JPH0677069B2

JPH0677069B2 - 放射性廃液の処理装置

Info

Publication number: JPH0677069B2
Application number: JP60211842A
Authority: JP
Inventors: 勲近藤; 修高信; 修向井; 克則濱谷
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPS6271899A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は放射性廃液を濃縮処理し、環境への放出あるい
は再利用をするために、廃水中の放射性物質を除去する
ための放射性廃液の処理装置に関するものである。

従来の技術現在、原子力関連設備などで発生する放射性廃液は種々
あるが、廃液の物性が一定でない雑廃液やイオン交換塔
の再生廃液のようなイオン濃度が非常に高いものの処理
に蒸発濃縮法が広く採用されている。蒸発濃縮法は、廃
液を加熱して大量の水を蒸発分離して廃液中に放射性物
質をそのまま濃縮、残存させる方法であって、その工程
例を第２図に示す。なお、この蒸発濃縮法は、高い除染
係数が得られること及び減容比も高いことから採用され
ている。

発明が解決しようとする問題点上記の蒸発濃縮法によると、アルカリ性の廃液等では発
泡現象による飛沫同伴により、除染係数が低下したり、
また酸性廃液では蒸発缶の腐食問題、塩を含有する廃液
ではスケーリングといった問題がある。例えば、原子力
発電所における脱塩塔より発生するケミカルドレンに
は、不揮発性の放射性物質（⁵⁸Co,⁶⁰Co,⁵⁹Fe,⁵⁴Mn等）
が溶解しており、この廃液はそのまま蒸発缶で水分を蒸
発させて、溶解物質を濃縮した廃液とし、一方蒸発水分
は凝縮器で凝縮させて、再利用あるいは環境へ放出され
るのである。従って蒸発缶は、複雑な液体を処理しなけ
ればならず、上述したように材料の腐食、スケーリン
グ、運転不安定等の問題が生じる。また、使用済核燃料
の再処理工程で発生する放射性廃液は、主に硝酸溶液で
あり、²³⁹Pu,²⁴¹Amなどα線を放出する放射性質が含ま
れるので、本廃液の処理は除染係数の高い蒸発濃縮法に
より行なわれているが、硝酸溶液を蒸発濃縮するため、
蒸発缶自体の腐食が著しく、耐久性の点で問題がある。
また、α線を放出する放射性物質を含有する廃液を処理
するため、高効率の除染係数が要求されるが、この方法
では容易ではない。

そこで、本発明は上記問題を解消し得る放射性廃液の処
理装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段上記問題を解消するため、本発明の放射性廃液の処理装
置は、放射性廃液にアルカリ性溶液を混ぜて中和させる
中和槽と、内部に冷却配管が配置されて上記中和槽で中
和された中和廃液を凍結乾燥させる凍結乾燥庫と、この
凍結乾燥庫内に配置されると共に上記中和廃液が移送配
管を介して導かれるトレイと、上記凍結乾燥庫と真空配
管で連通され、かつ内部に冷却配管を有するコールドト
ラップと、このコールドトラップ内及び真空配管を介し
て上記凍結乾燥庫内を真空にするための真空ポンプと、
上記コールドトラップ側の冷却配管の出入口と上記凍結
乾燥庫の冷却配管の出入口とを接続する一対の接続配管
と、これら両接続配管の途中同士を接続するバイパス配
管と、上記各接続配管のバイパス配管との接続箇所より
もコールドトラップ側位置で設けられたバルブと、これ
らバルブよりもコールドトラップ側位置の上記両接続配
管内に冷媒配管を介して冷媒を供給するための冷凍機
と、上記一方の接続配管のバイパス配管との接続箇所よ
りも凍結乾燥庫側位置で設けられた冷媒の加熱器とから
構成したものである。

作用上記の構成によると、放射性廃液の濃縮処理を凍結状態
で行なうので、発泡現象が生じず、高い除染係数が得ら
れると共に、腐食の問題が生じず、更には装置壁にスケ
ールが生成することはない。

また、凍結乾燥庫内に供給される冷媒は、接続配管途中
に設けられた加熱器により加熱するようにしているの
で、例えばトレイ自体を加熱するような場合に比べて、
放射性廃液を均一に加熱することができる。

さらに、接続配管同士は、バイパス配管により接続され
ており、バルブの開度を調節することにより流量が絞ら
れて、凍結乾燥庫側の配管系統では、少し温度が高い冷
媒を循環させると共に、コールドトラップ側の配管系統
では、温度が低い冷媒を循環させることができ、すなわ
ち冷媒の循環系統を、温度の違いにより、別系統とする
ことができるので、エネルギーの節約を図ることができ
る。

実施例以下、本発明の一実施例における放射性廃液の処理装置
を第１図に基づき説明する。

第１図において、１は放射性廃液にアルカリ性溶液を混
ぜて中和させる中和槽、２は中和槽１で中和された中和
廃液を凍結乾燥させるための凍結乾燥庫で、内部には冷
却配管（図示せず）及びトレイ３が配置されている。４
は中和槽１内の中和廃液を凍結乾燥庫２内のトレイ３に
送るための中和廃液移送配管で、途中に廃液ポンプ５が
介装されている。６は内部に冷却配管７を有するコール
ドトラップで、凍結乾燥庫２とは互いに真空配管８で連
通されると共に、真空ポンプ９を有する排気配管10が接
続されている。

また、上記コールドトラップ６側の冷却配管７の出入口
と凍結乾燥庫２の出入口とが一対の接続配管11A,11Bに
より接続され、これら両接続配管11A,11Bの途中同士が
第１バイパス配管12により接続されており、さらにこれ
ら両接続配管11A,11B内に、冷媒配管13を介して冷媒を
供給するための冷凍機14が設けられている。

そして、上記各接続配管11A,11Bの第１バイパス配管12
との接続箇所よりもコールドトラップ６側位置には、バ
ルブ15A,15Bが設けられ、また上記冷媒供給側の接続配
管11Aの第１バイパス配管12との接続箇所よりも凍結乾
燥庫２側位置には、上流側から順に、冷媒ポンプ16及び
冷媒の加熱器17が介装されている。

なお、上記両接続配管11A,11B同士のバルブ15A,15Bより
もコールドトラップ６側位置において、第２バイパス配
管18が設けられて、両接続配管11A,11B同士が互いに接
続されている。そして、この第２バイパス配管18の接続
箇所よりも、コールドトラップ６寄りの接続配管11A,11
B途中に、上記冷凍機14からの冷媒配管13が接続され、
この第２バイパス配管18により、冷媒の一部が冷凍機14
側に循環される。

次に、作用について説明する。

放射性廃液は、中年槽１において、アルカリ性溶液によ
り中和された後、廃液ポンプ５で凍結乾燥庫２内に設置
されたトレイ３に所定量が送られる。

次に、冷凍機14を稼動し、冷凍機14から冷媒配管13及び
接続配管11A,11Bを経由して循環される冷媒によりトレ
イ３内の中和廃液を凍結させる。なお、凍結温度は−10
〜−40℃の範囲であって、廃液の組成により最適温度が
選択される。

またこの時、バルブ15A,15Bの開度を調節して流量を絞
ることにより、凍結乾燥庫２側の配管系統（接続配管お
よび第１バイパス配管）で、少し温度が高い冷媒が循環
されると共に、コールドトラップ６側でもやはり別の配
管系統（冷却配管、接続配管および第２バイパス配管）
を介して、温度が低い冷媒を循環させることができる。
すなわち、冷媒の循環系統を、温度の違いにより、別系
統としたので、エネルギーの節約を図ることができる。

そして、中和廃液が所定温度に達したら、真空ポンプ９
を起動してコールドトラップ６及び凍結乾燥庫２内を真
空にする。なお、真空度は、凍結温度条件によって選択
されるが、通常、10^-1〜10^-2torr.の範囲である。この
ように、凍結乾燥庫２内を真空にすると、凍結した中和
廃液中の水分蒸発が促進され、沸点乾燥が行なわれる。
また、この時、加熱器17により冷媒の一部が加温され
て、蒸発に必要な潜熱が供給される。

次に、蒸発した水蒸気は、空配管８を介してコールドト
ラップ６に到り、ここで凝縮して氷となって捕足され
る。なお、コールドトラップ６は冷凍機14からの冷媒に
より凍結乾燥庫２の温度より約−10℃低い温度にされて
いる。このようにして、中和廃液の水分は、それが消失
するまで蒸発し、その水蒸気はコールドトラップ６に凝
縮・凍結されて回収される。

そして、処理が終了したら、加熱器17、冷凍機14及び真
空ポンプ９を停止する。ところで、真空乾燥庫２内のト
レイ３には放射性廃液に含有していた放射性物質の塩が
粉末となって残留しており、また廃液中に鉄、ニッケル
などの塩が存在している場合には、それらの塩も粉末と
なって存在する。これらの粉末は、適当な容器19に移さ
れる。一方、コールドトラップ６で凝縮・凍結された氷
は、解凍されて水となり、木槽20に回収貯留される。

発明の効果上記本発明の処理装置によると、下記の利点を有する。

放射性廃液の濃縮処理を凍結状態で行なうので、従来
のような蒸発缶での発泡現象が生じず、従って高い除染
係数が得られる。

多量の塩が含まれる放射性廃液を濃縮処理する際、凍
結状態で蒸発が進行するので、腐食の問題は生じないと
共に塩は粉末状で析出するためスケーリングトルブルが
生じない。

放射性廃液を低温で処理するので安全性に優れてお
り、例えば再処理の段階で可燃性溶媒が混入しても容易
に処理できる。

凍結乾燥庫内に供給される冷媒を、接続配管途中に設
けられた加熱器により加熱するようにしているので、例
えばトレイ自体を加熱するような場合に比べて、放射性
廃液を均一に加熱することができる。

接続配管同士は、バイパス配管により接続されてお
り、バルブの開度を調節することにより、凍結乾燥庫側
の配管系統では、少し温度が高い冷媒を循環させると共
に、コールドトラップ側の配管系統では、温度が低い冷
媒を循環させることができ、すなわち冷媒の循環系統
を、温度の違いにより、別系統とすることができるの
で、エネルギーの節約を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における処理装置を示す概略
構成図、第２図は従来例の概略フロー図である。１……中和槽、２……凍結乾燥庫、３……トレイ、４…
…中和廃液移送管、６……コールドトラップ、８……真
空配管、９……真空ポンプ、11A,11B……接続配管、12
……第１バイパス配管、13……冷媒配管、14……冷凍
機、15A,15B……バルブ、16……冷媒ポンプ、17……加
熱器。

フロントページの続き (72)発明者向井修大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号日立造船株式会社内 (72)発明者濱谷克則大阪府大阪市西区江戸堀１丁目６番14号日立造船株式会社内 (56)参考文献特開昭51−33768（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−399（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射性廃液にアルカリ性溶液を混ぜて中和
させる中和槽と、内部に冷却配管が配置されて上記中和
槽で中和された中和廃液を凍結乾燥させる凍結乾燥庫
と、この凍結乾燥庫内に配置されると共に上記中和廃液
が移送配管を介して導かれるトレイと、上記凍結乾燥庫
と真空配管で連通され、かつ内部に冷却配管を有するコ
ールドトラップと、このコールドトラップ内及び真空配
管を介して上記凍結乾燥庫内を真空にするための真空ポ
ンプと、上記コールドトラップ側の冷却配管の出入口と
上記凍結乾燥庫の冷却配管の出入口とを接続する一対の
接続配管と、これら両接続配管の途中同士を接続するバ
イパス配管と、上記各接続配管のバイパス配管との接続
箇所よりもコールドトラップ側位置で設けられたバルブ
と、これらバルブよりもコールドトラップ側位置の上記
両接続配管内に冷媒配管を介して冷媒を供給するための
冷凍機と、上記一方の接続配管のバイパス配管との接続
箇所よりも凍結乾燥庫側位置で設けられた冷媒の加熱器
とから構成したことを特徴とする放射性廃液の処理装
置。