JPH0731278B2 - 放射性廃液のガラス固化処理方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、高レベル放射性廃液のガラス固化処理方法お
よびそのための装置に関するものである。

「従来の技術」 近年、高レベル放射性廃液の処理法の一つとして、いわ
ゆるガラス固化処理法が考え出されている。これは、濃
縮した高レベル放射性廃液とガラス素材（ホウケイ酸ガ
ラス）とを一種の電極炉であるガラス溶融炉に供給して
溶融混合させ、その溶融混合物を取り出して冷却固化さ
せることにより、安定した形態であるガラス固化体とす
るものである。

上記の場合、ガラス溶融炉へのガラス素材の供給は、ガ
ラス素材を円筒状のガラスファイバカートリッジに形成
してこれを連続的に投入することで行い、一方、放射性
廃液の供給は、上記のガラスファイバカートリッジに廃
液を含浸させることによって行うことが考えられてい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記のガラス固化処理法においては、ガラス
溶融炉へのガラス素材と放射性廃液の単位時間当たりの
供給量や、それらの混合割合を常に一定に保つことが重
要である。しかしながら、上記のようにガラスファイバ
カートリッジに放射性廃液を含浸させることで供給する
場合にあっては、それぞれの供給量や混合割合を一定に
保つことは必ずしも容易ではなく、また、ガラスファイ
バーカートリッジの供給管路中での閉塞も起こり易いと
の懸念がある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、ガラス
溶融炉へのガラス素材と放射性廃液の供給量およびそれ
らの混合割合を、容易に一定に保つことの可能なガラス
固化処理方法、およびそのための装置を提供することを
目的としている。

「問題点を解決するための手段」 本発明のガラス固化処理方法は、ガラス溶融炉に放射性
廃液およびガラス素材を供給してそれらを溶融混合さ
せ、得られた溶融混合物を前記ガラス溶融炉から取り出
して固化させる放射性廃液のガラス固化処理方法であっ
て、前記ガラス溶融炉への前記放射性廃液および前記ガ
ラス素材の供給を、前記ガラス素材によって所定規格寸
法に形成されたガラス容器内に前記放射性廃液を所定量
注入し、その放射性廃液が注入された前記ガラス容器を
前記ガラス溶融炉に投入して行うこをとを特徴としてい
る。

また、本発明のガラス固化処理装置は、放射性廃液をガ
ラス素材とともに加熱して溶融させるガラス溶融炉と、
そのガラス溶融炉に前記放射性廃液および前記ガラス素
材を供給するための供給手段とを具備してなり、前記ガ
ラス溶融炉によって得られた溶融混合物を前記ガラス溶
融炉から取り出して固化させるように構成した放射性廃
液のガラス固化処理装置であって、前記供給手段は、前
記ガラス素材によって所定規格寸法に形成され内部に所
定量の前記放射性廃液が注入されたガラス容器を所定の
間隔で複数並べて前記ガラス溶融炉の上方に移送すると
ともに、それらガラス容器をガラス溶融炉の上方からそ
の内部に投入するように構成してなることを特徴として
いる。

「作用」 本発明は、ガラス溶融炉に供給するガラス素材をガラス
容器の形態とし、そのガラス容器内に放射性廃液を直接
注入し、その放射性廃液が注入されたガラス容器をガラ
ス溶融炉に投入することで、ガラス素材と放射性廃液を
同時にガラス溶融炉に供給するものである。そして、ガ
ラス容器に用いられているガラス素材の量に対応させて
その内部に注入する放射性廃液の量を調節することによ
って、ガラス素材と放射性廃液の混合割合を設定する。
また、放射性廃液が注入されたガラス容器のガラス溶融
炉への投入個数を調節することで、放射性廃液とガラス
素材の供給量の調節を行う。

「実施例」 以下、第１図および第２図を参照して本発明の一実施例
を説明する。

第１図は本発明に係わる放射性廃液のガラス固化処理装
置の一実施例を示す概略構成図であり、第２図はこの固
化処理装置に供給される原料Ｍを示す図である。

まず、第２図を参照して原料Ｍについて説明する。原料
Ｍは、ビーカー状のガラス容器１内に所定量の高レベル
放射性廃液２が注入され、ガラス容器１開口部をガラス
ファイバー３によって覆ったものである。ガラス容器１
およびガラスファイバー３は、ともにガラス固化処理装
置によって製造されるガラス固化体の原材料であるガラ
ス素材、すなわちホウケイ酸ガラスによって予め製作さ
れたものであり、その各部寸法、肉厚、重量等は一定の
規格にしたがって決められたものである。

この原料Ｍは、ガラスファイバーカートリッジの形態で
ガラス溶融炉に供給することが考えられていたガラス素
材をガラス容器１とその蓋（ガラスファイバー３）の形
態とし、かつ、上記カートリッジに含浸させることで供
給することが考えられていた放射性廃液２を、そのガラ
ス容器１内に直接注入したものである。したがって、ガ
ラス溶融炉において溶融混合されるガラス素材と廃液の
混合割合は、ガラス容器１とガラスファイバー３に用い
られたガラス素材の量、およびその内部に注入された廃
液２の量によって自ずと決定される。換言すれば、要求
される混合割合に応じて廃液２の量を調節することによ
り、容易に所望の混合割合を得ることができることにな
る。また、ガラス溶融炉への廃液とガラス素材の単位時
間当たりの供給量の調節は、この原料Ｍのガラス溶融炉
への投入個数を調節することにより容易に行うことがで
きることになる。

次に、第１図を参照してガラス固化処理装置の構成を説
明する。この固化処理装置はガラス溶融炉10と、そのガ
ラス溶融炉10に上記原料Ｍを供給するための供給手段11
とを主な構成要素としている。ガラス溶融炉10は、上
部、下部にそれぞれ原料供給口12、取出ノズル13が設け
られており、その内部側面には一対の主電極14,14が対
向配置され、底面には下部電極15が配置された構成とな
っていて、それら各電極14,14,15によって供給された原
料Ｍを加熱溶融させてガラス溶融体となし、それを取出
ノズル13から取り出すようになっている。

上記の各電極14,14,15は一般に大容量で発熱量が多いの
で、電極材料の腐食、損傷防止のため、その内部には空
気を流通させることで冷却を行うための空冷ジャケット
（図示略）が形成されている。そして、それらの各電極
14,14,15には、このガラス固化処理装置が配置されてい
るセル内の空気をブロワ16によって上記空冷ジャケット
内に送り込む冷却空気管路17（第１図に破線で示す）が
接続されているとともに、各電極14,14,15を冷却して高
温となった空気を予熱空気チャンバ22（後述）に導く予
熱空気管路18が接続されている。また、ガラス溶融炉10
の上部には、内部で発生するオフガスを吸引して排出す
るためのオフガス排出管路19が接続されている。

上記ガラス溶融炉10の上方には前記原料供給手段11が配
設されている。この原料供給手段11は、ガラス溶融炉10
の原料供給口12に連なる原料移送通路を形成するケーシ
ング20と、そのケーシング20の外部から原料供給口12の
上方にわたって配設されているコンベア21とからなる。
コンベア21はその上面に上記原料Ｍが所定の間隔で複数
並べられ、それら原料Ｍを所定の速度で連続的にあるい
は間欠的にガラス溶融炉10側に移送するとともに、原料
Ｍを原料供給口12の上方から一つずつ順次落下させてガ
ラス溶融炉10内に投入するようになっている。

上記ケーシング20内の上部には予熱空気チャンバ22が設
けられ、この予熱空気チャンバ22下部には予熱空気を斜
め前方（ガラス溶融炉10側）に向けて吹き出すためのノ
ズル23…が取り付けられている。そして、その予熱空気
チャンバ22には上記の予熱空気管路18が接続されてい
て、電極14,14,15を冷却して高温となった空気が導かれ
るようになっており、その空気を移送中の原料Ｍに対し
て吹き付けることにより、原料Ｍを予熱して放射性廃液
２中の水分を蒸発させるようになっている。原料Ｍを予
熱した後の空気は、図中の矢印で示すようにケーシング
20内をガラス溶融炉10に向かって流れ、ガラス溶融炉10
内からオフガス排出管路19によって排出されるようにな
っている。

以上でガラス固化処理装置の構成を説明したが、次にそ
の使用方法を説明する。

まず、ガラス容器１の内部に適宜の注入手段によって所
定量の放射性廃液２を注入し、ガラス容器１の開口部を
ガラスファイバー３により覆って、多数の原料Ｍを用意
する。そして、これらの原料Ｍをコンベア21の上面に所
定の間隔で並べつつ搭載し、コンベア21を所定の速度で
連続的あるいは間欠的に運転して原料Ｍを移送し、その
原料Ｍを一つずつ順次ガラス溶融炉10内に投入する。あ
るいは、ガラス容器１をコンベア21上に並べて移送しつ
つ、その途中で廃液２を注入するようにしても良い。そ
して、ガラス溶融炉10に投入された原料Ｍを電極14,14,
15によって加熱溶融させ、得られた溶融ガラスを取出ノ
ズル13から取り出し、それをキャニスター等の容器（図
示せず）内に注入し、冷却固化させてガラス固化体とす
る。

また、電極14,14,15によって加熱溶融を行う際には、ブ
ロワ16を運転して冷却空気管路17を通して空気を送り込
むことにより電極14,14,15を冷却するとともに、冷却後
の高温となった空気を予熱空気管路18を通して予熱空気
チャンバ22に導き、吹き出しノズル23…から移送中の原
料Ｍに向かって吹き付ける。

なお、コンベア21の移送速度やコンベア21上に並べられ
る原料Ｍの相互間隔は、要求される単位時間当たりの廃
液とガラス素材の供給量と、原料Ｍの１個当たりの廃液
２の量およびガラス量から算定される単位時間当たりの
所要投入個数により設定する。あるいは逆に、コンベア
21の移送速度や原料Ｍ相互間隔を適宜設定し、それで決
定される原料Ｍの投入個数に応じて、原料Ｍの１個当た
りのガラス量、廃液量を決定すれば良い。たとえば、要
求される廃液とガラス素材の１時間当たりの供給量がそ
れぞれ14.6/H、6.6Kg/Hであり、原料Ｍを１分間当た
り３個（１時間当たり180個）ずつ投入する場合には、
原料M1個の廃液２の量およびガラス素材の量はそれぞれ
約81.1cc、約36.7gとすれば良い。

以上のように、ガラス素材によって形成したガラス容器
１内に放射性廃液２を注入してガラス溶融炉10に投入す
るようにしたことにより、ガラス容器１への廃液２の注
入量を調節することで廃液とガラス素材の混合割合の調
節を容易に行うことができ、また、原料Ｍの投入個数を
調節することで、ガラス溶融炉10への廃液とガラス素材
の双方の供給量の調節を容易に行うことができる。そし
て、それらを一度調節した後には、その状態を容易に維
持することができ、供給量や混合割合の変動を防止する
ことが可能である。

また、電極冷却空気を利用して原料Ｍを予熱するように
したので、原料Ｍを適切に蒸発・乾燥させることができ
るとともに、ガラス溶融炉10の熱効率を向上させること
ができる。また、原料Ｍのガラス容器１はガラスファイ
バー３により覆われているので、予熱の際に放射性廃液
２が飛沫となって予熱空気に同伴されてしまうことがな
い。なお、このような予熱を廃液を含浸させたガラスフ
ァイバーカートリッジに対して行った場合には、カート
リッジが乾燥する段階で粘性を帯びてしまい、そのカー
トリッジをスムーズに供給することができなくなる恐れ
があるが、上記の場合にはそのような恐れが全くなく、
予熱を有効に行うことが可能となっている。

なお、本発明においては原料を予熱するための手段は不
要であれば必ずしも備えることはない。また、原料供給
手段の構成もコンベアを用いることに限るものではな
く、設計上の要求等に応じて適宜変更することが可能で
ある。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、本発明のガラス固化処理
方法によれば、ガラス素材によって成形したガラス容器
に所定量の液を注入して、それをガラス溶融炉に供給す
るようにしたから、廃液とガラス素材の混合割合やそれ
らの供給量を容易に調節できるとともに、一度調節した
後はその状態を容易に維持することができ、供給量や混
合割合の変動を防止することが可能である。

また、本発明のガラス固化処理装置によれば、原料すな
わち廃液が注入されたガラス容器を所定間隔で並べて所
定速度で移送する供給手段を備えたから、移送速度や原
料の相互間隔を調節することによってガラス溶融炉への
原料の投入量を容易に調節することができるとともに、
その変動を防止することも容易であり、上記方法の実施
に用いて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるガラス固化処理装置の一実施例
の概略構成図、第２図は放射性廃液が注入されたガラス
容器を示す図である。 １……ガラス容器、２……放射性廃液、10……ガラス溶
融炉、11……供給手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス溶融炉に放射性廃液およびガラス素
   材を供給してそれらを溶融混合させ、得られた溶融混合
   物を前記ガラス溶融炉から取り出して固化させる放射性
   廃液のガラス固化処理方法であって、前記ガラス溶融炉
   への前記放射性廃液および前記ガラス素材の供給を、前
   記ガラス素材によって所定規格寸法に形成されたガラス
   容器内に前記放射性廃液を所定量注入し、その放射性廃
   液が注入された前記ガラス容器を前記ガラス溶融炉に投
   入して行うことを特徴とする放射性廃液のガラス固化処
   理方法。
2. 【請求項２】放射性廃液をガラス素材とともに加熱して
   溶融させるガラス溶融炉と、そのガラス溶融炉に前記放
   射性廃液および前記ガラス素材を供給するための供給手
   段とを具備してなり、前記ガラス溶融炉によって得られ
   た溶融混合物を前記ガラス溶融炉から取り出して固化さ
   せるように構成した放射性廃液のガラス固化処理装置で
   あって、前記供給手段は、前記ガラス素材によって所定
   規格寸法に形成され内部に所定量の前記放射性廃液が注
   入されたガラス容器を所定の間隔で複数並べて前記ガラ
   ス溶融炉の上方に移送するとともに、それらガラス容器
   をガラス溶融炉の上方からその内部に投入するように構
   成してなることを特徴とする放射性廃液のガラス固化処
   理装置。