JPH09218295A - 放射性固体廃棄物の乾燥装置およびその処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾燥から圧縮までの放射性固体廃棄物の減容
安定化処理能率が優れると共に、信頼性に優れた乾燥の
ための加熱手段を有する乾燥装置を提供する。 【解決手段】 乾燥装置１の乾燥容器２に加熱蒸気を用
いる加熱ジャケット５を外装し、底部にターンテーブル
６を設け、天蓋４に、ターンテーブル６上の放射性固体
廃棄物１０を充填した廃棄物処理容器８を閉蓋する閉じ
蓋装着装置９を設け、さらに乾燥容器２の内壁に廃棄物
処理容器８と閉じ蓋８ａとの合わせ部を溶接する溶接用
トーチ７を設ける。さすれば、ターンテーブル６で廃棄
物処理容器８を回転させながら、溶接用トーチ７により
真空中の廃棄物処理容器８と閉じ蓋８ａとを溶接して密
閉でき、放射性固体廃棄物１０の圧縮用密閉容器への移
し換や密閉のための真空容器の真空引きが不要になり、
また加熱蒸気を用いる加熱ジャケット５なので電気式の
ヒータのように断線する恐れがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にジルコニウム
またはその合金を含む放射性固体廃棄物を乾燥すると共
に処理する放射性固体廃棄物の乾燥装置および放射性固
体廃棄物の処理方法の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、切断処理された使用済み
のウラン燃料用の燃料制御棒、燃料被覆管、イオン交換
樹脂等の放射性同位物質や放射性汚染物質である放射性
固体廃棄物は、そのまま水と共にステンレス材からなる
廃棄物処理容器に収納されると共に、貯蔵プール内に入
れるか、あるいは貯蔵室において水中に浸漬されること
により保管されていた。ところで、放射性固体廃棄物を
保管するに際しては、この放射性固体廃棄物を減容安定
化処理することが、限りのある保管場所の有効活用や環
境汚染（放射能汚染）防止にとって好ましい。

【０００３】放射性固体廃棄物の減容安定化処理手段と
しては、例えば溶解処理、熱間静水圧加圧処理、圧縮処
理、焼却処理等があるが、この放射性固体廃棄物をその
まま減容安定処理すると、処理中において水蒸気爆発が
発生したり、水蒸気やガスの発生により廃棄物処理容器
の内圧が上昇して固化不能になったり、燃焼し難いとい
う問題があるので、減容安定化処理をする前に放射性固
体廃棄物を乾燥する必要がある。放射性固体廃棄物を乾
燥する乾燥装置や乾燥方法は、例えば本願出願人の出願
になる特開平３−８９２００号公報や特開平３−１６２
６９９号公報に開示されている。

【０００４】先ず、特開平３−８９２００号公報に開示
されている従来例１に係る放射性固体廃棄物の乾燥装置
を、その模式的断面構成説明図の図２（ａ）と、廃棄物
処理容器の断面構成説明図の図２（ｂ）とを参照しなが
ら、同明細書に記載されている同一名称と同一符号とを
以て以下に説明すると、図２（ａ）に示す符号１は、底
部付近の外側にドレン管１ｃを有する乾燥容器で、この
容器１の上部には密封機能を有する開閉自在な天蓋１ａ
が設けられ、底部に後述する収容容器５が載置される支
持台１ｄが設けられると共に、内部に支持台１ｄに載置
された収容容器５を囲む電気式のヒータ１ｂが設けられ
ている。この容器１の上部付近には、脱ガス装置２の吸
引管が連通していて脱ガスし得るようになっている。さ
らに、この容器１の底部の中央には、シート座４ｂを有
する口金具が突設され、この口金具のガス導入部３に不
活性ガス供給源３ｂからガスヒータ３ａを介して不活性
ガスが供給されるようになっている。また、前記収容容
器５の底部中央には、開閉弁５ｂが内設されてなる円筒
状フィルタ５ａが設けられていて、収容容器５が前記支
持台１ｄに載置されると、開閉弁５ｂが上方に押上げら
れて開弁されると共に、収容容器５によるシート座４ｂ
の下方移動により口金具から円筒状フィルタ５ａ内に不
活性ガスが流入するように構成されている。

【０００５】従って、上記構成になる放射性固体廃棄物
の乾燥装置によれば、放射性固体廃棄物は下記の手順で
乾燥される。 先ず、放射性固体廃棄物Ｗを収容容器５に充填す
る。 天蓋１ａを開け、収容容器５を乾燥容器１に入れる
と共に、天蓋１ａを閉める。（閉弁状態の開閉弁が開弁
され、不活性ガスを導入し得る状態になる。） 脱ガス装置２の作動により乾燥容器１から空気を吸
引して収容容器５内の放射性固体廃棄物を脱水する。 次いで、不活性ガス導入部３から口金具を通してガ
スヒータ３ａで加熱した不活性ガスを導入して収容容器
５内の放射性固体廃棄物を乾燥する。 さらに、ヒータ１ｂに通電して収容容器５を加熱
し、この収容容器５内の放射性固体廃棄物を乾燥する。 なお、放射性固体廃棄物の乾燥が終了すると、乾燥容器
１から収容容器５が取出される。次いで、乾燥済みの放
射性固体廃棄物が収容容器５から取出され、取出された
乾燥済みの放射性固体廃棄物は溶解処理、熱間静水圧加
圧処理、圧縮処理、あるいは焼却処理されて減容安定化
される。

【０００６】次に、特開平３−１６２６９９号公報に開
示されている従来例２に係る放射性固体廃棄物の脱水方
法および乾燥方法の概要を、放射性固体廃棄物の脱水状
態説明図の図３（ａ）と、放射性固体廃棄物の乾燥装置
の模式的断面構成説明図の図３（ｂ）とを参照しなが
ら、同明細書に記載されている同一名称と同一符号とを
以て説明すると、図３（ａ）に示すように、放射性固体
廃棄物が充填される収容容器５の底板５２は、多数の微
小孔ｈを有するパンチドメタルからなっている。放射性
固体廃棄物Ｗが充填された収容容器５は、内側に突出縁
６３を有する円胴体６１と、固液分離材ｆを有する漏斗
状体６２とからなるホッパー６の前記突出縁６３に載置
される。これにより放射性固体廃棄物に付着し、あるい
は含まれている水を微小な切断粉等と共に微小孔ｈから
ホッパー６内に滴下させ、固液分離材ｆを通して水だけ
をホッパー６の下部のドレン管６４から排水して一次脱
水を行う。次いで、放射性固体廃棄物Ｗが充填された収
容容器５を乾燥容器１に収容して天蓋１１の閉蓋により
密封した後に、上記従来例１の場合と同様に、脱ガス装
置２の作動により乾燥容器１から空気を吸引し、不活性
ガス導入部からガスヒータ３１で加熱した不活性ガスを
導入し、さらにヒータ１２で収容容器５を加熱して、こ
の収容容器５内の放射性固体廃棄物Ｗを乾燥させるもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例１または２
に係る技術によれば、放射性固体廃棄物が脱水、乾燥さ
れ、減容安定化処理に際しての水蒸気爆発、水蒸気やガ
スの発生による固化不能、あるいは燃焼に対する恐れが
なくなるので、それなりに有効である。しかしながら、
これら従来例には下記に説明するような解決すべき課題
がある。

【０００８】例えば、減容安定化処理として高圧圧縮を
採用する場合、乾燥済みの放射性固体廃棄物を圧縮用密
閉容器に移し換えて脱気しなければならず、減容安定化
処理前作業が煩雑で放射性固体廃棄物の減容安定化処理
作業能率が悪いばかりでなく、放射性固体廃棄物の圧縮
用密閉容器への移し換え時の機械的衝撃等による微小な
切断粉であるファインが発火する恐れがあった。

【０００９】さらに、電気式のヒータ加熱による乾燥方
法を採用しているため、断線の恐れがあって乾燥装置の
信頼性が劣るという問題もあった。

【００１０】従って、本発明の目的とするところは、乾
燥済みの放射性固体廃棄物の圧縮用密閉容器への移し換
え作業を要せず、かつ信頼性に優れた放射性固体廃棄物
の乾燥装置および放射性固体廃棄物の処理方法を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る放射性固体廃棄物の乾燥装
置が採用した手段は、底部にジルコニウムまたはその合
金を含む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を
回転させるターンテーブルが設けられ、蒸気熱を利用す
る加熱ジャケットが外装されると共に、真空引きのため
の排気口が設けられてなる乾燥容器と、この乾燥容器の
廃棄物処理容器の出し入れ部を気密可能に閉蓋する開閉
自在な天蓋と、この天蓋に設けられ、前記廃棄物処理容
器を閉蓋する閉じ蓋を保持すると共に、この閉じ蓋で前
記ターンテーブルに積載されている廃棄物処理容器を閉
蓋する蓋装着装置と、前記乾燥容器の内壁に付設され、
前記ターンテーブルに積載されている廃棄物処理容器と
閉じ蓋との合わせ部を溶接する溶接用トーチとからなる
ことを特徴とする。

【００１２】本発明の請求項２に係る放射性固体廃棄物
の乾燥装置が採用した手段は、内部にジルコニウムまた
はその合金を含む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処
理容器が収容され、蒸気熱を利用する加熱ジャケットが
外装されると共に、真空引きのための排気口が設けられ
てなる乾燥容器と、この乾燥容器の廃棄物処理容器の出
し入れ部を気密可能に閉蓋する開閉自在な天蓋とからな
ることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項３に係る放射性固体廃棄物
の処理方法の要旨は、ジルコニウムまたはその合金を含
む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を乾燥装
置の乾燥容器に収容して密閉すると共に真空引きし、次
いで前記乾燥容器の外部からの蒸気加熱により廃棄物処
理容器内のジルコニウムまたはその合金を含む放射性固
体廃棄物を乾燥し、乾燥終了後に前記乾燥容器内におい
て廃棄物処理容器を密封し、この密封した廃棄物処理容
器を乾燥容器から取出した後に圧縮処理することを特徴
とする。

【００１４】本発明の請求項４に係る放射性固体廃棄物
の処理方法の要旨は、請求項３に記載の放射性固体廃棄
物の処理方法において、前記廃棄物処理容器内の放射性
固体廃棄物を１５０℃以下の温度に加熱して乾燥するこ
とを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項５に係る放射性固体廃棄物
の処理方法の要旨は、請求項３に記載の放射性固体廃棄
物の処理方法において、前記乾燥容器を真空引きした後
に、この乾燥容器内を不活性ガスで置換すると共に、前
記廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄物を１５０℃以下
の温度に加熱して乾燥することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
放射性固体廃棄物の乾燥装置を、その模式的断面構成説
明図の図１を参照しながら説明する。

【００１７】即ち、同図に示す符号１は、ジルコニウム
またはその合金を含む放射性固体廃棄物を乾燥させる乾
燥装置で、この乾燥装置１は、上部付近の外側に突出す
る真空引きのための排気口２ａを有し、底部の中央位置
に、下方に突出するドレン管２ｃを有する円形容器状の
後述する乾燥容器２と、この乾燥容器２の排気口２ａの
相反する外周部に突設されてなるシリンダ取付ブラケッ
ト２ｂにヘッド側が枢着されてなるエアシリンダ３の伸
縮ロッドの伸縮作動で開閉される密封機能（気密ガスケ
ットによる。）を有する後述する天蓋４とから構成され
ている。なお、符号２ｄ，２ｄを付したものは、乾燥容
器２を支持する支持部である。

【００１８】上記乾燥容器２の排気口２ａやシリンダ取
付ブラケット２ｂの下側位置には、蒸気入口５ａと凝縮
水排出用ドレン口５ｂとが突設されてなる加熱ジャケッ
ト５が外装され、その底部の上面には放射性固体廃棄物
１０が充填された廃棄物処理容器８が載置され、載置さ
れた廃棄物処理容器８を回転させるターンテーブル６が
設けられている。また、この乾燥容器２の内壁には、上
記ターンテーブル６に載置された廃棄物処理容器８の上
端部の外周部に先端を向けた溶接用トーチ７が設けられ
ている。

【００１９】さらに、上記天蓋４には、廃棄物処理容器
８の上方位置においてこれを閉蓋する閉じ蓋８ａを保持
し、この閉じ蓋８ａをターンテーブル６に載置された廃
棄物処理容器８の廃棄物入口に合わせて下降させると共
に、廃棄物処理容器８に載置した後に閉じ蓋８ａを放す
蓋装着装置９が設けられている。より詳しくは、この蓋
装着装置９は、一端側が天蓋４に固着され、他端側に下
方に伸縮すると共に軸心回りに回転され、下端部に、相
対する方向に向いたときに、上記閉じ蓋８ａの外周付近
の下面を支えると共に、回転により閉じ蓋８ａを放す保
持爪９ｂを有する一対の伸縮・回転装置９ａ，９ａから
構成されている。

【００２０】以下、上記構成になる乾燥装置１の使用態
様を説明すると、放射性固体廃棄物１０の乾燥作業は、
下記の手順にしたがって行われる。 廃棄物処理容器８に放射性固体廃棄物１０を充填す
る。 エアシリンダ３を作動させて天蓋４を開け、放射性
固体廃棄物１０が充填されている廃棄物処理容器８を乾
燥容器２の底部に設けられたターンテーブル６の上に載
置し、天蓋４を閉じて密封する。 排気口２ａからの真空引きで乾燥容器２内を真空に
する。真空引きによる真空減圧で水分の蒸発が促進さ
れ、放射性固体廃棄物１０の内部も乾燥される。 蒸気入口５ａから加熱ジャケット５に加熱蒸気を供
給して乾燥容器２を加熱し、廃棄物処理容器８内の放射
性固体廃棄物１０を１５０℃以下の温度でさらに強制乾
燥させる。 蓋装着装置９を作動させて、保持している閉じ蓋８
ａを廃棄物入口に合わせて廃棄物処理容器８の上に載置
する。 ターンテーブル６を回転させて溶接用トーチ７によ
り、廃棄物処理容器８と閉じ蓋８ａとの合わせ部を溶接
して密封する。

【００２１】なお、放射性固体廃棄物１０を１５０℃以
下の温度で加熱するのは、加熱温度が１５０℃を超える
とファインが発火する恐れがあるからである。勿論、真
空引きによりファインは発火し難くなっているが、安全
性を考慮して１５０℃以下の温度で放射性固体廃棄物１
０を加熱するようにしたものである。また、乾燥で発生
した水分は大部分が水蒸気であるため真空ポンプによる
吸引で排出口２ａから排出され、溜まった凝縮水は減圧
下でドレン管２ｃから排水される。その後、天蓋４が開
けられ、溶接用トーチ７による溶接で密封された廃棄物
処理容器８が乾燥容器２から取出され、取出された廃棄
物処理容器８は熱間静水圧加圧処理、圧縮処理が施され
ることにより減容安定化されることとなる。

【００２２】このように、本発明に係る乾燥装置１によ
れば、廃棄物処理容器８が放射性固体廃棄物１０の乾燥
時の収容容器として、さらにそのまま圧縮用密閉容器と
して兼用される。従って、従来例１または２のように、
減容安定化処理前に乾燥済みの放射性固体廃棄物１０の
圧縮用密閉容器への移し換え作業や、密閉のための脱気
作業（真空容器が必要である。）を行う必要がなくハン
ドリング工程が削減されるので、乾燥から減容安定化処
理までの一連の放射性固体廃棄物１０の処理作業能率が
向上すると共に、乾燥済みの放射性固体廃棄物１０の圧
縮用密閉容器への移し換え時の機械的衝撃等によるファ
インの発火の恐れもなくなり、放射性固体廃棄物１０の
減容安定化処理作業の安全性も向上する。

【００２３】さらに、本発明に係る乾燥装置１によれ
ば、従来例１または２のような電気ヒータ加熱による乾
燥方法でなく加熱蒸気による乾燥方法を採用しているた
め、乾燥手段の信頼性が優れるだけでなく、電力とのコ
スト比較において放射性固体廃棄物１０の乾燥処理コス
トに関して経済的に有利になる。

【００２４】以上では、排気口２ａから真空引きして乾
燥容器２内を真空にした後に、蒸気入口５ａから加熱ジ
ャケット５に加熱蒸気を供給して乾燥容器２を外部加熱
し、廃棄物処理容器８内の放射性固体廃棄物１０を１５
０℃の温度で乾燥させたが、乾燥容器２内を真空にした
後に、例えば窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを
供給し、次いで加熱蒸気を供給して乾燥容器２を加熱す
るようにしても良い。さすれば、不活性ガスが対流して
熱伝達媒体として作用するので、放射性固体廃棄物１０
の乾燥促進に対する効果がある。但し、圧縮処理により
放射性固体廃棄物１０を減容安定化する場合は、乾燥容
器２内から不活性ガスを排出すると共に、再び真空にす
る必要があるので、上記実施の形態に比較して、乾燥か
ら減容安定化処理まで一連の放射性固体廃棄物１０の処
理作業能率の低下や処理コスト増をきたすことになる。

【００２５】また、減容安定化のために放射性固体廃棄
物を溶解処理や焼却処理する場合には、廃棄物処理容器
を閉蓋すると共に密閉する必要がない。従って、乾燥装
置を放射性固体廃棄物が充填された廃棄物処理容器が収
容され、上部付近の外側に突出する真空引きのための排
気口を有し、底部の中央位置に、下方に突出するドレン
管を有する円形容器状の乾燥容器と、この乾燥容器の排
気口の相反する外周部に突設されてなるシリンダ取付ブ
ラケットにヘッド側が枢着されてなるエアシリンダの伸
縮ロッドの伸縮作動により開閉される密封機能を有する
天蓋４と、この乾燥容器の排気口やシリンダ取付ブラケ
ットの下側位置に外装され、蒸気入口と凝縮水排出用ド
レン口とが突設されてなる加熱ジャケットとからなる構
成にすることができる。この乾燥装置によっても、乾燥
手段が加熱蒸気を用いる加熱ジャケットであって信頼性
が優れているので、乾燥装置の信頼性が向上すると共
に、放射性固体廃棄物の乾燥処理コストを削減すること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る放射性
固体廃棄物の乾燥装置およびその処理方法によれば、廃
棄物処理容器が放射性固体廃棄物の乾燥時の収容容器と
して、さらにそのまま圧縮用密閉容器として兼用される
ので、従来例１または２のように、減容安定化処理前に
乾燥済みの放射性固体廃棄物の圧縮用密閉容器への移し
換え作業や、密閉のための脱気作業を行う必要がなくハ
ンドリング工程が削減され、乾燥から減容安定処理まで
の一連の処理作業能率が向上し、圧縮用密閉容器への移
し換え時の機械的衝撃等によるファインの発火の恐れも
なくなり、減容安定化処理作業の安全性も向上する。

【００２７】さらに、従来例１または２のような電気ヒ
ータ加熱による乾燥方法でなく、加熱蒸気による乾燥方
法を採用しているため、乾燥手段の信頼性が優れるだけ
でなく、電力とのコスト比較において放射性固体廃棄物
の乾燥処理コストに関して経済的に有利になるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る放射性固体廃棄物の
乾燥装置の模式的断面構成説明図である。

【図２】従来例１に係り、図２（ａ）は放射性固体廃棄
物の乾燥装置の模式的断面構成説明図であり、図２
（ｂ）は廃棄物処理容器の断面構成説明図である。

【図３】従来例２に係り、図３（ａ）は放射性固体廃棄
物の脱水状態説明図であり、図３（ｂ）は放射性固体廃
棄物の乾燥装置の模式的断面構成説明図である。

【符号の説明】

１…乾燥装置，２…乾燥容器，２ａ…排気口，２ｂ…シ
リンダ取付ブラケット，２ｃ…ドレン管，２ｄ…支持
脚，３…エアシリンダ，４…天蓋，５…加熱ジャケッ
ト，５ａ…蒸気入り口，５ｂ…凝縮水排出用ドレン口，
６…ターンテーブル，７…溶接用トーチ，８…廃棄物処
理容器，８ａ…閉じ蓋，９…閉じ蓋装着装置，９ａ…伸
縮・回転装置，９ｂ…保持爪，１０…放射性固体廃棄
物。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部にジルコニウムまたはその合金を含
   む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を回転さ
   せるターンテーブルが設けられ、蒸気熱を利用する加熱
   ジャケットが外装されると共に、真空引きのための排気
   口が設けられてなる乾燥容器と、この乾燥容器の廃棄物
   処理容器の出し入れ部を気密可能に閉蓋する開閉自在な
   天蓋と、この天蓋に設けられ、前記廃棄物処理容器を閉
   蓋する閉じ蓋を保持すると共に、この閉じ蓋で前記ター
   ンテーブルに積載されている廃棄物処理容器を閉蓋する
   蓋装着装置と、前記乾燥容器の内壁に付設され、前記タ
   ーンテーブルに積載されている廃棄物処理容器と閉じ蓋
   との合わせ部を溶接する溶接用トーチとからなることを
   特徴とする放射性固体廃棄物の乾燥装置。
2. 【請求項２】 内部にジルコニウムまたはその合金を含
   む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器が収容さ
   れ、蒸気熱を利用する加熱ジャケットが外装されると共
   に、真空引きのための排気口が設けられてなる乾燥容器
   と、この乾燥容器の廃棄物処理容器の出し入れ部を気密
   可能に閉蓋する開閉自在な天蓋とからなることを特徴と
   する放射性固体廃棄物の乾燥装置。
3. 【請求項３】 ジルコニウムまたはその合金を含む放射
   性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を乾燥装置の乾
   燥容器に収容して密閉すると共に真空引きし、次いで前
   記乾燥容器の外部からの蒸気加熱により廃棄物処理容器
   内のジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄
   物を乾燥し、乾燥終了後に前記乾燥容器内において廃棄
   物処理容器を密封し、この密封した廃棄物処理容器を乾
   燥容器から取出した後に圧縮処理することを特徴とする
   放射性固体廃棄物の処理方法。
4. 【請求項４】 前記廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄
   物を１５０℃以下の温度に加熱して乾燥することを特徴
   とする請求項３に記載の放射性固体廃棄物の処理方法。
5. 【請求項５】 前記乾燥容器を真空引きした後に、この
   乾燥容器内を不活性ガスで置換すると共に、前記廃棄物
   処理容器内の放射性固体廃棄物を１５０℃以下の温度に
   加熱して乾燥することを特徴とする請求項３に記載の放
   射性固体廃棄物の処理方法。