(57)【要約】【課題】収容される放射性廃棄物の量や種類などにかかわらず、容器内の充填材の液位を人的負担を軽減して確実に感知でき、簡易な構造で、安価な（特に、使い捨てとなる部分）液位感知装置、液位感知装置付き容器および充填材の充填システムを提供することにある。【解決手段】ドラム缶４０内に筒状体フロート体ガイド１５を設け、磁石１３を備えたフロート体１２を内挿して昇降自在に案内し、かつ充填材を流入孔１７から内部に流入させて、充填材がフロート体１２を浮上させると磁石１３がドラム缶４０の外側に着脱可能に取り付けられた磁気近接スイッチ１１を作動させ、外部出力装置３０に信号を送るようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の収容容器に収容される放射性廃棄物を固型化するために、該容器内に充填される充填材の該容器内の液位を感知する液位感知装置であって、
外部出力装置に信号を送る、前記容器の外側に着脱可能なスイッチと、
該スイッチを作動させるスイッチ作動体を備え、該スイッチ作動体を前記充填材に浮上させるフロート体と、
該フロート体を前記容器内で昇降自在に案内するフロート体ガイドと、
からなる放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置。
【請求項２】
フロート体ガイドが、フロート体を内挿し、かつ充填材を内部に流入させる流入孔を有する筒状体である請求項１に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置。
【請求項３】
スイッチが磁気近接スイッチであり、かつスイッチ作動体が磁石である請求項１または２に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置。
【請求項４】
放射性廃棄物を収容する有底筒状の収容容器と、該容器上部を塞ぐ蓋と、該容器内充填材の液位感知装置と、からなる充填材液位感知装置付き放射性廃棄物収容容器であって、
前記液位感知装置は請求項１〜３のいずれか一の請求項に記載の液位感知装置である充填材液位感知装置付き放射性廃棄物収容容器。
【請求項５】
放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置と、充填材供給装置と、からなる充填材充填システムであって、前記液位感知装置は請求項１〜３のいずれか一の請求項に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置であり、前記充填材供給装置は前記液位感知装置のスイッチが送る信号に応じて前記充填材の供給を止める充填材の充填システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収容容器内に収容された放射性廃棄物を固型化するために、収容容器に充填される充填材の収容容器内の液位を感知するための液位感知装置、その装置を備えた収容容器、およびその装置を備えた充填液の充填システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所の運転作業や点検工事などにより、使用した手袋、作業着や交換されたフィルタ、保温材、金属部品、樹脂部品など、様々な放射性廃棄物が発生する。これらの放射性廃棄物は放射能を低減させるため、所定の容器に収容され、モルタルなどで充填密閉され所定期間、厳重に保管されることになる。
【０００３】
図６に基づいて、収容容器に収容された放射性廃棄物の従来の収容方法を説明する。容器に放射性廃棄物が収容されるまでは人間が直接作業をすることができるが、収容後は放射能の影響があるので、充填作業などは隔離された専用室で行なわれ、人間が別室からカメラ監視、遠隔機械操作をする。まず、放射性廃棄物ｔは必要に応じて切断、圧縮、溶融され、所定の分別に従いドラム缶４０に収容され、蓋４１が取付けられ、その後、ドラム缶４０内に蓋４１の注入口４２から充填材（主にモルタルｍが用いられる）を充填して、放射性廃棄物ｔを固型化する。蓋４１には円滑に充填できるように空気抜き口４３が設けられ、モルタルｍは、すべての放射性廃棄物ｔを充填密閉する所定高さまでドラム缶４０内に充填されると、あふれないように充填が止められる。この充填を止めるタイミングは、収容されている放射性廃棄物ｔの放射能の影響が及ばない隔離されたモニター室から目視したり、モニター用カメラの画像で充填状況を確認しながら決定されているため、過不足なく確実に充填するには目視でモルタルｍの液位を判断しなければならず、人的負担が大きく、また、さらなる確実性が求められるものである。
【０００４】
ドラム缶４０には、形、素材、体積などが異なる放射性廃棄物ｔが、混在して収容され、また収容量も一定ではない。したがって、あらかじめ設定した充填量でモルタルｍの充填を止める充填方法は適さない。即ち、ドラム缶４０に収容されている放射性廃棄物ｔの体積が大きい場合は、モルタルｍの充填量を減らしてモルタルｍとともに、放射性廃棄物ｔがドラム缶４０の外に流出させないようにする必要がある。一方で、この流出を防ぐためにモルタルｍの充填量を少なめに設定すれば、放射性廃棄物ｔをすべて充填密閉できない可能性がある。いずれの場合も危険なため、ドラム缶４０ごとにモルタルｍの充填量を決定しなければならず、液位の感知が必要である。
【０００５】
容器内の液位感知装置としては、例えばフロート式の磁気感知スイッチによる感知装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置は耐圧・耐蝕性が求められる容器内で、この条件をクリアするための素材、形状のフロートを採用し、浮力の不足分はバネ部材で補い、フロートを容器内の液体に浮上させて容器内の液位を感知するものである。
【０００６】
この装置は、主にエアコンの冷媒として用いられるフロンガスを貯蔵する圧力容器内の冷媒液面を測定するものであり、測定対象は放射性廃棄物収容容器の充填材となるモルタルとは粘度などの物性が大きく異なる。また、容器内は液体のみであり、液体と固体が混合する放射性廃棄物収容容器内とは異なる。さらに装置の部品数も比較的多く複雑である。
【０００７】
これらの相違を考えると、感知装置の部品間へモルタルや放射性廃棄物が詰まり、フロートが円滑に浮上しなくなるなどの不具合が考えられる。また、収容容器内の部材は使い捨てになるため、より安価な装置が望まれる。
【特許文献１】特開２００３―２７００２７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記したような従来技術の問題点を解決するためになされたものである。即ち、収容される放射性廃棄物の量や種類などにかかわらず、容器内の充填材の液位を人的負担を軽減して確実に感知でき、簡易な構造で、安価な（特に、使い捨てとなる部分）液位感知装置、液位感知装置付き容器を提供することにある。さらに、容器内の充填材の液位を感知して、充填材の供給を止め、確実に放射性廃棄物を充填材によって固型化でき、人的負担を軽減する充填材の充填システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置は、有底筒状の収容容器に収容される放射性廃棄物を固型化するために、該容器内に充填される充填材の該容器内の液位を感知する液位感知装置であって、
外部出力装置に信号を送る、前記容器の外側に着脱可能なスイッチと、該スイッチを作動させるスイッチ作動体を備え、該スイッチ作動体を前記充填材に浮上させるフロート体と、該フロート体を前記容器内で昇降自在に案内するフロート体ガイドと、からなるものである。
【００１０】
請求項２に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置は、請求項１に記載の液位感知装置において、フロート体ガイドが、フロート体を内挿し、かつ充填材を内部に流入させる流入孔を有する筒状体としたものである。        
【００１１】
請求項３に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置は、請求項１または２に記載の液位感知装置において、スイッチが磁気近接スイッチであり、かつスイッチ作動体を磁石としたものである。
【００１２】
請求項４に記載の充填材液位感知装置付き放射性廃棄物収容容器は、放射性廃棄物を収容する有底筒状の収容容器と、該容器上部を塞ぐ蓋と、該容器内充填材の液位感知装置と、からなり、前記液位感知装置は請求項１〜３のいずれか一の請求項に記載の液位感知装置としたものである。
【００１３】
請求項５に記載の充填材充填システムは、放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置と、充填材供給装置と、からなり、前記液位感知装置は請求項１〜３のいずれか一の請求項に記載の放射性廃棄物収容容器内充填材の液位感知装置であり、前記充填材供給装置は前記液位感知装置のスイッチが送る信号に応じて前記充填材の供給を止めることとしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の液位感知装置は、容器に充填される充填材の液位上昇にともなってフロート体が、フロート体ガイドに案内されて容器内を上昇する単純な構造なので、充填材や放射性廃棄物の詰まりなどが生じにくく確実性が高い。そして、フロート体に備わったスイッチ作動体によってスイッチが作動して外部出力装置が起動するので、この起動で所定の液位まで充填材が充填されたことを知ることができる。即ち、人的負担が軽く、容器内の液位感知性能が優れている。また、単純構造なので、コストも抑えることができる。
【００１５】
そして、容器の外側に取り付けられるスイッチは、着脱できるので使い捨てにならず、何度も使用でき、大きなコスト削減となる。また、スイッチの取り付け位置を変えることなどで容易にスイッチが作動する液位を設定することができる。
【００１６】
請求項２に記載の液位感知装置は、フロート体がフロート体ガイドに内挿されている。即ち、フロート体ガイドがフロート体の浮上経路を確保しているので、充填材に流されて容器内を移動する放射性廃棄物にフロート体の浮上が邪魔されず、さらに確実にフロート体が浮上する。即ち、より液位感知性能が向上する。
また、フロート体の浮上経路を綿密に考慮して放射性廃棄物を容器への収容する必要がなく、放射性廃棄物収容作業が容易になる。
人的負担も軽く、単純でコストを抑えることのできる構造である。
【００１７】
請求項３に記載の液位感知装置は、磁気によってスイッチが作動する。したがって、放射性廃棄物の放射線量が高い場合でも電気・電子スイッチなどより影響を受けにくく、スイッチの作動の確実性が確保できる人的負担の軽い、感知性能が優れた装置である。
また、単純構造で特に、使い捨てとなるスイッチ作動体は磁石なので、コストを低く抑えることができる。
【００１８】
請求項４に記載の充填材液位感知装置付き放射性廃棄物収容容器は、充填材の液位にともなってスイッチ作動体が浮上する単純構造で、コストを抑えることができ、液位感知性能にも優れ、人的負担も軽い。また、スイッチが使い捨てにならないので大きなコスト削減となる。
【００１９】
請求項５に記載の充填材の充填システムは、液位を確実に感知する液位感知装置が所定の液位に達した時に信号を発し、この信号を受けて充填材の供給を停止するので、収容される放射性廃棄物の量や種類などにかかわらず、過不足なく充填でき確実に放射性廃棄物を固型化できる。また、自動化して充填作業ができるので人的負担も軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る液位感知装置１の第一の実施形態を図１、２に基づいて説明する。
液位感知装置１は、磁気近接スイッチ１１と、フロート体１２と、フロート体ガイド１５とから構成される。
磁気近接スイッチ１１は放射性廃棄物ｔが収容されるステンレス鋼製のドラム缶４０の外周面に取り付けられる。この磁気近接スイッチ１１は外部出力装置３０（例えば、電球、アラーム、振動体など）に信号を送り、外部出力装置３０を起動させる。
【００２１】
ドラム缶４０の内周面にはステンレス鋼製の円筒状のフロート体ガイド１５が溶接される。フロート体ガイド１５の下端には金網体１６が取り付けられていてフィルタ兼フロート体１２抜け防止の機能を果たしている。この金網体１６の網目は、モルタルｍは通すが、収容された放射性廃棄物ｔは通さない大きさに設定する。また、金網体１６に限らず、このフィルタ機能を有していれば、その他のものも用いることができ、例えば、樹脂製の多孔板などを使用できる。
【００２２】
フロート体ガイド１５の長さや取り付け位置は、フロート体１２が磁気近接スイッチ１１を作動させたい位置まで浮上できるように、適宜決定する。フロート体ガイド１５の長さをドラム缶４０の高さとほぼ同じにしてドラム缶４０内周面に取り付け、このフロート体ガイド１５に沿って数個の磁気近接スイッチ１１をドラム缶４０外周に取り付ければ、充填されているモルタルｍの液位を詳細に確認できる。
また、単に所定の液位にモルタルｍが充填されたことを確認するだけならば、その所定液位周辺に短めのフロート体ガイド１５を取り付ければよく、コストの削減にもなる。
【００２３】
このフロート体ガイド１５には円柱状のフロート体１２が昇降自在に内挿される。
このフロート体１２は上部が磁石１３で、下部は樹脂製の中空体１４となっており、この中空体１４の浮力により、フロート体１２が充填されるモルタルｍに浮くようになっている。磁石１３を下部、中空体１４を上部としてもよく、これらの形状、大きさなどは適宜、決定する。また、フロート体１２を浮かせることができれば、中空体１４でなくてもよく、例えば発泡スチロールなどでもよい。ドラム缶４０およびフロート体ガイド１５はフロート体１２の浮上および磁気近接スイッチ１１の作動を可能とするために、磁石１３のつかないオーステナイト系のステンレス鋼を使用している。
【００２４】
つぎに液位感知装置１の取り付け方法について説明する。まず、下端に金網体１６を取付け、フロート体１２を内挿したフロート体ガイド１５が、ドラム缶４０の内周面に溶接される。その後、ドラム缶４０には放射性廃棄物ｔが収容される。このとき、フロート体１２はフロート体ガイド１５に内挿されているので、放射性廃棄物ｔを比較的大雑把にドラム缶４０内に投入してもフロート体１２が放射性廃棄物ｔに埋もれてしまうなどの不具合は生じない。
【００２５】
放射性廃棄物ｔが収容されるとなるべく大気に露出させないためドラム缶４０に蓋４１が取り付けられる。この４１には、モルタルｍ充填のためのモルタル注入口４２と充填を円滑にするための空気抜き口４３が設けられている。蓋４１の取り付け作業は、放射能の影響があるため遠隔機械操作などでおこなわれる。
【００２６】
つぎに、ドラム缶４０の外周に、遠隔機械操作などで磁気近接スイッチ１１が取り付けられる。磁気近接スイッチ１１の取り付けはドラム缶４０に放射性廃棄物ｔが収容される前にしてもよく、収容前ならば人が直接おこなうことができる。
磁気近接スイッチ１１を取り付ける位置は、ドラム缶４０に収容された放射性廃棄物ｔがモルタルｍで完全に充填密閉されるように決定された位置で、ドラム缶４０内を浮上してくるフロート体１２に備わった磁石１３が、この磁気近接スイッチ１１を作動させる位置となるように決定する。
【００２７】
つぎに、液位感知装置１が液面を感知するしくみについて説明する。液位感知装置１が取り付けられたドラム缶４０に放射性廃棄物ｔが収容された後に、放射性廃棄物ｔを固型化するためにモルタルｍが蓋４１の注入口４２から充填される。モルタルｍがドラム缶４０内に充填されると、フロート体ガイド１５下端の流入孔１７から金網体１６を介してフロート体ガイド１５内部に徐々にモルタルｍが流入してくる。
モルタルｍは金網体１６を通り抜けることができるが、収容された放射性廃棄物ｔは通り抜けることができないので、放射性廃棄物ｔは流入せずにモルタルｍのみが流入する。
【００２８】
この実施形態ではフロート体ガイド１５のモルタルｍの流入孔１７を下端の開口端としているが、フロート体ガイド１５を金網からなる筒状体としてもよく、このようにするとフロート体ガイド１５周壁全体に流入孔１７ができ、モルタルｍの流入路が増え、流入路の一部が放射性廃棄物に覆われた場合もフロート体１２を確実に浮上させることができる。
【００２９】
また、放射性廃棄物ｔの中に磁石１３に付く金属が多く含まれる場合は、フロート体ガイド１５の周壁の厚みを横断面方向において、少なくともドラム缶４０内に充填されるモルタルｍと接する部分を厚くして、放射性廃棄物ｔがフロート体１２に備わる磁石１３と引き合って、フロート体１２の浮上を邪魔しないようにする。
または、フロート体１２に備わる磁石１３をフロート体１２の横断面方向において、フロート体ガイド１５とドラム缶４０内周面が溶接される方向に偏らせて設置しても同様の効果を発揮する。
【００３０】
モルタルｍが充填されるにつれて、フロート体ガイド１５に案内されて、フロート体ガイド１５内をフロート体１２がモルタルｍの液位とともに浮上する。
そして、収容された放射性廃棄物ｔをモルタルｍで完全に充填密閉するように設定した磁気近接スイッチ１１の位置にフロート体１２の磁石１３がくると、ドラム缶４０の壁面を通して磁石１３によって磁気近接スイッチ１１が作動する。
この磁気近接スイッチ１１の作動により、外部出力装置３０が起動して作業者は所定の位置までモルタルｍが充填されたことを認識できる。
磁気近接スイッチ１１は、電気・電子スイッチよりも放射線の影響を受けにくいので、誤作動の心配がなく放射性廃棄物ｔの放射線量が比較的高い場合は有効である。
【００３１】
外部出力装置３０を感知ランプ、警告アラームや警告振動体などにすれば、作業者は所定の位置までモルタルｍが充填されたことをこれらの装置３０によって知ることができ、これに基づいてモルタルｍの充填を止めればよい。つまり、常時、充填状況を確認していなくても、確実にモルタルｍの充填をすることができ、人的負担も軽減される。
もちろん、従来どおり監視カメラや監視室からの目視と併用して、更に確実性を向上させることもできる。
【００３２】
モルタルｍの充填が完了したドラム缶４０は、その状態でモルタルｍが固まり、収容された放射性廃棄物ｔが固型化されることになる。そして、所定の保管場所へ搬送されて所定期間、厳重に保管されることになる。
つまり、ドラム缶４０内部のフロート体１２、フロート体ガイド１５はそのまま使い捨てとなるが、この実施形態では、これらが安価なのでコストをに抑えることができる。また、ドラム缶４０の外側に取り付けられる磁気近接スイッチ１１は取外して他のドラム缶４０の充填に使用できるので、使い捨てにならず、この点においてもコスト削減ができる。
【００３３】
つぎに、液面感知装置１の第二の実施形態について図３に基づいて説明する。この実施形態は第一の実施形態の「磁気近接スイッチ１１と磁石１３と」を「リミットスイッチ２１とリミットスイッチを作動させる作動片２３と」に替えたものである。
この実施形態では、放射性廃棄物ｔに磁石と付く金属が含まれていてもフロート体１２の浮上に影響が生じない。
一方、ドラム缶４０の蓋４１には作動片２３が突出してリミットスイッチと接触できるように、貫通部４４が必要となる。
【００３４】
モルタルｍの充填により、フロート体１２がフロート体ガイド１５内を浮上し、作動片２３がリミットスイッチ２１を作動させ外部出力装置３０例えば、アラームを鳴らす。このアラームによって、作業者は所定の液位まで充填されたことを知り、液位感知が確実となり、人的負担も軽い。
【００３５】
また、この作動片２３を目立つ形状や色彩として指標とし、蓋４１の貫通部４４から作動片２３が突出した時点をモルタルｍの充填完了時となるようにフロート体１２を設定すれば、リミットスイッチ２１がなくても、作動片２３の突出だけを確認するだけで、確実に液位を感知でき、また人的負担も比較的軽い。
【００３６】
つぎに、本発明に係る充填材液位感知装置付き放射性廃棄物収容容器を図４に基づいて説明する。この容器は放射性廃棄物ｔを収容するドラム缶４０と、蓋４１と、本発明に係る液位感知装置１と、から構成される。放射性廃棄物ｔの種類などによって、液位感知装置１を適宜、選択すればよい。
この実施形態では、磁気近接スイッチ１１と、磁石１３と中空体１４からなるフロート体１２と、下端に金網体１６を取り付けたフロート体ガイド１５と、からなる液位感知装置１を用いている。蓋４１をドラム缶４０に取り付けた状態で、注入口４２からモルタルｍが充填されるが、蓋４１には空気抜き口４３が設けてあるので、円滑に充填できる。
【００３７】
モルタルｍが充填されるとフロート体１２が浮上して、所定の液位で磁石１３が磁気近接スイッチ１１を作動させる。磁気近接スイッチ１１が信号を送る外部出力装置３０を警告ランプにしておけば、作業者は警告ランプの点灯で所定の液位まで充填がされたことを知ることができる。
この容器を使用すれば、低コストでかつ確実に液位を感知でき、人的負担を軽減できる。磁気近接スイッチ１１および磁石１３を使用しない場合、例えば通常のリミットスイッチなどを使用する場合は、ドラム缶４０およびフロート体ガイド１５をオーステナイト系ステンレス鋼以外の例えば、フェライト系ステンレス鋼や、炭素鋼製とすることができる。
スイッチとしては、磁気式の他、機械式、電気式、光学式など一般的なものを用いることができる。
【００３８】
つぎに、本発明に係る充填材の充填システムについて図５に基づいて説明する。
この充填システムは、本発明に係る液位感知装置１と、この液位感知装置１のスイッチ１０に連動する充填材供給装置５１から構成される。放射性廃棄物ｔの収容されたドラム缶４０内でモルタルｍが所定の位置まで充填されたことを液位感知装置１が感知すると、スイッチ１０が信号eを充填材供給装置５１に送り、この信号eを受けて充填材供給装置５１はモルタルｍの供給を停止するようになっている。
スイッチ１０の取付け位置は、供給途中の残留モルタルｍの量やタイムラグなどを考慮して、すべての放射性廃棄物ｔをモルタルが充填密閉するように決定され、スイッチ１０はドラム缶４０外周に取り付けられる。
【００３９】
所定の位置までモルタルｍが充填されると、自動的にモルタルｍの供給が停止するので、人的負担が軽く、しかも確実にモルタルｍを充填することができる。もちろん、監視カメラや目視と併用してさらに確実性を向上させるように用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る液位感知装置の第一の実施形態の構造を示す斜視図である。
【図２】第一の実施形態の液位感知装置の使用状況を示す概要図である。
【図３】本発明に係る液位感知装置の第二の実施形態の構造を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る液位感知装置付き容器の実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る充填材の充填システムの概要図である。
【図６】従来の充填材を充填する方法を示す概要斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  液位感知装置    １０  スイッチ    １１  磁気近接スイッチ
１２  フロート体    １３  磁石（スイッチ作動体）    １４  中空体  
１５  フロート体ガイド      １６  金網体      １７流入孔
２１  リミットスイッチ      ２３  作動片（スイッチ作動体）
３０  外部出力装置    ４０  放射性廃棄物収容容器（ドラム缶）
４１  蓋            ４２  注入口      ４３  空気抜き口
４４  貫通部        ５１  充填材供給装置
【図１】
2005227033.tif 000003
【図２】
2005227033.tif 000004
【図３】
2005227033.tif 000005
【図４】
2005227033.tif 000006
【図５】
2005227033.tif 000007
【図６】
2005227033.tif 000008