JP6382716B2

JP6382716B2 - 有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するための充填デバイス、システム、および方法

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Publication number: JP6382716B2
Application number: JP2014513261A
Authority: JP
Inventors: サルヴァトーレ・モリッカ; ウォルター・ギリェルモ・ベルムーデス; アラン・グラント・マレー
Original assignee: オーストラリアンニュークリアサイエンスアンドテクノロジーオーガニゼーション
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2031-06-02
Also published as: ZA201309095B; CA2834893A1; AU2011369816B2; KR101749617B1; US11355256B2; US20140221720A1; AU2011369816A1; BR112013030979A2; CA2834893C; CN103703517B; PL2715738T3; WO2012164335A1; EP3425639B1; RU2567371C2; US10706980B2; JP2014522490A; CN103703517A; PL3425639T3; EP2715738A1; RU2013157165A

Description

本発明は、一般的に、有害廃棄物を保管するためのシステム、方法、および容器に関するものであり、より具体的には、有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するための充填デバイス、システム、および方法に関するものである。

有害廃棄物の取り扱いおよび保管用のシステムが広く利用されているにも関わらず、従来技術のシステムは、依然として、有害廃棄物充填ステーション(hazardous waste material filling stations)から離れた場所に位置するエリアへの有害廃棄物汚染の不要な拡散を効果的に限定し、制御することができない。したがって、不要な有害物汚染を効果的に最小にし、および/または排除する有害廃棄物処理/保管システムに対する差し迫った必要性が存在する。

米国特許第5,248,453号

いくつかの実施形態では、有害廃棄物を保管し、および/または処分するためのシステム、方法、およびデバイスがある。いくつかの実施形態では、有害廃棄物は、か焼材料などの核廃棄物を含む。

一実施形態では、有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するためのシステムがあり、このシステムは充填ノズルを備え、この充填ノズルは(a)遠位端と外面とを有する弁本体であって、弁本体は遠位端に近接して弁座を備え、外面は弁本体を封止可能に、また取り外し可能に容器の充填ポートの内面に結合するように構成された遠位端に近接する、弁本体と、(b)閉鎖構成で弁座と封止を形成するように構成された弁当接面を有し、弁本体および容器を開放構成で互いに流体的に結合できるように構成されている弁頭と、(c)弁頭から軸方向に弁本体の少なくとも一部を通って延在する弁茎(valve stem)とを有する。さらなる実施形態において、システムは、有害廃棄物を封止して収容するように構成された容器を備え、容器は充填ポートを備える。さらなる実施形態において、システムは、ホッパーと、ホッパーに結合され、初期ホッパー重量を判定するように構成された第1の計量器と、容器に結合され、容器充填重量を判定するように構成された第2の計量器と、第1の計量器および第2の計量器に結合され、初期ホッパー重量を容器充填重量と比較するように構成されたプロセッサとを備える。

一実施形態では、ホッパーは、容器の容積に実質的に等しい容積を備える。さらなる実施形態において、システムは、ホッパーに結合された少なくとも1つのバイブレーターを備える。さらなる実施形態において、システムは、容器の底部に結合された少なくとも1つのバイブレーターを備える。さらなる実施形態において、システムは、容器の側壁に結合された少なくとも1つのバイブレーターを備える。さらなる実施形態において、システムは、容器を充填ノズルの方へ持ち上げるように構成された持ち上げ機構を備える。

一実施形態では、持ち上げ機構は、少なくとも1つのダンパーを備える。さらなる実施形態において、システムは、弁頭内に配設されたセンサーを備える。一実施形態において、センサーは、容器内の有害物のレベルを判定するように構成される。一実施形態において、センサーは、弁本体から遠位に延在する。一実施形態において、センサーは、弁茎を貫通するワイヤーに結合される。一実施形態において、弁本体は、ホッパーに結合されるように構成された第1の枝セクションと、遠位端を備え近位端を有する第2の枝セクションとを具備し、近位端は弁茎を移動するように構成された駆動機構に結合されている。一実施形態において、駆動機構は、空気圧シリンダーを備える。一実施形態において、弁茎は、第2の枝セクションの近位端を貫通し、近位端は弁茎の一部に結合されたシールを備える。さらなる実施形態において、システムは、容器と流体的に連通するように構成された真空ノズルを備える。一実施形態において、真空ノズルは、弁本体の遠位端を貫通する。一実施形態において、真空ノズルは、弁本体の遠位端に近接してフィルターを備える。

一実施形態において、容器は、排気ポートを備える。一実施形態において、排気ポートは、フィルターを備える。さらなる実施形態において、システムは、真空ノズルは排気ポートと封止して取り外し可能に結合可能であり、真空ノズルは充填構成で弁本体と封止状態で流体的に連通している。一実施形態において、遠位端に近接する外面は、少なくとも1つのシールを備える。一実施形態において、少なくとも1つのシールは、少なくとも1つのOリングを備える。一実施形態において、弁頭は、弁本体から遠位に延在し、開放構成で容器内に入る。一実施形態において、容器は、少なくとも最初に負圧下にある。一実施形態において、容器の充填ポートは、弁本体を充填ポートから分離した後に封止され閉じられるように構成される。

別の実施形態では、有害廃棄物を封止可能な容器内に移送する方法があり、この方法は(a)充填ノズルの外面を容器の充填ポートの内面と結合して第1の封止を形成するステップと、(b)充填ノズルの弁を開いて有害廃棄物を容器内に加えるステップであって、弁は第1の封止に近接する、ステップと、(c)充填ノズルの弁を閉じるステップと、(d)充填ポートを充填ノズルから分離するステップと、(e)充填プラグを充填ポート内に挿入するステップであって、充填プラグは充填ポートの内面と第2の封止を形成し、第2の封止は容器に関して第1の封止の少なくとも一部から遠位へ間隔をあける、ステップとを含む。一実施形態において、弁は、遠位端と外面とを有する弁本体であって、弁本体は遠位端に近接して弁座を備え、外面は弁本体を封止可能に、また取り外し可能に容器の充填ポートに結合するように構成された遠位端に近接する、弁本体と、閉鎖構成で弁座と封止を形成するように構成された弁当接面を有する弁頭であって、弁本体および容器を開放構成で互いに流体的に結合できるように構成されている弁頭と、弁頭から軸方向に弁本体の少なくとも一部を通って延在する弁茎とを備える。

一実施形態において、容器は、排出ポートを備える。一実施形態において、排出ポートは、排出ポートに螺合可能に結合された排出プラグを備え、この方法は、(f)空気および/またはガスを、充填構成および加熱構成において、フィルターに通し、また排出プラグと排出ポートとの間に通させるステップと、(g)閉鎖構成で排出プラグにより排出ポートを閉じるステップとをさらに含む。一実施形態において、排出ポートは、フィルターを備える。さらなる実施形態において、この方法は、容器に結合された排出ノズルを通して有害物によって変位された容器内に空気を引き込むステップを含み、排出ノズルは容器を介して弁本体と封止状態で流体的に連通している。

さらなる実施形態において、この方法は、持ち上げ機構を介して容器を充填ノズルの方へ持ち上げて、充填ポートと充填ノズルとを結合するステップを含む。さらなる実施形態において、この方法は、(f)有害物を収容しているホッパーを秤量して初期ホッパー重量を判定するステップと、(g)有害物を加えながら容器を秤量して容器充填重量を判定するステップと、(h)プロセッサを介して、初期ホッパー重量と容器充填重量との差を比較するステップとを含む。さらなる実施形態において、この方法は、容器充填重量が初期ホッパー重量と等しくなったら弁を閉じるステップを含む。さらなる実施形態において、この方法は、有害物を容器に加えながら少なくとも1つのバイブレーターを介してホッパーを振動させるステップを含む。さらなる実施形態において、この方法は、有害物を容器に加えながら容器に結合された少なくとも1つのバイブレーターを介して容器を振動させるステップを含む。さらなる実施形態において、この方法は、弁頭内に配設されているセンサーを介して容器内の有害物のレベルを測定するステップを含む。

一実施形態において、第1のシールは、少なくとも1つのOリングを備える。一実施形態において、第2のシールは、ガスケットを備え、ガスケットは金属、セラミック、またはグラファイトのうちの1つまたは複数からなる。さらなる実施形態において、この方法は、有害物を加える前に、または加えている間に、容器に真空を与えるステップを含む。さらなる実施形態において、この方法は、(f)充填プラグを充填ポートに恒久的に封止するステップと、(g)充填プラグを充填ポートに恒久的に封止した後に容器を加熱して容器の容積を縮小するステップとを含む。

前記の概要、さらには有害廃棄物を保管するためのシステム、方法、および容器の実施形態の以下の詳細な説明は、例示的な実施形態の添付図面と併せて読むとよくわかるであろう。しかし、本発明は、図示されている正確な配列構成および手段に限定されないことは理解されるであろう。

HIPプロセスの前に示されている知られている容器の斜視図である。 HIPプロセスの後に示されている図1Aの容器の斜視図である。本発明の例示的な一実施形態による有害廃棄物を保管するためのプロセスの概略流れ図である。本発明の例示的な一実施形態によるモジュール型システムの部分側断面図である。頂部が一部取り外された状態で図示されている図3のモジュール型システムの上面図である。本発明の例示的な一実施形態による充填ポートおよび排出ポートを有する容器の斜視図である。本発明の例示的な一実施形態によるシングルポートを有する容器の斜視図である。図5Aに示されている容器の頂部の側断面図である。図5Bに示されている容器の頂部の側断面図である。前壁が取り外された状態の図3および図4の例示的なモジュール型システムの第1のセルの正面斜視図である。図5Bのシングルポートの容器を伴って図示されている図7の第1のセル内で使用するための充填システムの部分断面図である。図5Aのデュアルポートの容器を伴って図示されている図7の第1のセル内で使用するための充填システムの部分断面図である。本発明の例示的な一実施形態による充填ノズルの部分側断面図である。本発明の例示的な一実施形態による充填物秤量システムの概略図である。図3の第1および第2のセルの概略部分側面斜視図である。図5Bに示されている容器に結合されている真空ノズルの部分側断面図である。図5Bに示されている容器とともに使用する軌道溶接機の斜視図である。頂壁および側壁が部分的に取り外された状態の図3および図4の例示的なモジュール型システムの第2のセルの上面斜視図である。頂壁および側壁が部分的に取り外された状態の図3および図4の例示的なモジュール型システムの第3のセルの上面斜視図である。頂壁および側壁が部分的に取り外された状態の図3および図4の例示的なモジュール型システムの第4のセルの側面斜視図である。

次に、本開示のさまざまな実施形態を詳細に見てゆくが、この実施例は、添付図面の図2〜図17に例示されている。可能な限り、同じ参照番号は、同じまたは類似の部分を指し示すために図面全体を通して使用される。

放射性か焼材料などの、核廃棄物は、ホットアイソスタティック成形(HIP)として知られているプロセスで廃棄物を安全に輸送することを可能にする容器内に固定化されうる。一般に、このプロセスは、微粒子または粉体の廃棄物をいくつかの鉱物と組み合わせることと、混合物を高温高圧に曝して材料の圧密化を行うこととを伴う。

いくつかの場合において、HIPプロセスは、結晶構造中にHLWか焼材料中に存在する要素のほぼすべてを一緒に組み込むいくつかの天然鉱物を含むガラスセラミック廃棄物形態を生成する。ガラスセラミック中の主要鉱物は、例えば、ホーランダイト(BaAl₂Ti₆O₁₆)、ジルコノライト(CaZrTi₂O₇)、およびペロブスカイト(CaTiO₃)を含みうる。ジルコノライトおよびペロブスカイトは、プルトニウムなどの、長寿命アクチニドの主要なホストであるが、ペロブスカイトはもっぱらストロンチウムおよびバリウムを固定化する。ホーランダイトは、もっぱら、カリウム、ルビジウム、およびバリウムとともに、セシウムを固定化する。

HIPプロセスで放射性か焼材料を処理することは、例えば、か焼材料および鉱物を容器に充填することを伴う。充填済み容器は、空気を抜かれて封止され、次いで、圧力容器で囲まれている、絶縁抵抗加熱炉などの、HIP炉内に入れられる。次いで、容器は閉じられて、加熱され、加圧される。圧力が、例えば、圧力をかけた状態では熱の効率のよい導体である、アルゴンガスを介して、平衡を保ちつつ印加される。熱および圧力の組み合わせた効果は、廃棄物を固めて、容器内に封止された密度の高いモノリシックなガラスセラミックの中に固定化する。

図1Aおよび図1Bは、それぞれ、HIP処理の前後の、一般的に100で示される、例示的な容器を示している。容器100は、廃棄物を収容するための内部容積を画成する本体部110を有する。本体部110は、それぞれが第1の直径を有するセクション112、および第1の直径より小さくてもよい第2の直径を有するセクション114を備える。容器100は、本体部110の頂端部に位置する蓋120、および本体部110の内部容積と連通する蓋120から延在するチューブ140をさらに有する。本体部110の内部容積には、チューブ140を介して廃棄物が充填される。

図1Bに示されているように、ホットアイソスタティック成形の後に、本体部110の容積は、実質的に縮小され、容器100は、次いで封止される。典型的には、チューブ140は捲縮され、切断され、直線シーム溶接で溶接される。このようなプロセスの欠点の1つは、チューブ140を切断すると、チューブ140の取り除かれた部分に適切な仕方で処分されなければならないある程度の量の残留廃棄物が含まれる可能性があるので、二次廃棄物を発生することも考えられる点である。さらに、チューブ140を切断するために使用される工具は、残留廃棄物に曝され、および/または摩耗があるので定期的保守または交換を必要とする場合がある。また、このシステムは、複雑な機械または油圧システムを封止すべき缶の近くのホットセル(放射性環境)内に入れる必要があるため、油圧ラムのシールの寿命を縮め、また機器はかさばり、ホットセル内に追加の空間を占有する。したがって、これらの欠点のうちの1つまたは複数を回避することができる有害廃棄物を保管するためのシステム、方法、充填機器、および容器を有していることが望ましい。

図2は、本発明による、か焼材料などの、核廃棄物を処分するために使用される例示的なプロセスフロー200の概略を表している。プロセス200は、モジュール型システム400を使用して実行され、この例示的な実施形態は、この後の図に示されており、有害廃棄物は、一連の隔離されたセル内で処理されるか、または移動される。モジュール型システム400は、1つまたは複数の「ホットセル」を含むものとして参照されうる。いくつかの実施形態では、それぞれのセルは、有害廃棄物の漏出が、漏出が発生したセル内に封じ込められるように外部環境および他のセルから隔離される。

本発明によるモジュール型システム400は、液体または固体有害廃棄物を処理するために使用されうる。有害廃棄物は、放射性廃棄物であってもよい。放射性液体廃棄物は、第1のサイクルの溶媒抽出システムの運転の結果生じる水性廃棄物、および/または照射原子炉燃料を再処理するための設備におけるその後の抽出サイクルからの濃縮廃棄物を含みうる。これらの廃棄物は、不揮発性分裂生成物の事実上すべて、および/または使用済み燃料に由来する検出可能な濃度のウランおよびプルトニウム、および/または原子炉内で通常生成されるようなウランおよびプルトニウムの変換によって形成されるすべてのアクチニドを含む可能性がある。一実施形態において、有害廃棄物は、か焼材料を含む。

モジュール型システム400は、2つ以上のセルに分割されうる。一実施形態において、モジュール型システム400は、少なくとも4つの個別のセルを備える。一実施形態において、モジュール型システム400は、4つの個別のセルを備える。このような1実施形態において、一連のセルは、充填セルであってもよい、第1のセル217と、ベイクアウト真空封止セルであってもよい、第2のセル218と、プロセスセルであってもよい第3のセル232と、冷却パッキングセルであってもよい第4のセル230とを備え、それぞれについて、以下でさらに詳しく説明する。

一実施形態において、第1のセル217は、有害廃棄物と1つまたは複数の添加剤とを混合するように構成されたフィードブレンダー212を備える。一実施形態において、容器フィードホッパー214は、フィードブレンダー212に結合される。一実施形態において、容器フィードホッパー214は、有害廃棄物と添加剤の混合物を容器216内に移送するため充填システムと結合される。いくつかの実施形態では、か焼材料は、サージタンク205から、フィードブレンダー212への供給を行うように構成されたか焼材料受け入れホッパー207に移送される。いくつかの実施形態では、添加剤は、ホッパー210からフィードブレンダー212に供給される。いくつかの実施形態では、添加剤は、タンク201からホッパー210に移送される。

充填された後、容器216は、第1のセル217から取り出され、第2のセル218に移送されて、そこで、ベイクアウト真空封止ステップが実行される。いくつかの実施形態では、ベイクアウトプロセスは、例えば、約400℃から約500℃の温度で、炉290内の容器216を加熱して過剰な水分を取り除くことを含む。いくつかの実施形態では、ベイクアウトプロセスにおいてオフガスが容器216から取り除かれ、粒子状物質または他の材料を取り除くために1つまたは複数のフィルター204もしくはトラップ219を備えることができる管路206を通して送られる。さらなる実施形態において、ベイクアウトプロセスにおいて容器216内に真空が確立され、容器216は、真空を維持するように封止される。

ベイクアウトおよび封止ステップの後、いくつかの実施形態によれば、容器216は、第3のセル232に移送され、そこで、容器216は、例えば、1000℃〜1250℃までの高温、ならびに圧縮機234およびアルゴン源236からもたらされる高いアルゴン圧力のホットアイソスタティック成形またはHIPの作用を受ける。いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形の結果、容器216およびその中に収容されている廃棄物が圧密化される。ホットアイソスタティック成形の後、いくつかの実施形態によれば、容器216は、第4のセル230に移送され、輸送および保管のためその後の装填203に対して冷却および/またはパッケージングを行う。

モジュール型システム400は、複数のセルの空間的配置構成に応じてさまざまな仕方で構成されうる。一実施形態では、複数のセルは、セルの横配置構成、セルの垂直配置構成、または横配置構成されたセルと垂直配置構成されたセルの組み合わせを含む、任意の好適な空間的配置構成を有することができる。一実施形態において、モジュール型システム400は、連続して並ぶセルの単一の行に空間的に配置構成された複数のセルを備え、それぞれのセルは、隣接セルから隔離される。別の実施形態では、複数のセルは、連続して並ぶセルの単一の行に空間的に配置構成することができ、それぞれのセルは、少なくとも1つの共通側壁によって隣接セルから隔離されうる。別の実施形態では、複数のセルは、連続して並ぶセルの単一の列で空間内に垂直に配置構成することができ、それぞれのセルは、少なくとも1つの共通壁によって隣接セルから隔離される。さらに別の実施形態では、複数のセルは、連続して並ぶセルの複数の行に空間的に配置構成されうる。

一実施形態において、モジュール型システム400は、第1のセル217、第2のセル218、および第3のセル232を備え、第1のセル217は第2のセル218に隣接し、第2のセルと連続して並び、第3のセル232は第2のセル218に隣接し、第2のセルと連続して並び、前記第1のセル217、第2のセル218、および第3のセル232は、セルの単一の行に空間的に配置構成される。

モジュール型システム400は、容器216をモジュール型システム400に順に通して移動する1つまたは複数のアセンブリラインを含みうる。図2〜図4に示されているように、有害廃棄物を処理し、および/または保管し、および/または処分するための例示的なモジュール型システム400は、容器216を操作するための複数のセルの並列アセンブリラインを備える。

いくつかの実施形態では、上で説明されているように、容器216を操作するための複数のセルは、少なくとも第1のセル217、第2のセル218、第3のセル232、および第4のセル230を備える。他の実施形態では、セルをいくつでも備えることができる。いくつかの実施形態では、セルは、汚染がセル間に拡散しないよう制御するため隣接するセルに関して異なる圧力に保持されうる。例えば、それぞれのその後のセルは、セル間の空気流がプロセスの始めの方へ流れるように前のセルより高い圧力を有することができる。いくつかの実施形態では、第1のセル217は第1の圧力P1に保持され、第2のセル218は第2の圧力P2に保持される。一実施形態において、第1の圧力P1は第2の圧力P2より低い。このような実施形態では、第1のセル217は、少なくとも容器216が第1のセル217内で操作されている間に、第2のセル218と空気を交換しない。別のこのような実施形態では、空気連動装置241(図12を参照)は、以下でさらに詳しく説明されているように、第1のセル217を第2のセル218に結合し、第1のセル217と第2のセル218との間の少なくとも1箇所の封止を維持しながら容器216を第1のセル217から第2のセル218に移送できるように構成されている。別の実施形態では、第1のセル217は第1の圧力P1に保持され、第2のセルは第2の圧力P2に保持され、第3のセル232は第3の圧力P3に保持され、第3の圧力P3は、第1の圧力P1より高い第2の圧力P2より高い。このような実施形態では、第3のセル232は第1のセル217および第2のセル218から隔離され、第2のセル218および第3のセル232は容器216を第2のセル218から第3のセル232に移送できるように構成されている。さらに別の実施形態では、第1のセル217は第1の圧力P1に保持され、第2のセル218は第2の圧力P2に保持され、第3のセル232は第3の圧力P3に保持され、第4のセル230は第4の圧力P4に保持され、第4の圧力P4は、第3の圧力P3より高く、第3の圧力P3は、第1の圧力P1より高い第2の圧力P2より高い。このような実施形態では、第4のセル230は、第1のセル217、第2のセル218、および第3のセル232から隔離され、第3のセル232および第4のセル230は、容器216を第3のセル232から第4のセル230に移送できるように構成されている。一実施形態において、それぞれの圧力P1、P2、P3、および/またはP4は、通常の大気圧に関して負である。いくつかの実施形態では、第1のセル217と第2のセル218との間の圧力差は、約10KPaから約20KPaまでの範囲内である。いくつかの実施形態では、第2のセル218と第3のセル232との間の圧力差は、約10KPaから約20KPaまでの範囲内である。いくつかの実施形態では、第3のセル232と第4のセル230との間の圧力差は、約10KPaから約20KPaまでの範囲内である。

I.第1のセル

第1のセル217の例示的な実施形態は、図3、図4、および図7に示されている。一実施形態において、第1のセル217は、容器216の外側の汚染を最小限度に抑えて有害廃棄物を容器216に充填することを可能にする充填セルである。一実施形態において、空の容器216は、最初にモジュール型システム400内に導入される。一実施形態において、空の容器216は、第1のセル217内に置かれ、第1のセル217は、有害廃棄物を第1のセル217内に移送する前に封止される。一実施形態において、第1のセル217が封止され、1つまたは複数の空の容器216を収納した後、第1のセル217は圧力P1を印加される。

容器および容器を充填する方法

さまざまな設計の容器が、本開示のさまざまな実施形態により使用されうる。HIPであってもよい、容器216の概略図が、図2、図3、図4、図7、図13、図15、図16、および図17に全体を通して示されている。容器216は、HIP処理に適している当技術分野で知られている任意の好適な構成を有することができる。いくつかの実施形態では、容器216は、単一のポートを備える。他の実施形態では、容器216は、複数のポートを備える。本発明のさまざまな実施形態により使用されうる容器216に対するいくつかの具体的構成が、図5A、図5B、図6A、および図6Bに示されており、これらは、本開示により有害廃棄物を封止可能に収容するように構成された例示的な容器を示している。

図5Aおよび図6Aは、本発明の例示的な一実施形態による核廃棄物または他の所望の内容物の封じ込めおよび保管のための、全体的に500として指定されている、容器の一実施形態を示している。容器500は、いくつかの実施形態では、廃棄物のHIP処理に特に有益である。しかし、容器500は、非核および他の廃棄物を含む他の材料を収容し、保管するために使用されうることは理解されるであろう。

いくつかの実施形態によれば、容器500は、一般的に、本体部510、蓋520、充填ポート540、および排出ポート560を備える。いくつかの実施形態では、容器500は、充填ポート540と係合するように構成された充填プラグ550も備える。さらなる実施形態において、容器500は、排出ポート560と係合するように構成された排出プラグ570も備える。さらに他の実施形態では、容器500は、持ち上げ部材530を備える。

本体部510は、中心の縦軸511を有し、本発明のいくつかの実施形態により核廃棄物または他の材料を収容するための内部容積516を画成する。いくつかの実施形態では、内部容積516に真空を与えることができる。いくつかの実施形態では、本体部510は、閉じた底端部515を有する円筒形または一般的に円筒形の構成を有する。いくつかの実施形態では、本体部510は、中心の縦軸511の周りで実質的に放射対称性を有する。いくつかの実施形態では、本体部510は、全体において参照により本明細書に組み込まれている米国特許第5,248,453号において説明されている容器のうちのどれかの形状を有するように構成されうる。いくつかの実施形態では、本体部510は、図1に示されている容器100の本体部110と同様の構成をとる。図5Aを参照すると、いくつかの実施形態では、本体部510は、1つまたは複数のセクション514がより小さな第2の直径を有する中心の縦軸511に沿って交互に並ぶ第1の直径を有する1つまたは複数のセクション512を有することがわかる。本体部510は、好適な任意のサイズを有することができる。いくつかの実施形態では、本体部510は、約60mmから約600mmまでの範囲内の直径を有する。いくつかの実施形態では、本体部510は、約120mmから約1200mmまでの範囲内の高さを有する。いくつかの実施形態では、本体部510は、約1mmから約5mmまでの範囲内の壁厚さを有する。

本体部510は、核廃棄物のホットアイソスタティック成形に有益な当技術分野で知られている任意の好適な材料で製作することができる。いくつかの実施形態では、本体部510は、本体部500内の真空を維持することができる材料で製作される。いくつかの実施形態では、本体部510は、耐腐食性を有する材料から製作される。いくつかの実施形態では、本体部510は、金属もしくは金属合金、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、およびこれらの合金から作られる。

いくつかの実施形態では、容器500は、閉じた底端部515の反対側に蓋520を備える。蓋520は、いくつかの実施形態において、本体部510と一体に形成される。他の実施形態では、蓋520は、本体部510から別に形成され、例えば、溶接、ハンダ付け、鑞付け、融合、または当技術分野の他の知られている技術を介して固定され、蓋520の周囲に気密封止を形成する。いくつかの実施形態では、蓋520は、本体部510に恒久的に固定されたままである。図6Aを参照すると、蓋520は、内部容積516に面する内面524および内面524の反対側の外面526を備えることがわかる。いくつかの実施形態では、中心の縦軸511は、内面524および外面526に実質的に垂直である。いくつかの実施形態では、中心の縦軸511は、内面524および外面526の中心点を貫通する。いくつかの実施形態では、容器500は、外面526を囲むフランジ522をさらに備える。

いくつかの実施形態では、容器500は、外面547を有する充填ポート540と、内部容積516と連通する通路を画成する内面548とをさらに備え、充填ノズルと結合するように構成される。いくつかの実施形態では、容器500に収容される核廃棄物は、充填ノズルを介して充填ポート540を通して内部容積516内に移送される。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、少なくとも部分的に充填ノズルを中に受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、充填ポート540の内面548は、充填ノズルと密封シールを形成して容器500の充填中に核廃棄物が充填ポート540の内面548と充填ノズルとの間の内部容積516から出るのを防ぐように構成される。

充填ポート540は、図5Aおよび図6Aの例示的な実施形態に示されているように蓋520から延在しうる。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、蓋520と一体に形成されうる。他の実施形態では、充填ポート540は、蓋520とは別に形成され、例えば、溶接によって蓋に固定される。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、金属または金属合金から製作することができ、本体部510および/または蓋520と同じ材料から作ることができる。

特に図6Aを参照すると、充填ポート540は、内面548が第1の端部542から第2の端部543の方へ延在する一般的にチューブ状の構成を有する。いくつかの実施形態によれば、充填ポート540は、中心の縦軸511に実質的に平行な軸541に沿って蓋520から延在する。いくつかの実施形態では、内面548は、軸541の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、充填ポート540の第1の端部542は、蓋520内に開口部を画成し、内径Df1を有する。いくつかの実施形態では、充填ポート540の第2の端部543は、直径Df1と異なりうる内径Df2を有する。いくつかの実施形態では、Df2は、Df1より大きい。一実施形態において、例えば、Df1は約33mmであり、Df2は約38mmである。いくつかの実施形態では、段付き部分549は、充填ポート540の外側に設けられる。いくつかの実施形態では、段付き部分は、軌道溶接機(例えば、本明細書において以下で説明されている軌道溶接機242)を位置決めするために使用されうる。

容器500は、いくつかの実施形態では、充填ポート540と結合するように構成された充填プラグ550をさらに備える。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、図6Aに一般的に示されているように充填ポート540内に少なくとも部分的に受け入れられるように構成され、寸法が決められている。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、充填ポート540と結合されたときに軸541の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、充填ポート540を閉じて封止し、充填ポート540を介して材料が内部容積516から出るのを防ぐように構成される。

充填プラグ550は、いくつかの実施形態では、充填ポート540と結合されたときに内面548に当接するように構成される。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、充填ポート540の内径に実質的に等しい直径を有する部分を備える。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、直径がDf1に実質的に等しい第1の部分552を備える。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、代替的に、またはそれに加えて、直径がDf2に実質的に等しい第2の部分553を備える。いくつかの実施形態では、第2の部分553は、充填プラグ550が充填ポート540と結合されたときに表面544に当接するように構成される。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、充填プラグ550が充填ポート545と結合されたときに端面545にさらに当接する。

いくつかの実施形態では、充填プラグ550は充填ポート540と結合されたときに、継ぎ目546を生じる。いくつかの実施形態では、継ぎ目546は、充填プラグ550と充填ポート540の第2の端部543の端面545との間の接合面に形成される。いくつかの実施形態では、継ぎ目546は、充填プラグ550の外面551と充填ポート540の外面547との間に配置される。いくつかの実施形態では、充填プラグ550の外面551は、継ぎ目546に近接する充填ポート540の外面547と実質的に同一の平面上にある。継ぎ目546は、いくつかの実施形態によれば、充填プラグ550の一部の周上に延在する。

充填ポート540および充填プラグ550は、当技術分野で知られている任意の好適な方法によるいくつかの実施形態に従って一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、充填ポート540と螺合可能に結合される。これらの実施形態のいくつかによれば、内面548の少なくとも一部は、例えば、充填プラグ550が充填ポート540内にねじ込まれるように充填プラグ550の少なくとも一部に設けられている雄ネジと係合するように構成されている雌ネジを備える。いくつかの実施形態では、部分552および553のうちの1つまたは複数は、充填ポート540の内面548に設けられている雌ネジと係合する雄ネジを備えることができる。他の実施形態では、充填ポート540および充填プラグは、締まり嵌めまたは摩擦嵌めを介して結合されうる。いくつかの実施形態では、容器500は、充填プラグ550とともに充填ポート540を封止するのを補助するため充填ポート540内に位置決めされたガスケット(図示せず)を備える。いくつかの実施形態では、ガスケットは、充填プラグ550と表面544との間に位置する。

いくつかの実施形態では、充填ポート540および充填プラグ550は、核廃棄物または他の所望の内容物を容器500に充填した後に恒久的に一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、充填ポート540および充填プラグ550は、機械的に一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、充填プラグ550と融合されうる。いくつかの実施形態では、充填ポート540および充填プラグ550は、一緒にハンダ付けまたは鑞付けされうる。いくつかの実施形態では、充填ポート540および充填プラグ550は、例えば、軌道溶接によって、継ぎ目546に沿って一緒に溶接されうる。他の実施形態では、接着剤またはセメントを継ぎ目546に注入して、充填ポート540および充填プラグ550を一緒に封止することができる。

いくつかの実施形態では、容器500は、内部容積516と連通する通路を画成する外面567と内面568とを有する排出ポート560を備える。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、内部容積516から空気または他のガスの放出を可能にするように構成される。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、内部容積516から空気または他のガスを放出するため、以下でさらに説明されているような、排出ノズルと結合するように構成される。いくつかの実施形態では、排出ノズルは、排出ポート560を通して内部容積516から空気または他のガスを引き出すことができる換気または真空システムと接続される。

排出ポート560は、図5Aおよび図6Aの例示的な実施形態に示されているように蓋520から延在しうる。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、蓋520と一体に形成されうる。他の実施形態では、排出ポート560は、蓋520とは別に形成され、例えば、溶接、ハンダ付け、鑞付け、または同様の方法によって蓋に固定される。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、金属または金属合金から製作することができ、本体部510および/または蓋520と同じ材料から作ることができる。

特に図6Aを参照すると、排出ポート560は、内面568が第1の端部562から第2の端部563の方へ延在する一般的にチューブ状の構成を有することがわかる。いくつかの実施形態によれば、排出ポート560は、中心の縦軸511に実質的に平行な軸561に沿って蓋520から延在する。いくつかの実施形態では、軸561は、中心の縦軸511および充填ポート540の軸541と同一平面上にある。いくつかの実施形態では、内面568は、軸561の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、排出ポート560の第1の端部562は、蓋520内に開口部を画成し、内径D_e1を有する。いくつかの実施形態では、排出ポート560の第2の端部563は、直径D_e1と異なりうる内径D_e2を有する。いくつかの実施形態では、D_e2は、D_e1より大きい。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、D_e1およびD_e2と異なる内径を画成する第1の端部562と第2の端部563との間に位置する1つまたは複数の中間セクションをさらに備えることができる。図6Aに示されている例示的な実施形態において、排出ポート562は、内径D_e3およびD_e4をそれぞれ有しD_e1<D_e3<D_e4<D_e2となるように構成されている中間セクション564および565を備える。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、充填ポート540と同じ外径を有する。いくつかの実施形態では、段付き部分569は、排出ポート560の外側に設けられる。いくつかの実施形態では、段付き部分569は、軌道溶接機(例えば、以下で説明されている軌道溶接機242)を位置決めするために使用されうる。いくつかの実施形態では、段付き部分569は、排出ノズルを位置決めするために使用することができる。

本発明のいくつかの実施形態によれば、排出ポート560は、フィルター590を備える。いくつかの実施形態では、フィルター590は、排出ポート560によって画成された通路をまたぐサイズを有する。いくつかの実施形態では、フィルター590は、第1の端部562のところの、または近くの排出ポート560内に位置決めされ、D_e1に実質的に等しい直径を有する。いくつかの実施形態では、フィルター590は、排出ポート560の内面568に封止可能に係合する。いくつかの実施形態では、フィルター590は、例えば、溶接、ハンダ付け、鑞付け、または同様の方法を介して、排出ポート560の内面568に固定される。一実施形態において、フィルター590は、高効率粒子空気(HEPA)フィルターである。いくつかの実施形態では、フィルター590は、材料の単層である。いくつかの実施形態では、フィルター590は、材料の多層である。いくつかの実施形態では、フィルター590は、焼結材料から作られる。いくつかの実施形態では、フィルター590は、金属もしくは金属合金、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、鉄、チタン、タンタル、ニッケル、およびこれらの合金から作られる。いくつかの実施形態では、フィルター590は、セラミック、例えば、酸化アルミニウム(Al₂O₃)および酸化ジルコニウム(ZrO₂)から作られる。いくつかの実施形態では、フィルター590は、炭素または炭素化合物、例えば、グラファイトを備える。いくつかの実施形態では、フィルター590の材料は、フィルターを加熱した後密圧されて固体または無孔性材料となるように選択される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、第1の温度ではフィルター590が空気および/またはガスを透過する孔を有するが、微粒子の通過を妨げ、第2の温度ではフィルター590は密圧されて無孔性材料になり、第2の温度は第1の温度より高い、材料が選択される。

いくつかの実施形態では、フィルター590は、空気または他のガスを通せるようにしながら所定の寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、100μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、75μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、50μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、25μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、20μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、15μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、12μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、10μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、8μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、5μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、1μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、0.5μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、0.3μmを超える寸法を有する粒子が排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。

容器500は、いくつかの実施形態では、排出ポート560と結合するように構成された排出プラグ570をさらに備える。いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、図6Aに一般的に示されているように排出ポート560内に少なくとも部分的に受け入れられるように構成され、寸法が決められている。いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、充填ポート560と結合されたときに軸561の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、空気および/または他のガスを充填構成で排出ポート560に通すことができ、および/または充填排出ポート560を閉鎖構成で閉じて空気および/または他のガスが排出ポート560を通過するのを防ぐように構成される。

いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、排出ポート560の内径に実質的に等しいか、またはわずかに小さい直径を有する部分を備える。いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、直径がD_e1に実質的に等しいか、またはわずかに小さい第1の部分572を備える。いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、代替的に、またはそれに加えて、直径がD_e2に実質的に等しい第2の部分573を備える。いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、代替的に、またはそれに加えて、各直径がD_e3およびD_e4に実質的に等しいか、またはわずかに小さい中間部分574および575を備える。

いくつかの実施形態では、排出プラグ570は排出ポート550と結合されたときに、継ぎ目566を生じる。いくつかの実施形態では、継ぎ目566は、排出プラグ570と排出ポート560の第2の端部563との間の接合面に形成される。いくつかの実施形態では、継ぎ目566は、排出プラグ570の外面571と排出ポート560の外面567との間に配置される。いくつかの実施形態では、排出プラグ570の外面571は、継ぎ目566に近接する排出ポート560の外面567と実質的に同一の平面上にある。継ぎ目566は、いくつかの実施形態によれば、排出プラグ570の一部の周上に延在する。

本発明のいくつかの実施形態によれば、排出プラグ570は、充填構成で排出ポート560内に少なくとも部分的に受け入れられ、空気および/または他のガスが容器500の内部容積516からフィルター590を通り、排出ポート560の内面568と排出プラグ570との間の排出ポート560を通って抜けられるように構成される。いくつかの実施形態では、排出プラグ570および排出ポート560は、空気および/または他のガスが中を通過できる十分な寸法のギャップ582が排出プラグ570と排出ポート560との間に維持され、空気および/または他のガスが内部容積516から排出される経路を構成するような充填構成で結合される。いくつかの実施形態では、ギャップ582は、排出プラグ570の少なくとも一部の周上に延在する。いくつかの実施形態では、空気および/または他のガスは、充填構成でギャップ582を通り、継ぎ目566を通過することができる。いくつかの実施形態では、排出プラグ570および排出ポート560は、排出プラグ570とフィルター590との間に空間581が維持されるような充填構成で結合される。存在する場合、空間581は、空気および/または他のガスがフィルター590を通過できるように軸方向に沿って(例えば、軸561に沿って)十分な距離がなければならない。

いくつかの実施形態では、容器500は、充填構成から閉鎖構成に遷移するようにさらに構成され、排出プラグ570は、空気および/または他のガスが排出ポート560を通過することが許されないように排出ポート560と結合される。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、排出プラグ570によって閉鎖構成で気密封止される。いくつかの実施形態では、閉鎖構成により、内部容積516内の真空を維持することができる。いくつかの実施形態では、閉鎖構成において、排出プラグ570は排出ポート560内に少なくとも部分的に受け入れられ、排出ポート560によって画成された通路を閉鎖し、封止し、材料が中を通るのを妨げる。

いくつかの実施形態では、ガスケット580が、排出ポート560と排出プラグ570との間に設けられる。いくつかの実施形態では、ガスケット580は、閉鎖構成で排出プラグ570により排出ポート560を封止するのを補助する。ガスケット580は、いくつかの実施形態では、排出プラグ570の少なくとも一部を囲む。図6Aの実施形態において、ガスケット580は、排出プラグ570の部分575を囲むように図示されており、排出プラグ570の第2の部分573と排出ポート560の中間セクション565との間に位置し、それらに当接するように構成される。いくつかの実施形態では、ガスケット580は、金属もしくは金属合金、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、鉄、チタン、タンタル、ニッケル、およびこれらの合金から作られる。いくつかの実施形態では、ガスケット580は、セラミック、例えば、酸化アルミニウム(Al₂O₃)および酸化ジルコニウム(ZrO₂)から作られる。いくつかの実施形態では、ガスケット580は、炭素または炭素化合物、例えば、グラファイトを備える。

いくつかの実施形態では、排出プラグ570は、排出ポート560と螺合可能に結合される。これらの実施形態のいくつかによれば、内面568の少なくとも一部は、例えば、排出プラグ570が排出ポート560内にねじ込まれるように排出プラグ570の少なくとも一部に設けられている雄ネジと係合するように構成されている雌ネジを備える。いくつかの実施形態では、部分572、573、574、および575のうちの1つまたは複数は、排出ポート560の内面568に設けられている雌ネジと係合する雄ネジを備えることができる。いくつかの実施形態では、充填構成は、排出プラグ570の雄ネジを排出ポート560の雌ネジと部分的に係合させる(例えば、排出プラグ570を排出ポート560内に部分的にねじ込む)ことを含み、閉鎖構成は、排出プラグ570の雄ネジを排出ポート560の雌ネジと完全に係合させる(例えば、排出プラグ570を排出ポート560内に完全にねじ込む)ことを含む。

いくつかの実施形態では、排出ポート560および排出プラグ570は、恒久的に一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、排出ポート560および排出プラグ570は、機械的に一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、排出プラグ570と融合されうる。いくつかの実施形態では、排出ポート560および排出プラグ570は、一緒にハンダ付けまたは鑞付けされうる。いくつかの実施形態では、排出ポート560および排出プラグ570は、例えば、軌道溶接によって、継ぎ目566に沿って一緒に溶接されうる。このような実施形態では、溶接部をガスケット580から離れた場所の排出ポート560と排出プラグ570との間に置き、容器500中の大気を維持する気密封止を破らないようにする。他の実施形態では、接着剤またはセメントを継ぎ目566に注入して、排出ポート560および排出プラグ550を一緒に封止することができる。

図5Aおよび図6Aを参照すると、容器500は、いくつかの実施形態において、容器500を持ち上げ、および/または輸送するためキャリアと係合するように構成されている持ち上げ部材530を備えていることがわかる。持ち上げ部材530は、いくつかの実施形態によれば、蓋520の外面526にしっかり取り付けられ、そこから延在する。いくつかの実施形態では、持ち上げ部材530は、蓋520の外面526上の中心に位置決めされる。いくつかの実施形態では、持ち上げ部材530は、蓋520と一体に形成される。他の実施形態では、持ち上げ部材は、蓋520とは別に形成され、例えば、溶接、ハンダ付け、鑞付け、または同様の方法によって蓋に固定される。いくつかの実施形態では、持ち上げ部材530は、金属または金属合金から製作され、本体部510および/または蓋520と同じ材料から作ることができる。

図示されている例示的な実施形態では、持ち上げ部材530は、中心の縦軸511と実質的に同軸上にある蓋520から延在する一般的に円筒形状の突出部532を備える。いくつかの実施形態では、持ち上げ部材530は、中心の縦軸511の周りで実質的に放射対称性を有する。いくつかの実施形態では、持ち上げ部材530は、充填ポート540と排出ポート560との間の蓋520上に位置する。いくつかの実施形態では、持ち上げ部材530は、突出部532の少なくとも部分的に周上に延在する溝533を備える。さらなる実施形態において、持ち上げ部材530は、溝533を部分的に画成するフランジ534を備える。

図5Bおよび図6Bは、本発明の例示的な一実施形態による核廃棄物または他の所望の内容物の封じ込めおよび保管のための、全体的に600として指定されている、容器の別の実施形態を示している。容器600は、いくつかの実施形態では、廃棄物のホットアイソスタティック成形に特に有益である。いくつかの実施形態では、本体部610は、本体部610内の真空を維持することができる材料で製作される。

いくつかの実施形態によれば、容器600は、一般的に、本体部610、蓋620、および充填ポート640を備える。いくつかの実施形態では、容器600は、充填ポート640と係合するように構成された充填プラグ650も備える。

本体部610は、中心の縦軸611を有し、本発明のいくつかの実施形態により核廃棄物または他の材料を収容するための内部容積616を画成する。いくつかの実施形態では、内部容積616に真空を与えることができる。いくつかの実施形態では、本体部610は、閉じた底端部615を有する円筒形または一般的に円筒形の構成を有する。いくつかの実施形態では、本体部610は、中心の縦軸611の周りで実質的に放射対称性を有する。いくつかの実施形態では、本体部610は、全体において参照により本明細書に組み込まれている米国特許第5,248,453号において説明されている容器のうちのどれかの形状を有するように構成されうる。いくつかの実施形態では、本体部610は、図1に示されている容器100の本体部110と同様の構成をとる。図5Bを参照すると、いくつかの実施形態では、本体部610は、1つまたは複数のセクション612が、より小さな第2の直径を有する中心の縦軸611に沿って交互に並ぶ第1の直径を有する1つまたは複数のセクション614を有する。本体部610は、本体部510について本明細書で説明されているのと同じ構成および寸法を有することができる。

本体部610は、核廃棄物のホットアイソスタティック成形に有益な当技術分野で知られている任意の好適な材料で製作することができる。いくつかの実施形態では、本体部610は、耐腐食性を有する材料から製作される。いくつかの実施形態では、本体部610は、金属もしくは金属合金、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、チタン、およびこれらの合金から作られる。

いくつかの実施形態では、容器600は、閉じた底端部615の反対側に蓋620を備える。蓋620は、いくつかの実施形態において、本体部610と一体に形成される。他の実施形態では、蓋620は、本体部610から別に形成され、例えば、溶接、ハンダ付け、鑞付け、融合、または当技術分野の他の知られている技術を介して固定され、蓋620の周囲に気密封止を形成する。いくつかの実施形態では、蓋620は、本体部610に恒久的に固定されたままである。図6Bを参照すると、蓋620は、内部容積616に面する内面624および内面624の反対側の外面626を備えることがわかる。いくつかの実施形態では、中心の縦軸611は、内面624および外面626に実質的に垂直である。いくつかの実施形態では、中心の縦軸611は、内面624および外面626の中心点を貫通する。いくつかの実施形態では、容器600は、外面626を囲むフランジ622をさらに備える。

いくつかの実施形態では、容器600は、外面を有する充填ポート640と、階段状の内面647と、内部容積616と連通する通路を画成する下側内面648とをさらに備え、充填ノズルと結合するように構成される。いくつかの実施形態では、容器600に収容される核廃棄物は、充填ノズルを介して充填ポート640を通して内部容積616内に移送される。いくつかの実施形態では、充填ポート640は、少なくとも部分的に充填ノズルを中に受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、充填ポート640の階段状の内面647および/または下側内面648は、充填ノズルと密封シールを形成して容器600の充填中に核廃棄物が充填ポート640の階段状の内面647および下側内面648と充填ノズルとの間の内部容積616から出るのを防ぐように構成される。

充填ポート640は、図5Bおよび図6Bの例示的な実施形態に示されているように蓋620から延在しうる。いくつかの実施形態では、充填ポート640は、蓋620と一体に形成されうる。他の実施形態では、充填ポート640は、蓋620とは別に形成され、例えば、溶接によって蓋に固定される。いくつかの実施形態では、充填ポート640は、金属または金属合金から製作することができ、本体部610および/または蓋620と同じ材料から作ることができる。

特に図6Bを参照すると、充填ポート640は、階段状の内面647および下側内面648が第1の端部642から第2の端部643の方へ延在する一般的に階段状のチューブ状構成を有することがわかる。いくつかの実施形態によれば、充填ポート640は、中心の縦軸611と実質的に同軸上にある軸641に沿って蓋620から延在する。いくつかの実施形態では、階段状の内面647は、軸641の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、下側内面648は、軸641の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、充填ポート640の第1の端部642は、蓋620内に開口部を画成し、内径D_g1を有する。いくつかの実施形態では、充填ポート640の第2の端部643は、直径D_g1と異なりうる内径D_g2を有する。いくつかの実施形態では、D_g2は、D_g1より大きい。

いくつかの実施形態では、充填ポート640は、少なくとも部分的に溝633を画成するフランジ634を備える。いくつかの実施形態では、フランジ634および溝633は、充填ポート640の周上に延在する。いくつかの実施形態では、フランジ634および溝633は、軸641の周りで放射対称性を有する。いくつかの実施形態では、フランジ634および/または溝633は、容器600を持ち上げるか、または輸送するためにキャリアと係合するように構成されている。

容器600は、いくつかの実施形態では、充填ポート640と結合するように構成された充填プラグ650をさらに備える。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、図6Bに一般的に示されているように充填ポート640内に少なくとも部分的に受け入れられるように構成され、寸法が決められている。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、充填ポート640と結合されたときに軸641の周りに放射状に配設される。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、充填ポート640を閉じて封止し、充填ポート640を介して材料が内部容積616から出るのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、充填ポート640を気密封止するように構成される。

充填プラグ650は、いくつかの実施形態では、充填ポート640と結合されたときに階段状の内面647に当接するように構成される。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、直径がD_g2に実質的に等しい第1の部分673を備える。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、代替的に、またはそれに加えて、直径がD_g3に実質的に等しい第2の部分675を備える。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、代替的に、またはそれに加えて、直径がD_g4に実質的に等しい第3の部分674を備える。いくつかの実施形態では、第1の部分673は、充填プラグ650が充填ポート640と結合されたときに表面649に当接するように構成される。

いくつかの実施形態では、充填プラグ650は充填ポート640と結合されたときに、継ぎ目646を生じる。いくつかの実施形態では、継ぎ目646は、充填プラグ650と充填ポート640の第2の端部643の端面645との間の接合面に形成される。いくつかの実施形態では、継ぎ目646は、充填プラグ650の外面と充填ポート640の外面との間に配置される。いくつかの実施形態では、充填プラグ650の外面は、継ぎ目646に近接する充填ポート640の外面と実質的に同一の平面上にある。継ぎ目646は、いくつかの実施形態によれば、充填プラグ650の一部の周上に延在する。

充填ポート640および充填プラグ650は、当技術分野で知られている任意の好適な方法によるいくつかの実施形態に従って一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、充填ポート640と螺合可能に結合される。これらの実施形態のいくつかによれば、内面648の少なくとも一部は、例えば、充填プラグ650が充填ポート640内にねじ込まれるように充填プラグ650の少なくとも一部に設けられている雄ネジと係合するように構成されている雌ネジを備える。いくつかの実施形態では、部分652および653のうちの1つまたは複数は、充填ポート640の内面648に設けられている雌ネジと係合する雄ネジを備えることができる。他の実施形態では、充填ポート640および充填プラグは、締まり嵌めまたは摩擦嵌めを介して結合されうる。

いくつかの実施形態では、ガスケット680が、充填ポート640と充填プラグ650との間に設けられる。いくつかの実施形態では、ガスケット680は、閉鎖構成で充填プラグ650により充填ポート640を封止するのを補助する。ガスケット680は、いくつかの実施形態では、充填プラグ650の少なくとも一部を囲む。図6Bの実施形態において、ガスケット680は、充填プラグ650の部分675を囲むように図示されており、充填プラグ650の部分673および充填ポート640に当接するように構成される。いくつかの実施形態では、ガスケット680は、金属もしくは金属合金、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、鉄、チタン、タンタル、ニッケル、およびこれらの合金から作られる。いくつかの実施形態では、ガスケット680は、セラミック、例えば、酸化アルミニウム(Al₂O₃)および酸化ジルコニウム(ZrO₂)から作られる。いくつかの実施形態では、ガスケット680は、炭素または炭素化合物、例えば、グラファイトを備える。

いくつかの実施形態では、充填ポート640および充填プラグ650は、核廃棄物または他の所望の内容物を容器600に充填した後に恒久的に一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、充填ポート640および充填プラグ650は、機械的に一緒に固定されうる。いくつかの実施形態では、充填ポート640は、充填プラグ650と融合されうる。いくつかの実施形態では、充填ポート640および充填プラグ650は、一緒にハンダ付けまたは鑞付けされうる。いくつかの実施形態では、充填ポート640および充填プラグ650は、気密封止を形成するように構成される。いくつかの実施形態では、充填ポート640および充填プラグ650は、例えば、軌道溶接によって、継ぎ目646に沿って一緒に溶接されうる。このような実施形態では、溶接部をガスケット680から離れた場所の充填プラグ650と充填ポート640との間に置き、容器600中の大気を維持する気密封止を破らないようにする。他の実施形態では、接着剤またはセメントを継ぎ目646に注入して、充填ポート640および充填プラグ650を一緒に封止することができる。

本発明のいくつかの実施形態によれば、充填プラグ650は、フィルター690を備える。いくつかの実施形態では、フィルター690は、充填ポート650の円形端部セクション670をまたぐサイズを有する。いくつかの実施形態では、フィルター690は、充填プラグ650の円形端部セクション670に封止可能に係合される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、例えば、溶接、ハンダ付け、鑞付け、または同様の方法を介して、充填プラグ650の円形端部セクション670に固定される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、ネジ、釘、ボルト、ホチキスの針、または同様のものなどの、機械式留め具695で充填プラグ650に固定される。一実施形態において、フィルター690は、高効率粒子空気(HEPA)フィルターである。いくつかの実施形態では、フィルター690は、材料の単層である。いくつかの実施形態では、フィルター690は、材料の多層である。いくつかの実施形態では、フィルター690は、焼結材料から作られる。いくつかの実施形態では、フィルター690は、金属もしくは金属合金、例えば、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、鉄、チタン、タンタル、ニッケル、およびこれらの合金から作られる。いくつかの実施形態では、フィルター690は、セラミック、例えば、酸化アルミニウム(Al₂O₃)、アルミノケイ酸塩(例えば、Al₂SiO₅)、および酸化ジルコニウム(ZrO₂)から作られる。いくつかの実施形態では、フィルター690は、炭素または炭素化合物、例えば、グラファイトを備える。いくつかの実施形態では、フィルター690の材料は、フィルターを加熱した後密圧されて固体または無孔性材料となるように選択される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、第1の温度ではフィルター690が空気および/またはガスを透過する孔を有するが、微粒子の通過を妨げ、第2の温度ではフィルター690は密圧されて無孔性材料になり、第2の温度は第1の温度より高い、材料が選択される。

いくつかの実施形態では、フィルター690は、充填プラグ560が充填ポート640と結合されたときに空気または他のガスを通せるようにしながら所定の寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、100μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、75μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、50μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、25μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、20μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、15μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、12μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、10μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、8μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、5μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、1μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、0.5μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、フィルター690は、0.3μmを超える寸法を有する粒子が充填ポート640を通過するのを防ぐように構成される。

本発明のいくつかの実施形態によれば、充填プラグ650は、充填構成で充填ポート640内に少なくとも部分的に受け入れられ、空気および/または他のガスが容器600の内部容積616からフィルター690を通り、充填ポート640の階段状の内面647と充填プラグ650との間を通って抜けられるように構成される。いくつかの実施形態では、充填プラグ650および充填ポート640は、空気および/または他のガスが内部容積616から排出される経路を構成する十分な寸法を有するギャップ(図示せず)が構成されるように充填構成で結合される。いくつかの実施形態では、ギャップは、充填プラグ650の少なくとも一部の周上に延在する。いくつかの実施形態では、空気および/または他のガスは、充填構成でギャップを通り、継ぎ目646を通過することができる。

運転時に、容器216の内部容積は、充填ポート540を充填ノズル260に結合することによって材料を充填され、容器216は、いくつかの実施形態により、充填前に負圧の下に置かれるか、または充填プロセスにおいて同時に排出される。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、充填ノズル260の周りにぴったり嵌合して充填ポート540と充填ノズル260との間で材料が容器216から出るのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、容器216の充填は、容器216に加えられる材料の量が所望の量になるまで続けられる。いくつかの実施形態では、容器216に所定の体積の材料が加えられる。いくつかの実施形態では、容器216に所定の重量の材料が加えられる。

図6Aを参照すると、いくつかの実施形態により、保管される材料(例えば、核廃棄物またはか焼材料)が、充填ポート540に結合された充填ノズル260を介して容器500の内部容積516に加えられる。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、充填ノズル260の周りにぴったり嵌合して充填ポート540と充填ノズル260との間で材料が容器500から出るのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、容器516が充填されているときに、内部容積516内に閉じ込められている空気および/または他のガスが、フィルター590を備える排出ポート560を介して容器500から排出される。いくつかの実施形態では、フィルター590は、空気および/または他のガスが内部容積516から排出されている間に排出ポート560を通してすべての、または少なくとも大部分の非ガス状材料が容器500から出るのを防ぐ。いくつかの実施形態では、フィルター590は、廃棄物の充填および空気/ガス排出時に少なくとも10μmの直径を有する粒子が排出ポート560を通って内部容積516から出るのを防ぐように構成される。空気および/または他のガスの排出は、いくつかの実施形態では、排出ポート560を排出ノズル300と結合することによって円滑になされるようにできる。排出ノズル300は、排出管路またはシステム(例えば、真空源)と結合されうる。いくつかの実施形態では、排出管路は、約25から約500ミリトールの真空レベルで運転される。

容器500に所望の量の材料を充填した後、充填ノズル260を充填プラグ550に置き換えて、充填ポート540を閉じて封止する。いくつかの実施形態では、充填ポート540は、充填プラグ550と気密封止される。いくつかの実施形態では、充填プラグ550は、充填ポート540に溶接される。いくつかの実施形態では、充填プラグ550を充填ポート540に溶接するために軌道溶接機242が使用される。

いくつかの実施形態では、排出ポート560は、排出プラグ570を備えることができる。すでに説明されているように、排出プラグ570は、空気および/または他のガスがフィルター590を通り、排出プラグ570と排出ポート560との間を通過できるように第1の開放構成で、また排出ポート560を気密封止して閉じるように第2の閉鎖構成で排出ポート560と螺合可能に結合されうる。いくつかの実施形態では、充填が完了した後、排出ポート560は、排出プラグ570によって閉じられる。いくつかの実施形態では、排出ポート560は、排出ノズル300が排出ポート560に結合されている間に閉じられる。

図6Bを参照すると、容器600は、充填ポート640を排出管路またはシステム(例えば、真空源)と結合することによって排出がなされる。次いで、充填ポート640に結合されている充填ノズル260を介して容器600の内部容積616に材料が加えられる。いくつかの実施形態では、充填ポート640は、充填ノズル260の周りにぴったり嵌合して充填ポート640と充填ノズル260との間で材料が容器600から出るのを防ぐように構成される。いくつかの実施形態では、容器600は、充填前に排出を行って約750ミリトールから約1000ミリトールまでの範囲の圧力にされる。

容器600に所望の量の材料を充填した後、いくつかの実施形態により、充填ノズル260を充填プラグ650に置き換えて、充填ポート640を閉じて封止する。いくつかの実施形態では、容器600は、充填後大気圧(例えば、第1のセル217の圧力)に戻される

図8〜図11は、本発明のさまざまな実施形態により有害廃棄物を容器216内に移送するための例示的な充填システム299を示している。充填システム299は、本発明のいくつかの実施形態によれば、機器および容器の外装の汚染、および二次廃棄物の放出を防ぐように設計されている。この設計特徴は、限定はしないが、真空の下で容器充填を可能にする容器構造、重量検証システムおよび/または体積検証システム、および充填ノズル構造を含む。図8〜図10に示されているように、いくつかの実施形態では、有害廃棄物を封止可能な容器216内に移送するためのシステム299は、充填ノズル260と、少なくとも1つのホッパー214、空気圧シリンダー285と、シール284と、バイブレーター281と、持ち上げ機構282と、ダンパー283と、第1の計量器277と、第2の計量器278と、プロセッサ280とを備える。

図8〜図11のシステムは、本明細書で上述されているように、容器600などの、単一のポートを有する容器、または容器500などの、2つのポートを有する容器とともに使用されうる。図8は、単一のポート291を有する例示的な容器216に関する充填ノズル260を示している。図9は、充填ポート292と排出ポート293の、2つのポートを有する例示的な容器216に関する充填ノズル260を示している。いくつかの実施形態では、充填ポート292および排出ポート293は、図5Aおよび図6Aに例示されている容器500の充填ポート540および排出ポート560の構成を有することができる。一実施形態において、排出ポート293は、フィルター350を備える。いくつかの実施形態では、フィルター350は、有害廃棄物粒子が容器から漏出するのを防ぐ。例示的なフィルター材料については、上で説明されている。いくつかの実施形態では、フィルター350は、上で説明されているようなフィルター590の構成を有する。いくつかの実施形態では、有害廃棄物の移送は、容器216の過圧を防ぐため実施される。いくつかの実施形態では、容器216は少なくとも最初に、有害廃棄物の移送が開始する前に負圧がかかっている。他の実施形態では、容器216は、有害廃棄物の移送と同時に負圧がかかる。さらに他の実施形態では、容器216は最初に、充填プロセスが開始する前に負圧がかかっており、有害廃棄物の移送とともに間欠的に負圧がかかる。別の実施形態では、容器216の充填ポート292は、弁本体部261を充填ポート292から分離した後に封止され閉じられるように構成される。

いくつかの実施形態では、容器216は、約25℃から約35℃の温度で充填される。他の実施形態では、容器216は、最大100℃までの温度で充填される。

図2および図11を参照すると、一実施形態では、添加剤フィードホッパー210からの添加剤がフィードブレンダー212に加えられる。このような一実施形態において、添加剤の量は、添加剤フィードスクリュー(図示せず)を使用して計量される。フィードブレンダー212は、か焼材料を添加剤と混合するように作動される。一実施形態において、フィードブレンダー212は、モーター駆動装置がセルの外部に置かれている機械式パドルタイプミキサーである。図8を参照すると、一実施形態では、フィードブレンダー212とホッパー214との間に配置されている、回転式エアーロックまたはボール弁298は、混合されたか焼材料をフィードホッパー214に移送する。別の実施形態では、回転式エアーロックまたはボール弁298は、フィードホッパー214と容器216との間に位置決めされ、これにより、それらの間の材料の移送を制御する。

図7を参照すると、いくつかの実施形態では、固定された体積の混合されたか焼材料が、フィードホッパー214から第1のセル217内に配置されている容器216に移送されることがわかる。一実施形態において、容器216は、本明細書で説明されているように、2つのポート、充填ポートと排出ポートとを有する。別の実施形態では、容器216は、本明細書で説明されているように単一のポートを有する。容器216の頂部に取り付けられている充填ポート540、640は、容器216の外に有害物が漏出するのを排除するように設計されている、以下で説明されている、充填ノズルに嵌合する。一実施形態において、充填ノズル260および充填ポート540、640は、充填プラグ550と充填ポート540、640の内側との間にシールの廃棄物による汚染を防ぐように構成される。

一実施形態において、容器に移送される有害物の量は、容器216に過剰充填することなく容器216が実質的に満杯になるように慎重に制御される。いくつかの実施形態では、ホッパー214および容器216に接続されている重量検証システムは、適切な量の材料が移送されることを保証する。いくつかの実施形態では、ホッパー214および容器216に接続されている重量検証システムと組み合わせたホッパーと容器との間の容積が等しいことで、適切な量の材料が移送されることが確実になる。いくつかの実施形態では、重量検証システムは、プロセッサ280および複数の計量器277を備える。いくつかの実施形態では、第1の計量器277は、ホッパー214に結合され、初期ホッパー重量を判定するように構成され、第2の計量器278は、容器216に結合され、容器充填重量を判定するように構成され、プロセッサ280は、第1の計量器277および第2の計量器278に結合され、初期ホッパー重量を容器充填重量と比較するように構成される。いくつかの実施形態では、初期ホッパー重量は、ホッパー214を含むフランジ294とフランジ295との間の重量である。いくつかの実施形態では、初期ホッパー重量は、容器216に充填する前のホッパー内の有害物の重量を意味する。いくつかの実施形態では、容器充填重量は、充填プロセスの実行中、および/または充填プロセスの終了時の容器216内の有害物の重量を意味する。一実施形態において、ホッパー214は、容器216の容積に実質的に等しい容積を備える。

いくつかの実施形態では、1つまたは複数のバイブレーター281が、充填システム299の1つまたは複数のコンポーネントに設けられ、材料のすべてがホッパー214から容器216に確実に移送されるようにできる。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のバイブレーター281は、システム299の1つまたは複数のコンポーネントに振動力を加えて材料を容器216に移送するのを補助するように構成される。いくつかの実施形態では、バイブレーター281は、少なくとも力を垂直方向に加えるように構成される。いくつかの実施形態では、バイブレーター281は、少なくとも力を横方向に加えるように構成される。一実施形態において、少なくとも1つのバイブレーター281はホッパー214に結合され、これにより、例えば、材料を振動させてホッパー214から容器216へ移す。一実施形態において、少なくとも1つのバイブレーター281が、容器216の底部に結合される。このような一実施形態において、容器216の底部に結合されたバイブレーター281は、少なくとも1つの垂直方向に振動を容器216に伝えるように構成される。一実施形態において、少なくとも1つのバイブレーター281が、容器216の側壁に結合される。このような一実施形態において、容器216の側壁に結合されたバイブレーター281は、少なくとも1つの横方向に振動を容器216に伝えるように構成される。1つまたは複数のバイブレーター281は、いくつかの実施形態では、バイブレーター281の起動および/または動作(例えば、振動数)を制御するように構成されたプロセッサに結合される。いくつかの実施形態では、プロセッサ280は、1つまたは複数のバイブレーター281に結合されている。いくつかの実施形態では、1つまたは複数のバイブレーター281は、容器216が充填不足であると判定された場合、例えば、移送される材料がシステム内で停滞している場合に起動される。一実施形態において、1つまたは複数のバイブレーター281は、容器充填重量が初期ホッパー重量より小さい場合に起動される。

図8および図10を参照すると、一実施形態では、充填ノズル260は、弁本体261、弁頭265、および弁茎267を備える。弁本体261は、遠位端262および外面263を備え、弁本体261は遠位端262の近くに弁座264を備え、外面263は弁本体261を封止可能に、また取り外し可能に容器216の充填ポート272に結合するように構成された遠位端262の近くにある。いくつかの実施形態では、弁本体261は、ホッパー214に結合するように構成された第1の枝セクション270を備える。一実施形態において、第2の枝セクション269は、充填ノズル260の遠位端262を備え、近位端288を有する。一実施形態において、近位端288は、弁茎267を移動するように構成された駆動機構289に結合される。一実施形態において、弁頭265は、閉鎖構成で弁座264と封止を形成するように構成された弁当接面266を備える。一実施形態において、弁頭265は、弁本体261および容器216を開放構成で互いに流体的に結合できるように構成されている。いくつかの実施形態では、弁頭265は、弁本体261から遠位に延在し、開放構成で容器216内に入る。弁茎267は、弁本体261の少なくとも一部を通して弁頭265から軸276と同軸上に延在する。さらなる実施形態において、弁茎267は、第2の枝セクション269の近位端288を貫通し、近位端288は弁茎267の一部に結合されたシール284を備える。

いくつかの実施形態では、充填ノズル260は、容器216の充填ポート272で封止され、有害廃棄物が容器216から漏出するのを防ぐ。一実施形態において、充填ノズル260は充填ポート272内に貫入し、充填ノズル260を取り外した後に廃棄物が充填プラグ(例えば、充填プラグ650)と充填ポート272との間のシールに干渉するのを防ぐ。いくつかの実施形態では、遠位端262の外面263は、充填ポート272と封止を形成する少なくとも1つのシール273を備える。別の実施形態では、少なくとも1つのシール273は、少なくとも1つのOリングを備える。一実施形態において、少なくとも1つのシール273は、2つのOリングシールを備える。いくつかの実施形態では、外面263は、充填ポート272と封止を形成する第2のシール275を備える。いくつかの実施形態では、充填ポート272は、容器600の充填ポート640の構成を有し、シール273および275のうちの少なくとも一方は下側内面648と係合して、それらとの封止を形成する。いくつかの実施形態では、シール273および275のうちの少なくとも一方は、第1の端部642と、フィルター690が図6Bに示されているように充填ポート640と係合する場所との間のある位置で下側内面648と係合する。いくつかの実施形態では、シール273および275のうちの少なくとも一方は、第1の端部642とガスケット680との間のある位置で階段状の内面647と係合する。

一実施形態において、充填ノズル260は、弁頭265内に配設されたセンサー274をさらに備える。一実施形態において、センサー274は、容器216内の有害物のレベルを判定するように構成される。一実施形態において、センサー274は、弁本体261から遠位に延在する。別の実施形態では、センサー274は、弁茎267を貫通するワイヤー268に結合される。一実施形態において、センサー274は、弁茎267を貫通するワイヤー268に結合される。好適なセンサーとして、変位変換器または力変換器を含む接触型センサーが挙げられる。このような実施形態では、変位変換器は、充填する粉末の高さを感知する。このような実施形態では、力変換器は、充填する粉末の前面によって偏向される薄い膜上にステインゲージ(stain gauge)を備える。また、好適なセンサーとして、ソナー、超音波、およびマイクロ波を含む非接触型センサーも挙げられる。一実施形態において、駆動機構は、弁茎267を操作する。一実施形態において、駆動機構289は、空気圧シリンダー285を備える。いくつかの実施形態では、持ち上げ機構282は、容器216を充填ノズル262の方へ持ち上げるように構成される。一実施形態において、持ち上げ機構282は、少なくとも1つのダンパー283を備える。

一実施形態において、有害廃棄物を計量可能な容器内に移送するためのシステムは、容器216と流体的に連通するように構成された真空ノズル271をさらに備える。一実施形態において、真空ノズル271は、弁本体261の遠位端288を貫通する。別の実施形態では、真空ノズル271は、弁本体261の遠位端262に近接するフィルター279を備える。いくつかの実施形態では、本発明によるシステムは、排気ポート292と封止可能に、取り外し可能に結合可能な真空ノズル271をさらに備え、真空ノズル271は充填構成で弁本体261と封止状態で流体的に連通している。

一実施形態において、第1のセル217は、少なくとも容器216が充填ステーション299によって充填されている間に、後続のセルと空気を交換しない。図7を参照すると、一実施形態では、第1のセル217は、充填システム299に結合されたオフガスサブシステム206を備え、オフガスサブシステム206は、容器216に結合するように構成された真空ノズルを有する。

図12を参照すると、さらなる実施形態において、第1のセル217は、1つまたは複数の封止可能なドア240とともに第2の後続のセル218と結合される。一実施形態において、第2の後続のセル218は、ベイクアウト真空封止セルである。一実施形態において、第1のセル217は、空気連動装置241を介して第2のセル218に結合される。一実施形態において、空気連動装置241は、容器216を第1のセル217から第2のセル218に移送できるように構成される。

II.第2のセル

第2のセル218およびそれらのいくつかのコンポーネントの例示的な実施形態は、図2、図3、図4、図12、図13、図14、および図16に示されている。一実施形態において、第2のセル218は、ベイクアウト真空封止セルであり、これにより、容器216の加熱および排出を行ってから容器216を封止することができる。一実施形態において、第1のセル217は第1の圧力P1に保持され、第2のセル218は第2の圧力P2に保持され、第1の圧力P1は第2の圧力P2より低い。いくつかの実施形態により、第1のセル217および第2のセル218は封止可能なドア240を介して相互接続される。

一実施形態において、第2のセル218は、ベイキング封止ステーション243を備える。いくつかの実施形態では、第2のセル218は、溶接ステーションをさらに備える。図2を参照すると、一実施形態では、第2のセル218は、ベイクアウト炉290、容器216に結合するように構成された真空ノズルを有するオフガスシステム206を備える。いくつかの実施形態では、図16に示されているように、第2のセル218は、容器216に溶接を施すように構成された軌道溶接機242をさらに備える。

一実施形態において、図3および図12を参照すると、第2のセル218は連動装置241を備え、連動装置241は第1のセル217を第2のセル218に結合し、第1のセル217と第2のセル218との間の少なくとも1箇所の封止を維持しながら容器216を第1のセル217から第2のセル218に移送できるように構成されている。一実施形態において、連動装置241は、汚染除去機器を備える。別の実施形態では、第1のセル217および連動装置241は、封止可能なドア240を介して連通可能に相互接続され、これにより、容器216を第1のセル217から連動装置241に移送することができる。さらなる実施形態において、第1のセル217および第2のセル218はローラーコンベヤー246を備え、ローラーコンベヤー246は上にこの容器216を載せて、それぞれのセル内で、および/またはそれぞれのセル間で輸送できるように構成されている。

再び図2を参照すると、いくつかの実施形態では、第2のセル218は、ベイクアウトプロセスにおいて容器216を加熱するように構成された炉290を備える。いくつかの実施形態では、ベイクアウトプロセスは、例えば、約400℃から約500℃の温度で、数時間の間、炉290内の容器216を加熱して過剰な水分および/または他の材料を取り除くことを含む。いくつかの実施形態では、容器216内に真空が確立され、ベイクアウトプロセスにおいてオフガスが容器216から取り除かれる。オフガスは、容器216からの空気、および/またはベイクアウトプロセスで廃棄物から放出される他のガスを含むものとしてよい。いくつかの実施形態では、容器216から取り出されたオフガスは管路206内に通されるが、この管路は第2のセル218から出て、さらなる換気システムに接続されうる。管路206、いくつかの実施形態では、オフガスに同伴する微粒子を捕捉するため1つまたは複数のフィルターを備える。いくつかの実施形態により、フィルター204はHEPAフィルターを含みうる。さらなる実施形態において、管路206は、放出するのが望ましくない水銀などの材料を取り除くための1つまたは複数のトラップ219を備える。例えば、一実施形態におけるトラップ219は、容器216からのオフガス中に含まれる水銀をトラップするように構成されている硫黄含浸炭素床トラップ(sulfur impregnated carbon bed trap)を備えることができる。さらなる実施形態において、ベイクアウトプロセスにおいて容器216内に真空が確立され、次いで、容器216が真空を維持するように封止されうる。

容器216からの空気および/または他のガスの排出は、いくつかの実施形態では、容器216を排出システムと結合することによって達成される。図13は、上で説明されているように、容器600の充填プラグ640に結合されているように図示されている本発明の実施形態により使用されうる例示的な排出システムを示している。図13に示されている排出システムは、他の実施形態において、他の構成を有する容器に結合されうることは理解されるであろう。例えば、排出システムは、図5Aおよび図6Aに示されている容器500の排出ポート560に結合されうる。

再び図13を参照すると、図示されている排出システムは排出ノズル300を備え、この排出ノズル300は排出管路または他の真空源と結合されうる。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、容器600内の真空レベルを測定するように構成されている真空変換器301にさらに結合される。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、弁302に結合される。いくつかの実施形態では、弁302は、容器600を真空源から隔離するように構成され、次いで、これにより、容器600内の漏れを検出するか、または内部容積616から発生するガスを検出することができる。検出は、例えば、時間の関数としての圧力変化を測定することによって(例えば、真空変換器301を使用して)実施することができる。時間の経過とともに生じる容器600内の圧力の増大(または真空の喪失)は、例えば、内部容積616から漏れが生じているか、またはガスが発生している可能性のあることを示しうる。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、粒子状物質が中を通過するのを防ぐように構成されたフィルターをさらに備える。

図示されているように、いくつかの実施形態における排出ノズル300は、容器600の充填プラグ650および/または充填ポート640に結合される。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、充填プラグ650および充填ポート640の周りに嵌合する。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、充填プラグ650が充填ポート640と結合されたときに充填プラグ650および充填ポート640を少なくとも部分的に囲むように構成される。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、結合されたときに充填ポート640との周上の封止を形成する。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、フランジ634に当接する。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、充填ポート640の外面と係合して、排出ノズルが充填ポート640と結合されたときに気密封止を形成するガスケットを備える。

いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、空気および/または他のガスがフィルター690を通り、充填プラグ650と充填ポート640との間を通過できるように第1の開放構成で、また充填ポート640を気密封止して閉じるように第2の閉鎖構成で充填ポート640と螺合可能に結合されうる。いくつかの実施形態では、空気および/または他のガスは、充填プラグ650と充填ポート640との間を通り、継ぎ目646を通過することができる。いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、充填プラグ650および充填ポート640が第1の開放構成をとるときに容器600の内部容積616から空気および/または他のガスを引き出すように構成される。いくつかの実施形態では、空気および/または他のガスが内部容積616から引き出された後、内部容積616内に真空が生じるので、充填プラグ650を使用して閉鎖構成で充填ポート640を気密封止し真空を維持する。

いくつかの実施形態では、排出ノズル300は、ステム303を有するトルク304で嵌合される。いくつかの実施形態では、ステム303は、近位端と遠位端とを有し、前記遠位端は充填プラグ650内の陥凹部と嵌合するように構成され、近位端はハンドルに結合される。いくつかの実施形態では、トルク304のハンドルは、充填プラグ650を充填ポート640に螺合可能に締め付けるように操作され、これにより、充填プラグ650と充填ポート640との間を密封することができる。いくつかの実施形態では、トルク304は、駆動軸で操作される。

いくつかの実施形態では、ベイクアウトプロセスが完了すると、排出システムを通じて容器600上の真空が維持される。いくつかの実施形態では、真空が設定点に達したときに、例えば、本明細書において上で説明されているような真空変換器301を使用して真空が検証され、充填ポート640は、充填プラグ650によって閉じられ(例えば、気密封止され)、排出システムが取り出される。いくつかの実施形態では、次いで、充填プラグ650が充填ポート640に溶接される。いくつかの実施形態では、充填プラグ650は、第2のセル218内の溶接ステーション内に位置決めされうる、軌道溶接機242によって充填ポート640に溶接される。軌道溶接機ステーションの実施形態は、図14に示されており、これは充填プラグ650を容器600の充填ポート640上に継ぎ目646のところで溶接するように構成された軌道溶接機242を図示している。いくつかの実施形態では、軌道溶接機242は、遠隔操作される。いくつかの実施形態では、軌道溶接機242によって施された溶接は、目視検査される。

排出システムおよび軌道溶接機242の前記の説明では容器600を参照しているが、これらの要素は、容器216に対する他の構成でも同様に使用できることは理解されるであろう。例えば、他の実施形態では、これらの要素は、排出ポート560で容器500の排出、封止、および溶接を行うためにも同様に使用されうる。これらの実施形態では、容器500が別の充填ポート540も備える場合、充填ポート540は、同様に閉鎖され(例えば、充填プラグ550によって)、ベイクアウトプロセスの前に軌道溶接機242によって溶接封止されうる。

再び図2を参照すると、ベイクアウトプロセスの後に、容器216は、いくつかの実施形態では、炉290から取り出された後に、封じ込め部231内に入れられる。いくつかの実施形態では、封じ込め部231は、容器216の漏れまたは破裂が生じた場合に汚染が広がるのを制御する機能を備える。いくつかの実施形態では、封じ込め部231は、その後第3のセル232に輸送するためにローラーコンベヤー246上に前段階として置くことができる。

III.第3のセル

第3のセル232の例示的な実施形態は、図3、図4、および図15に示されている。一実施形態において、第3のセル232は、HIPプロセスセルであり、容器216のホットアイソスタティック成形を行うことができる。一実施形態において、第3のセル232は、ホットアイソスタティック成形ステーションを備える。一実施形態において、第1のセル217は第1の圧力P1に保持され、第2のセル218は第2の圧力P2に保持され、第3のセル232は第3の圧力P3に保持される。一実施形態において、第1の圧力P1は、第3の圧力P3より低い第2の圧力P2より低い。

図3、図4、および図16を参照すると、一実施形態では、本発明によるモジュール型システム400は、第3のセル232を備え、第3のセル232は、第1のセル217および第2のセル218から隔離され、第2のセル218および第3のセル232は容器216を第2のセル218から第3のセル232に移送できるように構成されている。いくつかの実施形態では、容器216は、封じ込め部231内で第2のセル218から第3のセル232に移送される。いくつかの実施形態では、容器216は、第3のセル232内でホットアイソスタティック成形を受ける。いくつかの実施形態では、容器216は、封じ込め部231内にある間にホットアイソスタティック成形を受ける。いくつかの実施形態では、第3のセル232は、ホットアイソスタティック成形ステーション249を備える。一実施形態において、ホットアイソスタティック成形ステーション249は、HIP支持フレーム245と、支持フレーム245に固定されたホットアイソスタティック成形容器251と、HIP支持フレーム245に固定された台座に装着されたピックアンドプレース機(ロボットアーム)252とを備え、ロボットアーム252はホットアイソスタティック成形ステーション249内で操作するように構成される。一実施形態において、ロボットアーム252は、容器216を持ち上げて、ローラーコンベヤー246からホットアイソスタティック成形プロセス容器251内に移送するように構成される。

さらなる実施形態において、第3のセル232は、封止可能なドア240を備える。一実施形態において、封止可能なドア240は、第3のセル232および第2のセル218を結合し、容器216を第2のセル218から第3のセル232に移送できるように構成される。さらなる実施形態において、第2のセル218および第3のセル232はそれぞれ、ローラーコンベヤー246を備え、ローラーコンベヤー246は上に容器216を載せて、第2のセル218と第3のセル232内、および第2のセル218と第3のセル232との間で輸送できるように構成されている。

ホットアイソスタティック成形は、いくつかの実施形態によれば、ホットアイソスタティック成形容器251内に容器216を保持する封じ込め部231を位置決めすることを含む。いくつかの実施形態では、容器231は、ロボットアーム252によって位置決めされる。いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形容器251は、加熱され加圧されうるアルゴン大気(例えば、アルゴン管路202を介してアルゴン源236から)を備える。いくつかの実施形態では、例えば、ホットアイソスタティック成形プロセスは、約2時間から約6時間の間、容器216を保持する封じ込め部231をホットアイソスタティック成形容器251内で約1000℃から約1250℃までの範囲内の温度に加熱することによって実行される。いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形容器251の内側の圧力は、ホットアイソスタティック成形プロセスの実行中、約4300psiから約15000psiまでの範囲内に収まるように制御される。いくつかの実施形態では、インラインフィルターの濾過によって保護される圧縮機(例えば、234)を使用して、ホットアイソスタティック成形容器251のアルゴン大気を制御する。いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形プロセスで使用されるアルゴンは、アルゴンと圧力の両方を保存するように濾過され格納される。図2を参照すると、いくつかの実施形態では、アルゴンは、ポンプ238を介してアルゴン源236にリサイクルされる。リサイクルされたアルゴンは、いくつかの実施形態では、フィルター233を通る。

図5A、図5B、図6A、および図6Bに示されている容器の実施形態を参照すると、フィルター590および/またはフィルター690の材料は、ホットアイソスタティック成形において加熱した後、フィルターが密圧されて固体および無孔性の材料になり容器、容器排出ポート、および/または容器充填ポートとともに溶接部を形成するように選択される。いくつかの実施形態では、フィルター590および/または690の材料として、充填温度において、フィルター590および/または690が多孔性で空気および/またはガスを通すが、ホットアイソスタティック成形時に無孔性材料に密圧される材料が選択される。

いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形が完了した後、封じ込め部231および容器216は、ホットアイソスタティック成形容器251内で、取り出せる温度(例えば、約600℃)まで冷却させる。いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形容器251は、冷却液(例えば、水)が中を流れる冷却ジャケットを備える。いくつかの実施形態では、冷却ジャケットは、約80gpmから約100gpmまでの流量の冷却水を供給される。

いくつかの実施形態では、容器216を保持する封じ込め部231は、ホットアイソスタティック成形容器251から取り出され、冷却のため冷却キャビネットに移送される。いくつかの実施形態では、冷却キャビネットは、冷却液(例えば、水)を供給される。いくつかの実施形態では、冷却キャビネットは、約10gpmの流量で冷却水を供給される。いくつかの実施形態では、封じ込め部231および容器216は、約12時間かけて冷却キャビネット内で冷まさせる。冷却キャビネット内で冷却した後、容器216を保持する封じ込め部231は、第4のセル230に輸送するためにローラーコンベヤー246上に置かれる。

IV.第4のセル

第4のセル230の例示的な実施形態は、図3、図4、および図17に示されている。一実施形態において、第4のセル230は冷却セルであり、これにより、ホットアイソスタティック成形(HIP)プロセスの後に容器216のさらなる冷却を行うことができる。いくつかの実施形態では、容器216は、第4のセル230内でパッケージされ、その後保管される。

さらなる実施形態において、図3、図4、および図17を参照すると、本発明によるモジュール型システム400は、第4のセル230を備え、これは冷却セルであってよい。一実施形態において、第4のセル230は、第1のセル217、第2のセル218、および第3のセル220から隔離される。一実施形態において、第3のセル232および第4のセル230は、容器216を第3のセル232から第4のセル230に移送できるように構成されている。一実施形態において、第1のセル217は第1の圧力P1に保持され、ベイクアウトおよび第2のセル218は第2の圧力P2に保持され、第3のセル232は第3の圧力P3に保持され、第4のセル230は第4の圧力P4に保持される。一実施形態において、第1の圧力P1は、第4の圧力P4より低い第3の圧力P3より低い第2の圧力P2より低い。

さらなる実施形態において、第4のセル230は、移動可能な遮蔽された隔離ドア240を備える。一実施形態において、封止可能なドア240は、第4のセル230および第3のセル232に結合され、容器216を第3のセル232から第4のセル230に移送できるように構成される。さらなる実施形態において、第3のセル232および第4のセル230のそれぞれは、ローラーコンベヤー246を備え、ローラーコンベヤー246は上に容器216を載せて、第3のセル232と第4のセル230内、および第3のセル232と第4のセル230との間で輸送できるように構成されている。さらに別の実施形態では、第4のセル230は、軌道溶接機255を備える。

いくつかの実施形態では、第4のセル230に輸送した後、封じ込め部231が開かれ、容器の不具合(例えば、変形、膨張、破損など)の痕跡がないか容器216の検査が行われる。容器216に不具合がある場合、いくつかの実施形態によれば、容器216および封じ込め部231は、第4のセル230内の汚染浄化室に移動され、汚染除去され、場合によって復旧のため第2のセル218に戻される。容器216の不具合の痕跡がない場合、いくつかの実施形態によれば、容器216は、封じ込め部231から取り出され、第4のセル230内の冷却/パッキングステーション250に移送される。さらなる実施形態において、冷却パッキングステーション250は、少なくとも1つまたは複数の冷却ステーションからなる冷却ステーション群を備える。一実施形態において、少なくとも1つまたは複数の冷却ステーション253は最終冷却のため処理済みの容器216を受け入れて保持するように構成される。いくつかの実施形態では、容器216は、冷却ステーション253内で受動的に冷却される。いくつかの実施形態では、容器216は、冷却ステーション253内で能動的に冷却される。

いくつかの実施形態では、最終冷却の後、容器216は、第4のセル230内でパッケージされ、輸送されて保管される。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の冷却された容器216は、キャニスターに入れられる。いくつかの実施形態では、次いで、1つまたは複数の容器216を収容したキャニスターは、例えば、軌道溶接機255を使用して、溶接して閉じられる。いくつかの実施形態では、次いで、キャニスターを保管のため輸送することができる。

図2を参照すると、モジュール型システム400のセルのどれか1つは、真空管路をまったく備えないことも含めて、適当な数の真空管路を備えることができる。図2に示されているように、第1のセル217、第2のセル218、第3のセル232、および第4のセル230は、それぞれ、1つまたは複数の真空管路からなる真空管路群を備えることができる。さらに、図2、図3、図4、図5、および図10に示されているように、第1のセル217、第2のセル218、第3のセル232、および第4のセル230は、それぞれ、少なくとも1つまたは複数の遠隔操作されるオーバーヘッド橋クレーン239からなるオーバーヘッド橋クレーン群を備えることができる。一実施形態において、マテリアルハンドリングの役割に加えて、これらの遠隔操作されるオーバーヘッド橋クレーン239のそれぞれは、さまざまなセル内の機器の遠隔または有人保守のいずれかを実施する際に利用できるように設計される。別の実施形態では、セル内クレーンのそれぞれは、保守目的のために用意されているより大型のクレーンを用いてセルから遠隔取り外しできるように構成されうる。

いくつかの実施形態では、本発明のモジュール型システム400から発生する二次廃棄物は、回収され、容器216内に移送されて、プロセスフロー200のステップに従って処理されうる。いくつかの実施形態では、例えば、二次廃棄物は、フィードブレンダー212に加えられ、か焼材料および/または添加剤と混合され、充填ノズルを介して容器216に移送され、その後、ホットアイソスタティック成形が行われる。いくつかの実施形態による、本明細書で使用されているような二次廃棄物は、本発明のステップにおいて有害廃棄物で汚染されている容器216および/または材料から取り除かれる有害廃棄物を指す。いくつかの実施形態では、二次廃棄物は、二次廃棄物を容器216内に導入する前に充填ノズルを介して移送するのに適した形態に変換される。

いくつかの実施形態では、二次廃棄物は、容器216から排出されたオフガスから濾過されるか、またはトラップされた材料を含む。このような一実施形態において、二次廃棄物は、本明細書において上で説明されているように、例えば、1つまたは複数のトラップ219によって、処理時に容器216から排出されるオフガスから捕捉された水銀を含む。水銀は、水銀と1つまたは複数の他の金属とを混合することによってアマルガムに変えて、別の容器216に移送し、この実施形態の一例によるさらなる処理を行うことができる。

いくつかの実施形態では、二次廃棄物は、有害廃棄物によって汚染されているか、または直接接触している可能性のあるシステムコンポーネントをさらに含む。汚染されているコンポーネントは、燃やし、破砕し、粉砕し、および/または別の方法で処理してから、容器216に送ることができる。このような一例において、二次廃棄物は、有害廃棄物を含んでいる可能性がある、使用済みセルまたは排気管路フィルター(例えば、フィルター204)を含む。いくつかの実施形態では、使用済みのフィルターについては、燃やし、その後出る灰を容器216に送り、さらに処理する。

いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも50重量%が回収され処理に回される。いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも60重量%が回収され処理に回される。いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも70重量%が回収され処理に回される。いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも80重量%が回収され処理に回される。いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも90重量%が回収され処理に回される。いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも95重量%が回収され処理に回される。いくつかの実施形態では、モジュール型システム400から生じる二次廃棄物の少なくとも99重量%が回収され処理に回される。

モジュール型システムを使用する有害廃棄物の処理方法

いくつかの実施形態では、本明細書で説明されているシステム、方法、およびコンポーネントは、複数のステップを含み、モジュール型システムにおいて実行される有害廃棄物を保管する方法をもたらす。いくつかの実施形態では、本明細書で説明されているステップのうちの1つまたは複数は、自動化して実行されうる。第1のセルにおいて、容器の充填ポートに結合された充填ノズルを介して有害廃棄物が容器に加えられる。このような充填ノズルのさまざまな実施形態が、本明細書において説明されている。容器は、有害廃棄物を封止して収容するように構成される。一実施形態において、容器は、排出ポートをさらに備える。一実施形態において、容器は、有害廃棄物を加える前に、真空システムに結合されているコネクタを有する充填ノズルを接続することによって排出が行われ、これにより、容器は負圧下に置かれる。別の実施形態では、容器は、容器の排出ポートに結合されている排出ノズルを介して有害廃棄物を追加する際に排出が行われ、これにより、加えるステップにおいて容器は負圧下で維持される。いくつかの実施形態では、容器に加えられる有害廃棄物の量は、充填した後に、容器の重量を測定することによって検証される。重量検証システムのさまざまな実施形態が、本明細書において説明されている。いくつかの実施形態では、容器に加えられる有害廃棄物の量は、充填した後の容器の重量(または重量の変化)を充填する前の有害廃棄物の重量と比較することによって検証される。一実施形態において、充填ポートを閉じるため有害廃棄物が容器に加えられた後に充填プラグを充填ポートに挿入して栓をされた容器を形成する。別の実施形態では、充填プラグを充填ポートに挿入し、排出プラグを排出ポートに挿入してから充填ポートを封止し、栓をされた容器を形成する。

次いで、栓をされた容器は、移動可能な遮蔽された隔離ドアを介して、第1のセルから第2のセルに移送される。一実施形態において、栓をされたセルは、移動可能な遮蔽された隔離ドアを介して、第1のセルから第2のセルに移送され、次いで、汚染機器を収容している連動装置エリアに送られる。

第2のセルにおいて、栓をされた容器は、排出システムに結合されている排出ノズルに接続され、容器が加熱される。いくつかの実施形態では、容器をベイクアウト炉内で加熱して、過剰な水および/または他の材料を取り除く。いくつかの実施形態では、加熱時に、例えば、排出ノズルを使用して、空気および/または他のガスを含むオフガスが容器から取り除かれる。一実施形態において、排出ノズルは、容器の排出ポートに結合されている。このような一実施形態では、排出プラグは、排出ノズルが排出ポートに結合されている間に閉じられる。このような一実施形態において、排出ポートは、排出ポートに螺合可能に結合されている排出プラグを備える。排出プラグにより、空気および/またはガスを、排出ポート内に配置されている、また加熱構成では排出プラグと排出ポートとの間にある、フィルターに通すことができる。容器を加熱する前に、排出ポートが少なくとも部分的に開かれる。次いで、容器が加熱される。一実施形態では、加熱ステップの後、排出ポートは閉鎖構成にされ、封止される。このような一実施形態において、封止前の加熱するステップの後、一定期間の間、容器上の真空が維持される。適宜、容器内の真空が維持されていることが検証される。このような一実施形態において、封止するステップは、排出プラグを排出ポートに溶接して排出ポートを封止することによって実行される。このような一実施形態では、溶接は、軌道溶接機を使用して実行される。

別の実施形態では、排出ノズルは、容器の充填ポートに結合される。このような一実施例では、充填プラグは、排出ノズルが排出ポートに結合されている間に閉じられる。このような一実施形態において、充填ポートは、充填ポートに螺合可能に結合されている充填プラグを備える。充填プラグにより、空気および/またはガスを、充填ポート内に配置されている、また加熱構成では充填プラグと充填ポートとの間にある、フィルターに通すことができる。容器を加熱する前に、充填ポートが少なくとも部分的に開かれる。次いで、排出が行われた容器が加熱される。加熱ステップの後、充填ポートは閉鎖構成で閉鎖され、封止される。このような一実施形態において、封止前の加熱するステップの後、一定期間の間、容器上の真空が維持される。適宜、容器内の真空が維持されていることが検証される。このような一実施形態において、封止するステップは、充填プラグを充填ポートに溶接して充填ポートを封止することによって実行される。このような一実施例では、溶接は、軌道溶接機を使用して実行される。

封止するステップの後、封止された容器は、第2の移動可能な遮蔽された隔離ドアを介して、第2のセルから第3のセルに移送される。いくつかの実施形態では、封止された容器は、封じ込め部の内側で第2のセルから第3のセルに移送される。次いで、封止された容器は、ホットアイソスタティック成形を受ける。いくつかの実施形態では、封止された容器は、封じ込め部の内側にある間にホットアイソスタティック成形を受ける。いくつかの実施形態では、ホットアイソスタティック成形は、封止された容器を高温、高圧のアルゴン大気に曝すことを含む。いくつかの実施形態では、封止された容器は、ホットアイソスタティック成形の後、冷却キャビネット内で最初に冷却される。ホットアイソスタティック成形の後、容器は、第3の移動可能な遮蔽された隔離ドアを介して、第3のセルから第4のセルに移送される。第4のセルにおいて、いくつかの実施形態によれば、容器は最終的な冷却を受ける。さらなる実施形態において、容器は、輸送および保管のためキャニスターにパッケージされる。

当業者であれば、本発明の広範な概念から逸脱することなく図示されている上述の例示的な実施形態に対し変更を加えることが可能であることを理解するであろう。したがって、本発明は、図示され説明されている例示的な実施形態に限定されず、請求項によって定められているような本発明の精神と範囲のうちにある修正を対象とすることが意図されていることは理解される。例えば、例示的な実施形態の特定の特徴は、請求されている発明の一部であってもなくてもよく、また開示されている実施形態の特徴は、組み合わせることもできる。本明細書において特に断りのない限り、「1つの」(英文中の「a」、「an」について必要に応じて訳す)および「その」(英文中の「the」について、必要に応じて訳す)は、1つの要素に限られず、その代わりに、「少なくとも1つ」を意味するものと解釈されるべきである。

本発明の図および説明のうちの少なくともいくつかは、明確にすることを目的として、当業者が他の要素も本発明の一部を含みうると理解する他の要素を排除しながら、本発明をはっきり理解できるように関連する1つの要素に的を絞るため簡素化されていることは理解されるであろう。しかし、このような要素は当技術分野でよく知られている、また必ずしも本発明の理解度を増すとは限らないという理由から、そのような要素の説明は本明細書では行わない。

さらに、方法が、本明細書で説明されているステップの特定の順序に依存しない限り、ステップの特定の順序は、請求項への制限と解釈されるべきでない。本発明の方法を対象とする請求項は、それらのステップを書かれている順序で実行することに限定されるべきではなく、また当業者は、それらのステップは変えられてもよいが、それでも本発明の精神および範囲に従っていることを容易に理解できる。

58 空間
100 容器
110 本体部
112 セクション
114 セクション
120 蓋
140 チューブ
200 プロセス
201 タンク
202 アルゴン管路
204 フィルター
205 サージタンク
206 管路
206 オフガスサブシステム
207 か焼材料受け入れホッパー
210 添加剤フィードホッパー
212 フィードブレンダー
214 容器フィードホッパー
216 容器
217 第1のセル
218 第2のセル
219 トラップ
220 第3のセル
230 第4のセル
231 封じ込め部
232 第3のセル
234 圧縮機
236 アルゴン源
238 ポンプ
239 オーバーヘッド橋クレーン
240 ドア
241 空気連動装置
242 軌道溶接機
243 ベイキング/封止ステーション
245 HIP支持フレーム
246 ローラーコンベヤー
249 ホットアイソスタティック成形ステーション
250 冷却/パッキングステーション
251 ホットアイソスタティック成形容器
252 ロボットアーム
253 冷却ステーション
255 軌道溶接機
260 充填ノズル
261 弁本体
262 遠位端
263 外面
264 弁座
265 弁頭
266 弁当接面
267 弁茎
268 ワイヤー
269 第2の枝セクション
270 第1の枝セクション
271 真空ノズル
272 充填ポート
273 シール
274 センサー
275 第2のシール
277 第1の計量器
278 第2の計量器
280 プロセッサ
281 バイブレーター
282 持ち上げ機構
283 ダンパー
284 シール
285 空気圧シリンダー
288 近位端
289 駆動機構
290 炉
291 ポート
292 充填ポート
292 排気ポート
293 排出ポート
294 フランジ
295 フランジ
298 ボール弁
299 充填システム
300 排出ノズル
301 真空変換器
303 ステム
304 トルク
350 フィルター
400 モジュール型システム
500 容器
510 本体部
511 縦軸
512 セクション
514 セクション
515 閉じた底端部
516 内部容積
520 蓋
522 フランジ
524 内面
526 外面
530 持ち上げ部材
532 一般的に円筒形状の突出部
533 溝
534 フランジ
540 充填ポート
541 軸
542 第1の端部
543 第2の端部
544 表面
545 端面
546 継ぎ目
547 外面
548 内面
549 段付き部分
550 充填プラグ
551 外面
552 第1の部分
553 第2の部分
560 排出ポート
561 軸
562 第1の端部
563 第2の端部
567 外面
568 内面
569 段付き部分
570 排出プラグ
572 第1の部分
573 第2の部分
574および575 中間部分
580 ガスケット
582 ギャップ
590 フィルター
600 容器
610 本体部
611 縦軸
612 セクション
614 セクション
615 底端部
616 内部容積
620 蓋
622 フランジ
624 内面
626 外面
633 溝
634 フランジ
640 充填ポート
641 軸
642 第1の端部
643 第2の端部
646 継ぎ目
647 階段状の内面
648 下側内面
649 表面
650 充填プラグ
652および653 部分
670 円形端部セクション
673 第1の部分
674 第3の部分
675 第2の部分
680 ガスケット
690 フィルター
695 機械式留め具

Claims

有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するためのシステムであって、前記システムは、
前記有害廃棄物を封止して収容するように構成された容器であって、充填ポートを含む容器と、
充填ノズルと、
を備え、前記充填ノズルは、
遠位端と外面とを有する弁本体であって、前記弁本体は前記遠位端に近接して弁座を備え、前記外面は前記弁本体を封止可能に、また取り外し可能に前記容器の前記充填ポートの内面に結合するように構成された前記遠位端に近接する、弁本体と、
閉鎖構成で前記弁座と封止を形成するように構成された弁当接面を有し、使用時に前記弁本体および前記容器を開放構成で互いに流体的に結合できるように構成された弁頭と、
前記弁頭から軸方向に前記弁本体の少なくとも一部を通って延在する弁茎と、
を備え、
前記弁座およびシールが前記遠位端に近接し、かつ使用時に開放構成で、前記弁頭が前記弁本体から遠位に延在し、前記容器内に入り、
さらに前記外面が、前記遠位端に近接して前記容器の充填ポートの内面に封止係合する第１のシールと、前記第１のシールから離間されて前記容器の充填ポートの内面にさらに封止係合する第２のシールと、を備え、
さらに前記容器は排気ポートを有し、前記システムは前記排気ポートと封止して取り外し可能に結合可能である真空ノズルをさらに備え、前記真空ノズルは充填構成で前記弁本体と封止状態で流体的に連通しているシステム。
ホッパーと、
前記ホッパーに結合され、初期ホッパー重量を判定するように構成された第１の計量器と、
前記容器に結合されるように且つ容器充填重量を判定するように構成された第２の計量器と、
前記第１の計量器および前記第２の計量器に結合され、前記初期ホッパー重量を前記容器充填重量と比較するように構成されたプロセッサと、
をさらに備える請求項１に記載のシステム。
前記ホッパーは、前記容器の容積に等しい容積を備える請求項２に記載のシステム。
前記弁頭内に配設されているセンサーをさらに備え、
前記センサーは前記容器内の有害物のレベルを判定するように構成される請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
前記センサーが、前記弁本体から遠位に延在する請求項４に記載のシステム。
前記弁本体は、
ホッパーに結合されるように構成された第１の枝セクションと、
前記遠位端を備え近位端を有する第２の枝セクションであって、前記近位端は前記弁茎を移動するように構成された駆動機構に結合されている第２の枝セクションと、
を備え、前記弁茎は前記第２の枝セクションの近位端を貫通し、前記近位端は前記弁茎の一部に結合されたシールを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
前記容器の前記充填ポートは、前記弁本体を前記充填ポートから分離した後に封止され閉じられるように構成された請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。