JPH0248458B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、連続法またはバツチ法で、ある場所
から別の場所に、ばらばらの物品を輸送する方法
並びに装置に関する。

特に、本発明の方法および装置は、沸騰硝酸な
どの酸溶媒を通して核燃料ピンの細断片を輸送す
るのに有用であり、該酸溶媒中で核燃料物質並び
に核分裂生成物は該細断燃料ピンから浸出され
る。

多くの方法では、移動部品を最小にして、遠隔
的に物品を輸送する方法および装置が必要とされ
ている。

かくして、本発明の目的は、移動機械部品をで
きる限り少く保ち、遠隔的に物品を移送するため
の方法および装置を提供することである。

本発明の一つの観点によれば、上端に入口開口
を構成し、輸送すべき物品を受入れるための下向
きに延びた入口ダクトと、入口開口より低いベー
ス区域で入口ダクトに連結された上向きに延びて
いる出口ダクトと、を有し、入口ダクトおよび出
口ダクトは輸送液体を収容するようになつてお
り、出口ダクトは、操作中物品を排出する排出開
口をベース区域より上に構成し、液体移動ダクト
をベース区域に連結し、該液体移動ダクトは、輸
送液体の通過する透過性障壁を介してベース区域
と連通している、物品の輸送装置において、入口
ダクトと出口ダクトは両方とも垂直から傾むけら
れ、液体を透過性障壁を通して移動させるよう
に、又入口ダクトおよび出口ダクト内の液体レベ
ルをベース区域に近いレベルから排出開口に近い
レベルまで急速に上昇させるように所定間隔で液
体移動ダクト内の液体に圧力脈動を加えることを
特徴とする物品の輸送装置を提供する。

別の観点によれば、本発明は下向きに延びる部
分と上向きに延びる部分とをベース区域で接合し
たダクト中に輸送液体を収容し、入口開口から下
向きのダクト部分中の液体に物品を供給し、物品
を排出開口を通して上向きのダクト部分から排出
する、物品の輸送方法において、ダクト部分は両
方とも垂直から傾むけられ、液体レベルを急速に
上方に周期的に移動させる、ことを特徴とする輸
送方法を提供する。

前記入口開口は前記排出開口のレベルよりも下
にあるのがよい。

輸送液体のレベルを排出開口のレベルより低い
レベルに制御するためにあふれ手段を備えていて
もよい。

透過性障壁は微細粒状物質が通過するようなも
のであるのが好ましい。望ましくは、ためダクト
は前記障壁から下向きに延び、ためダクト内の液
体を加熱もしくは冷却する手段を備えている。こ
のような装置の少くとも２つを直列に一緒に連結
し、そこを通して物品を輸送することができる。

輸送液体は装置の入口開口から排出開口へと該
装置を通過する物品処理用プロセス液体であつて
もよい。例えば、物品が細断された核燃料ピンで
ある場合、プロセス液体は、ハル（hull）からの
核燃料物質及び核分裂生成物（燃料筒の細断片）
を溶出せしめるための酸であるのがよい。これら
の場合に、処理プロセスの生成物がプロセス液体
内に、例えば最終物質の所望の有用な中間製品と
してまた被処理物品から取り除かれるべき汚染物
として集積する場合、かかる生成物を集積する手
段を設けることができる。

好ましくは、新鮮なプロセス液体の一部は、入
口開口から排出開口へ移動する物品の運動方向と
反対の方向に流動せしめられ、新鮮なプロセス液
体の残部は該運動方向に流動せしめられる。

使用ずみ核燃料の再処理に使用するためのマル
チステージの酸溶解プラントを示している添付図
面のみを例にとつて以下本発明をさらに説明す
る。

図面によれば、図示されたプラントは３つのス
テージ１，２および３、ならびに入口ステージ４
からなる。入口ステージ４は、ベース区域即ち彎
曲ベースダクト１１、入口ダクト１２および出口
ダクト１３を有するＶ形ダクト１０からなる。入
口ダクト１２はその入口開口（図示せず）を介し
て解体用装置（dismatling installation：図示さ
れていない）に連結されており、照射ずみ核燃料
ピンは該装置内で解体され細断されて短い長さに
なる。液体移動ダクトは側方ダクト１７からな
り、このダクトはベースダクト１１の一方の側で
流体透過性障壁１９に接合し、かつエジエクター
（ejector）１４に接続した出口２１、および制御
弁２６を持つ圧縮空気ボンベ２７に接続した入口
２２を有している。水ジヤケツト２３は、冷希硝
酸２５用の入口２４を有する入口ダクト１２のま
わりに嵌合している。出口ダクト１３は、還流凝
縮器（図示されていない）および化学的スクラバ
ー（図示されていない）に接続しまた中間区域２
９で、プラントのステージ１への排出開口３１を
入口ダクト１２の最上端より低いレベルで有して
いるペントダクト２８まで延びている。ステージ
１は硝酸２５を収容しているＶ形ダクト３３から
なり、入口ダクト３５、出口ダクト３６、および
ベースダクト１１の場合より低い場所にベース区
域即ち彎曲ベースダクト３７を持つている。入口
ダクト３５の入口開口は排出開口３１によつて構
成される。ためダクト組立体（sump duct
assembly）即ち液体移動ダクト４０は、ベース
ダクト３７の下面で流体透過性障壁１９から垂下
（depend）しており、またベースダクト３７に直
角に延びている短い部分４１および加熱または冷
却用流体のための熱伝達装置即ちジヤケツト４５
を有する傾斜部分４１を持つている。ためダクト
組立体４０の直立（upriht）部分４６は排出開口
３１近辺で入口ダクト３５に接続した輸送ダクト
４７を持つており、かつその上端で制御弁２６を
有する圧縮空気ボンベ２７に接続した口（port）
４９および直立部分４６の底へ下向きに延びてい
るエジエクター５０を持つている。

出口ダクト３６は排出開口３１の高さよりも低
い位置にある排出開口５２を有しており、かつＶ
字形ダクト５５によつて作られるステージ２中に
流下させるように配置されている。このＶ字形ダ
クトは硝酸２５を収容しており、かつ入口ダクト
５６、出口ダクト５７及びベースダクト３７の位
置よりも下方の位置にあるベース区域即ち彎曲ベ
ースダクト５８を有している。入口ダクト５６の
入口開口は排出開口５２によつて構成される。ス
テージ１のためダクト組立体４０と同一の、ため
ダクト組立体４０はベースダクト５８の下側で流
体透過性障壁１９から垂下している。生成液あふ
れダクト５９はその内部に室６０を有しかつステ
ージ３への排出開口７２の高さよりも低い位置に
あふれ手段６１を有している。この生成液あふれ
ダクト５９はためダクト組立体４０からベントダ
クト６５まで延びており、このベントダクト６５
はステージ３から上向きにベントダクト２８まで
延びている。ベントダクト６７は入口ダクト５６
から排出開口３１より上で入口ダクト１３まで延
びている。

ステージ３はＶ字形ダクト７０を備えており、
このＶ字形ダクト７０は硝酸を収容しており且つ
入口ダクト７１を有している。この入口ダクト７
１は排出開口５２の高さよりも低い位置にある排
出開口７２によつて構成される入口開口に連結し
ており、かつベントダクト６５に連結している。
ベースダクト５８の位置よりもわずか下方の位置
にあるベース区域即ち彎曲ベースダクト７５は一
端で入口ダクト７１に連結しており且つ他端で出
口ダクト７７に連結しており、この出口ダクト７
７は排出開口７２の高さよりもわずかに高い位置
に排出開口７８を有している。

ステージ１及びステージ２のためダクト組立体
４０と同一のためダクト組立体４０はベースダク
ト７５の下側で液体透過性障壁１９から垂下して
いるが、加えて、その直立部分４６で冷硝酸２５
を供給するための供給ダクト８０を有しており、
またそれの移送ダクト４７は出口ダクト５７の上
端で排出するように配置されている。

操作する際には、硝酸２５をプラント中に、図
示した高さまで導入する。典型的には長さ25mm、
直径6.0mmであり且つステンレス鋼製ハル中の照
射ずみ混合酸化物核燃料（UO₂／PuO₂）からな
る核燃料ピンの多数の細断片の形態の物品を解体
装置から入口ステージ４の入口ダクト１２に入れ
る。側方ダクト１７を、出口２１に連結したエジ
エクタ１４によりからにし、次いで約0.2ニユー
トン／mm²（30psi）の圧搾空気の脈動を入口２２
に加えて硝酸２５及びハルを上向きにダクト１０
中に移動させて、幾らかの硝酸２５及びさやを排
出開口３１を通り越させてステージ１の入口ダク
ト３５中に流下させる。

ステージ１においては、液面がダクト３３の中
で落ち、ためダクト組立体４０の直立部分４６の
中で破線で示すレベルまで上昇するように圧搾空
気をためダクト組立体から制御弁２６を通して放
出した後、上記した圧力の圧搾空気の脈動をボン
ベ２７から口４９に加えて、ためダクト組立体４
０中及びＶ字形ダクト３３中にある硝酸２５をハ
ルと共に移動させて、幾らかの硝酸２５及びハル
を排出開口５２を通り越させてステージ２の入口
ダクト５６中に流下させる。

ステージ２において、上述のように、圧搾空気
をためダクト組立体４０から放出した後、上記し
た圧搾空気の脈動をボンベ２７から４９に加え
て、ステージ２中にある硝酸２５及びハルを、ス
テージ１に関して記載した方法と同様な方法で移
動させるが、あふれ手段６１の高さが排出開口７
２の高さより低いので、上記の場合よりも少量の
硝酸２５がステージ３の入口ダクト７１中に送ら
れ、それでハルは出口ダクト５７中の脈動サイク
ルの間押されて硝酸２５の外部に残り、生成液は
あふれ手段６１から流出する。

ステージ３においては、上述のように圧搾空気
をためダクト組立体４０から放出した後、ボンベ
２７からの上記した圧力の圧搾空気の脈動を口４
９に加えて、Ｖ字形ダクト７０中の硝酸２５及び
ハルを、ステージ１及び２に関して記載した方法
と同様な方法で移動させて、ハル及び幾らかの硝
酸を排出開口７８を通して排出させる。排出開口
７８が排出開口７２の高さよりもわずかに高い位
置にあるので、ステージ１での圧力動脈の間の場
合よりも少量であるが、ステージ２での対応する
圧力脈動の間の場合よりも多量の硝酸２５が排出
される。出口ダクト７７から排出された中味のな
くなつたハルを１つ以上の追加のステージ（図示
せず）で洗浄ないし処理することもできる。

１，２，３の各ステージでの酸２５の上方への
移動作用によりそれぞれの出口ダクト３６，５７
または７７においてハルを流動させ、かくしてそ
れぞれの入口ダクト３５，５６または７１におけ
るハルを犠牲にして出口ダクトにおけるハルを優
先的に上方に移動させる。Ｖ−型ダクト３３，５
５および７０において溶解されなかつた核燃料物
質および核分裂生成物という形態の微細粉は透過
性の障壁１９を通つてそれぞれの、ためダクト組
立体４０に落ちこみ、そこで酸２５の脈動によつ
て生じた撹拌がこの微細粉の溶解を助ける。つい
には不溶の微細粉はためダクト組立体４０の底に
集まり、それぞれのエジエクター５０の使用によ
り定期的に除かれる。圧搾空気の脈動の適用は２
〜３分の間隔で各ステージ１，２，３および入口
ステージ４においてくり返される。排出開口７２
を通つて排出される酸２５およびあふれ６１から
流れる液体生成物を移動させるには、新鮮な酸２
５がハルの動きの方向に、またプラントを通つて
反対の方向に流れ得るように新鮮な酸２５がステ
ージ３の供給ダクト８０および入口ステージ４の
入口２４の中に供給される。酸２５のいくらかは
移送ダクト４７を通つてためダクト組立体４０か
らそれぞれのＶ−型ダクト３３または５５に循環
される。

１，２，３の各ステージおよび入口ステージ４
における酸２５の温度は、入口ステージ４および
ステージ３の硝酸が周囲の温度に近く、またステ
ージ１および２の硝酸がその沸騰温度のちよつと
下であるように、それぞれのジヤケツト２３，４
５を通つて循環する流体の温度を調整することに
よりそれぞれのジヤケツト２３または４５で調節
される。ガス生成物は還流凝縮および化学的洗浄
をするためにベントダクト２８に排気される。

流体透過性障壁１９はそれぞれのベースダクト
１１，３７，５８または７５を貫通することによ
つて都合よく用意することができる。

発明の実施例は、燃料ピンの細断片から核燃料
物質を溶出させるためのものであり、溶出させる
ための酸は、入口ステージ４（ダクト２４）及び
最終ステージ３（ダクト８０）に供給される。従
つて、傾斜して設けられた入口ダクト及び出口ダ
クトからなるステージを複数段設けるのは、第１
のハルをより遠方まで移送するためであり、第２
により多くのハルに対して酸を一度に作動させる
ためであり、第３に新鮮な酸でハルを再び最終処
理することによつてハルからできるだけ多くの核
燃料物質を溶出させるためである。

排出開口を入口ダクトの最上端より低いレベル
に設けることは、本発明の必須の構成要件ではな
い。入口ステージ４とステージ１及び２では、入
口ダクトの最上端は排出開口の最上端のレベルよ
り上にあるから、輸送される物品とともに液体の
一部が次のステージへこぼれ落ちる。一方、ステ
ージ３では、入口ダクトの最上端は排出開口の最
上端のレベルより低く、その結果酸は前のステー
ジへこぼれ落ち易くなつている。排出開口が入口
ダクトの最上端より低いレベルであろうと高いレ
ベルであろうと、本発明の作用効果に影響はな
い。

添付図面に示した液体レベルは、２分乃至３分
間隔で周期的に加えられる圧力脈動の間における
ものである。図示の状態では各ステージにおいて
ほとんどのハルが酸に浸漬され、核燃料物質が溶
出される。ステージ１乃至３に関しては、ためダ
クト組立体４０内の圧縮空気の圧力の作用によ
り、ためダクト組立体４０の液体レベルは対応す
るＶ形ダクトの液体レベルよりかなり下である。
ステージに圧力脈動を作用させるとき、側方ダク
ト１７（ステージ４）又はためダクト組立体４０
（ステージ１乃至３）の液体レベルを破線で示す
レベルまで上昇させることによつて、Ｖ形ダクト
の液体レベルをそのベースの近く（ステージ４で
破線で示したレベル）まで下げる。この目的のた
めに、ステージ４ではエジエクター１４から圧縮
空気を放出し、ステージ１乃至３ではためダクト
組立体４０から圧縮空気を放出することが必要に
なる。次いで、圧縮空気の脈動が加えられ、Ｖ形
ダクトの液体レベルは図示のレベルまで急激に上
昇させられる。

本発明を３ステージをもつたプラントに関して
記述してきたが、単一ステージを使用することが
できるし、或は特定の応用に適するように任意の
都合のよい多段配列を使用することもできる。各
ステージは物品を一つのステージから他のステー
ジへ輸送するために、液体へ圧搾空気の脈動を適
当な連続的タイミングで適用することにより、液
体を連続的に上向きに移動させてもよい。

プラントはもし完全な破損が起つた場合にはこ
のプラント内に核分裂性物質の臨界質量が残留し
ないように、またさらにこのプラントが生物的シ
ールド内に収容されるような大きさをもつて配列
される。このプラントは適当である場合にはステ
ンレス鋼、或いは適当なガラスで構成することが
できる。

所望ならば、ためダクト組立体４０を、ベース
ダクト３７の下側に結合する代りに、ベースダク
ト３７の側部において透過性障壁手段１９に結合
することができる。

酸２５を移動させる圧力脈動を作るために過熱
水蒸気を使用することができ、又同様な効果を生
じさせるのに水圧ラムまたはピストンを使用する
ことができる。

本発明の装置は核燃料物質の溶解に限定され
ず、輸送するべき物品を反応させ或いは処理する
輸送液体と共にまたは輸送液体なしに物品を輸送
するように設計してもよい。

入口ダクトおよび出口ダクトを上記とは別の配
列で一緒に結合させることができ、また真直であ
る必要はなく、例えば上向きにらせん状に巻かれ
ていても良い。しかしながら、入口ダクトと出口
ダクトとの間に彎曲接合部を使用することは、物
品が場所をふさぐどんな傾向をも防止するために
好ましい。

入口ダクトおよび出口ダクトは、タンクの底の
上で終つて事実上入口通路および出口通路をつく
つている下向きに延びた隔壁または邪魔板のつい
たタンクによつて形成することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の処理装置の一例を示すものであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上端に入口開口を構成し、輸送すべき物品を
   受入れるための下向きに延びた入口ダクトと、入
   口開口より低いベース区域で入口ダクトに連結さ
   れた上向きに延びている出口ダクトと、を有し、
   入口ダクトおよび出口ダクトは輸送液体を収容す
   るようになつており、出口ダクトは、操作中物品
   を排出する排出開口をベース区域より上に構成
   し、液体移動ダクトをベース区域に連結し、該液
   体移動ダクトは、輸送液体の通過する透過性障壁
   を介してベース区域と連通している、物品の輸送
   装置において、入口ダクトと出口ダクトは両方と
   も垂直から傾むけられ、液体を透過性障壁を通し
   て移動させるように、又入口ダクトおよび出口ダ
   クト内の液体レベルをベース区域に近いレベルか
   ら排出開口に近いレベルまで急速に上昇させるよ
   うに所定間隔で液体移動ダクト内の液体に圧力脈
   動を加えることを特徴とする物品の輸送装置。 ２ 入口開口は該排出開口のレベルより下である
   特許請求の範囲１記載の輸送装置。 ３ 透過性障壁は物品からの微細粒状物質が通過
   するようなものである特許請求の範囲１又は２記
   載の輸送装置。 ４ 液体移動ダクトは下向きに延びているためダ
   クトからなり、該ためダクト中の液体の温度を制
   御するための熱伝達装置を含む特許請求の範囲３
   記載の輸送装置。 ５ ためダクトに連結され、出口ダクト中の輸送
   液体のレベルを制限するための、あふれ手段をさ
   らに有することを特徴とする特許請求の範囲４記
   載の輸送装置。 ６ 物品を輸送するため、入口ダクトおよび出口
   ダクトが２つ以上直列に連結されている特許請求
   の範囲１〜５項の何れか一項に記載の物品の輸送
   装置。 ７ 下向きに延びる部分と上向きに延びる部分と
   をベース区域で接合したダクト中に輸送液体を収
   容し、 入口開口から下向きのダクト部分中の液体に物
   品を供給し、 物品を排出開口を通して上向きのダクト部分か
   ら排出する、物品の輸送方法において、 ダクト部分は両方とも垂直から傾むけられ、液
   体レベルを急速に上方に周期的に移動させる、こ
   とを特徴とする輸送方法。 ８ 二つまたはそれ以上のダクトが、直列に一緒
   に連結されている、特許請求の範囲７記載の輸送
   方法。