JPH02285295A - 固体を含有した放射性溶液を受容するための環状容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、固体を含有した放射性溶液を受容するための
環状容器であって、傾斜した底部と最深部に配置された
排出部材とを備えた形式のものに関する。

［従来技術］ 照射済み核燃料の化学的な再処理では、核燃料を沸騰硝
酸中に溶解の後得られた硝酸塩溶液を有用物質抽出前に
ジオメトリ上臨界安全性の環状容器内で中間貯蔵するこ
とは知られているしかし燃料溶液は依然溶解残渣もしく
は燃料要素細砕の不溶のカスおよび腐食生成物を含んで
おり、これらは固体として環状容器の底に沈降する傾向
がある。環状容器を空にする際に通常の撹拌空気の吹込
みでは取除くことができない固体沈着物が認められた。

固体含有懸濁液を受容する環状室を有する環状容器がＤ
Ｅ−Ａ−３７１７２８９から公知である。環状容器の底
部はある傾斜角度で延びている。底部の最深部には流出
開口が存在し、流出開口は容器を空にするための排出導
管と接続されている。通常液体は底部と壁に貫通部を設
けないで済むように鉛直方向に上方へ環状容器から抜取
られる。環状室の上方範囲にはノズル開口を有する、環
状の噴霧装置がある。容器を空にした後この噴霧装置で
もって固体は容器壁から洗い取られ、かつ容器底の最深
部へ流れる環状容器内に中間貯蔵された燃料溶液をその
後の処理場へ送らなければならない場合には、不溶の固
体がこのときにできる限り完全にかつ一様に固−液分離
装置、例えば遠心分離機および（または）濾過器へ一緒
に排出されることが望ましい。この定量的な排出を達成
するためには、後続の分離装置への一様な固体流を形成
するために固体が排出される燃料溶液中でできる限り良
好に分配されていることが必要である。

固体を環状容器中で底部近傍の環状−撹拌空気導管を用
いて渦運動させることも可能であろう。この場合には環
状−撹拌空気導管を介して空気が吹込まれ、かつ固体が
液体中で渦運動せしめられよう。しかし混合で撹拌空気
を使用することにより著量の放射性エーロゾルが容器排
気系内へ連行される。更に撹拌空気混合では圧縮空気の
所要量がきわめて高い。更に撹拌空気混合では重い粒子
が流れ内の特定のゾーン内に蓄積して一定程度に達する
ことがあるという欠点がある。これは撹拌空気での固体
混合が粗大な、重い粒子では不十分にしか作用しないこ
とに帰せられる。

貯蔵タンク内の放射性核分裂生成物溶液中での下降運動
を阻止するための装置が西ドイツ国特許第２１４９４２
５号明細書から知られている。浸漬管が液圧または空気
圧で負荷可能なピストンと結合されている。ピストンと
浸漬管端部との間で浸漬管内にガス柱が含有されており
、そのために脈動する液柱が得られる。浸漬管端部は拡
開部を有し、拡開部に向かうようにコーンが貯蔵タンク
の底部上で対置している。この容器は通常の貯蔵タンク
であり、環状容器ではない。吸引もしくは排出の装置は
設けられていない。この貯蔵タンクから移す際には上記
の問題があろう。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の課題は、冒頭に記載の形式の環状容器を、不溶
の固体が燃料溶液と一緒に完全にかつ一様に排出される
ように構成することである［問題点を解決するための手
段］ 上記の課題を解決するための本発明の手段は、環状の容
器内部に容器内液体中に浸漬した、空気で負荷可能なパ
ルセータが分配配置されており、パルセータが下端に流
出ノズルを備えており、かつ流出ノズルが容器底に平行
に配置されていて、しかも容器底の最深部へ向けられて
いることである。

［発明の効果］ 環状室内に分配されたパルセータ内へ脈動空気を導入す
ることによりパルセータ内の液体が一部流出ノズルから
押出される。これにより一方では環状容器内で液体と固
体の良好な混合が達成され、他方では同時に環状容器内
に流れが発生せしめられ、この流れは粗大で重い固体を
定量的に浮遊状態で保持し、沈降の場合にはこの固体を
再び渦運動させ、かつ環状容器内において固体の閉塞の
ない連続的な排出が保証されるように固体を導くことが
できる。パルセータの整列により環状容器内において調
整された流れが発生せしめられ、したがって排出のため
に所望の固体移送が達成される。

本発明によるパルセータ配置によれば２つの反対方向の
流れが生じる。環状容器の最深部でこれらの流れのフロ
ントが衝突する。このよどみ点において固体の局所的な
濃度増大が存在する。環半部のパルセータの流出ノズル
は逆時計回り方向で排出部に向けられており、かつ他方
の環半部のパルセータの流出ノズルは時計回り方向で排
出部へ向けられている。

請求項２による構成では排出部材の下端の囲りにホッパ
状の案内板が配置されている。通常礫状容器は鉛直の吸
引導管を介して上方から抜取られる。２つの反対方向の
流れのよどみ黒領域に配置された案内板は、液体流が吸
引平面内へ導かれ、かつ沈降する粒子が比較的高い位置
の液体層から著量で排出導管の吸引範囲へ落下するよう
に、流れに対して調整されている。案内板のこのホッパ
効果は固体の−様な排出を助ける。このホッパ効果はパ
ルス休止期に利用される。時間的にずらされた脈動休止
期が沈澱を可能にするので、固体は降下時に吸引開口の
前へ導かれる。

請求項３によれば環状容器は容器底の最高地点に１つの
パルセータを備え、このパルセータは２つの逆向きの流
出ノズルを有している。この手段によって容器底の最高
部から出て容器底の最深部（ここに排出部が存在する）
へ向かう２つの反対方向の流れが形成されることが保証
される。これにより流れのデッドゾーンが最小にされる
。

本発明のもう１つの構成によれば、容器底の最高地点に
配置されたパルセータの両流出ノズル間にスリット状の
開口が形成されている。この下向きのスリット状の開口
は付加的な、容器底へ向いた衝突噴流成分を与え、これ
が流出ノズルの下方にデッドゾーンが形成されないこと
を保証する。

本発明のもう１つの構成によれば、各パルセータへの脈
動空気の供給は互いに別個に調節可能である。各パルセ
ータのこの個別の調節によりよどみ黒領域において排出
範囲の過剰吹込みを阻止することができる。

請求項６によるパルセータ制御は排気弁の制御による単
一パルス間におけるパルセータの負荷軽減を行なう。請
求項７に゛よる電磁弁の時間的に遅延せしめられた閉鎖
は脈動時に所定の閉鎖を行なう。例えば排気導管の開放
および圧力の除去が早すぎないように保証される。

請求項８にはパルセータを備えた環状容器の有利な構成
が記載されている。空気供給導管内の電磁弁の制御は環
状容器内の液体の充填レベルと密度に依存して行なわれ
る。充填レベルの上昇および（または）密度の上昇とと
もに脈動空気導管内の電磁弁の開放時間が延びる。パル
ス幅は延ばされる。逆に充填レベルおよび（または）密
度が減少するとパルス幅は短くされる本発明によれば固
体を含有した放射性の溶液を環状容器から移し替える際
に液体流内における固体の均一な分配が達成され、この
場合に固体懸濁液は底部範囲内で水平方向に排出部へ運
ばれる。固体の沈着は有効に防止される。

最小に減じられた、固体渦動化のための空気所要量は排
気系のエーロゾル負荷を減少させる［実施例］ 第１図に示された環状容器１１は幅４０ｃｍの環状寥１
３を有している。原子核工学専門用語ではこの環状室１
３は“環状スラブとも呼ばれる。環状室１３内には６つ
のパルセータ１５〜２０が角度間隔６０°で配置されて
いる。これら６つのパルセータ１５〜２０は１つの側に
向いた流出ノズル２１を備え（第２図）、流出ノズルは
前方に各１つのベンチュリー管２２を備えている。パル
セータ１７と２０の間中央には容器底２５の最深部２３
があり、この最深部へ上方から鉛直方向に案内された吸
引導管２７が突入している。最深部に対して直径方向の
反対側には容器底２５の最高部２９がある。最高部２９
上には付加的にもう１つのパルセータ３１が存在し、こ
のパルセータは両側に向いた流出ノズル３３．３５を備
えている（第２図）。

３つのパルセータ１５．１６．１７は逆時計回り方向（
矢印■）で最深部２３に、かつ３つのパルセータ１８．
１９．２０は時計回り方向（矢印■）で最深部２３に向
けられている。

第２図の環状容器１１の展開図から、パルセータによっ
て２つの互いに反対方向の底近傍の流れが得られること
が判る。６つのパルセータ１５〜２０は下端に流出ノズ
ル２１を備え、流出ノズルは容器底２５に平行に配置さ
れている０パルセータ１５〜２０の流出ノズル２１は容
器底２５の最深部２３へ向けられており、最深部へは吸
引導管２７が上方から容器蓋３７を貫通して突入してい
る。

吸引導管２７の下端の周りにはホッパ状に案内板３８が
配置されている。斜め−の案内板３８は底近傍の流れに
対して、液体流が吸引導管２７の開口へ導かれるように
、調整されている。

パルセータによって著しく渦運動せしめられた固体粒子
は脈動休止期に沈下し、かつ案内板３８のホッパ状構成
によりかなりの程度が吸引導管２７の開口の前へ導かれ
る。

最高部２９に配置されたパルセータ３１は２つの互いに
逆向きの扁平噴射ノズル（流出ノズル）３３．３５を備
えている。更に下端にスリット３９が存在し、このスリ
ットによって衝撃噴流が容器底２５へ向けられる。流出
ノズル２１．３３．３５は底から約１ｃｍの所に配置さ
れている。

パルセータは容器内液体中に浸漬し、したがって液体柱
で充填されている。パルセータは上端で導管路４１を介
して脈動空気導管４３（これは圧縮空気源によって負荷
される）および排気導管４５と接続されている。

上記のパルセータ配置により２つの、互いに反対方向の
、底近傍の流れが発生せしめられる。容器の最深地点２
３で流れのフロントが衝突する。このいわゆるよどみ点
では固体の局所的な濃度上昇が発生せしめられ、これを
案内板３８の支持下に最適に吸引することができる。

パルセータ制御（第３図）のためには、パルセータ（こ
のうち第３図にはパルセータ３１のみが示されている）
の導管路４１が脈動空気導管４３と接続されており、脈
動空気導管中に電磁弁４６が配置されている。この電磁
弁４６は電気的にパルス発生器４７によって制御される
。排気導管４５内にも同様に電磁弁４９が配置されてい
る。この電磁弁４９は操作のために脈動空気の電磁弁４
６に対して交番的な信号を受取り、したがって電磁弁４
６とは交番的に開閉する。充填レベル測定装置が符号５
１で、かつ密度の測定装置が符号５３で示されており、
これらはコンピュータ５４を介してパルス発生器４７と
電気的に結合されている。

第４図の電磁弁制御のグラフによって示されているよう
に、脈動を容器充填レベルに依存して制御すると有利で
ある。充填レベルが低い程パルスとパルス休止期が短い
。電磁弁４６および４９はそれぞれ他方の電磁弁の閉鎖
に遅延せしめられて開（。

脈動弁の閉鎖時間はパルセータへの液体の戻し時間によ
って決められる。この戻し時間はまた第１に自由流出ノ
ズル横断面自由排気導管横断面および差圧に依存する。

排気導管４５内の電磁弁４９は開放時に圧力平衡によっ
て脈動弁４６の閉鎖時間内でのできる限り迅速な戻りを
配慮する。

第５図には容器底２５の最高部２９に配置されたパルセ
ータ３１が示されている。パルセータ３１はスリットと
して形成された２つの流出ノズル３３．３５を有してお
り、これらは容器底２５に平行に向けられている。これ
ら２つの流出ノズル３３．３５間にこれらが対称的にな
るように下に向けられた、スリット状の開口３９が設け
られている。パルセータ管６１が上方でパルセータ３１
の固定のための管フランジ６３内で終わっている。下方
では狭部区分６４が流出ノズルへ延びている。

第６図には片側を向いた流出ノズル２１を備えた６つの
パルセータ１５〜２０のための流出ノズル２１の構成が
示されている。流出ノズル２１はパルセータ１５に設け
られた湾曲部６５の端部に、容器底２５に平行に固定さ
れているノズル体６７にはウェブ６９を介してベンチュ
リー管２２が固定されている。このベンチュリー管２２
によって周囲に存在する液体がノズル流内へ連行される
。

上記の、脈動機構を備えた環状容器の構成によって環状
容器中に存在する固体含有溶液は容器底上方の数１００
Ｈの層内で渦運動せしめられ、同時に容器底の最深部２
３に配置された吸引部へ運ばれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は環状室内に分配された複数のパルセータを備え
た環状容器の平面図、第２図は脈動空気機構および排気
機構を接続した第１図の環状容器の展開図、第３図はブ
ロック回路図で示された、圧縮空気用パルセータのため
の制御装置を備えた第１図の環状容器を示した図、第４
図は脈動空気および排気の制御のためのパルスのグラフ
の図、第５図は容器底の最高部範囲に配置された、２つ
の流出ノズルを備えたパルセータの構成を示した図、第
６図はパルセータのための可能な構成の流出ノズルを示
した図である。 １１・・・環状容器、１３・・・環状室、１５．１６１
７．１８，１９，２０．３１・・・パルセータ２１．３
３．４５・・・流出ノズル、２２・・・ベンチュリー管
、２３・・・最深部、２５・・・容器底、２７・・・吸
引導管、２９・・・最高部、３７・・・容器蓋、３８・
・・案内板、３９・・・開口、４１・・・導管路、４３
・・・脈動空気導管、４５・・・排気導管、４６，４９
・・・電磁弁、４７・・・パルス発生器、５１・・・充
填レベル測定装置、５３・・・密度測定装置、５４・・
・コンピュータ、６１・・・パルセータ管、６３・・・
管フランジ、６４・・・狭部区分、６５・・・湾曲部、
６７・・・ノズル体、６９・・・ウェブ。 １３　容器内部 Ｆｉｇ、　１ ２３・最深部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固体を含有した放射性溶液を受容するための環状容
   器であって、傾斜した底部と最深部に配置された排出部
   材とを備えた形式のものにおいて、環状の容器内部（１
   ３）に容器内液体中に浸漬した、空気で負荷可能なパル
   セータ（１５〜２０、３１）が分配配置されており、パ
   ルセータが下端に流出ノズル（２１、３３、３５）を備
   えており、かつ流出ノズル（２１、３３、３５）が容器
   底（２５）に平行に配置されていて、しかも容器底（２
   ５）の最深部（２３）へ向けられていることを特徴とす
   る、固体を含有した放射性溶液を受容するための環状容
   器。 ２、排出部材が鉛直に配置された吸引導管（２７）であ
   り、かつ吸引導管（２７）の下端部の周りにホッパ状に
   案内板（３８）が配置されている、請求項１記載の環状
   容器。 ３、容器底（２５）の最高地点（２９）に１つのパルセ
   ータ（３１）が配置され、このパルセータが２つの互い
   に逆向きの流出ノズル（３３、３５）を備えている、請
   求項１記載の環状容器。 ４、パルセータ（３１）が両流出ノズル（３３、３５）
   相互間に下向きのスリット状の開口（２９）を有してい
   る、請求項３記載の環状容器。 ５、各パルセータへの脈動空気の供給が互いに別個に調
   節可能である、請求項１から４までのいずれか１つの環
   状容器。 ６、パルセータ（１５〜２０、３１）が脈動空気導管（
   ４３）および排気導管（４５）に接続されており、脈動
   空気導管（４３）および排気導管（４５）内にそれぞれ
   １つの電磁弁（４６ないしは４９）が配置されており、
   かつ２つの電磁弁（４６、４９）が交番的にクロック制
   御される、請求項１から５までのいずれか１項記載の環
   状容器。 ７、電磁弁（４６、４９）が遅延されて交番的に開放さ
   れる、請求項６記載の環状容器。 ８、脈動空気導管（４３）内の電磁弁が電気的なパルス
   発生器（４７）によって負荷され、そのパルス長が充填
   レベルおよび密度に応じて制御される、請求項６または
   ７記載の環状容器。