JPS6041319B2 - 処理物を液中で連続的に処理する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は処理物としての化合物、複合物あるいはこれら
の集合物等を液中で連続的に処理する装置に関し、特に
核燃料再処理工程において核燃料の硝酸中での連続的な
分解に使用される装置に関する。

処理すべき燃料集合体を裁断して燃料被覆の破片を取出
した後、この被覆から核燃料を分離するため核燃料を連
続的に分解するためのいくつかの装置が既に公知である
。

これ等装置のあるものは、鉛直藤により額斜路に与えら
れる振動の作用下で前記被覆の破片が低位檀から高位暦
へ移送され螺旋状の顔斜路を支持する鉛直軸を有する振
動ホィストコンベアより構成される。

この振動は螺旋状の往復運動と対応し、燃料被覆の上方
向の変位を確保することを可能にする。このように螺旋
状の傾斜路に与えられる運動の鉛直方向成分のため、こ
の公知の装置は磁性ブロック又はばね上に取付けられね
ばならず、このため装置は複雑となり故障しやすくなる
。

更に、懐斜路に与えられる往復運動の鉛直方向に対する
液体の抵抗によって煩斜路に機械的な力がかかり、頃斜
路はこの力に耐えねばならない。このため溶接部に疲労
を生じ、機械的な破壊を招くおそれがある。本発明は、
従来技術の装置が有する短所を持たない処理物の液体中
の処理のための装置に関し、この装置は、実質的に鉛直
方向に伸びる中心軸を有すると共に、この中心藤を中心
として回転自在であり、かつ処理物に対する処理液を収
容する円筒状のタンクと、このタンク内に前記処理物お
よび処理液を供孫合すべく夫々の一端がタンク内に関口
してタンク上部に配設された処理物供Ｖ給シュ−トおよ
び処理液供総合管と、タンク内に供Ｖ給された処理物を
受容すべ〈、一端がタンク内底部で閥口し、搬送された
処理物をタンク外に排出すべ〈他端がタンク外部に閉口
しており、タンクの回転と共に前記中心軸を中心として
回転すべく、タンク内周壁にタンクの底部から上部にか
けて螺旋状に伸長して形成された螺旋状の額斜路と、タ
ンク内の処理液を溢流させるべく、煩斜路の前記一端と
他端との間であってタンクの側壁に設けられた処理液の
溢流口と、前記中心軸を中心としてタンクを回転自由に
支持すべ〈タンク外部に設けられた支持装置と、この支
持装置と前記タンクに連接されてあって、前記傾斜路の
前記一端から傾斜路に導入された処理物を、懐斜路に沿
って前記一端から池端に向って搬送すべく、額斜略にあ
る処理物の上方向への変位が下方向への変位よりも大と
なるような往および復の異なる速度の回転運動を、前記
タンクに与える回転付与装置とからなる。

本発明によれば、螺旋状の懐斜略に与えられる運動は、
鉛直方向の上下動を持たない往復運動によって生成され
る。この特徴のため、公知の装置における支持のために
必要な弾性ブロック又はばねを除去することが可能とな
り、機械的な故障の危険を大きく減少させる。本発明に
よれば、処理物を飼上させるべく、煩斜路に与えられる
運動は、傾斜路上の処理物の上向き方向への変位が下向
き方向への変位よりも大となるような異なる速度の往お
よび復の回転運動である。

本発明の一つの実施態様によれば、傾斜路に与えられる
運動は、優斜路上の処理物に鋼上を与える回転方向の速
度がこの回転方向と逆の回転方向の速度よりも小となる
場合もある。

本発明の別の特徴によれば、頚斜路の往復運動の回数は
５〜６０／分である。

この比較的少ない回数のため、装層の各機械部分が蒙る
機械的な力を減殺することが可能となり、このため更に
溶接部の疲労を減少する。本発明の他の特徴によれば、
額斜路に対して往復運動を与える装置は、傾斜路とタン
クの支持装置との間に配置された少なくとも１個の穣動
ジャッキで構成する。

タンクの底面は傾斜路の一端である入口に向って傾斜し
た部分を形成し、供給シュートにより導入された材料則
ち処理される物が螺旋状傾斜路の入口に導かれることが
可能になることが望ましい。

本発明の更に別の特徴によれば、処理液供給管の少なく
とも１本が螺旋状傾斜路の浸債部分より上の傾斜路の近
傍に延在し、残留した処理物を放出シュートから除去す
る前にこれを連続的に洗浄するようになっている。

本発明の別の特徴によれば、このような装置を核燃料の
再処理のため使用される時、カバーは供給シュートと螺
旋状傾斜路との間に配置された中性子減速物質から作ら
れた環状コアを有する。

本発明については、添付図面に関して以下に更に詳細に
例示的な実施態様により説明する。第１図に示した硝酸
の如き液体中で核燃料の如き処理物を分解する本処理装
置１０は円筒状タンク１２を有し、その内周壁面は環状
の螺旋状傾斜路１４を支持し、その底面１６は傾斜路１
４の一端である入口に向って傾斜し傾斜路の下端入口１
８に通ずる部分を形成するよう円錐状になっている。本
処理装置１川ま又外部支持体による固定カバー２０を有
し、タンク１２との封止ならびに円筒状タンクの往復運
動は、液体ガード（シール）２２により確保される。

カバー２０の中心部には分解すべき物質の処理物供給シ
ュート２４があり、その軸心はタンク１２の軸心と一致
する。この分解操作の終了後に残った処理物は、螺旋状
傾斜路１４の上端にある処理物排出口２８をおおうカバ
ー２川こ形成された処理物放出シュート２６により除去
される。カバー２０は、またシュート２４により導入さ
れた処理物が核燃料である場合、硝酸により構成される
分解作用液のための処理液供Ｖ給管３０を支持する。

この処理物が処理物放出シュート２６により取出される
前にこれを連続的にすすぎ洗浄するため、処理液供給管
３０の関口端部は第１図に示す方法で、前記傾斜路１４
の近傍であってかつ浸潰されている部分より上に出るこ
とが望ましい。処理物の供給シュート２４から導かれる
照射済核燃料の如き処理物に対する処理液供給管３０か
ら導かれる硝酸の作用により生じる溶液３２の放出は、
タンク１２の壁面に形成され、カバー２０‘こ設けられ
た側方の液体放出シュート３６に延在する溢流口３４に
よって生じる。図示しないある構造変更例においては、
溢流口３４は可榛・性管によって処理液放出シュート３
６と接続される。溢流口３４はタンク１２に対して与え
られる運動による処理液の動揺防止と、装入処理液の短
絡防止のため設けられた鎮静装置３８を間に介して、タ
ンク１２と分離されることが望ましい。ガス放出管４０
が、タンク１２内に形成された分解ガスの放出のために
カバー１２内に設けられている。

安全を期す理由から、第１図の装置が核燃料の再処理を
意図され、特にこの燃料が増殖炉からのものである時、
カバー２川ま、処理物供給シュート２４と螺旋状傾斜路
１４間に配置された、ステンレス鋼で被覆されたホウ素
を含むコンクリートの如き中性子減速材料から作られた
環状コア４２を有する。

このようにコア４２は放射線の洩れを防ぐ他、また溶液
３２の動揺を抑え、さらに溶液と処理物の接触に効果が
ある。第１図に示す如く、コア４２は螺旋状傾斜路１４
と共に環状空間を形成し、かつシュート２４の延長方向
に円筒状の空間を形成する。これ等の空間は、特に、カ
バー２０‘こ固定され前述の空間内にリング状に配置さ
れた処理液供給管３０、排出管４４、および種々の制御
および検査管４６の通路となる。制御および検査管４６
は、液面、密度、温度等の測定のための一端開放管の形
態でよい。第２図において更に示す如く、‐タンク１２
の支持と、該タンクに、従って傾斜路１４に対しその軸
の周囲に水平面内の往復運動を与えるための支持装置と
回転付与装置が設けられる。

この運動は、シュート２４１こよって傾斜路１４上に導
入される処理物を上方向へ変位させる、すなわち鰯上の
ための急速な前身運動および反対方向へ変位させるため
の緩やかな後退運動、又は上下方向への変位の４・さし
、遅い前身運動と下方向の変位の大きい早い後退運動が
伴った形態である。これ等の両方の形態の運動は、この
前進と後進の速度比を適当に選択する時、処理物の傾斜
路上での機上作用を有する。

本実施例においては、この往復運動は複動ジャッキ４８
によってタンクに与えられ、このジャッキの月岡部は固
定枠５０上に関節付けされ、そのロッドはタンク１２の
壁面上に関節付けられる。このように複動ジャッキ４８
は処理物の前後進運動を制御し、複動ジャッキの２室内
の圧縮空気の圧力差の結果、および（又は）機関の排気
における圧力低下の制御によって処理物の前進速度がそ
の行進速度を越え、あるいはその逆となる。本発明の図
示しない別の実施態様によれば、タンク１２と傾斜路１
４に対して往復運動を与える装置は、タンク壁面の直径
方向に対向する２点において作用する２個の単．動ジャ
ッキからなっており、一方のジャッキは傾斜路１４に沿
った処理物の上向き方向におけるタンクの運動を制御し
、他方のジャッキは反対方向のタンクの運動を制御する
。

タンクの往復運動は、カム装置の如き適当な機構によっ
ても制御することができる。

本実施例からも明らかであるように、装置１０において
は、処理物の上方への搬送は、タンク１２の水平面での
往復運動の異なる速度、換言すれば傾斜路１４にある処
理物の上方向への変位が下方向への変位よりも大となる
ようなタンク１２の水平面内での往復運動の異なる速度
で行なわれるため、必要量の処理物を搬送する場合でも
、実質的に複動ジャッキ４８によりタンク１２と傾斜路
１４とに与えられる回転運動は、装置の各種機械部品に
対する疲労を最大限に減少させ得る少ない回転数とし得
、このため溶接部に対す予期せざる故障の危険を防止す
るものである。

このように、傾斜路の往復運動の回数は原則的には５〜
６０／分の範囲内にある。タンク１２と傾斜路１４に与
えられる回転運動は水平面内の往復運動に限定される事
実から見て、タンク１２の支持装置は弾力ブロック又は
ばねの如き可孫性部材を用いることなく特に簡単な方法
でよい。

このように、添付図面に示した実施態様においては、こ
の支持装置は、同じ水平面内に配置された固定枠５０と
、それと一体の都材上に形成された平坦面５４と、その
上に転勤する３個のローラ５２とからなる。タンク１２
内の液体３２を核燃料の分解のために使用する場合、こ
の液体は本実施例においてはタンク１２の外側でこのタ
ンクの底部と液体ガード２２との間に配置された加熱装
置６６により加熱される硝酸により構成される。

硝酸は例えば伝達又は放熱パネルにより加熱することが
できる。図示しない他の実施態様においては、硝酸は中
心部のコアの周囲に配置された２重のジャケットによっ
て加熱することができる。ある場合、特にタンク１２か
ら排出することが必要な場合、その内部に保持された硝
酸は冷却しなければならない。

この冷却は、中心部のコアの周囲に配置された２個のジ
ャケット間に冷却液を循環させることにより実施できる
。第１図および第２図に関してこれ迄に述べた液体中で
の処理物を分解する装置は、下記の如く作用する。

各燃料の再処理工程において、燃料を保有するように燃
料を保持するロッドを最初に鱒断し、次にこのようにし
て得た破片を、沸騰点迄加熱された硝酸俗を含むこれ迄
に述べた如きタンク１２内に導入する。

このタンク１２内で生じる前記分解作用は、特に燃料被
覆を含む固体廃棄物からウラニウムおよびプルトニウム
の如き核燃料を含む溶液を分離するためのものである。
タンク１２は硝酸３２の液面が溢流口３４と平畑となり
、硝酸が加熱装置５６により沸騰する迄加熱される迄、
処理液供給管３０‘こよって硝酸で充填される。

次に核燃料を含む燃料被覆は処理物供給シュ−ト２４に
よって連続的又は断続的に導入されてタンク１２の円錐
状底面１６上に落下し、螺旋状傾斜路１４の下端入口１
８に選ばれる。傾斜路１４は、榎動ジャッキ４８により
タンク１２を介して、この懐斜路に沿った破片の飼上運
動に対応する方向のタンク回転速度が反対方向のタンク
回転運動速度より大であり、あるいはその逆の状態にな
るように、複動ジャッキ４８の作用下で水平面内でその
鱗心周囲の往復運動にごらされる。いずれの状態の回転
運動を含んでいるにせよ、破片の同上のための回転運動
を多く与えることにより、′燃料被覆は煩斜路１４に沿
て徐々に飼上する。この変位の間、沸点迄加熱された硝
酸による核燃料の分解作用は、硝酸中にこの燃料を溶解
した溶液３２を生じ、この溶液は第１図の矢印で示され
る如く鎮静装置３８を通ったあと溢流口３４と液体放出
シュート３６により取り出される。同時に生じた分解蒸
気はガス放出管４０‘こより放出される。

固形廃棄物がその傾斜路１４に沿った劉上の結果として
、硝酸液３２の外に表われると、その破片に与えられ続
ける振動作用が破片に保有される全液体の除去に寄与し
、処理物放出シュート２６から傾斜路１４の上端部にあ
る処理物排出口２８に放出される前に処理液供給管３０
により供給される新鮮な酸によりこの破片が連続的に洗
浄される。

従って放射線汚染物がここから外部に持ち出されること
はない。本発明は前に述べた長所の他に、本装置は燃料
被覆の放出に対して不都合な小粒子の目詰り則ち閉塞を
生じるおそれのある孔のある部分を持たない。

更に本装置は、特に構造が簡単で堅固である。また有効
中９仇肌の傾斜路が問題なく長さ３仇舷の燃料被覆の破
片を受容することができるため、非常に多岐にわたる寸
法形状の処理を可能にするものである。更に、タンクの
特殊な構造およびカバーにおける管の配置のためタンク
の分解が容易となり、その結果タンクを容易に検査して
交換することができる。本発明は、明らかに、本文中に
例示した方法で説明した実施態様に限定されるものでは
なく、実際には本発明の範囲を越えることなくそのあら
ゆる変更例を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は特に核燃料の再処理に適し、核燃料の硝酸中の
分解のため意図された本処理装置主要部を示す縦断面図
、第２図はタンクの支持装置と、軸○周囲の往復運動を
螺旋状鏡斜路に伝達する回転付与装置と、第１図の装置
のタンク部分とを示す横断面図である。 １０・・・・・・処理装置、１２・・・・・・タンク、
１４・・・・・・螺旋状煩斜路、１６・…・・底面、２
０・・・・・・カバー、２２・・・・・・液体ガード、
２４・・・・・・処理物供給シュート、２６・・・・・
・処理物放出シュート、３０・・・・・・処理液供給管
、３２・・・・・・溶液、３４・・・・・・溢流口、３
６・・・…処理液放出シュート、３８・・・・・・鎮静
装置、４０……ガス放出管、４２・・・・・・環状コア
、４４・・・・・・排出管、４８・…・・複動ジャッキ
、５０・・…・固定枠、５２・・・・・・。 −ラ、５６・・・・・・加熱装置。ＦＩＧ．ｌＦＩＧ．
２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に鉛直方向に伸びる中心軸を有すると共に、
   この中心軸を中心として回転自在であり、かつ処理物に
   対する処理液を収容する円筒状のタンクと、このタンク
   内に前記処理物および処理液を供給すべく夫々の一端が
   タンク内に開口してタンク上部に配設された処理物供給
   シユートおよび処理液供給管と、タンク内に供給された
   処理物を受容すべく、一端がタンク内底部で開口し、搬
   送された処理物をタンク外に排出すべく他端がタンク外
   部に開口しており、タンクの回転と共に前記中心軸を中
   心として回転すべく、タンク内周壁にタンクの底部から
   上部にかけて螺旋状に伸長して形成された螺旋状の傾斜
   路と、タンク内の処理液を溢流させるべく、傾斜路の前
   記一端と他端との間であつてタンクの側壁に設けられた
   処理液の溢流口と、前記中心軸を中心としてタンクを回
   転自由に支持すべくタンク外部に設けられた支持装置と
   、この支持装置と前記タンクに連設されてあつて、前記
   傾斜路の前記一端から傾斜路に導入された処理物を、傾
   斜路に沿つて前記一端から他端に向つて搬送すべく、傾
   斜路にある処理物の上方向への変位が下方向への変位よ
   りも大となるような往および復の異なる速度の回転運動
   を、前記タンクに与える回転付与装置とからなる、処理
   物を液中で連続的に処理する装置。 ２ 回転付与装置が前記タンクに５〜６０回／分の往復
   運動を与えるように構成されている特許請求の範囲第１
   項記載の装置。 ３ 前記回転付与装置が前記タンクと前記支持装置との
   間に配置された少なくとも１個のジヤツキからなる特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４ 前記タンクの底面が前記螺旋状傾斜路の一端に向つ
   て傾斜した部分を形成する特許請求の範囲第１項から第
   ３項のいずれかに記載の装置。 ５ 処理物が外部に取出される前に連続的なすすぎ洗い
   を行なうべく、前記処理液供給管の一端が前記傾斜路の
   近傍であつて前記溢流口よりも上方に位置している特許
   請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の装置。 ６ 前記溢流口近傍の処理液の動揺を抑えるべく、タン
   ク内であつて溢流口近傍に鎮静装置を設けてなる特許請
   求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の装置。７
   前記円筒状タンクの中心軸と実質的に一致する中心軸
   を有し、該タンクを鉛直下方向に向つてて蔽うように配
   設された円筒状カバーを有する特許請求の範囲第１項か
   ら第６項のいずれかに記載の装置。 ８ 前記カバーの中心軸と実質的に一致する中心軸をも
   つ処理物供給シユートが、前記カバーの中心軸と垂直を
   なすカバーの面に配設されてなる特許請求の範囲第７項
   記載の装置。 ９ 前記処理液の溢流口、および前記傾斜路の他端から
   排出される処理液および処理物をそれぞれ受容すべく、
   前記カバーの円筒状側面にシユートが設けられてなる特
   許請求の範囲第７項または第８項のいずれかに記載の装
   置。 １０ 前記カバーが前記処理物供給シユートと前記螺旋
   状傾斜路との間に配置された中性子減速物質から作られ
   た環状体を有する核燃料再処理のための特許請求の範囲
   第７項から第９項のいずれかに記載の装置。 １１ 前記タンクの処理液を加熱すべく、前記タンクの
   外部に加熱装置を設けてなる特許請求の範囲第１項から
   第１０項のいずれかに記載の装置。 １２ 前記タンクの処理液を加熱すべく、前記タンクの
   内部に加熱装置を設けてなる特許請求の範囲第１項から
   第１０項のいずれかに記載の装置。