JPH04363697A - 放射性廃棄物固化体の収納容器の交換方法及びその交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放射性廃棄物固化体の固
型化容器の交換方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所等から発生する放射性廃棄
物は、現在固型化処理されて発電所内に貯蔵保管されて
いる。これらの放射性廃棄物は、原子力発電所とは別に
設置された貯蔵センターにて集中貯蔵保管されることと
なっており、貯蔵センターにて受け入れるための固化体
の条件等についても現在検討されている。受け入れ条件
の一つとして固化体の外観上有害な損傷の有無、耐埋設
荷重強度の検討が課されている。又、固型化容器もＪＩ
Ｓ−Ｚ−１６００に基づくドラム缶を使用することが義
務づけられている。このため、固化体によっては、これ
らの条件を満たすために固型化容器を手直しする必要が
あるものがある。

【０００３】従来は、固型化容器に要求される条件が明
確では無かったために外観上の問題に対しては、塗装，
テーピング等の対策考えられている。これは、原子力分
野以外の一般産業において用いられている方法である。

【０００４】また、特開昭６２−１４２２９９号公報に
記載のように、損傷したドラム缶を角形の容器に４本充
填して周囲を固型化して処理する方法も考えられている
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、固型化容器の
補修方法としては、再塗装，テーピング等が用いられて
来た。これらの技術は、放射性廃棄物に限ったものでは
なく、一般産業において用いられて来たものである。

【０００６】しかし、放射性廃棄物の固型化容器の場合
には、固型化容器として、ＪＩＳ−Ｚ−１６００に基づ
くドラム缶を使用することが義務づけられており、また
、貯蔵センターにて埋設される際のドラム缶積み上げ時
の荷重にドラム缶が耐える必要がある。ドラム缶（放射
性廃棄物固化体）の埋設は、ドラム缶を俵積み状に８段
積みあげてドラム缶間隙にモルタルを充填することによ
り埋設することとなっている。このため、モルタルを充
填するまでは最下段のドラム缶は、７本のドラム缶の荷
重に耐える必要がある。ＪＩＳ−Ｚ−１６００に基づく
Ｈ級のドラム缶（板厚１．６ｍｍ　）は、ドラム缶のみ
でこの荷重に耐えることが実験により確認されているた
め、この規格のドラム缶を使用することが要求されてい
る。

【０００７】このため、放射性廃棄物固化体の固型化容
器の補修もこのような観点を考慮して選定する必要があ
る。つまり、一般産業にて行われている再塗装，テーピ
ングは外観状の問題は解決できるが、固型化容器の強度
に関する上述の条件を満たす事は、その確認が非常に難
しい。つまり、ドラム缶の一部の板厚が減肉している場
合にはドラム缶全体としてどの程度の強度の低下を招く
かは、簡単に評価する事はできない。また、この場合に
は、どの程度の範囲，どの程度の損傷かを正確に知る必
要がある。しかし、ドラム缶個々についてその損傷程度
・範囲を正確に測定評価し、ドラム缶の強度を知ること
は現実的に対応不可能である。このため、損傷したドラ
ム缶を補修する方法としては、補修後のドラム缶の強度
が容易に評価・証明できる方法を選定する必要がある。

【０００８】また、損傷したドラム缶を角形の容器に４
本充填して周囲を固型化して処理する方法も考えられて
いる。しかし、貯蔵センターまでの固化体の搬送方法は
８本入りコンテナを用いて行うことが計画されており、
更に貯蔵センターにおいても、ドラム缶単位で埋設する
ことで計画され、発電所内ハンドリング設備，運搬船，
貯蔵センターハンドリング設備等がドラム缶単位、ない
しは８本入りコンテナ単位での取り扱い仕様となってい
る。このため、４本充填角形容器を使用する場合には、
ハンドリング設備関係の適合性の観点から各種制約が生
じ、これらの改造作業が必要となる。

【０００９】本発明の目的は、原子力発電所等で保管さ
れている放射性廃棄物固化体を貯蔵センターへ搬出して
保管することのできる放射性廃棄物固化体を容易にかつ
所定の基準を満たして得ることができる放射性廃棄物固
化体の固型化容器の交換方法及び装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明では、損傷を受けたドラム缶を縦方向に切断す
ることにより固化物をドラム缶から分離し、分離した固
化物はひとまわり大きい新たなドラム缶に再充填する。

【００１１】また、本発明では、固型化容器を交換する
装置を、固型化容器が交換される放射性廃棄物固化体を
横置きで保持する手段と、既存のドラム缶を切除する手
段と、ドラム缶が切除された固化体のドラム缶内部の放
射性廃棄物の固化物を横方向にスライドさせて新たなド
ラム缶に再充填する手段より構成するものである。

【００１２】

【作用】前述の通り、放射性廃棄物固化体の固型化容器
は、埋設時の積み上げ強度に耐える必要があり、これを
埋設時に何等か方法で証明する必要がある。固型化容器
であるドラム缶の損傷状況は、各種各様の形態が予想さ
れ、その損傷状況を正確に把握して強度評価することは
、既に内部に放射性廃棄物が固型化処理されていること
を勘案すると現実的に困難である。このため、損傷した
ドラム缶を個々に補修して、補修後のドラム缶の強度を
評価して所定の強度を確認することは合理的とは言えな
い。

【００１３】又、ドラム缶のハンドリングは、ドラム缶
毎ないしは８本入りコンテナ毎にハンドリングすること
で発電所内及び貯蔵センターで設備計画がされており、
４本充填角形容器を使用する場合には、これらの設備と
の整合性の観点から合理的とは言えず、またあわせて関
連法令の整備が必要となる等問題がある。

【００１４】これに対し、ドラム缶を所定の規格・条件
を満たした新しいものと交換することができれば、上記
のような問題点を容易に解決することができる。即ち、
損傷したドラム缶については、新しい新規のドラム缶に
入れ替えることが後処理（搬送・処分対応）上有利であ
る。

【００１５】しかし、ドラム缶の中には固型化された放
射性廃棄物が内包されており、さらにドラム缶には輪帯
と呼ばれるふくらみ部があり、同一径のドラム缶に固型
化された廃棄物（固化物）をそのまま再度充填すること
は困難である。また、損傷したドラム缶から固化物のみ
を取り出すのも、ドラム缶には輪帯と呼ばれるふくらみ
部が障害となる。

【００１６】そこで、まず、損傷したドラム缶から内部
の固化物を取り出す場合には、損傷したドラム缶を縦方
向に切断する。セメントは硬化する時に若干収縮するの
でドラム缶の鋼板とは接着は緩い為、ドラム缶を縦方向
に切断することにより、固化体から容易に分離すること
ができる。この時に、横方向に（輪状に）切断すると輪
帯と呼ばれるふくらみ部が干渉してドラム缶を外すこと
ができないので、縦方向の切断が必須である。このよう
に、輪帯と呼ばれるふくらみ部の干渉を回避するために
ドラム缶を縦方向に切断することにより、容易に損傷ド
ラム缶を切除することができる。

【００１７】一方、再充填するドラム缶の直径は、固化
物の輪帯と呼ばれるふくらみ部の直径より大きな直径の
ドラム缶を用いれば、固化物をそのままの状態でドラム
缶に再充填することができる。しかし、ドラム缶の直径
を大きくすることは、ドラム缶のＪＩＳ規格から大幅に
逸脱すること及び、既に８本入りコンテナが設計されて
おり、このコンテナに適合する必要がある。このため、
再充填のドラム缶の直径は既設計のコンテナを使用する
場合には、コンテナ側で許容できる寸法以内に押さえる
必要がある。コンテナ側で許容できる寸法以内に押さえ
る場合に、固化体の輪帯部の直径よりドラム缶の直径が
小さくせざるを得ない場合には、固化物の輪帯部のふく
らみ部を干渉しない程度まで削る必要がある。

【００１８】この様にして、新しいドラム缶に再充填し
た後に、固化物とドラム缶壁との間に間隙部が生じるの
で、固化物を容器内に一体化させるために、固型化材料
をこの間隙部に注入（ポストフィリング）する必要があ
る。これにより、固化物と新しい直径の若干大きいドラ
ム缶は、一体化し他の固化体と同様に取り扱うことがで
きる。

【００１９】なお、この様な、ドラム缶の取り替え作業
は放射性物質の飛散の可能性があるので、飛散防止を施
した環境で実施する必要があり、設備的には、設備の小
型化を図る必要がある。

【００２０】

【実施例】具体的な、ドラム缶の交換方法のプロセスを
図１，図２に示す。交換対象のドラム缶の切断は、放射
性廃棄物固化物よりドラム缶を分離し易い様に切断する
必要がある。具体的には、図１のようにドラム缶２の側
板と底板を分離せずに縦方向に切断することにより、容
易に切断ドラム缶２を放射性廃棄物固化物１より分離す
る事ができる。この時に、ドラム缶２を細かく小さく分
割（切断）した方が切断後のドラム缶２を剥がし易いが
、切断線の長さが長くなり、切断作業時間が掛かる。 また、分割数が少ないと切断後のドラム缶２が固化物１
より剥がれ難くなる傾向があり、３〜６分割切断が合理
的である。このようにして、分離した固化物１を新しい
ドラム缶３に再充填し、ドラム缶３と固化物１との間に
ポストフィリング装置４から固型化材料を充填（ポスト
フィリング）して一体化に処理する。また、ここで再充
填の状況ないしは埋設処理の条件に応じて、ポストフィ
リングを省くこともできる。また、ポストフィリング用
の固型化材料としては、放射性廃棄物の固型化材料とし
て用いられるものであれば良く、セメントやプラスチッ
クなどが用いられる。

【００２１】また、切断方法としては、図２に示すよう
に、ドラム缶２の底部を円筒状に径方向に切断して分離
し、更に上面（天蓋）部を同様に切断・分離した後に、
ドラム缶２の側板を軸（縦）方向に切断する方法もある
。この場合には、底板を一体で固化物より分離するため
、切断後の分離性に若干劣るが、切断線はドラム缶２の
側面に集中でき切断設備の簡素化を図る事ができる。 この際にも、ドラム缶２の分割数が多い方が切断後のド
ラム缶２をはがし易くなるが、作業時間が掛かる。ドラ
ム缶２の蓋を事前に開缶しておくことにより、上面部の
径方向の切断を省略することができる。このように、ド
ラム缶２をはがす場合には輪帯部の凸部を軸方向に切断
することが必須条件となる。これは、輪帯部が膨らんで
いるためにドラム缶２を径方向のみに切断したのでは、
固化物１からドラム缶２を剥すことができないためであ
る。これに対し、底板は平面状態であり、ドラム缶２を
剥す際の障壁となる凹凸部が無いので、図１のように底
板を切断しても、図２のように底板を切断しなくても固
化物１からドラム缶２の底板部を剥すことができる。な
お、ドラム缶カッターとしては、ドラム缶の板厚が約２
ｍｍ程度であることより、回転切歯式の機械式切断機や
プラズマアーク等の溶融切断機等を用いることができる
。

【００２２】具体的なドラム缶切断装置を図３に示す。 固化体のドラム缶を切断して剥す場合に、固化体は横方
向に設置した方が作業性が優れる。これは、縦方向に固
化体を設置してドラム缶を切断する場合には固化体の底
面（ないしは上面）を支持して保持することとなるが、
この時には側面へのアクセス（切断カッタのアクセス）
は良好であるが、固化体を支持している底面（ないしは
上面）へのアクセス性に劣ると共に、切断後の底板を剥
す際にも作業が複雑になり設備としても複雑な設備にな
ってしまう。さらに、ドラム缶を剥した後の固化物のハ
ンドリング及び新ドラム缶への再充填においても、固化
物を持ち上げて新ドラム缶に充填することとなり、新た
に上方からのハンドリング設備、ドラム缶充填装置が必
要となる。一方、これに対して、固化体を横方向で設置
する場合には固化体を容易に径方向に回転させることが
でき、固化体の側面，上面，下面への良好なアクセス性
を確保することができる。更に、切断後の固化物のハン
ドリングにおいても固化物を横方向に移送し、横向きに
した再充填用の新ドラム缶へそのまま挿入することによ
り容易に再充填操作をすることができる。このようにし
て、横方向から固化物を挿入して充填した新ドラム缶を
縦方向に立てることにより、固化物をドラム缶の底部ま
で容易に挿入することができる。

【００２３】図３の内容について詳細に説明する。横方
向に設置された固化体（ドラム缶）は、固化体横行車輪
７ないしは固化体回転車輪８で支持して、固化体を横行
・回転させる。固化体横行車輪７及び固化体回転車輪８
は装置架台９に保持されている。装置に設置された固化
体を、固化体横行車輪７で支持して固化体を所定の位置
に移動する。次いで、固化体横行車輪７を下げて、固化
体回転車輪８で支持して固化体を回転させて所定の位置
に設定する。位置が決まったら、必要に応じてストッパ
を掛けて（図示せず）固化体が移動・回転しないように
し、ドラム缶切断カッター５をドラム缶２に近接移動さ
せて、ドラム缶２の側面にそってガイドレール６上を移
動させてドラム缶２の側板を切断する。次いで、縦方向
ドラム缶カッター５ａによりドラム缶の底板及び天蓋を
切断する。即ち、縦方向ドラム缶カッター５ａをドラム
缶２の底板及び天蓋に近接移動させて、ドラム缶２の底
板及び天蓋を切断する。このようにして切断したドラム
缶は、固化体を回転させながら分離つめ９ａにて引っ掛
けて剥して分離する。ドラム缶を剥した、固化物は横方
向に送って排出する。また、上方からアクセスして上方
へ排出することもできる。図３では、側面のドラム缶カ
ッター５は４つであるが、カッターの数はドラム缶を何
分割するかにより数を決めれば良い。また、カッターを
１つとし固化体を回転させて切断箇所を移動させて切断
する方法もある。この場合には、設備は簡素になるが処
理時間が長くなるので、制約条件に合わせて適切な方式
を選定すれば良い。

【００２４】切断装置の他の実施例を図４に示す。この
図は、固化体のドラム缶を切断する際に、ドラム缶カッ
ター５を固定とし固化体側を移動させる方式である。横
方向に設置された固化体（ドラム缶）は、固化体横行車
輪７ないしは固化体回転車輪８で支持して、固化体を横
行・回転させる。切断装置に設置された固化体を、固化
体回転車輪８を引き込ませて固化体横行車輪７で支持し
て固化体を所定の位置に移動する。次いで、固化体横行
車輪７を下げて、固化体回転車輪８で支持して固化体を
回転させて所定の位置に設定する。本方式の場合には固
化体をストッパーで固定せず、固化体を移動しながらド
ラム缶を切断するため、固化体の横行時にはドラム缶カ
ッターに抗して移動させる必要があるため所定の移動力
が必要である。固化体の重量が所定以上であれば、固化
体の自重による摩擦力により十分な移動力を固化体横行
車輪７にて付与できるが、固化体重量が軽い場合には、
押さえ車輪１０を設けて十分な移動力を確保する必要が
ある。このようにして、ドラム缶を横方向に水平移動さ
せてカッター５によりドラム缶側板を切断する。一方、
ドラム缶の径方向の切断はカッター５ｂを用いてドラム
缶を回転させながらドラム缶の切断を行い図２のような
切断を行うことができる。

【００２５】ドラム缶切除（切断）装置への固化体の供
給及び排出方法を図５，図６にて具体的に説明する。図
５は、固化体をドラム缶転倒装置１１により横向きに転
倒し切除装置１２のドラム缶搬入口１３より装置内に搬
入する。ドラム缶の切断時には放射性物質の飛散の可能
性が有るため、切除装置全体をケーシングで覆う必要が
有る。この場合に、飛散防止の観点からは、固化体の供
給・排出時にいかに気密性を確保して飛散を防止するか
が重要である。ドラム缶切除装置１２は、系内を弱負圧
に維持して放射性物質の系外飛散を防止する機能を有し
ている（図示せず）。固化体の供給時には、ドラム缶よ
り若干大きい開口部を有するドラム缶搬入口より行うが
、この場合には開口部と固化体の間隙より外気が装置内
に吸い込まれ、放射性物質の飛散は防止される。ドラム
缶の切除終了後の固化物を切除装置１２から搬出する場
合には、固化物の表面に放射性物質の粉塵が付着してい
るため、固化物を容器内に封入した後に搬出する必要が
有る。また、切除装置１２内にて固化物を容器に封入す
ると封入した容器の表面に放射性物質の付着の可能性が
あり、装置外へ出す際に容器表面の汚染検査が必要とな
り、作業性に劣る。このため、固化物搬出口１４を固化
物が通過できる寸法とし、搬出口１４の外側に再充填容
器（新ドラム缶）を密着させて接続する。このように、
切除装置の出口１４と再充填容器の口を密着させて固化
物を再充填容器内に移動させることにより、再充填容器
表面の汚染を防止でき、作業性を大幅に向上できる。固
化物を再充填容器に移した後に、容器をドラム缶正立装
置１５により立てることによって、固化物を容器の底部
まで充填することができる。この後に、必要に応じてポ
ストフィリングを行い次いで、容器のキャッピングを行
う。また、必要に応じてキャッピング完了するまで作業
系内を弱負圧に維持して放射性物質の飛散防止を行う。 図６は固化体の供給をクレーン等（図示せず）を用いて
ドラム缶切除（切断）装置１２の上方から供給する場合
の例である。この場合には、装置の上面にドラム缶搬入
口１３を設けてここより固化体を搬入する。

【００２６】取り出した固化物と新たなドラム缶の大き
さとの関係を図７に示す。交換対象のドラム缶を切除し
た固化物を再充填容器に挿入する場合にドラム缶の形状
に基づく問題点が発生する場合が有る。通常、ドラム缶
側面には輪帯と称する膨らみ部が有るが、これはドラム
缶の強度の向上等の目的で設けられている物である。そ
して、交換対象のドラム缶を切除した固化物にもこの形
状に倣った膨らみ部が存在する。再充填容器の寸法が十
分大きく、Ｄ４＞Ｄ３であれば何等問題無いが、Ｄ４＜
Ｄ３，Ｄ４≧Ｄ１の場合にはこの膨らみ部を切除する必
要が有る。これは、再充填容器も既存のドラム缶ハンド
リング設備（パレット，コンテナ，フォークリフト治具
等）を用いる事を勘案すると、再充填容器の直径を大幅
に大きくする事はできない。既存のドラム缶ハンドリン
グ設備が適用できなくなると、新たな設備投資が必要と
なり、コストアップとなるため、再充填容器の直径寸法
には制約が有る。このため、場合によっては固化物１の
膨らみ部の一部１７を削って切除する必要が有る。例え
ば、ＪＩＳ規格のドラム缶の内径は５６７ｍｍであるが
、再充填容器の寸法は既存のドラム缶ハンドリング設備
を使用することを考えると、ＪＩＳ規格寸法（内径）＋
約〜２０ｍｍ程度に押さえた方が良い。一方、ＪＩＳ規
格のドラム缶の輪帯高さは約１０ｍｍ程度であるため、
再充填のクリアランスを考慮すると、固化物の輪帯を少
なくとも５ｍｍ程度削れば容易に固化物を再充填容器３
に入れることができる。これにより、既存のドラム缶ハ
ンドリング設備を適用できる再充填容器の使用が可能と
なる。

【００２７】図８に固化物の膨らみ部の切除装置の概要
を示す。交換対象のドラム缶を切除した固化物を回転さ
せながら、切除装置１８を用いて所定の寸法まで固化物
の膨らみ部を切除する。この固化物の膨らみ部の切除作
業は、固化物の回転動作などがドラム缶切除時の動作と
類似しており、ドラム缶の切除作業に引き続いて同一装
置にて行うのが合理的であり、ドラム缶切除装置１２内
でドラム缶の切除及び固化物の膨らみ部の切除を行う。

【００２８】図９に、交換対象ドラム缶の交換作業の一
連の流れを示す。まず、対象固化体（ドラム缶）を転倒
し横方向からないしは吊上げて上方からドラム缶切除装
置に搬入する（１９）。ついで、交換対象のドラム缶を
切除し（２０）、更に必要に応じて固化物の膨らみ部（
輪帯部）を再充填容器の寸法に合わせて切除する（２１
）。この後に、固化物を再充填容器（新ドラム缶）に充
填し（２２）、固化物と再充填容器との間隙が大きいな
どの場合には、ポストフィリングを行い（２３）、固化
物と容器との一体化を図り、最後にキャッピングをして
一連の作業を完了する。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、原子力発電所等で保管
されている放射性廃棄物固化体を貯蔵センターへ搬出し
て保管することのできるの放射性廃棄物固化体を容易に
かつ所定の基準を満たして得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるドラム缶の交換方法
のプロセスを示す図である。

【図２】本発明の他の実施例におけるドラム缶の交換方
法のプロセスを示す図である。

【図３】本発明に用いられるドラム缶切断装置を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】本発明に用いられる他のドラム缶切断装置を示
し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図５】ドラム缶切除（切断）装置への固化体の供給及
び排出方法を示す図である。

【図６】ドラム缶切除（切断）装置への固化体の他の供
給及び排出方法を示す図である。

【図７】取り出した固化物と新たなドラム缶の大きさと
の関係を示す図である。

【図８】固化物の膨らみ部の切除装置の概要を示す図で
ある。

【図９】交換対象ドラム缶の交換作業の一連の流れを示
すフロー図である。

【符号の説明】

１…放射性廃棄物固化物、２…交換対象ドラム缶、３…
新ドラム缶、４…ポストフィリング装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子力発電所等から発生する放射性廃棄物
   を固型化容器であるドラム缶内に固型化した放射性廃棄
   物固化体の固型化容器を交換する方法であって、既存の
   前記ドラム缶を切除し、前記放射性廃棄物の固化物を取
   り出し、該取り出した固化物を前記ドラム缶よりもひと
   まわり大きい新たなドラム缶に再充填することを特徴と
   する放射性廃棄物固化体の固型化容器の交換方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の放射性廃棄物固化体の固
   型化容器の交換方法において、前記ドラム缶に再充填し
   た後にポストフィリングを行い、前記ドラム缶と前記固
   化物とを一体化することを特徴とする放射性廃棄物固化
   体の固型化容器の交換方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の放射性廃棄物固化体の固
   型化容器の交換方法において、既存の前記ドラム缶を切
   除する際に、ドラム缶の鋼板を縦方向に切断することに
   よりドラム缶を切除することを特徴とする放射性廃棄物
   固化体の固型化容器の交換方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載の放射性廃棄物固化体の固
   型化容器の交換方法において、前記ドラム缶の鋼板を縦
   方向に切除する範囲を、ドラム缶の輪帯部を必ず含むよ
   うにしたことを特徴とする放射性廃棄物固化体の固型化
   容器の交換方法。
5. 【請求項５】原子力発電所等から発生する放射性廃棄物
   を固型化容器であるドラム缶内に固型化した放射性廃棄
   物固化体の固型化容器を交換する装置であって、前記固
   型化容器が交換される放射性廃棄物固化体を横置きで保
   持する手段と、既存の前記ドラム缶を切除する手段と、
   ドラム缶が切除された固化体のドラム缶内部の放射性廃
   棄物の固化物を横方向にスライドさせて新たなドラム缶
   に再充填する手段とを有することを特徴とする放射性廃
   棄物固化体の固型化容器の交換装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の放射性廃棄物固化体の固
   型化容器の交換装置において、前記固化体を横置きで保
   持する手段は、既存のドラム缶を切除する際に前記固化
   体を回転並びに横方向に移動させる手段を有することを
   特徴とする放射性廃棄物固化体の固型化容器の交換装置
   。
7. 【請求項７】請求項５に記載の放射性廃棄物固化体の固
   型化容器の交換装置において、前記固化体を横置きで保
   持する手段は、既存のドラム缶を切除する際に固化体を
   回転させる手段を有し、前記ドラム缶を切除する手段は
   、既存のドラム缶を切除する際に切断治具を横方向に移
   動させる手段を有することを特徴とする放射性廃棄物固
   化体の固型化容器の交換装置。