JPH0631861B2 - 放射性固体廃棄物の切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、放射性固体廃棄物の切断装置に係り、特に使
用済チャンネルボックス（以下（ＦＣＢと称す）及び使
用すむ制御棒（以下、ＣＲと称す）を切断するに好適な
放射性固体廃棄物の切断装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来原子炉から発生するＦＣＢ及びＣＲ等の高放射性固
体廃棄物は、これまで原子力発電所の使用済燃料貯蔵プ
ール或いは高放射性固体廃棄物貯蔵プールに原形のまま
貯蔵されている。しかしＦＣＢは矩形断面の長尺の箱で
あり、またＣＲは、十字形をしているため貯蔵の際の貯
蔵密度が小さく、貯蔵スペースが非常に大きくなるとい
う問題があつた。従つてＦＣＢ及びＣＲを貯蔵に適した
形状たとえば平板状に切断することにより貯蔵効率を向
上させることが必要となつている。この要求に応えるも
のとして、既にＦＣＢの切断装置が開発されている。し
かしながら、これらのものはパンチング或いはロータリ
カツタによる剪断などによるものであり、ＦＣＢ切断に
時間がかかり、ＣＲの切断ができないという欠点があつ
た。また特願昭58−60814号で高放射性固体廃棄物の切
断方法及び装置が出願されていて、これは概念要領及び
概念構造であり、操作性，メインテナンスあるいは切断
性能についての配慮がなかつた。

本発明は、実用化に際し操作性，メインテナンス性を十
分確認具体化したものであつたが、更に、減容能力及
び、切断性能の改善を図るもので、特に、ＦＣＢ／ＣＲ
切断減容後の切断二片の取扱性及び切断特性を向上させ
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、チャンネルボックスの切断による変形
を抑制で着る放射性固体廃棄物の切断装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、貯蔵プール内に設置され内部に周囲と
隔離された空間を形成する隔離部材と、前記隔離空間内
を使用済みのチャンネルボックスを乗せて上下に移動す
るカートと、前記カートを上下に移動させる昇降駆動手
段と、前記チャンネルボックスの対向するコーナ部を切
断する一対の切断用トーチと、前記カートに互いに対向
して設けられ、前記チャンネルボックスを前記カートに
載置するとき前記チャンネルボックスの外面をガイドす
る複数のガイド部材と、前記カートに取り付けられて前
記チャンネルボックスの内面に沿ってこのチャンネルボ
ックスの軸方向に伸びており、前記切断用トーチによる
前記チャンネルボックスの軸方向切断時に前記チャンネ
ルボックスの切断部分の内側への変形を抑制するサポー
ト機構とを備えたことにある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例により詳細に説明する。第１図は本
発明の全体概要を示す鳥瞰図、第２図は装置本体の正面
図、第３図は第２図の側面図、第４図は第２図の平面図
を示している。

図により、切断装置本体１は、貯蔵プール２内に水中設
置される。切断装置本体１は、本体フレーム３、上部架
台４、ワイヤー送給装置５、切断用トーチ部６、昇降駆
動部７、カート８、ドロス回収装置９、浮遊物回収装置
１０、ガス回収装置１１、操作盤１２及び制御盤１３等
で構成される。切断対象物（以下ワークとする）１４の
ＦＣＢ或いはＣＲの縦方向の切断は、ＦＣＢは２台のト
ーチで両隅同時に、ＣＲは１台のトーチで十字形の交差
部を溶断することによりそれぞれＬ字形に切断減溶す
る。

ワーク１４はカート８に搭載され、上部架台４内の昇降
駆動部７により、ボールネジ１５を回転駆動させ、ネジ
−ナツト機構で昇降される。ワーク１４と、上部架台４
に固定懸架された切断用トーチ部６との間でアークを発
生させ「消耗電極式アーク切断法」の応用技術により切
断する。

第１図〜第４図により切断装置の構成機器について説明
する。ワーク１４は、本体フレーム３の隔壁１６によつ
て貯蔵プール２と隔離されるように隔壁１６内のカート
８に装着する。ワイヤー送給装置５及び切断用トーチ部
６が上部架台４に着座して、ワーク１４とトーチ１７が
所定の間隔を保つてセツトされる。この時ワイヤニツパ
１８によりトーチ１７から突出ているワイヤーの全長が
常に一定の長さに切断して、アークが安定して発生する
ようにしている。浮遊物回収装置１０、ガス回収装置１
１を運転して切断中に発生する浮遊ドロスは循環過し
て回収し、ガスはエアで希釈してダクトを介して大気に
放出するように構成する。固形落下ドロスは、本体フレ
ーム３下部に設けられたドロス回収装置９の回収容器１
９内に落下させて回収処理する。

操作盤１２及び制御盤１３により遠隔でカート８を下降
させると同時に、切断用トーチ部６に所定の電流，電圧
が印加されて、ワイヤー送給装置５で消耗ワイヤが送り
出され、消耗ワイヤ極とワーク１４極間でアークが
発生する。アーク熱により消耗ワイヤとワーク１４を溶
融させて後、ノズル２０から高圧ジエツト水を噴射させ
て溶融金属を吹き飛ばして切断する。

第５図から第７図にＦＣＢ２１及びＣＲ２２の切断状態
を示す。第５図は、ワーク１４（ＦＣＢ）を２台のトー
チで切断する概要を示している。この位置からカート８
を下降させて、ワーク１４全長ストロークさせて、ＦＣ
Ｂ２１は図６に如くＬ形２片に、又ＣＲ２２も図７に示
すようにＬ形２片に切断減容して、貯蔵効率の向上を図
る。尚、図ではＦＣＢ切断時は２台のトーチで、ＣＲは
１台のトーチで切断するように示しているが、トーチ数
を増してその切断片を平板４片にも切断可能である。

図８から図１１によりカート８の構造を説明する。図１
０に示すように、１台のカート８にＦＣＢ２１，ＣＲ２
２のいずれでも装着切断可能な構造としていて、ＦＣＢ
２１は２台のトーチで、ＣＲ２２切断時は１台のトーチ
で切断する。ＦＣＢ２１及びＣＲ２２はガイド２３に沿
つて装着している。このガイド２３は、４方向からＦＣ
Ｂを、あるいは２方向からＣＲを支持することによっ
て、前記ワーク１４をカート８上に所定の位置にしかり
と固定するものである。切断時の電流をワーク１４から
カート８の下部を介してアース２４へ逃がすようにする
ため、カート８とワーク１４が接触する部分は最小点に
している。その為カート８のガイド２３は全面絶縁処理
している。これによつて、切断中ワーク１４とカート８
の接触部に生じるスパーク現象を防止し安定した切断性
能を得るように構成している。

前述したように、アークが正常に連続発生していて、ワ
ーク１４が一定速度で全長下降すればワーク１４はＬ形
２片に切断される。しかし、アースが不完全だつたり、
ワーク下面に酸化被膜が形成されている場合には、アー
クが乱れ途中でアークが切れ、切断不能になる現象があ
る。

本発明は、これらの欠点を是正する為の、カート構造を
提示するものである。図１０，１１でＦＣＢ２１は、カ
ート８内にガイド２３で支持装着され、所定位置に位置
決めされる。ＦＣＢ２１の対向する二個所の各々のコー
ナと該当するトーチ１７との間に切断用のアークを飛ば
しながらカート８を全ストローク移動させると図６に示
すＬ形２片に切断されるが、溶断時のジエツト水噴射或
いは、隔壁内の循環水流の影響などによりＦＣＢ２１の
減溶片は、図１１の二点鎖線に示すように二片が重なり
合う状態にカート内で動かされる現象がある。この為、
減溶片取扱具（図示していない）で一片一片掴み取扱う
のが困難である。そこで図１１に示すように、カート８
の下部からサポート２５を立上げ、ＦＣＢ２１の減溶片
が図の矢印方向及び左右に移動することを防止する構造
とした。サポート２５は、ＦＣＢ２１と接触してスパー
ク現象が生じ、アークの乱れのないように全面電気的な
絶縁処理が施されている。

ガイド２３及びサポート２５が電気的に絶縁されている
ので、ガイド２３及びサポート２５がＦＣＢ２１と接触
してもトーチ１７とガイド２３との間及びトーチ１７と
サポート２５との間でスパークせず、安定な切断用のア
ークが得られる。

ＦＣＢ２１には、原子炉炉心内での燃料の燃焼により、
Ｚｒ４の表面に酸化膜（Ｚｒ４−０２）が形成される。
この酸化膜のためカート８とＦＣＢ２１とが着座接触に
よつても導通が無く、ＦＣＢ２１とトーチ１７間にアー
クの発生が阻害、或いは不安定になつている。この酸化
膜を除去するべく、ＦＣＢ２１をカート８に装着する
前、水中遠隔でヤスリ、或いはグラインダーでＦＣＢ下
面を研磨している。しかしこの研磨作業に手間がかか
り、減容能力の面から問題があつた。本発明では図１１
に示すように、ＦＣＢ２１の着座面２７を鋭角に形成
し、ＦＣＢ２１装着時所定の高さから自重落下させるこ
とにより、ＦＣＢ下面の酸化膜を破壊するように構成す
るものである。酸化膜が破壊されれば、ＦＣＢ下面とカ
ート８は導電し、ワークとトーチ間に安定したアークが
得られ良好な切断が可能となる。又、ＦＣＢ２１着座面
を凸形にしたことにより、ＦＣＢに付着しているソフト
クラツド、切断ドロス及びワイヤ破片などが堆積するこ
とが無くなり、ワークの着座位置が安定すると共に、電
気的絶縁不良の発生を防止している。

前述したようにＦＣＢ２１とカート８は常に導電状態に
あつて、カート８からアース２４へ溶断時の電流が流れ
ることにより安定したアークが得られる。しかしＦＣＢ
２１はカート下部に自重でガイドに沿つて立掛構造のた
め、ジエツト水噴射他によりガイド２３内で多少の移動
がある。これによりアースが不安定となることが予想さ
れる。本発明では図１１に示すようにＦＣＢ着座面に金
具２６を設けた。金具２６は高電気伝導度の材質であ
り、ＦＣＢ下面と常に接触するようにバネ力を持たせ、
ＦＣＢの移動に追従させる。この金具により、ＦＣＢ２
１のカート内での動きを少くすると共に、溶断時のジエ
ツト水噴射によりＦＣＢ２１の振動などが生じても、カ
ートとワークのアース点が離れない構造とした。これに
より安定したアークが得られ切断性の向上が図れ、切断
作業時間が約２／３に短縮できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＦＣＢがガイド部材とサポート機構と
の間に挟まれた状態でカート内に位置するので、トーチ
による切断時にＦＣＢの切断部分の加熱による反り等の
変形を抑制できる。このため、切断された一片一片の取
扱いが容易に行え、減容作業の作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体概要を示す鳥瞰図、第２図は切断
装置本体の正面図、第３図は第２図のＡ−Ａから見た側
面図、第４図は第２図の平面図、第５図は切断用トーチ
部の概要図、第６図はＦＣＢの切断要領図、第７図はＣ
Ｒの切断要領図、第８図はカート部の全体概要図、第９
図はカート上部の詳細図、第１０図は第９図のＡ−Ａか
ら切断した平断面図、第１１図はＦＣＢの着座部のみを
取出した詳細図である。 １……切断装置本体、２……貯蔵プール、３……本体フ
レーム、４……上部架台、５……ワイヤー送給装置、６
……切断用トーチ、７……昇降駆動部、８……カート、
９……ドロス回収装置、１０……浮遊物回収装置、１１
……ガス回収装置、１２……操作盤、１３……制御盤、
１４……ワーク、１５……ボールネジ、１６……隔壁、
１７……トーチ、１８……ワイヤニッパ、１９……回収
容器、２０……ノズル、２１……ＦＣＢ、２２……Ｃ
Ｒ、２３……ガイド、２４……アース、２５……サポー
ト、２６……金具、２７……着座面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 弘行 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 大高 健一 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 昭60−397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−187298（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貯蔵プール内に設置され内部に周囲と隔離
   された空間を形成する隔離部材と、前記隔離空間内を使
   用済みのチャンネルボックスを乗せて上下に移動するカ
   ートと、前記カートを上下に移動させる昇降駆動手段
   と、前記チャンネルボックスの対向するコーナ部を切断
   する一対の切断用トーチと、前記カートに互いに対向し
   て設けられ、前記チャンネルボックスを前記カートに載
   置するとき前記チャンネルボックスの外面をガイドする
   複数のガイド部材と、前記カートに取り付けられて前記
   チャンネルボックスの内面に沿ってこのチャンネルボッ
   クスの軸方向に伸びており、前記切断用トーチによる前
   記チャンネルボックスの軸方向切断時に前記チャンネル
   ボックスの切断部分の内側への変形を抑制するサボート
   機構とを備えたことを特徴とする放射性固体廃棄物の切
   断装置。
2. 【請求項２】前記切断用トーチがアークを利用する切断
   用トーチであり、前記ガイド部材及び前記サポート機構
   が電気的に絶縁されている特許請求の範囲第１項記載の
   放射性固体廃棄物の切断装置。
3. 【請求項３】前記カートは、前記チャンネルボックスの
   着座面が凸形構造になっている特許請求の範囲第１項記
   載の放射性固体廃棄物の切断装置。
4. 【請求項４】前記カートに着座している前記チャンネル
   ボックスの下端部を押圧する弾性体を、前記カートに設
   けた特許請求の範囲第１項記載の放射性固体廃棄物の切
   断装置。