JPH06148394A - 地層処分用複合容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は、地層処分用複合容器に係るもの
で、溶接部の構造の単純化、溶接部の作業性の向上を図
り、溶接部の信頼性を高めるものである。 【構成】 容器本体１及び上部容器２の外表面に配した
耐食性被覆層１１，１２と、突き合わせ溶接部３の上に
耐食性被覆層と重畳状態に焼き嵌めした耐食性被覆層と
同質材料からなる被覆材１３と、重畳箇所に形成される
隅肉溶接部１４とによって、外表面に露出する同質材料
間に隅肉溶接部１４を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地層処分用複合容器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力プラント関連施設において発生す
る高レベル放射性廃棄物( 廃液等 )は、例えばガラス固
化処理することによって、取り扱い性を向上させること
ができる。

【０００３】そして、ガラス固化物を容器に収納した状
態の固化パッケージ( キャニスタ )は、放射線汚染を防
止するために、人工的に構築した放射性廃棄物貯蔵施設
に、放射線の放出が著しく減少するまで長期間保管貯蔵
する計画の他、深地層内に収納処分して生活圏から隔離
する計画がなされている。

【０００４】この深地層処分を行なう計画では、自然の
岩石が持つ性質を利用して、放射性核種の移動拡散を抑
制することができるが、深地層中の岩石の状態が完全に
把握できないことを踏まえて、放射性核種の漏出を人為
的な工作物を用いて抑制することが実用的であると考え
られている。また、該計画では、固化体としてホウケイ
酸ガラスを用いること、収納容器としてステンレス系合
金を用いて固化パッケージ( キャニスタ )とすることが
有力であるとされている。

【０００５】さらに、放射性廃棄物を閉じ込めた固化パ
ッケージは、岩盤( 母岩 )を掘削して処分孔を明けてお
いて、該処分孔の底部にベントナイトからなる緩衝材を
適量敷き、その上に炭素鋼等の適宜金属材からなるオー
バーパック（容器）でキャニスタを密閉した状態で載置
して、さらに、オーバーパックの回りに緩衝材を充填し
て緩衝層を形成した後、蓋でその上を覆う処分が実施さ
れる。

【０００６】このような処分を行なうと、岩盤から浸水
現象が生じた場合に、緩衝材の一部が膨潤して緩衝層の
内圧が高まることにより、水の侵入を妨げて密封性を確
保することに加えて、放射性廃棄物がオーバーパック、
キャニスタ及びガラス層で多重に覆われることによっ
て、地層処分時の安全度を高めることができる。

【０００７】図６は、地層処分用容器の従来例を示すも
のである。図６において、符号１は容器本体、２は上部
容器（蓋）、３・４は突き合わせ溶接部、５は耐食性溶
接部、６は巻き付け材、７・８はシール溶接部、９は長
手溶接部、１０は中空部、Ｐはキャニスタ（ガラス固化
物を容器に収納した状態の固化パッケージ）である。

【０００８】かかる地層処分用容器は、容器本体１と上
部容器２との部分について、キャニスタＰの装填前に準
備がなされる。容器本体１の部分は、炭素鋼や低合金鋼
によって形成される円筒状をなす容器壁１ａ及び円盤状
をなす容器壁１ｂと、これら容器壁１ａ・１ｂの上にク
ラッド溶接法等によって形成されるチタン合金被覆等か
らなる耐食性被覆１ｃと、両容器壁１ａ・１ｂの間に形
成される突き合わせ溶接部４と、該溶接部４及び容器壁
１ａ・１ｂの回りに巻き付けられシール溶接部７・８に
よって耐食性被覆１ｃに接合されるとともにチタン合金
等からなる巻き付け板材６と、巻き付け板材６の突き合
わせ部に形成される長手溶接部９とによって構成され
る。上部容器２の部分は、炭素鋼や低合金鋼によって下
部に中空部１０の一部を形成してなる円盤状をなす容器
壁２ａと、容器壁２ａの上にクラッド溶接法等によって
形成されるチタン合金被覆等からなる耐食性被覆２ｂ
と、容器壁２ａの回りに巻き付けられシール溶接部８に
よって耐食性被覆２ｂに接合されるとともにチタン合金
からなる巻き付け板材６とによって構成される。

【０００９】キャニスタＰを容器本体１の中空部１０に
装填した状態で上部容器２を被せ、突き合わせ溶接部３
を形成することによってキャニスタＰを密封するととも
に、突き合わせ溶接部３の上にチタン合金溶接材料等に
よって耐食性溶接部５を形成し、そして、容器本体１及
び上部容器２の厚さを例えば２５０ｍｍ程度に設定して
おくことにより、腐食等に対する良好な密封性が得られ
るようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、耐食性溶接部
５、シール溶接部７・８や長手溶接部９の部分は、例え
ば炭素鋼の上にチタン合金を溶接したいわゆる異種金属
溶接となるため、質的要求を満足させることが困難なも
のとなり易い。つまり、溶接によってＴｉ−Ｃ及び金属
間化合物等が生じて各溶接部が脆くなる傾向が考えられ
る。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、溶接部の構造の単純化を図ること、溶接部の作業
性の向上を図ること、異種金属溶接箇所をなくすことを
を目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明に係る地層処分用複合容器にあっては、容器
本体及び上部容器の内部を容器壁に形成した突き合わせ
溶接部によって密封してなる地層処分用容器において、
容器本体及び上部容器の外表面に耐食性被覆層が配さ
れ、突き合わせ溶接部の上に耐食性被覆層と重畳状態に
かつ耐食性被覆層と同質材料からなる被覆材が焼き嵌め
され、耐食性被覆層と被覆材との重畳箇所に隅肉溶接部
が形成される構成を採用している。

【００１３】

【作用】突き合わせ溶接部の上に耐食性被覆層と重畳状
態に被覆材を焼き嵌めすると、外表面に露出する部分が
同質の耐食性材料になり、隅肉溶接部は同質材料間の溶
接によって形成され、溶接性や強度が向上するととも
に、異種金属の金属間化合物の発生が防止される。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明に係る地層処分用複合容器の
一実施例を示し、そして、図２ないし図４は、地層処分
用複合容器の製造工程及び密封作業工程を示している。
これらの各図において、符号１１は耐食性被覆層（下部
耐食性ケーシング）、１２は耐食性被覆層（上部耐食性
ケーシング）、１３は被覆材（係合リング）、１４は隅
肉溶接部である。

【００１５】かかる地層処分用複合容器について、図２
ないし図４に基づいて、その製造工程及び密封作業とと
もに説明する。図２では、対をなす容器本体１及び上部
容器２のうち、上部容器２のみを代表して示している。

【００１６】上部容器２は、適宜低炭素鋼材を鋳造、鍛
造あるいは切削加工や溶接すること等によって一体化し
た状態に形成される容器壁２ａと、チタン合金材等の耐
食性材料を成形加工する等によって図２の鎖線で示すよ
うに容器壁２ａの外面に内面形状が合わせて形成される
耐食性被覆層（上部耐食性ケーシング）１２とを一体化
状態に組み合わせてなるものである。容器壁２ａと別個
に、図２の鎖線で示すように作製しておいた上部耐食性
ケーシング１２を加熱し、熱膨張させた状態で図２の矢
印で示すように容器壁２ａに被せ、その後の冷却によっ
て上部耐食性ケーシング１２を容器壁２ａに焼き嵌めし
て一体化状態として、上部容器２を作製する。

【００１７】そして、容器本体１は、上部容器２と同様
に、適宜低炭素鋼材を鋳造、鍛造あるいは切削加工や溶
接すること等によって中空部１０を形成してなる容器壁
１ｄと、容器壁１ｄの外面に内面形状が合わせて形成さ
れる耐食性被覆層（上部耐食性ケーシング）１１とを一
体化状態に組み合わせてなるものである。

【００１８】キャニスタＰを容器本体１の中空部１０に
装填するとともに上部容器２を被せて、図６で説明した
従来技術例に準じて突き合わせ溶接部３を形成し、キャ
ニスタＰを密封することによって、図３に示す状態とす
る。該図３にあっては、突き合わせ溶接部３の近傍の容
器壁１ｄ及び容器壁２ａの表面が一部だけ露出した状態
とされている。

【００１９】次いで、容器壁１ｄ・２ａ、突き合わせ溶
接部３及びその近傍の両耐食性ケーシング１１・１２の
外面に内面形状と寸法とを合わせ、かつ、チタン合金材
料によって別個に作製しておいた被覆材（係合リング）
１３を加熱し、熱膨張させた状態で図４の矢印で示すよ
うに容器本体１、上部容器２及び突き合わせ溶接部３に
被せ、その後の冷却によって係合リング１３を突き合わ
せ溶接部３の上に焼き嵌めして一体化状態とする。この
焼き嵌めによって、両耐食性ケーシング１１・１２の一
部と係合リング１３の一部とが重畳した状態となる。こ
のような重畳箇所に着目すると、露出している部分が、
同質の耐食性材料であるチタン合金材等となる（図１参
照）。

【００２０】両耐食性ケーシング１１・１２と係合リン
グ１３との重畳箇所に、隅肉溶接部１４を形成して図１
に示した状態とする。この場合の隅肉溶接部１４は、外
表面に露出する部分が同質の耐食性材料であるため、同
質材料間の溶接によって形成され、溶接性や強度が向上
するものとなる。

【００２１】一方、図５は、本発明に係る地層処分用複
合容器の他の実施例を示すもので、係合リング１３が単
純な形状の円筒状とされている。したがって、容器壁１
ａ・２ａ、両耐食性ケーシング１１・１２及び突き合わ
せ溶接部３によって形成される外面が円筒状表面（スト
レートな表面）となるように加工され、係合リング１３
の焼き嵌め時の作業性を向上させている。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る地層
処分用複合容器によれば、容器本体及び上部容器の外表
面に耐食性被覆層が配され、突き合わせ溶接部の上に耐
食性被覆層と重畳状態にかつ耐食性被覆層と同質材料か
らなる被覆材が焼き嵌めされ、耐食性被覆層と被覆材と
の重畳箇所に隅肉溶接部が形成されるものであるから、
以下のような効果を奏する。 （１） 隅肉溶接部を形成することによって容器壁の閉
塞がなされ、溶接部構造の単純化を図ることができる。 （２） 重畳状態の部分を隅肉溶接するものであるた
め、溶接作業を効率良く実施することができる。 （３） 同質の重畳部分を溶接することにより、異種金
属を溶融させることがなく、溶接部の信頼性向上と強度
向上とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地層処分用複合容器の一実施例を
示す正断面図である。

【図２】図１の上部容器の作製工程例を示す正断面図で
ある。

【図３】図１の突き合わせ溶接部の形成後の状態を示す
正断面図である。

【図４】図１の係合リングの焼き嵌め作業の状態を示す
正断面図である。

【図５】本発明に係る地層処分用複合容器の他の実施例
を示す正断面図である。

【図６】地層処分用容器の従来例を示す正断面図であ
る。

【符号の説明】 １ 容器本体 １ｃ 耐食性被覆 １ｄ 容器壁 ２ 上部容器（蓋） ２ａ 容器壁 ２ｂ 耐食性被覆 ３ 突き合わせ溶接部 １０ 中空部 １１ 耐食性被覆層（下部耐食性ケーシング） １２ 耐食性被覆層（上部耐食性ケーシング） １３ 被覆材（係合リング） １４ 隅肉溶接部 Ｐ キャニスタ（固化パッケージ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器本体及び上部容器の内部を容器壁に
   形成した突き合わせ溶接部によって密封してなる地層処
   分用容器において、容器本体及び上部容器の外表面に耐
   食性被覆層が配され、突き合わせ溶接部の上に耐食性被
   覆層と重畳状態にかつ耐食性被覆層と同質材料からなる
   被覆材が焼き嵌めされ、耐食性被覆層と被覆材との重畳
   箇所に隅肉溶接部が形成されることを特徴とする地層処
   分用複合容器。