JPS6031765B2 - 硝酸ウラニルまたは／および硝酸プルトニウムの脱硝装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は噴霧ノズルを有する平板型流動層を用いて硝酸
ウラニルまたは／および硝酸プルトニウムを熱分解によ
り脱硝し連続的に三酸化ウランまたは／および二酸化プ
ルトニウムに転換させるとともに生成した三酸化ウラン
または／および二酸化プルトニウムを溢流管により流動
層外に排出させる硝酸ゥラニルまたは／および硝酸プル
トニウムの脱硫装置に改良に関する。

現在、使用済核燃料の再処理においてはウランはまず硝
酸ゥラニル溶液として分離され、熱分解による脱硝によ
って三酸化ウランとして回収される。

更に、使用済核燃料の再処理において、核不拡散上の理
由から硝酸ウラニルと硝酸プルトニウムの混合溶液を同
時に熱分解脱硝して混合酸化物を得る方法も計画されて
いる。

本発明は硝酸ウラニルまたは／および硝酸プルトニウム
の脱硝に関するものであるが、以下、記述の簡略化のた
め、硝酸ゥラニルについてのみ記述する。上記の脱硝法
としてはポット法、糟封竿床法、マイクロ波加熱法、流
動層法等があるが、流動層法が最も効率の良い方法とし
て注目されつつある。

一般に、流動層反応装置としては主として円筒型のもの
が使用されているが、使用済核燃料の再処理等、微濃縮
ウランを取り扱う装置においては臨海管理上の制限があ
り、円筒型流動層脱硝装置は取り扱う物質の性質、たと
えばウランの濃縮度、プルトニウムの混入の有無に応じ
て、その装置の最大径が制限される。流動層法脱硝反応
においては、安定した流動状態を維時し、反応を円滑に
かつ連続的に長期にわたって遂行させるには流動装内の
、流動化気体の線速度、流動層高さを適当にコントロー
ルすることが必要である。

通常の円筒型の流動層を用いる硝酸ゥラニルの脱硝装置
においては、上述したように、円筒の最大径が臨海管理
上制限されるので、装置断面積、伝熱面積等も制限され
ることになり、単位基数当りの処理能力には自ずと限度
がある。従って、最近では硝酸ウラニルを熱分解により
硝酸し三酸化ウランを特る流動層反応において、厚さに
は臨海管理上の制限をうけるが、幅の長さに該制限をう
けない平板型流動層が注目されつつある。この平板型流
動層を使用すれば、流動層の横の長さは理論的には無限
大に大きくできるため、横の長さを大きくとることによ
り、流動層反応装置の断面積および伝熱面を大きくする
ことが可能であるので、単位基数当りの処理能力を増大
できるというメリットがある。

しかしながら、平板型流動層は上記のごとく、理論的に
は装置の幅の長さを無限大にすることを可能とするもの
の、実用的には装置材の強度の点からこの幅の長さを無
限に大きくすることはできない。

すなわち、この幅の長さは装置材の材質、厚さ、使用条
件（温度、圧力等）、補強の有無およびその方法などに
より決まるが、通常は装置材の厚さはなるべくうすくし
（臨海管理上、外寸法が制限されるため、内寸法をなる
べく大きくするために装置材の厚さはうすくとる）、別
に補強等によって強度の問題を解決するのが得策である
。更に、一般に流動層を用いて硝酸ゥラニルを熱分解し
て三酸化ウランとする脱硝反応においては反応生成物の
一部に水蒸気が存在し、この水蒸気が溢流管を通って三
酸化ウラン製品受槽に流れ、途中で凝縮し、この凝縮水
と三酸化ウランが反応して強固な固形物となり、管の閉
塞をひき起こす恐れがあるので、これを防ぐ必要がある
。常法では第１図に示すように、溢流管６の装置外の部
分を水分の凝縮温度以上の加熱するために、該部分に加
熱ヒーター７を取り付けるとともに所定量の加熱空気を
パージガス１５として溢流管６内に上記凝縮水の入るの
を防止するという複雑な機構を採用している。なお、第
１図において、１は流動層化気体供給部（ウィンドボッ
クス）、２は整流器、４は曙霧ノズル、５は固気分離フ
ィルター、８は三酸化ウラン製品受槽、９は抜出管、１
０は三酸化ウランシードホツパー、１１はオフガス処理
系、１２は流動化気体、１３は硝酸ゥラニル溶液、１４
は贋霧気体である。このように、現在提案されている硝
酸ウラニルの溢流管付平板型流動層脱硝装置は流動層自
体の形状と装置材の厚さをうすくすることに基づく装置
の強度ならびに溢流管の加熱機構の点においてそれぞれ
問題点を有している。

本発明は上記の２つの問題点を同時に解決し、装置の強
度の補強ならびに溢流管の加熱機構の簡略化を可能なら
しめる硝酸ウラニルまたは／および硝酸プルトニウムの
噂霧ノズルを有する平板型流動層を用いる溢流管付の脱
硝装置を提供するもので、その要旨とするところは、贋
霧ノズルを有する平板型流動層を用いて硝酸ウラニルま
たは／および硝酸プルトニウムを熱分解により脱硝して
三酸化ウランまたは／および二酸化プルトニウムに転換
せしめ、生成した三酸化ウランまたは／および二酸化プ
ルトニウムを溢流管により取り出す硝酸ウラニルまたは
／および硝酸プルトニウムの脱硝装置において、該溢流
管を相対する装置内壁にそれぞれ接合または密接させて
設けたことを特徴とする硝酸ウラニルまたは／および硝
酸プルトニウムの脱硝装置、にある。

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第２図は本発明の一実施例の正面断面図、第３図は第２
図のＡ−Ａ失視図である。

第２図および第３図において、本実施例は溢流管６ａを
幅方向の相対する装置内壁１６，１６にそれぞれ接合さ
せた構成の場合である。

この構成により、幅方向の相対する装置内壁１６，１６
にそれぞれ接合された溢流管６ａは補強リブの役目をし
て装置の強度を補強するので流動層装置の幅の長さをよ
り大きくでき、処理能力の向上を可能ならしめる。

また、この溢流管６ａはその大部分が装置内にあるので
流動層３の温度（約３００ｏｏ）と同じ温度に加熱され
るため、従来の加熱ヒーターを省略でき加熱機構の簡略
化が可能となる。この場合もパージガス１５を従来と同
様に溢流管６ａ内に送給し流動層３内ガス中の上記水分
が溢流管６ａおよび三酸化ウラン製品受槽８内に入らな
いようにしている。第２図では、溢流管６ａは装置底部
を貫通した構成となっているが、溢流管６ａは装置側壁
下部を貫通するように設けることもできる。

また、第２図は流動層３が溢流管６ａにより２つの区分
に分割された場合であり、分割された各区分ごとに噴霧
ノズル４、吹出管９、流動化気体供給部１、固気分離フ
ィルター５等を配設する。

溢流管６ａは複数本取り付けることもでき、またその取
付け位置も特定されない。溢流管６ａの断面形状は自由
であるが、望ましくは方形である。なお、６ｂは溢流管
６ａと同じ構造の補強材であるが、別構造もしくは省略
することも可能である。第２図は溢流管６ａを幅方向の
相対する装置内壁１６，１６のそれぞれ接合して設けら
れた場合であるが、溢流管６ａをこれら装置内壁にそれ
ぞれ密接させて設けることも可能である。

この場合は溢流管６ａは内圧に対する補強にならないが
、外圧に対して装置を補強する効果が得られ、別に設け
られる内圧に対する補強手段と相換って同様な効果が得
られる。以上において、主として硝酸ウラニル単独の脱
硝の場合の本発明について述べたが、本発明はさらに硝
酸プルトニウムまたは硝酸ウラニルと硝酸プルトニウム
の混合物の脱硝の場合にもそれぞれ適用できることはも
ちろんである。

本発明は、以上のように、装置の強度の補強と溢流管の
加熱機構の簡略化とを同時に可能ならしめ、それにもっ
て、処理能力の向上と作業性の改善をもたらす硝酸ウラ
ニルまたは／および硝酸プルトニウムの贋霧ノズルを有
する平板型流動層を用いる溢流管付脱硝装置を提供する
もので、該燃料処理上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来装置の一例の正面断面図、第２図は本発明
の−実施例の正面断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ矢視
図である。 図において、１・・・流動化気体供給部（ウィンドボッ
クス）、２・・・整流器、３・・・流動層、４・・・噴
霧ノズル、５・・・固気分雛フィル夕−、６，６ａ・・
・溢流管、６ｂ・・・補強材、７・・・加熱ヒーター、
８・・・三酸化ウラン製品受槽、９・・・抜出管、１０
・・・三酸化ウランシードホツパ−、１１…オフガス処
理系、１２・・・流動化気体、１３・・・硝酸ウラニル
溶液、１４・・・贋霧気体、１５・・・パージガス、１
６・・・幅方向の装置内壁。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 噴霧ノズルを有する平板型流動層を用いて硝酸ウラ
   ニルまたは／および硝酸プルトニウムを熱分解により脱
   硝して連続的に三酸化ウランまたは／および二酸化プル
   トニウムに転換せしめるとともに生成した該三酸化ウラ
   ンまたは／および二酸化プルトニウムを溢流管により取
   り出す硝酸ウランまたは／および硝酸プルトニウムの脱
   硫装置において、該溢流管を相対する装置内壁にそれぞ
   れ接合または密接させて設けたことを特徴とする硝酸ウ
   ラニルまたは／および硝酸プルトニウムの脱硝装置。