JPH0750196B2 - 放射性廃棄物の溶融固化処理装置 - Google Patents
放射性廃棄物の溶融固化処理装置Info
- Publication number
- JPH0750196B2 JPH0750196B2 JP31465886A JP31465886A JPH0750196B2 JP H0750196 B2 JPH0750196 B2 JP H0750196B2 JP 31465886 A JP31465886 A JP 31465886A JP 31465886 A JP31465886 A JP 31465886A JP H0750196 B2 JPH0750196 B2 JP H0750196B2
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- JP
- Japan
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- waste
- electric furnace
- solidification
- pedestal
- pot
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
本発明は、放射性の廃液やスラリーを連続的に蒸発、乾
燥および溶融固化して、安全に減容処理するための装置
に関する。
燥および溶融固化して、安全に減容処理するための装置
に関する。
原子力発電所や核燃料再処理工場等の原子力施設では、
核燃料の洗浄により多量の廃液が発生し、その処理のた
めに使用したイオン交換樹脂も、使用済のものは処分し
なければならない。 放射性廃棄物は年々蓄積する一方であるから、その安全
な管理と保管場所の確保のため、減容処理する必要があ
る。処理方法として、従来、アスファルトやセメント等
の固化材と混練して固化する方法、不飽和ポリエステル
樹脂等の生成反応を利用して固化する方法が提案され、
実施されている。 他の処理手段として、焼却炉による焼却がある。この方
法によるときは、減容の目的はかなりよく達成される
が、廃イオン交換樹脂はそのままでは焼却が困難であっ
てポリエチレン等の他の可燃物を添加する必要があるか
ら、大量の廃ガスが発生し、その処理が面倒である。も
ちろん、焼却灰の処理の問題は残る。
核燃料の洗浄により多量の廃液が発生し、その処理のた
めに使用したイオン交換樹脂も、使用済のものは処分し
なければならない。 放射性廃棄物は年々蓄積する一方であるから、その安全
な管理と保管場所の確保のため、減容処理する必要があ
る。処理方法として、従来、アスファルトやセメント等
の固化材と混練して固化する方法、不飽和ポリエステル
樹脂等の生成反応を利用して固化する方法が提案され、
実施されている。 他の処理手段として、焼却炉による焼却がある。この方
法によるときは、減容の目的はかなりよく達成される
が、廃イオン交換樹脂はそのままでは焼却が困難であっ
てポリエチレン等の他の可燃物を添加する必要があるか
ら、大量の廃ガスが発生し、その処理が面倒である。も
ちろん、焼却灰の処理の問題は残る。
本発明の目的は、上記の問題を解決し、放射性廃液や廃
イオン交換樹脂等の廃棄物を、液体状、固体状の別を問
わず、その蒸発乾燥から溶融固化までの減容処理を連続
的に行なえる装置であって、小型で安価に製作できる放
射性廃棄物の処理装置を提供することにある。
イオン交換樹脂等の廃棄物を、液体状、固体状の別を問
わず、その蒸発乾燥から溶融固化までの減容処理を連続
的に行なえる装置であって、小型で安価に製作できる放
射性廃棄物の処理装置を提供することにある。
図面を参照して説明すると、本発明の放射性廃棄物の処
理装置は、第１図および第２図に示すように、放射性廃
イオン交換樹脂、洗浄廃液等の放射性の廃棄物を固化ポ
ット１に入れて加熱し廃棄物を蒸発乾燥するための筒型
の電気炉２、電気炉２の上部に設けた、乾燥された廃棄
物およびこれに添加されたガラス形成物質にマイクロ波
を照射して溶融固化するための、マイクロ波発生装置４
からマイクロ波を伝達するための導波管41を接続したオ
ーブン３、固化ポット１を載せる受台51、受台51を支持
してこれを電気炉２の鉛直前に沿って昇降させるととも
に鉛直軸のまわりに回転させることができる支持盤52、
ならびに、処理すべき廃棄物を入れた固化ポットを処理
装置に受け入れるとともに、処理された廃棄物の入って
いる固化ポットを送り出すための、電気炉２を包みそれ
自体を気密に保つことのできる放射能遮蔽ボックス６か
ら構成され、オーブン３には、固化ポット１に放射性廃
棄物を供給するための供給管31および排気管32を接続
し、また、受台51は上端部に電気炉２の下端部21に摺動
接触するシール部53を有するとともに外周部に支持盤52
の内壁54に対するシール部55を有し、かつ支持盤52に対
し、バネ56,57により緩衝性を有して支持されているこ
とを特徴とする。 放射能遮蔽ボックス６は、放射性物質の漏洩防止を完全
にするためのもので、移動時は密閉し、内部を負圧に保
つ。電気炉およびマイクロ波照射による加熱時に発生し
たガスを排気し、熱膨脹を吸収するためである。 電気炉２は、第３図に示すように、放射能遮蔽ボックス
６の一方の側の上方に設ける。電気炉２は周囲に冷却板
22を備え、内側に耐火材23を貼り外周を保温材24で保温
するとともに、全体を放射能遮蔽壁25で覆ってある。 電気炉２とマイクロ波の導波管41とを接続するオーブン
３は、長さを十分にとり、放射性廃棄物の加熱溶融時に
発生する水蒸気やガスに放射性物質が同伴され、導波管
41内およびマイクロ波発生装置４を汚染することを防止
する。この汚染防止を確実にするため、石英ガラスやフ
ツ素樹脂のような、誘導損失が少なくマイクロ波を透過
する物質からなる飛沫遮蔽板を、オーブン３内に設ける
とよい。オーブン３には、放射性廃棄物の供給管31およ
び排気管32のほかに、ガラス形成物質の投入管33および
管内の検視管（図示してない）を設けることが望まし
い。 電気炉２の下方に、固化ポット１を昇降および回転させ
るための回転昇降台７を設ける。放射性廃棄物の溶融に
際しては、支持盤52を介して固化ポット１を回転させ、
マイクロ波が均一に照射されるようにはかるためであ
る。この目的のため、固化ポット１の受台51は、支持盤
52の上昇により、その上端に設けたシール部53（カーボ
ンリング）が電気炉２の下端部21（シールフランジ）に
摺動的に接触し、受台51と支持盤52との間は、シール部
55（ガスケット）よりシールする。 回転昇降台７の上には、図示してないスプロケットのチ
ェーンコンベヤにより横方向に移動する、固化ポット１
の移送台車８を設ける。この移送台車８は、回転昇降台
７の所定の位置に嵌合され、回転昇降台７のシャフト71
が上昇すると、上記チェーンコンベヤから離脱して、固
化ポット受台51の支持盤52を固定できる構造になってい
る。 一方、遮蔽ボックス６の他方の側の下方には、固化ポッ
ト１の出し入れ用の扉61を設け、扉61の上方に吊具91を
備えた吊り上げ装置９を設ける。
理装置は、第１図および第２図に示すように、放射性廃
イオン交換樹脂、洗浄廃液等の放射性の廃棄物を固化ポ
ット１に入れて加熱し廃棄物を蒸発乾燥するための筒型
の電気炉２、電気炉２の上部に設けた、乾燥された廃棄
物およびこれに添加されたガラス形成物質にマイクロ波
を照射して溶融固化するための、マイクロ波発生装置４
からマイクロ波を伝達するための導波管41を接続したオ
ーブン３、固化ポット１を載せる受台51、受台51を支持
してこれを電気炉２の鉛直前に沿って昇降させるととも
に鉛直軸のまわりに回転させることができる支持盤52、
ならびに、処理すべき廃棄物を入れた固化ポットを処理
装置に受け入れるとともに、処理された廃棄物の入って
いる固化ポットを送り出すための、電気炉２を包みそれ
自体を気密に保つことのできる放射能遮蔽ボックス６か
ら構成され、オーブン３には、固化ポット１に放射性廃
棄物を供給するための供給管31および排気管32を接続
し、また、受台51は上端部に電気炉２の下端部21に摺動
接触するシール部53を有するとともに外周部に支持盤52
の内壁54に対するシール部55を有し、かつ支持盤52に対
し、バネ56,57により緩衝性を有して支持されているこ
とを特徴とする。 放射能遮蔽ボックス６は、放射性物質の漏洩防止を完全
にするためのもので、移動時は密閉し、内部を負圧に保
つ。電気炉およびマイクロ波照射による加熱時に発生し
たガスを排気し、熱膨脹を吸収するためである。 電気炉２は、第３図に示すように、放射能遮蔽ボックス
６の一方の側の上方に設ける。電気炉２は周囲に冷却板
22を備え、内側に耐火材23を貼り外周を保温材24で保温
するとともに、全体を放射能遮蔽壁25で覆ってある。 電気炉２とマイクロ波の導波管41とを接続するオーブン
３は、長さを十分にとり、放射性廃棄物の加熱溶融時に
発生する水蒸気やガスに放射性物質が同伴され、導波管
41内およびマイクロ波発生装置４を汚染することを防止
する。この汚染防止を確実にするため、石英ガラスやフ
ツ素樹脂のような、誘導損失が少なくマイクロ波を透過
する物質からなる飛沫遮蔽板を、オーブン３内に設ける
とよい。オーブン３には、放射性廃棄物の供給管31およ
び排気管32のほかに、ガラス形成物質の投入管33および
管内の検視管（図示してない）を設けることが望まし
い。 電気炉２の下方に、固化ポット１を昇降および回転させ
るための回転昇降台７を設ける。放射性廃棄物の溶融に
際しては、支持盤52を介して固化ポット１を回転させ、
マイクロ波が均一に照射されるようにはかるためであ
る。この目的のため、固化ポット１の受台51は、支持盤
52の上昇により、その上端に設けたシール部53（カーボ
ンリング）が電気炉２の下端部21（シールフランジ）に
摺動的に接触し、受台51と支持盤52との間は、シール部
55（ガスケット）よりシールする。 回転昇降台７の上には、図示してないスプロケットのチ
ェーンコンベヤにより横方向に移動する、固化ポット１
の移送台車８を設ける。この移送台車８は、回転昇降台
７の所定の位置に嵌合され、回転昇降台７のシャフト71
が上昇すると、上記チェーンコンベヤから離脱して、固
化ポット受台51の支持盤52を固定できる構造になってい
る。 一方、遮蔽ボックス６の他方の側の下方には、固化ポッ
ト１の出し入れ用の扉61を設け、扉61の上方に吊具91を
備えた吊り上げ装置９を設ける。
放射性廃棄物の処理は次のように行なう。 まず、第３図に示すように放射能遮蔽容器12に収納され
た固化ポット１を吊具91で吊り上げて、図の左側へ搬送
し、移送台車８に固定された支持盤52上の受台51に載せ
る。移送台車８は、さらに左側に移動し、回転昇降台７
上で停止する。 次に、回転昇降台７のシャフト71が伸びて固化ポット１
を上昇させ、電気炉２に装入すると、その上端がオーブ
ン３の下端に接触する。同時に、受台51の上端部のシー
ル部53が電気炉２の下端部21に接触し、前記したような
シール状態となる。 この状態で、供給管31から固化ポット１に放射性廃棄物
を供給する。放射性廃棄物は、放射性の廃液、廃イオン
交換樹脂、放射性活性炭、フィルター助剤、スラリー等
の、液状、固状の別を問わず、また、可燃性、不燃性の
いずれでもよい。 電気炉２内に置いた固化ポット１に、供給管31を通して
放射性廃棄物を供給し、電気炉２により約800℃に加熱
する。加熱により水分が蒸発し乾燥固化して、有機化合
物は分解する。放射性廃棄物が、たとえば放射性濃縮廃
液と廃イオン交換樹脂の混合物であれば、電気炉２で加
熱することにより、水分が蒸発して乾燥し、蒸発残渣と
廃イオン交換樹脂が残る。これを最高800℃まで加熱す
ることにより、廃イオン交換樹脂の大部分は酸化されて
分解し、無機質の放射性物質が残る。 分解残渣には、投入管33を通じてガラス形成物質、代表
的には破砕したガラスを添加し、マイクロ波発生装置４
からのマイクロ波を導波管41およびオーブン３を通じて
照射する。ガラス形成物質としては、前記した石英ガラ
スのほか、紙、布、木材等の焼却灰、ケイソウ土、活性
白土等の、SiO2等ガラス化する成分を含み、マイクロ波
加熱により溶融するものであれば何でもよい。従って、
放射性廃棄物の濾過に使用したケイソウ土のようなフィ
ルター助剤は、そのままガラス形成物質として使用で
き、また、それ自体が、本発明装置で処理の対象とする
放射性廃棄物となる。放射性廃棄物は、ガラス形成物質
とともにマイクロ波照射により加熱され（約1200℃）、
溶融し、固化する。 この間、排気管32から吸引排気を行なって、電気炉２お
よび放射能遮蔽ボックス６内を負圧に保つ。圧力は２段
に、たとえば、電気炉内は−100mmH2O、放射能遮蔽ボッ
クス内は−30mmH2Oに設定すべきである。この圧力差
は、シール部を漏洩するガスの圧力損失によって形成さ
れる。 電気炉の加熱（800℃）による固化ポット１および受台5
1の熱膨脹による伸びは、受台51および支持盤52の間に
設けた受台支持バネ（コイルバネ）56で吸収する。ま
た、マイクロ波照射による加熱（1200℃）に移るとき
は、支持盤52をわずかに下降させることにより、高温が
ひきおこす膨脹を、同様にして受台支持バネ56で緩衝し
吸収する。膨脹、収縮があってもシールが保てるよう
に、シール部支持バネ57がカーボンリング53をシールフ
ランジ21に常に押しつけているような構造とする。 このようにして、放射性廃棄物は蒸発乾燥から溶融固化
まで、必要な負圧を保ちながら安全に連続処理される。 溶融固化により減容した放射性物質は、上記と逆の順
に、ボックス６の扉61から、放射能遮蔽箱12に戻され、
収納、保管される。
た固化ポット１を吊具91で吊り上げて、図の左側へ搬送
し、移送台車８に固定された支持盤52上の受台51に載せ
る。移送台車８は、さらに左側に移動し、回転昇降台７
上で停止する。 次に、回転昇降台７のシャフト71が伸びて固化ポット１
を上昇させ、電気炉２に装入すると、その上端がオーブ
ン３の下端に接触する。同時に、受台51の上端部のシー
ル部53が電気炉２の下端部21に接触し、前記したような
シール状態となる。 この状態で、供給管31から固化ポット１に放射性廃棄物
を供給する。放射性廃棄物は、放射性の廃液、廃イオン
交換樹脂、放射性活性炭、フィルター助剤、スラリー等
の、液状、固状の別を問わず、また、可燃性、不燃性の
いずれでもよい。 電気炉２内に置いた固化ポット１に、供給管31を通して
放射性廃棄物を供給し、電気炉２により約800℃に加熱
する。加熱により水分が蒸発し乾燥固化して、有機化合
物は分解する。放射性廃棄物が、たとえば放射性濃縮廃
液と廃イオン交換樹脂の混合物であれば、電気炉２で加
熱することにより、水分が蒸発して乾燥し、蒸発残渣と
廃イオン交換樹脂が残る。これを最高800℃まで加熱す
ることにより、廃イオン交換樹脂の大部分は酸化されて
分解し、無機質の放射性物質が残る。 分解残渣には、投入管33を通じてガラス形成物質、代表
的には破砕したガラスを添加し、マイクロ波発生装置４
からのマイクロ波を導波管41およびオーブン３を通じて
照射する。ガラス形成物質としては、前記した石英ガラ
スのほか、紙、布、木材等の焼却灰、ケイソウ土、活性
白土等の、SiO2等ガラス化する成分を含み、マイクロ波
加熱により溶融するものであれば何でもよい。従って、
放射性廃棄物の濾過に使用したケイソウ土のようなフィ
ルター助剤は、そのままガラス形成物質として使用で
き、また、それ自体が、本発明装置で処理の対象とする
放射性廃棄物となる。放射性廃棄物は、ガラス形成物質
とともにマイクロ波照射により加熱され（約1200℃）、
溶融し、固化する。 この間、排気管32から吸引排気を行なって、電気炉２お
よび放射能遮蔽ボックス６内を負圧に保つ。圧力は２段
に、たとえば、電気炉内は−100mmH2O、放射能遮蔽ボッ
クス内は−30mmH2Oに設定すべきである。この圧力差
は、シール部を漏洩するガスの圧力損失によって形成さ
れる。 電気炉の加熱（800℃）による固化ポット１および受台5
1の熱膨脹による伸びは、受台51および支持盤52の間に
設けた受台支持バネ（コイルバネ）56で吸収する。ま
た、マイクロ波照射による加熱（1200℃）に移るとき
は、支持盤52をわずかに下降させることにより、高温が
ひきおこす膨脹を、同様にして受台支持バネ56で緩衝し
吸収する。膨脹、収縮があってもシールが保てるよう
に、シール部支持バネ57がカーボンリング53をシールフ
ランジ21に常に押しつけているような構造とする。 このようにして、放射性廃棄物は蒸発乾燥から溶融固化
まで、必要な負圧を保ちながら安全に連続処理される。 溶融固化により減容した放射性物質は、上記と逆の順
に、ボックス６の扉61から、放射能遮蔽箱12に戻され、
収納、保管される。
本発明の装置を用いれば、放射性廃棄物を安全に溶融固
化処理し、減用処理することができる。この装置は小型
に設計できるから、あまり高額の設備費を必要とせず、
処理コストも低廉である。
化処理し、減用処理することができる。この装置は小型
に設計できるから、あまり高額の設備費を必要とせず、
処理コストも低廉である。
第１図は本発明の放射性廃棄物処理装置の主要部を示す
断面図であり、第２図はその一部の拡大図である。 第３図は本発明の装置の全体と、操業の態様を示す説明
図である。 １……固化ポット ２……電気炉 ３……オーブン、31……廃棄物の供給管、32……排気管 ４……マイクロ波発生装置、41……導波管 51……受台、52……支持盤、53,55……シール部、56,57
……バネ
断面図であり、第２図はその一部の拡大図である。 第３図は本発明の装置の全体と、操業の態様を示す説明
図である。 １……固化ポット ２……電気炉 ３……オーブン、31……廃棄物の供給管、32……排気管 ４……マイクロ波発生装置、41……導波管 51……受台、52……支持盤、53,55……シール部、56,57
……バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 勉 茨城県東茨城郡大洗町成田町4002 動力 炉・核燃料開発事業団大洗工学センター内 (72)発明者 原田 友治 神奈川県横浜市磯子区岡村８−９−23 (72)発明者 沢木 龍夫 神奈川県横浜市保土ヶ谷区藤塚町222−69 (72)発明者 藤宗 資正 神奈川県横浜市南区永田みなみ台２−１− 520
Claims (2)
- 【請求項１】放射性廃棄物を溶融固化処理するための装
置であって、固化ポットに入れた廃棄物を加熱し廃棄物
を蒸発乾燥するための筒型の電気炉、電気炉の上部に設
けた、乾燥された廃棄物およびこれに添加されたガラス
形成物質にマイクロ波を照射して溶融固化するためのマ
イクロ波発生装置からの導波管を接続したオーブン、前
記固化ポットを載せる受台、受台を支持してこれを前記
電気炉の鉛直軸に沿って昇降させるとともに鉛直軸のま
わりに回転させることができる支持盤、ならびに、処理
すべき廃棄物を入れた固化ポットを処理装置に受入れる
とともに、処理された廃棄物の入っている固化ポットを
送り出すための、前記電気炉を包みそれ自体を気密に保
つことのできる放射能遮蔽ボックスから構成され、前記
オーブンには放射性廃棄物の供給管および排気管を接続
し、前記受台は、上端部に前記電気炉の下端部に摺動接
触するシール部を有するとともに外周部に前記支持盤の
内壁に対するシール部を有し、かつ支持盤に対しバネに
より緩衝性を有して支持されていることを特徴とする放
射性廃棄物の処理装置。 - 【請求項２】放射能遮蔽ボックス中に固化ポットの回転
昇降台および移送台車、ならびに固化ポット吊り上げ装
置を設け、前記排気管の先に吸引手段を設けて吸引する
ことにより、電気炉内部および電気炉内部と前記シール
部における空気の漏洩によりつながる放射能遮蔽ボック
スの内部とを大気圧より低い圧力に保つ特許請求の範囲
第１項の処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31465886A JPH0750196B2 (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 放射性廃棄物の溶融固化処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31465886A JPH0750196B2 (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 放射性廃棄物の溶融固化処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163199A JPS63163199A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH0750196B2 true JPH0750196B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=18055978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31465886A Expired - Lifetime JPH0750196B2 (ja) | 1986-12-24 | 1986-12-24 | 放射性廃棄物の溶融固化処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750196B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110224473A1 (en) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Kurion, Inc. | Microwave-Enhanced System for Pyrolysis and Vitrification of Radioactive Waste |
| WO2016123606A1 (en) * | 2015-02-01 | 2016-08-04 | Kurion, Inc. | Ion specific media removal from vessel for vitrification |
-
1986
- 1986-12-24 JP JP31465886A patent/JPH0750196B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63163199A (ja) | 1988-07-06 |
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