JPS5924738B2 - 核燃料転換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硝酸ウラニルもしくは硝酸プルトニウムまた
はこれらの混合物の硝酸溶液から原子炉燃料製造用の二
酸化ウランもしく（ハ二酸化プルトニウムまたはこれら
の混合酸化物の粉末を得る核燃料転換装置に関する。

この種の核燃料転換装置は、硝酸溶液を脱硝する脱硝装
置と、脱硝された生成物を焙焼還元する焙焼還元装置と
、焙焼還元された生成物を粉砕し篩分けする粉砕篩分は
装置と、前記各装置から排出される排気や排液を処理す
る排棄物処理装置と、前記各装置で生成された生成物を
次の装置へ移送する移送装置とをもって構成されている
。

さころが従来のこの種の装置においては、脱硝装置が構
造複雑でメンテナンス性が悪いという不都合があった。

これは脱硝プロセスとして工程およびその装置が複雑な
湿式１程による沈澱法、ゾル−ゲルプロセス並びに熱分
解による乾式１程の流動床法等を採用し、各プロセスを
行なうように脱硝装置を構成していたからである。

また従来は、移送方法として、各装置における生成物を
コンベアで運んだりコンテナ等に封入して運搬していた
から、移送装置が複雑となり、また生成物が移送装置か
ら漏洩する事故が生じる等の不都合があった。

本発明はこれらの不都合を取除き、脱硝装置の構造が簡
単でメンテナンス性が良ししかも得られる生成物の品質
が優れており、また移送方法も簡素となる核燃料転換装
置を提供することを目的とする。

本発明装置は、脱硝装置をマイクロ波加熱できるように
構成するとともに、移送装置を空気輸送できるように構
成したものである。

以下、本発明を図面に示す実施例について説明する。

図中、符号１は供給される硝酸溶液２を加熱脱硝する加
熱脱硝装置であり、この加熱脱硝装置１には加熱脱硝さ
れた生成物を細かく破砕する破砕装置３が続いて設けら
れている。

この破砕装置３には空気輸送できる移送装置４を介して
破砕脱硝生成物を焙焼還元する焙焼還元装置５が接続さ
れており、さらにこの焙焼還元装置５には空気輸送でき
る移送装置６を介して焙焼還元された生成物を粉砕し篩
分けする粉砕篩分は装置７が接続されている。

また、加熱脱硝装置１には排気管８を介して脱硝洗気処
理装置９が接続され、焙焼還元装置５には排気管１０を
介して焙焼還元洗気処理装置１１が接続されている。

加熱脱硝装置１には硝酸溶液２を一定量受は入れる中間
槽１２が設けられ、この中間槽１２に連続して脱硝加熱
器１３が設けられている。

脱硝加熱器１３の底部には回転装置１４によって回転さ
せられる脱硝ボート１５が設けられており、また上部に
は導波管１６を介してマイクロ波発振装置１７が接続さ
れている。

また脱硝加熱器１３の上部には照度計１８が設けられて
いる。

この照度計１８は脱硝加熱器１３内の照度が所定のレベ
ルに達するとマイクロ波発振装置１７を停止させる信号
を発する。

脱硝加熱器１３の隣には、脱硝後の脱硝ボード１５を冷
却する冷却装置１９が設けられている。

また加熱脱硝装置１内には脱硝時に生じる産気を凝縮す
る凝縮器２０、廃液等を貯める凝縮液槽２１および凝縮
液ポンプ２２が設けられている。

冷却装置１９によって固化された脱硝生成物は、脱硝ボ
ート１５とともに破砕装置３ζこ移送される。

破砕装置３には移送されて来た脱硝生成物の重量を計量
する計量器２３と、固形状態の脱硝生成物を破砕する破
砕機２４とが設けられている。

移送装置４は、破砕された脱硝生成物を吸引する吸引ノ
ズル２５と、吸引した脱硝生成物を焙焼還元装置５内の
サイクロン２６へ導く搬送管２７とで構成されている。

焙焼還元装置５のサイクロン２６は空気輸送されて来た
脱硝生成物の粉末を捕集し、ボート２８上に導く。

ボート２８の横位置には脱硝生成物の粉末に焙焼還元を
施す焙焼還元炉２９が設けられている。

この焙焼還元炉２９の次ζこは、焙焼還元生成物の重量
を計量する計量器３０が設けられている。

この焙焼還元炉２９内には水素−窒素混合ガスを供給す
る還元用ガス供給管３１が開口している。

また焙焼還元炉２９には焙焼還元された生成物を冷却す
る冷却水を循環供給する冷却水供給管３２が接続されて
いる。

移送装置６は、焙焼還元された粉末状の焙焼還元生成物
を吸引する吸引ノズル３３と、吸引した焙焼還元生成物
を粉砕篩分は装置７のサイクロン３４へ導く搬送管３５
とで構成されている。

粉砕篩分は装置７のサイクロン３４にはサイクロン３４
で捕集された焙焼還元生成物の粉末を所定粒子以下に更
に粉砕する粉砕機３６が接続されており、その粉砕機３
６０こは、粉末粒子のサイズによって篩分ける篩分機３
７が接続されている。

篩分は機３７で分離された一定の粒子サイズ以下の粉末
粒子は篩分機３７から搬送管３８を通して燃料再生プラ
ント（図示せず）へ送られる。

未だ一定粒子サイズより大きい粉末粒子は戻し管３９お
よび搬送管３５を経てサイクロン３４に戻され、再び粉
砕される。

各サイクロン２６．３４には送風機４０が接続されてい
る。

脱硝洗気処理装置９には二基の洗浄塔４１．４１が直列
に接続されており、各洗浄塔４１．４１にはそれぞれ洗
浄液を循環させるポンプ４２．４２と、洗浄液を冷却す
る冷却器４３．４３が接続されている。

一方前記焙焼還元産気処理装置１１には冷却器４４とポ
ンプ４５とを有する洗浄塔４６が設けられている。

さらに各洗浄塔４１．４６には送風器４７が接続されて
いる。

次に本発明装置の作用を説明する。

中間層１２内へ一定量供給された硝酸溶液２は、脱硝加
熱器１３内の脱硝ボード１５上に供給される。

脱硝ボード１５上の硝酸溶液は回転装置１４によって脱
硝ボート１５とともに回転させられる。

この硝酸溶液にはマイクロ波発振装置１７から導波管１
６を通してマイクロ波が印加される。

このマイクロ波の印加により硝酸溶液は加温されて、液
分が蒸発し乾燥固化して行き、最後に脱硝反応が生じる
。

脱硝反応終了時には脱硝ボード１５上に乾燥固化した脱
硝生成物の一部分に、局部加熱による発火が生じる。

この発火を照度計１８が検出し、マイクロ波発振装置１
７を停止させる。

次に脱硝生成物は脱硝ボート１５とともにロッド移送方
式等によって冷却装置１９上へ送られ、所定温度すで冷
却される。

冷却完了後、脱硝生成物は脱硝ボート１５ととも（こボ
ート移送コンベヤ（図示せず）等で破砕装置３の計量器
２３上へ送られる。

この計量器２３によって脱硝生成物の重量測定が行なわ
れる。

その後破砕機２４によって乾燥固化状態にある脱硝生成
物が空気輸送できる大きさに破砕される。

破砕終了後、粉末状の脱硝生成物は送風機４０の吸引力
により吸引ノズル２５によって吸込まれ。

搬送管２７を通って焙焼還元装置５のサイクロン２６中
へ導かれる。

サイクロン２６によって捕集された粉末状の脱硝生成物
はボート２８上に均一に充填される。

この脱硝生成物はボート２８とともに焙焼還元炉２９内
の所定位置へ適宜方法により移送される。

その後所定の操炉プログラムζこより焙焼還元炉２９を
昇温させて炉内温度を一定に維持して脱硝生成物を焙焼
させるとともに、焙焼還元炉２９内へ還元用ガス供給管
３１を通して約５係水素−約９５係窒素の混合ガスを送
入して還元反応を行なわせる。

これζこより脱硝生成物は焙焼還元されて二酸化物（例
えば、二酸化ウラン、二酸化プルトニウム）の粉末とな
る。

この焙焼還元終了後、冷却水供給管３２に冷却水を通水
して二酸化物なる焙焼還元生成物を所定温度まで冷却す
る。

冷却後ボート取出し機（図示せず）によりボート２８を
引出し、計量器３０によって焙焼還元生成物の重量を計
測する。

その後、送風機４０の吸引力により焙焼還元生成物は吸
引ノズル３３から吸込まれ搬送管３５を通して粉砕篩分
は装置７のサイクロン３４中へ導かれる。

サイクロン３４で捕集された粉末状の焙焼還元生成物は
粉砕機３６に導かれて更に細かく粉砕される。

粉砕された後、篩分機３７に導かれた焙焼還元生成物は
、一定粒子サイズ以下の小さいものだけが搬送管３８を
通して次の燃料再生プラントへ送られ、未だ大きいもの
は戻し管３９を通して再度粉砕機３６に導かれる。

従って燃料再生プラントへ導かれる二酸化物の粉末は均
一の大きさで、良質なものである。

以上の動作中において、加熱脱硝装置１内や焙焼還元炉
２９内に生じる廃気はそれぞれ送風機４７の吸引力によ
り洗浄塔４１．４６に導かれる。

廃気は各洗浄塔４１．４６？こおいて、ポンプ４２゜４
５により洗浄塔の下部液溜め部から上部へ循環された純
水と、各洗浄塔内のラシヒリング充てん層にて接触洗浄
され、廃気中に含まれる窒素酸化物が吸収除去され、送
風機４７を通って産気二次処理系へ送出される。

窒素酸化物の吸収により発生した反応熱は、洗浄液の循
環系に設けた冷却器４３．４４によってそれぞれ除熱さ
れる。

また、加熱脱硝装置１内に生じた廃液は、凝縮液槽２１
および凝縮液ポンプ２２を経て廃液処理系へ導かれる。

また各洗浄塔４１，４６ζこ生じた廃液も廃液処理系へ
導かれる。

このように本発明の核燃料転換装置は、マイクロ波によ
って加熱脱硝できるから、従来の湿式の脱硝方法よりも
操作が簡単で且つ装置も簡単となり、しかも故障が少な
く補完管理も容易となりメインテナンス性が優れている
。

また得られる酸化物も均質で良質のものである。

また生成物の移送を空気輸送によって行なうようにした
から、移送のための搬送管を各装置間Ｏこ渡して設けれ
ば各装置間を生成物を自由に移送することができる。

また搬送管の配管具合は自由に行なうことができるので
各装置の配置も自由に行なうことができる。

この移送装置はコンテナやコンベア等を必要としないか
らコストも低廉であり、また移送する物質が放射性物質
であっても移送中に物質が浮遊したり、こぼれたりして
漏洩することがなく、安全な移送を行なうことができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の核燃料転換装置の一実施例を示す説明図
である。 １・・・・・・加熱脱硝装置、２・・・・・・硝酸溶液
、３・・・・・・破砕装置、４・・・・・・移送装置、
５・・・・・・焙焼還元装置、６・・・・・・移送装置
、７・・・・・・粉砕篩分は装置、１７・・・・・・マ
イクロ波発振装置、２５・・・・・・吸引ノズル、２７
・・・・・・搬送管、３２・・・・・・吸引ノズル、３
゛５・・・・・・搬送管、４０・・・・・・送風機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硝酸ウラニルもしくは硝酸プルトニウムまたはこれ
   らの混合物の硝酸溶液を加熱脱硝させる加熱脱硝装置と
   、この加熱脱硝装置により製せられた脱硝生成物を破砕
   させる破砕装置と、この破砕装置により破砕された破砕
   脱硝生成物を焙焼還元する焙焼還元装置と、この焙焼還
   元装置により焙焼還元された生成物を粉砕し篩分けする
   粉砕篩分は装置と、前記各装置における生成物を次の装
   置に移送する移送装置とを有し、前記加熱脱硝装置は前
   記硝酸溶液をマイクロ波ζこよって加熱脱硝スるマイク
   ロ波発振器を有する核燃料転換装置。 ２ 破砕装置から焙焼還元装置へ生成物を送る移送装置
   と、焙焼還元装置から粉砕篩分は装置へ生成物を送る移
   送装置とは、それぞれ空気輸送方式による移送装置とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の核燃料
   転換装置。