(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラスト材を液体の搬送媒体により遠隔除染台車に移送することで、小型化と、除染作業の効率化及び作業時間の短縮化を図れる遠隔除染システムを提供する。【解決手段】ブラスト材８を放射性汚染物に噴射する除染ヘッド７、多関節アーム５及び除染ユニット６を搭載した遠隔除染台車１と、遠隔除染台車１にブラスト材８を供給するブラスト材供給部２と、遠隔除染台車１とブラスト材供給部２との間に接続された複数の可撓性の配管３を備えた遠隔除染システムであって、除染ユニット６は、ブラスト材供給部２から液体の搬送媒体９とともに移送されたブラスト材８を相互に分離する分離部と、分離部で分離されたブラスト材８を圧縮破砕する圧縮破砕部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラスト材を放射性汚染物に噴射する除染ヘッド、多関節アーム及び除染ユニットを搭載した遠隔除染台車と、前記遠隔除染台車にブラスト材を供給するブラスト材供給部と、遠隔除染台車とブラスト材供給部との間に接続された複数の可撓性の配管を備えた遠隔除染システムであって、
前記除染ユニットは、前記ブラスト材供給部から液体の搬送媒体とともに移送されたブラスト材を相互に分離する分離部と、前記分離部で分離されたブラスト材を圧縮破砕する圧縮破砕部を有することを特徴とする遠隔除染システム。
【請求項２】
前記ブラスト材供給部は、ブラスト材容器、コンプレッサ、搬送媒体容器及び前記搬送媒体を冷却する冷却装置を備えることを特徴とする請求項１記載の遠隔除染システム。
【請求項３】
前記除染ユニットはエジェクタをさらに備え、前記圧縮破砕されたブラスト材を前記コンプレッサから供給される圧縮空気により前記除染ヘッドに供給することを特徴とする請求項１又は２記載の遠隔除染システム。
【請求項４】
前記圧縮破砕部は、前記分離部から移送されたブラスト材を圧縮する第１のプレス部と、前記ブラスト材を破砕する破砕部と、前記ブラスト材を前記破砕部の方へ押圧する第２のプレス部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の遠隔除染システム。
【請求項５】
前記分離部は、前記搬送媒体と前記ブラスト材を分離するフィルタと遠心分離部を備え、前記分離された搬送媒体を前記ブラスト材供給部に移送することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の遠隔除染システム。
【請求項６】
前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載の遠隔除染システムを用いて、放射性汚染物を除染することを特徴とする遠隔除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は放射性物質で汚染された機器や構造物を除染するための遠隔除染システム及び遠隔除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所で過酷事故が発生した場合、放射性物質が原子炉建屋内に放出され、建屋内に浮遊したり、配管等の機器や原子炉構造物に付着する可能性がある。一方、事故で破損した各種機器の撤去作業や修復作業を行う必要があるが、事故後の原子炉建屋内は放出された放射性物質により高放射線環境下にあり、作業員の立入が制限されるため、遠隔で放射性汚染物の除染作業を行う必要がある。
【０００３】
このような遠隔除染手段としてドライアイスをブラスト材として用いるブラスト除染手段が知られている（特許文献１及び２）。ブラスト除染手段は、ペレット状又は粒状のドライアイスを噴射ノズルにより除染対象物に噴射、激突させて、表面に付着した放射性汚染物を剥離、除去する。
【０００４】
このブラスト除染手段は、ドライアイス等のブラスト材の粒径を調整することで、放射性汚染物が付着したエポキシ塗装が施された構造材や床材の表面を損傷することなく放射性汚染物のみを除去することが可能であるため、有効な除染手段として考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４３７００号公報
【特許文献２】特開平１０−６８８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般にドライアイスからなるブラスト材を圧縮空気を用いてホース等の配管で移送する場合、粒径が数ｍｍのペレット状又は粒状のブラスト材では最大移送距離は約１００ｍである。
【０００７】
また、放射性汚染物が付着した構造材や床材の表面を損傷することなく放射性汚染物のみを除去するためには、粒径が２００μｍ程度のパウダー状のドライアイス粒を使用する必要があるが、この小径のブラスト材の場合では最大移送距離は２０〜３０ｍである。
このように、ブラスト材の移送距離は最大でも１００ｍ程度であり、配管の長さも１００ｍ以下にする必要がある。
【０００８】
しかしながら、原子炉建屋は各辺が８０ｍ程度の複数のフロアを有する多層階構造のため、配管の長さの制約からブラスト材容器を原子炉建屋の外部に配置して全フロアをブラスト除染するのは困難であった。さらに、圧縮空気中に混在する水分等の影響により、配管内でドライアイスが固着して詰まり、ブラスト材の移送が阻害されるという問題もあった。
【０００９】
そのため、従来はブラスト材容器と噴射ノズルが取り付けられた多関節アーム等を搭載した１台又は複数台の遠隔除染台車を原子炉建屋内に搬入して除染作業を実施しているが、ブラスト材容器内のブラスト材（ドライアイス）は短時間で消費してしまい、その度に、遠隔除染台車を原子炉建屋外へ搬出しブラスト材の補充作業を行う必要があるため、作業効率が低く、また、除染作業が長期化するという課題があった。
【００１０】
本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたもので、除染作業の効率化を図ることができる遠隔除染システム及び遠隔除染方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る遠隔除染システムは、ブラスト材を放射性汚染物に噴射する除染ヘッド、多関節アーム及び除染ユニットを搭載した遠隔除染台車と、前記遠隔除染台車にブラスト材を供給するブラスト材供給部と、遠隔除染台車とブラスト材供給部との間に接続された複数の可撓性の配管を備えた遠隔除染システムであって、前記除染ユニットは、前記ブラスト材供給部から液体の搬送媒体とともに移送されたブラスト材を相互に分離する分離部と、前記分離部で分離されたブラスト材を圧縮破砕する圧縮破砕部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る遠隔除染方法は、本発明の遠隔除染システムを用いて放射性汚染物を除染することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態によれば、除染作業の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る遠隔除染システムの全体構成図。
【図２】第１の実施形態に係る分離部の構成図。
【図３】第１の実施形態に係る圧縮破砕部の構成図。
【図４】第２の実施形態に係る遠隔除染システムの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る遠隔除染システム及び遠隔除染方法の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、ここでは、除染材としてドライアイスからなるブラスト材を用いる例について説明する。
【００１６】
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る遠隔除染システム及び遠隔除染方法を図１乃至図３により説明する。
【００１７】
（全体構成）
遠隔除染システムは、走行台車４に除染ヘッド７等の各種部材を搭載した遠隔除染台車１と、遠隔除染台車１にブラスト材８（除染材）を供給するブラスト材供給部２と、遠隔除染台車１とブラスト材供給部２との間に接続された複数の可撓性の配管・ケーブル群３とから構成される。
【００１８】
遠隔除染台車１は、駆動輪やクローラ等により原子炉建屋内を自走走行する走行台車４上に、ブラスト材８を噴射する除染ヘッド７が取り付けられた多関節アーム５と、小粒のブラスト材８を生成する除染ユニット６と、監視カメラ４０と、照明具（図示せず）等を搭載している。
【００１９】
ブラスト材供給部２は原子炉建屋の外部に配置され、ペレット状又は粒状のドライアイスからなるブラスト材８が収納されるブラスト材容器５１と、ブラスト材８を搬送する例えばエタノールからなる液体の搬送媒体９が貯溜される搬送媒体容器５４と、搬送媒体９とブラスト材８を混合する混合器５２と、搬送媒体容器５４を冷却する冷却装置５６と、搬送媒体９を移送する配管に設けられたフィルタ５５及び輸送ポンプ５３と、コンプレッサ５７とを備えている。
【００２０】
本実施形態でブラスト材として用いられるドライアイスは昇華温度が−７９℃のため、搬送媒体９は約−８０℃で液化状態を維持する媒体、例えばエタノールが用いられる。これにより、ブラスト材８を固体のままで長距離移送することができるため、長い配管を用いて広大な原子炉建屋内の全領域を除染することが可能となる。
【００２１】
なお、図１に示す例では、ブラスト材供給部２は移動車７０に搭載されているが、原子炉建屋外の敷地に固定設置してもよい。
また、コンプレッサ５７は例えば原子炉建屋外の敷地にある既設のコンプレッサを利用してもよいが、移動車７０に搭載してもよい。
【００２２】
また、図１では、ブラスト材供給部２に１台の遠隔除染台車１が配管・ケーブル群３を介して接続されている例を示しているが、ブラスト材供給部２を複数の遠隔除染台車１に接続してもよく、また、ブラスト材供給部２も複数設けてもよい。
【００２３】
（除染ユニット）
遠隔除染台車１に搭載される除染ユニット６を図２及び図３を用いて説明する。
除染ユニット６は、ブラスト材供給部２から供給配管１０を介して搬送媒体９とともに搬送されるブラスト材８を搬送媒体９から分離する分離部６−１（図２）と、分離されたブラスト材８を小粒に破砕する圧縮破砕部６−２（図３）とから構成される。
【００２４】
〈分離部〉
分離部６−１は、図２に示すように、ブラスト材供給部２から供給配管１０を介してエタノールからなる搬送媒体９とともに搬送されるペレット状又は粒状のブラスト材８が供給されるフィルタ１１と、フィルタ１１で分離される搬送媒体９を配管１２を介して吸引し、回収配管１９を介してブラスト材供給部２へ循環させるポンプ１３と、フィルタ１１で分離されたブラスト材８が配管１４を介して供給される遠心分離部１５と、から構成される。
【００２５】
フィルタ１１は例えば二重管から構成され、内管には液体の搬送媒体９は通過させるが、ペレット状又は粒状のブラスト材８は通過させない大きさの多数の貫通孔が設けられている（図示せず）。
【００２６】
遠心分離部１５は、例えば多数の孔が設けられた回転胴が用いられ、ブラスト材８に付着した液体の搬送媒体９を分離し、分離された搬送媒体９は配管１８を介してポンプ１３により吸引され回収配管１９を介してブラスト材供給部２へ循環回収される。
【００２７】
このように構成された分離部６−１において、供給配管１０により移送される搬送媒体９とブラスト材８のうち、大半の搬送媒体９はフィルタ１１を通過中に内管の貫通穴より外管側に流れ出て、固体であるブラスト材８と分離される。さらに、ブラスト材８の表面に付着した搬送媒体９は遠心分離部１５によりブラスト材８から分離される。
【００２８】
本実施形態によれば、フィルタ１１及び遠心分離部１５を用いたことで、外気と完全に遮断された状態で、搬送媒体９とブラスト材８を相互に分離することが可能となる。本実施形態では搬送媒体９として可燃性でかつ揮発性のエタノールを用いているが、この搬送媒体９は外気に直接触れることがないので、発火の危険などなく搬送媒体９をブラスト材８から安全に分離、回収することができる。
【００２９】
なお、搬送過程でドライアイスからなるブラスト材８の一部は昇華して二酸化炭素ガスとなる可能性があるが、この気体も搬送媒体９とともにポンプ１３により回収配管１９を介してブラスト材供給部２に戻るため、外部に放出することはない。
【００３０】
〈圧縮破砕部〉
圧縮破砕部６−２は、図３に示すように、分離部６−１の遠心分離部１５で液体成分が除去されたブラスト材８が配管１６を介して導入される直方体形状の内部空間２０と、ブラスト材８を押圧プレート２４により圧縮する第１のプレス部２３と、圧縮されたブラスト材８を所望の粒径のブラスト材８に破砕する回転歯２２を有する破砕部２５と、第１のプレス部２３で圧縮されたブラスト材８を押圧プレート２９により破砕部２５の方へ押圧する第２のプレス部２８と、破砕されたブラスト材８が配管２７を介して供給されるエジェクタ３１と、から構成される。
【００３１】
第１及び第２のプレス部２３、２８はそれぞれ空圧ピストンから構成され、また、破砕部２５は回転歯２２を回転させるための駆動装置２６を備えている。
また、エジェクタ３１にはコンプレッサ５７からの圧縮空気が空圧配管６２を介して供給され、ブラスト材８は圧縮空気とともに配管３２を介して除染ヘッド７に供給される。
【００３２】
このように構成された圧縮破砕部６−２において、遠心分離部１５から配管１６を介して内部空間２０に導入されたペレット状又は粒状のブラスト材８は第１のプレス部２３により圧縮されてブロック状に成型される。次に、ブロック状のブラスト材８は、第２のプレス部２８により破砕部２５の方へ押圧されるとともに、回転歯２２によりパウダー状の小粒に粉砕される。
【００３３】
また、生成したパウダー状の小粒のブラスト材８は配管２７からエジェクタ３１に吸引され、コンプレッサ５７からの圧縮空気により、配管３２を介して除染ヘッド７に供給され、除染対象物にブラスト材８が噴射されることで、除染作業を実施する。
【００３４】
［効果］
本実施形態によれば、まず、ブラスト材８としてドライアイスを用いたことで、除染中にブラスト材８が放射性物質等で汚染されることがないため、除染後にブラスト材８を回収する必要がない。これにより、遠隔除染台車１の小型化及び装備の簡素化を図ることができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、ドライアイスからなるブラスト材８をエタノール等からなる低温の搬送媒体９で供給配管１０内を移送させることで、ブラスト材８をペレット状又は粒状の固体状態のまま遠距離まで移送することが可能となる。これにより、ブラスト材供給部２を原子炉建屋の外部に設置し、比較的長い供給配管１０によりブラスト材８を連続的に遠隔除染台車１に供給できるため、除染作業を中断することなく、広大な原子炉建屋内の除染作業を継続的かつ効率的に実施することができ、また作業時間を短縮することができる。
【００３６】
また、比較的大径のペレット状又は粒状のブラスト材８を遠隔除染台車１に移送し、遠隔除染台車１の圧縮破砕部６−２で所望の粒径のブラスト材に破砕することで、搬送過程におけるブラスト材８の揮発等によるロスを低減することができるとともに、遠隔除染台車１の圧縮破砕部６−２でブラスト材８を所望の粒径、例えばパウダー状の小径に破砕することで、放射性汚染物が付着した構造材や床材の表面を損傷することなく放射性汚染物のみを除去することができる。
【００３７】
さらに、構造物の表面の材質によってブラスト材８の粒径を変える必要がある場合には、回転歯２２の歯形や配列を変更することで、所望の寸法の粒径を有するブラスト材８を得ることができることはもちろんである。
【００３８】
また、本実施形態では、供給配管１０内を移送されるブラスト材８は、移送の過程で破損したり一部揮発することで不揃いになる可能性があるが、このようなブラスト材８を、圧縮破砕部６−２の第１及び第２のプレス部２３、２８によりブロック状に成型したうえで破砕するため、均一した粒径のブラスト材８を安定的かつ効率的に得ることできる。
【００３９】
また、本実施形態では、エタノールからなる搬送媒体９は、遠隔除染台車１の分離部６−１のフィルタ１１及び遠心分離部１５から回収され、ブラスト材供給部の搬送媒体容器５４に循環させて再利用するため、省資源化及び低コストを図ることができる。さらに、搬送媒体９は放射性汚染物とは直接接触することなく密封状態で循環するため、遠隔除染システムに汚染物や異物が混入することを防止することができるとともに、安全性の高い遠隔除染システムを提供することができる。
【００４０】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る遠隔除染システム及び遠隔除染方法を図４により説明する。
図４はブラスト材８（ドライアイス）を製造するためブラスト材製造装置７４を搭載した第２の移動車８０を移動車７０に近接して配置した例を示す図である。
【００４１】
この第２の移動車８０には、複数の液体二酸化炭素ボンベ７１と、液体二酸化炭素ボンベ７１に配管７２を介して接続されたブラスト材製造装置７４が搭載されている。
【００４２】
ブラスト材製造装置７４は液体二酸化炭素を原料として、ペレット状又は粒状のドライアイスからなるブラスト材８を製造する。製造されたブラスト材８はコンプレッサ５７により空圧配管７５を介して移動車７０のブラスト材容器５１に供給される。
なお、ブラスト材製造装置７４は、原子炉建屋外のブラスト材供給部２に隣接して固定設置してもよい。
【００４３】
本実施形態によれば、ブラスト材製造装置７４でブラスト材８を製造可能とすることで、随時ブラスト材８をブラスト材容器５１に供給することが可能となる。これにより、ブラスト材不足による除染作業の中断を回避することができるため、除染作業を継続的に実施することができる。
【００４４】
また、ブラスト材８の補充を空圧配管７５で行うため、ブラスト材８は外気に露出することはない。これにより、二酸化炭素が外部に拡散したり、外部の水分やガスが配管やブラスト材容器５１に混入することがないため、安全かつ継続的に除染作業を行うことができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１…遠隔除染台車、２…ブラスト材供給部、３…配管・ケーブル群、４…走行台車、５…多関節アーム、６…除染ユニット、６−１…分離部、６−２…圧縮破砕部、７…除染ヘッド、８…ブラスト材、９…搬送媒体、１０…供給配管、１１…フィルタ、１２…配管、１３…ポンプ、１４…配管、１５…遠心分離部、１６、１８…配管、１９…回収配管、２０…内部空間、２２…回転歯、２３…第１のプレス部、２４…押圧プレート、２５…破砕部、２６…駆動装置、２７…配管、２８…第２のプレス部、２９…押圧プレート、３１…エジェクタ、３２…配管、４０…監視カメラ、５１…ブラスト材容器、５２…混合器、５３…輸送ポンプ、５４…搬送媒体容器、５５…フィルタ、５６…冷却装置、５７…コンプレッサ、５８、５９、６０…配管、６２…空圧配管、７０、８０…移動車、７１…液体二酸化炭素ボンベ、７２…配管、７４…ブラスト材製造装置、７５…空圧配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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