(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャニスタ蓋の上面に載置され得る固定部と、該固定部の中心を鉛直に通る仮想軸に対して同軸に回転し得るように取り付けられた回転部と、該回転部に横方向に移動し得るように取り付けられた溶接用トーチと、前記の回転部に横方向に移動し得るように取り付けられた非破壊検査用センサと、キャニスタ胴の上端に嵌入されたキャニスタ蓋の上面に固定部を載置した際にキャニスタ胴及びキャニスタ蓋を上方から覆い得るように回転部に取り付けられた遮蔽体とを備えてなることを特徴とするキャニスタ蓋溶接装置。
【請求項２】
固定部をガンマ線遮蔽材により形成し、遮蔽体を中性子遮蔽材により形成した請求項１に記載のキャニスタ蓋溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済燃料等の放射性廃棄物を収納するキャニスタ胴とキャニスタ蓋との溶接を行うキャニスタ蓋溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラント等の原子炉において使用される燃料は、３〜４年程度供用されると、燃料中に核分裂生成物が蓄積することにより燃焼に限界を生じるので、新しい燃料に交換される。
【０００３】
また、新しい燃料と交換された使用済燃料は、原子力発電プラント等に設けられている使用済燃料貯蔵プールにおいて水に浸漬された状態で保管される。
【０００４】
この使用済燃料には、未燃焼のウランや燃料の燃焼によって生成されるプルトニウム等が核分裂生成物に混在した状態で含まれており、近年、使用済燃料から未燃焼のウラン等を回収する再処理作業を行って、得られたウランなどを原子炉の燃料として再利用することが検討されている。
【０００５】
一方、使用済燃料の再処理作業は、現時点において本格的な実施がなされておらず、このため、上述したように使用済燃料貯蔵プールに保管されている。
【０００６】
そこで、使用済燃料を保管容器（キャニスタ）に封入し、このキャニスタを放射性廃棄物貯蔵施設において使用済燃料の崩壊熱が除去されるまでの間、風冷保管することが検討されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、使用済燃料は放射線量が高いので、使用済燃料を収納したキャニスタ胴の上端開口内縁部と、キャニスタ胴の上端部に嵌入したキャニスタ蓋の外周縁部とを溶接することによって使用済燃料をキャニスタに封入するのにあたり、作業者が溶接トーチを携えてキャニスタへ接近することができない。
【０００８】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、放射性廃棄物からの放射線を遮蔽しつつキャニスタ胴に対してキャニスタ蓋を溶接できるキャニスタ蓋溶接装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のキャニスタ蓋溶接装置では、キャニスタ蓋の上面に載置され得る固定部と、該固定部の中心を鉛直に通る仮想軸に対して同軸に回転し得るように取り付けられた回転部と、該回転部に横方向に移動し得るように取り付けられた溶接用トーチと、前記の回転部に横方向に移動し得るように取り付けられた非破壊検査用センサと、キャニスタ胴の上端に嵌入されたキャニスタ蓋の上面に固定部を載置した際にキャニスタ胴及びキャニスタ蓋を上方から覆い得るように回転部に取り付けられた遮蔽体とを備えている。
【００１０】
本発明の請求項２に記載のキャニスタ蓋溶接装置では、本発明の請求項１に記載のキャニスタ蓋溶接装置における固定部をガンマ線遮蔽材により形成し、遮蔽体を中性子遮蔽材により形成している。
【００１１】
本発明の請求項１及び請求項２に記載のキャニスタ蓋溶接装置のいずれにおいても、キャニスタ蓋をキャニスタ胴の上端に嵌入した状態において、キャニスタ蓋溶接装置の固定部をキャニスタ蓋の上面に載置すると、遮蔽体がキャニスタ胴及びキャニスタ蓋を上方から覆って、キャニスタ胴の内部から上方へ出射される放射線を遮蔽する。
【００１２】
また、固定部に対して回転部を回転させ且つ溶接装置を作動させることにより、キャニスタ蓋の外縁部とキャニスタ胴の上端内縁部とを全周にわたって溶接する。
【００１３】
更に、固定部に対して回転部を回転させ且つ非破壊検査用センサを作動させることにより、キャニスタ蓋の外縁部とキャニスタ胴の上端内縁部との間の溶接部分を全周にわたって検査する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１及び図２は本発明のキャニスタ蓋溶接装置の実施の形態の一例を示すものであり、このキャニスタ蓋溶接装置は、キャニスタ蓋１の上面の中心に載置され且つキャニスタ蓋１に対してボルト締結され得る固定部２と、固定部２の上部に該固定部２に対して同軸に回転し得るように取り付けられた回転部３と、該回転部３に水平方向に移動し得るように取り付けられた溶接用トーチ（ＴＩＧ溶接トーチ）４と、前記の回転部３に水平方向に移動し得るように取り付けられた非破壊検査用センサ（超音波探傷プローブ）５と、前記の回転部３の上面に取り付けられた遮蔽体６とを備えている。
【００１６】
また、使用済燃料が封入されるべきキャニスタは、図３に示すように、下端が閉塞し且つ上端に円形の開口部を有する中空構造のキャニスタ胴７と、該キャニスタ胴７の上端部に嵌入され得る円盤状のキャニスタ蓋１とによって構成されている。
【００１７】
更に、キャニスタは、輸送用容器であるキャスクに収納されるようになっている。
【００１８】
このキャスクは、下端が閉塞し且つ上端に円形の開口を有する中空構造のキャスク胴２０と、該キャスク胴２０の上端部に嵌入され得る円盤状のキャスク蓋（図示せず）によって構成されている。
【００１９】
キャニスタ蓋溶接装置の固定部２は、γ線に対して効果的な遮蔽性を呈する炭素鋼等によって形成されており、この固定部２の上面には、スパーギヤ８が同軸に固着されている。
【００２０】
回転部３は、該回転部３を固定部２に対して回転させるための回転力伝達機構９とモータ１０とを内装し、回転力伝達機構９の出力軸には、固定部２に設けられた前記のスパーギヤ８に噛み合うピニオン１１が取り付けられている。
【００２１】
また、回転部３には、固定部２の径方向外方へ向って略水平に延び且つ下面にラック１２を有するガイドバー１３，１４が設けられている。
【００２２】
溶接用トーチ４は、前記の回転部３の一方のガイドバー１３に該ガイドバー１３に沿って移動し得るように取り付けられている。
【００２３】
また、溶接用トーチ４には、該溶接用トーチ４をガイドバー１３に沿って移動させるための駆動装置１５が内装されており、該駆動装置１５は、前記のガイドバー１３のラック１２に噛み合うピニオン１６を有している。
【００２４】
非破壊検査用センサ５は、前記の回転部３の他方のガイドバー１４に該ガイドバー１４に沿って移動し得るように取り付けられている。
【００２５】
また、非破壊検査用センサ５には、該非破壊検査用センサ５をガイドバー１４に沿って移動させるための駆動装置１７が内装されており、該駆動装置１７は、前記のガイドバー１４のラック１２に噛み合うピニオン１８を有している。
【００２６】
遮蔽体６は、中性子線に対して効果的な遮蔽性を呈するポリエチレン等によって形成され、溶接用トーチ４及び非破壊検査用センサ５の上方に位置するよう回転部３の上面に同軸に載置され且つ回転部３に対してボルト締結されている。
【００２７】
この遮蔽体６は、キャニスタ胴７の上端にキャニスタ蓋１を嵌入し且つ該キャニスタ蓋１の上面に固定部２を載置した際に、キャニスタ胴７及びキャニスタ蓋１を上方から覆い得る直径を有している。
【００２８】
なお、１９はアイボルトであり、該アイボルト１９は、キャニスタ蓋溶接装置を図示していないクレーン等によって吊り上げるときのために、前記の遮蔽体６を上下に貫通して回転部３の中心に取り付けられている。
【００２９】
以下、図１及び図２に示すキャニスタ蓋溶接装置の作動について説明する。
【００３０】
キャニスタ胴７に対してキャニスタ蓋１を溶接する際には、予め、キャスク胴２０（図３参照）に挿入されているキャニスタ胴７の上端にキャニスタ蓋１を嵌入した後、図示しないクレーン等によりアイボルト１９を介してキャニスタ蓋溶接装置を吊り上げ、該キャニスタ蓋溶接装置の固定部２が前記のキャニスタ蓋１の上面に当接し且つ互いの中心が合致するように載置し、キャニスタ蓋１と固定部２とをボルト締結する。
【００３１】
これにより、キャニスタ蓋溶接装置の遮蔽体６は、図３に二点鎖線で図示される如く、キャスク胴２０の上端部に挿入された状態となる。
【００３２】
また、キャニスタ蓋溶接装置の遮蔽体６によってキャニスタ胴７及びキャニスタ蓋１が上方から覆われた状態になる。
【００３３】
次いで、溶接用トーチ４の駆動装置１５を作動させ、ラック１２に噛み合うピニオン１６を介して溶接用トーチ４をガイドバー１３に沿って移動させることにより、溶接用トーチ４をキャニスタ胴７の内縁部とキャニスタ蓋１の外縁部との間に位置させる。
【００３４】
また、キャニスタ胴７とキャニスタ蓋１との溶接が完了したならば、非破壊検査用センサ５の駆動装置１７を作動させ、ラック１２に噛み合うピニオン１８を介して非破壊検査用センサ５をガイドバー１４に沿って移動させることにより、非破壊検査用センサ５をキャニスタ胴７の内縁部とキャニスタ蓋１の外縁部とを固着する溶接部上に位置させる。
【００３５】
この状態で、回転部３のモータ１０を作動させ、回転力伝達機構９を介してピニオン１１を駆動することにより、回転部３を所定の速度で回転させつつ、前記の溶接用トーチ４を作動させて、キャニスタ胴７の内縁部とキャニスタ蓋１の外縁部とを溶接によって固着する。
【００３６】
更に、回転部３のモータ１０を作動させることにより、回転部３を所定の速度で回転させつつ、前記の非破壊検査用センサ５を作動させ、キャニスタ胴７の内縁部とキャニスタ蓋１の外縁部とを固着する溶接部の状態の良否を検査する。
【００３７】
このように、図１及び図２に示すキャニスタ蓋溶接装置においては、γ線に対して遮蔽性を呈する炭素によって形成され且つキャニスタ蓋１の上面に載置可能な固定部２と、中性子線に対して遮蔽性を呈するポリエチレンによって形成され且つキャニスタ胴７及びキャニスタ蓋１を覆い得る遮蔽体６とを有するので、キャニスタ胴７の内部に収納された放射性廃棄物からの放射線を効果的に遮蔽することができる。
【００３８】
また、キャニスタ胴７とキャニスタ蓋１との間の溶接及び溶接部に対する検査を行う溶接用トーチ４と非破壊検査用センサ５とを遮蔽体６の下方に配置しているので、キャニスタ胴７に挿入された放射性廃棄物から出射される放射線を遮蔽しつつ、キャニスタ胴７に対するキャニスタ蓋１の溶接及び溶接部に対する検査を容易に行うことができる。
【００３９】
なお、本発明のキャニスタ蓋溶接装置は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のキャニスタ蓋溶接装置によれば、以下のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００４１】
（１）キャニスタ蓋がキャニスタ胴の上端に嵌入された状態において、キャニスタ蓋溶接装置の固定部をキャニスタ蓋の上面に載置すると、遮蔽体によってキャニスタ胴及びキャニスタ蓋が上方から覆われるので、キャニスタ胴の内部に収納した放射性廃棄物から上方へ出射される放射線を効果的に遮蔽することができる。
【００４２】
（２）遮蔽体の下方に溶接用トーチ及び非破壊検査用センサが配置されているので、キャニスタ胴に挿入された放射性廃棄物から出射される放射線を遮蔽しつつ、キャニスタ胴とキャニスタ蓋との溶接及び溶接部に対する検査を行うことができる。
【００４３】
（３）遮蔽体と溶接用トーチと非破壊検査用トーチとを回転部に取り付けているので、溶接作業及び溶接部に対する検査作業に要する時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャニスタ蓋溶接装置の実施の形態の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明のキャニスタ蓋溶接装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図３】図１に関連するキャニスタ胴及びキャニスタ蓋の概念図である。
【符号の説明】
１          キャニスタ蓋
２          固定部
３          回転部
４          溶接用トーチ
５          非破壊検査用センサ
６          遮蔽体
７          キャニスタ胴
【図１】
0003794066.tif 000002
【図２】
0003794066.tif 000003
【図３】
0003794066.tif 000004