつ簡単に充てんすることが可能
になる。本発明により炉の雰囲気が充てん過程の
間セル雰囲気と連通することが避けられる。さら
に本発明の方法および装置によつて著しく長い装
置の寿命が達成される。本発明によれば充てんし
た金属容器にふたをするために必要な金属容器の
垂直降下運動が同時に充てん過程実施のために使
用される。

本発明により金属容器に吸出法によりガラス融
液を気密な封鎖のもとに充てんすることができ
る。充てんおよび閉鎖過程の遠隔操作法が容易に
なり、または可能になる。

実施例 次に本発明の実施例を図面により説明する。図
面には本発明の理解のために役立たない公知の部
分は図を明らかにするため省略した。

第１図に示すセラミツク溶解炉２０は２ゾーン
の壁を有する。外側壁２２は断熱に役立つ。内側
壁２４は耐火セラミツク溶解槽レンガからなる。
セラミツクの内側壁２４はガラス融液が存在する
溶解室２６を包囲する。溶解室２６に対し付加的
にもう１つの別個の副室２８を備え、この室は炉
底でセラミツク材料からなる隔壁３０に設けた貫
通孔３２を介して主溶解室２６と結合する。両方
の室の側壁に融液浴の直接電気加熱のための電極
３４が組込まれる。ガラス溶解炉２０の断熱壁の
周囲は鋼ケーシング３６で包囲される。主溶解室
２６の上部セラミツク壁に炉の上部加熱のための
加熱棒３８が配置される。供給導管４０を介して
ガラス溶解炉２０に核分裂生成物およびガラスク
リツトが供給される。

副室２８は主溶解室２６より低い高さを有す
る。したがつて副室２８の天じようは融液浴面に
対し小さい距離を有する。それゆえガラス溶解炉
２０の外形は副室２８の範囲に段部４２を有す
る。この段部４２に副室２８に対する吸出孔４４
が設置される。吸出孔４４と同心に段部４２の垂
直仕切面４６は円形膨れ部４８を有する（第２図
参照）。

炉の段部４２に吸出孔４４の閉鎖装置５０が配
置され（第３および第４図参照）、この装置は主
としてスライダケーシング５２およびその中の摺
動可能のスライダ５４からなる。スライダケーシ
ング５２はその１端が半円形に形成され、この半
円部５６が炉の膨れ部４８に対応する。スライダ
ケーシング５２はその底壁５８およびその上部仕
切壁６０に吸出孔４４と同心にそれぞれ１つの孔
５９および６１を有する。孔６１に鋼鋳型７２の
収容装置７０の一部が適合する。スライダ５４は
その吸出孔４４側にガラス融液の高温の作用に耐
えうる断熱部７４を備える。スライダ５４の摺動
はスライダケーシング５２に固定した圧力媒体シ
リンダ７６を介して行われる。圧力媒体シリンダ
７６のピストンロツド８０はクロスロツド８４お
よび摺動ロツド８６を介して間接的にスライダ５
４と結合する。スライダ５４は壁９０内に容器閉
鎖ぶた９４のためのポツト状支持器９２を有す
る。

第５図に示す鋼鋳型７２の収容装置７０は主と
して２つの互いに摺動しうる中空の上側円筒（収
容円筒）１００および下側円筒（保護円筒）１０
２からなる。鋳鋼型７２は断熱材１０４を備える
収容円筒１００内に配置され、この円筒は保護円
筒１０２内を摺動可能である。空の鋳鋼型７２を
有する全体の収容装置７０を輸送するため、収容
円筒１００および保護円筒１０２は互いにボール
ロツク装置１０６を介して固定することができ
る。

ボールロツク装置１０６は保護円筒１０２の上
端に半径方向の孔１０８を有し、この孔へロツク
ボール１１０が嵌入する。保護円筒１０２の端面
に保護円筒の外径を超えて突出するフランジ１１
２がねじ１１４により固定される。このフランジ
１１２に固定リング１１８へねじこむスペーサボ
ルト１１６が案内される。スペーサボルト１１６
はそれぞれ１つの圧縮ばね１２０によつて包囲さ
れ、このばねはその端部がフランジ１１２および
ロツクリング１１８に支持される。ロツクリング
１１８はその内面に削り取つたリング空間１２２
を有し、ここへボール１１０がロツク解除位置で
突入することができる。収容円筒１００は下端の
外面に同様の溝１２４を有する。

収容円筒１００はその下端に内側へ突出するフ
ランジ１２６を有し、このフランジは鋼鋳型７２
の周縁のためのリング状支持面を形成する。

保護円筒１０２はその端面側端部に内側突出部
１３４を有し、これは収容円筒１００の下端の外
側突出部１３６と協動する。収容装置７０をロツ
ク状態で輸送する間、保護円筒１０２の内側突出
部１３４は収容円筒１００の外側突出部１３６に
接する。

ガラス溶解炉２０に２つのロツク解除ブラケツ
ト１３８および１３９がねじ止めされ（第２図）、
このブラケツトは収容装置７０をセツトする際ロ
ツクリング１１８の下へ当り、これを上へ押し、
それによつてロツクが解除される。

収容円筒１００はその上縁に掴み装置のための
外側保持リング１４０を有する。収容円筒１００
の上端は断熱ぶた１４２で閉鎖される。

第６図には容器閉鎖ぶた９４によつて閉鎖した
後の充てんした鋼鋳型７２が示される。この場合
吸引管１５０は鋳型底部１５４の孔の破壊予定部
１５２から折れた後、容器内部へ押込まれる。鋳
鋼型７２はその上部カバー１５６に適当な運搬装
置と結合するためのきのこ状突部１５８を備え
る。

次に充てんおよび閉鎖工程の間の装置の種々の
作業位置を示す第７〜１９図により前記実施例の
機能を説明する。準備した排気した鋼鋳型７２
を、適当な台車１６１に垂直に配置した、互いに
外側に摺動してロツクした収容装置７０へ上から
挿入する（第７および８図）。この場合鋼鋳型７
２の下外側リング面１６０は収容装置７０の収容
円筒１００の内向フランジ１２６上にある。収容
装置７０の収容円筒１００および保護円筒１０２
は互いに外側に摺動した状態で互いに固くロツク
されている。それによつて鋳鋼型７２の底部１５
４に設置した吸引管１５０が輸送の際の損償から
保護される。鋳鋼型７２を挿入した収容装置７０
はクレーンまたは動力式マニピユレータにより吊
られ（第９図）、セラミツク溶解炉２０上に吸引
管端部が吸出孔４４の上にあるように配置される
（第１０図）。

収容装置７０をセツトする前に吸出孔４４を閉
鎖するスライダ５４へ容器閉鎖ぶた９４を支持す
る。

収容装置７０を閉鎖装置５０のケーシング５２
にセツトする直前にロツク解除ブラケツト１３８
および１３９によりロツクリング１１８が支持さ
れ、収容装置７０のロツクが解除される。収容円
筒１００はクレーンに吊られたままに留まり、保
護円筒１０２内を摺動することができる。

圧力媒体シリンダ７６の作動によりスライダ５
４は引戻し位置へ動かされ、吸出孔４４が開かれ
る（第１１図）。吸出孔４４の空気封鎖は収容装
置７０の保護円筒１０２によつて保証される。こ
こで鋳型７２は収容円筒１００とともに鋳型壁の
下縁炉の段部４２上に接するまで降下される。そ
の際吸引管１５０は吸出孔４４を通して副室２８
のガラス融液へ深く進入する（第１２図）。

高温のガラス融液は吸引管閉鎖プラグを溶解す
るように作用するので、鋼鋳型７２は減圧のため
ガラス融液を完全に吸引する。収容円筒１００は
クレーンに吊られているので、ここに図示されて
いない適当な秤量装置により重量増加、したがつ
て鋼鋳型７２の充てん状態を検出することができ
る。

充てん終了後、中空円筒１００を少し上昇し、
吸引管１５０の上部範囲に冷却ガスを吹付ける
と、吸引管１５０の上部範囲が少し冷却される。
それによつて吸引管１５０のこの部分にガラスプ
ラグが形成される。次に鋼鋳型７２をさらに吸引
管１５０がもはや融液中に浸漬していなくなるま
で上昇する（第１３図）。その際吸引管内および
先端にあるガラス融液の一部が戻り流出する。続
いて吸引管１５０が炉の段部４２より上になるま
でさらに上昇する（第１４図）。吸出孔４４をス
ライダ５４によつて閉鎖する。スライダ５４のふ
た支持部９２に鋼鋳型７２のための容器閉鎖ぶた
９４がある（第１５図）。

次に鋼鋳型７２を降下することによつて吸引管
１５０は存在する容器閉鎖ぶた９４の内面へ当
る。吸引管１５０に軸方向に掛かる重量によつて
鋳型内部の破壊走部１５２で吸引管１５０が切れ
る。鋼鋳型７２をさらに降下させると、吸引管１
５０は鋼鋳型７２内へ押込まれる。最後に鋼鋳型
７２の降下過程の間、鋳型下縁は存在する容器閉
鎖ぶた９４に達する（第１６図）。この容器閉鎖
ぶた９４は鋳型下縁より著しく低い温度を有する
ので、容器閉鎖ぶた９４は温度平衡の際、鋳型壁
の焼嵌めによつて固定される。容器閉鎖ぶた９４
の寸法はあらかじめ適当に選択してある。

リフト装置が再び断熱収容円筒１００を充てん
したふたをした鋼鋳型７２とともに上昇し、収容
装置７０の収容円筒１００および保護円筒１０２
は再び互いに外側に摺動した状態で互いにロツク
される（第１７図）。収容装置７０をさらに上昇
することによつてこの装置はガラス溶解炉２０お
よび閉鎖装置５０から離れ（第１８図）、台車１
６１に配置され（第１９図）鋳型処理部へ輸送さ
れる。

とくに充てんした鋼鋳型７２は数日間収容装置
７０内に残される。収容円筒１００は断熱仕様な
ので、ガラス融液の冷却は徐々に行われ、それに
よつて熱−機械的応力の発生が避けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は充てん位置にある鋼鋳型を有するセラ
ミツク溶解炉の縦断面図、第２図は第１図溶解炉
の平面図、第３図は収容装置をセツトして吸出孔
を開いた閉鎖装置の縦断面図、第４図は閉鎖装置
の平面図、第５図は鋼鋳型輪送状態の収容装置縦
断面図、第６図は充てんして容器閉鎖ぶたによつ
て閉鎖した鋼鋳型の縦断面図、第７図、第８図、
第９図、第１０図、第１１図、第１２図、第１３
図、第１４図、第１５図、第１６図、第１７図、
第１８図、第１９図は鋼鋳型の充てんおよび閉鎖
工程を示す工程図である。 ２０……ガラス溶解炉、２４……セラミツク
壁、２６……溶解室、２８……副室、３０……融
壁、３２……貫通孔、３４……電極、３６……鋼
ケーシング、３８……加熱棒、４０……供給管、
４２……段部、４４……吸出孔、５０……閉鎖装
置、５２……スライダケーシング、５４……スラ
イダ、５６……半円部、５８……底部、５９，６
１……孔、７０……収容装置、７２……鋼鋳型、
７６……シリンダ、８０……ピストンロツド、９
０……スライダ壁、９２……ふた支持器、９４…
…容器閉鎖ぶた、１００……収容円筒、１０２…
…保護円筒、１０６……ボールロツク装置、１５
０……吸引管、１５２……破壊予定部、１５４…
…鋳型底部、１６１……台車。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 底部に吸引管を備える金属容器にガラス溶解
   炉から吸出法により放射性ガラス融液を充てんす
   る方法において、 溶融可能のプラグによつて閉鎖した前記吸引管
   を備える排気した前記金属容器をこの金属容器を
   包囲する収容装置へ挿入し、 前記収容装置を前記ガラス溶解炉の閉鎖可能の
   吸出孔の上に、前記金属容器の前記吸引管が前記
   吸出孔に対し同心に、かつ前記吸出孔が前記収容
   装置によつてセルの雰囲気に対して気密に閉鎖さ
   れるように配置し、 前記セルの雰囲気に対し気密に閉鎖された前記
   吸出孔を開き、それによつて前記炉の内部空間と
   前記収容装置の内部空間とを連通させ、 前記金属容器を前記収容装置内でまたは前記収
   容装置の一部とともに垂直に降下させ、前記吸引
   管をガラス融液へ浸漬し、溶融可能の前記プラグ
   を溶解し、 前記金属容器を充てんした後、前記吸引管内の
   ガラスを凝固させ、 次に前記金属容器を垂直に前記収容装置内でま
   たは前記収容装置の一部とともに前記吸引管が前
   記炉から出るまで上昇し、 前記吸出孔を閉鎖し、その際容器閉鎖ぶたを前
   記吸出孔の上にふたの内側が上を向くように配置
   し、 前記金属容器を前記収容装置内でまたは前記収
   容装置の一部とともに再び降下させ、前記吸引管
   を前記容器閉鎖ぶたへ当て、かつ前記金属容器内
   部へ押込み、 前記金属容器の下縁で存在する前記容器閉鎖ぶ
   たを締め付けることを特徴とする金属容器にガラ
   ス溶解炉から放射性ガラス融液を充てんする方
   法。 ２ 前記金属容器充てんの間、充てん度を流入す
   るガラス融液の正味重量を測定することによつて
   求める特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 充てん後に前記金属容器を前記吸引管が前記
   ガラス溶解炉の融液浴から離れない程度に少し上
   昇し、次に前記吸引管の上部範囲に冷却媒体を吹
   付ける特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 吸出孔４４を閉鎖する閉鎖装置５０および底
   部５８に設置した吸引管１５０によつてガラス融
   液を充てんしうる排気した金属容器７２を有す
   る、金属容器７２にガラス溶解炉２０から吸出法
   により放射性ガラス融液を充てんする装置におい
   て、 スライダケーシング５２及びその中の摺動可能
   のスライダ５４からなる閉鎖装置５０がガラス溶
   解炉２０上に配置され、 リフト装置によつて支持しうる収容装置７０を
   有し、収容装置７０内に金属容器７２が収容さ
   れ、かつこの装置７０によつて吸出孔４４が気密
   に閉鎖され、 閉鎖装置５０が容器閉鎖ぶた９４のための支持
   器９２を備えていることを特徴とする金属容器７
   ２にガラス溶解炉２０から放射性ガラス融液を充
   てんする装置。 ５ 閉鎖装置５０が内部にスライダ５４を配置し
   た箱型ケーシング５２からなり、箱型ケーシング
   ５２が吸出孔４４と同軸の２つの孔５９，６１を
   有する特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６ 容器閉鎖ぶた９４の支持器９２がその中心軸
   によつてスライダ５４に水平可動に配置されてい
   る特許請求の範囲第４項記載の装置。 ７ スライダ５４が吸出孔４４の解放の場合に容
   器閉鎖ぶた９４の支持器９２および容器閉鎖ぶた
   ９４とともに前記箱型ケーシング内に収容されて
   いる特許請求の範囲第５項記載の装置。 ８ 収容装置７０が互いに摺動しうる上側円筒１
   ００および下側円筒１０２からなり、これらの円
   筒が互いに外側へ摺動した状態で互いにロツク可
   能であり、互いに外側へ摺動したロツク状態で上
   側円筒１００が下側円筒１０２の内径より少し小
   さい外径を有し、上側円筒１００がその上端に適
   当なリフト装置により保持するための保持リング
   １４０を有する特許請求の範囲第４項記載の装
   置。 ９ 金属容器７２が上側円筒１００内に配置され
   ている特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 上側円筒１００がその下端に内側へ突出す
   るフランジ１２６を有する特許請求の範囲第９項
   記載の装置。 １１ 上側円筒１００が断熱壁を有する特許請求
   の範囲第８項から第１０項までのいずれか１項に
   記載の装置。 １２ 上側円筒１００の上の開口へ断熱ぶた１４
   ２を設置しうる特許請求の範囲第１１項記載の装
   置。 １３ 収容装置７０が軸方向に互いに可動する上
   側円筒１００および下側円筒１０２をロツクしう
   るボールロツク装置１０６を有し、この装置が上
   側円筒１００の下端の外周に溝１２４を有し、下
   側円筒１０２の上端の半径方向の孔１０８内にロ
   ツクボール１１０が配置され、下側円筒１０２の
   上端面にリングフランジ１１２がねじ止めされ、
   このフランジにスペーサボルト１１６が配置さ
   れ、このボルトの周囲に圧縮ばね１２０が存在
   し、このばねがこのボルトを上側円筒１００およ
   び下側円筒１０２と同軸に配置した摺動可能のロ
   ツクリング１１８に対し押付けている特許請求の
   範囲第８項記載の装置。 １４ ガラス溶解炉２０が溶解室２６より高さの
   低い段部４２を有する特許請求の範囲第４項記載
   の装置。 １５ ガラス溶解炉２０が前記炉の段部４２を垂
   直に仕切る炉壁４６に吸出孔４４と同心の膨れ部
   ４８を有し、ここへ閉鎖装置５０の半円形に形成
   した端部５６が突入する特許請求の範囲第１４項
   記載の装置。 １６ ガラス溶解炉２０にロツクリング１１８に
   作用する２つのロツク解除ブラケツト１３８，１
   ３９が設置されている特許請求の範囲第１４項記
   載の装置。 １７ ロツク解除ブラケツト１３８，１３９が高
   さ調節可能のストツパを備えている特許請求の範
   囲第１６項記載の装置。