JPS6114597A - 放射性廃棄物の溶融固化方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は放射性廃棄物の溶融固化方法および装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来原子力発電所等の放射性物質取扱施設から発生する
放射能によって汚染された廃棄物のうち、ＨＥＰＡフィ
ルタや各種保温材のように嵩密度が小さい放射性廃棄物
は、圧力をかけて圧縮減容化しＶラム在中に保管されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし上記の方法によると、圧縮圧力を大きくしても１
／２　乃至１／４程度の減容化率しか得られない。そこ
で放射性廃棄物の焼却灰を容器内で加熱して溶融させ、
この溶湯中に上記の嵩密度の小さい放射性廃棄物を投入
して溶融させる方法が考えられるが、この場合廃棄物が
溶湯表面に浮い　　−てしまい、下面だけで溶湯と接触
するため溶融速度が遅く、処理能力が劣る。

この発明は上記問題点を解決するもので、嵩密度の小さ
い放射性廃棄物を能率的に溶融して大１４１に減容化さ
れた固化体を得ることができ、また焼却灰等の粉粒状の
放射性廃棄物と同時に同一装置を用いて溶融固化処理す
ることができる放射性廃棄物の溶融固化方法および装置
を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） この発明方法は、誘導加熱コイルをそなえた炉　　　　
　′内に容器を設置し、上記容器を上記誘導加熱コイル
により加熱し該容器内で粉粒状の放射性廃棄物を溶融さ
せ、得られた溶融体中に嵩密度の小さい放射性廃棄物を
押込みながら溶融させ、その後冷却して上記容器内に固
定化された固化体を得ることを特徴とする放射性廃棄物
の溶融固化方法であり、またこの発明装置は、昇降駆動
される底蓋によって底部を開放可能に閉鎖した密封容器
状の炉本体と、上記炉本体の側壁の外周部に設けた誘導
加熱コイルと、上記炉本体の内部において上記誘導加熱
コイルに対応する位置に配設され上記底蓋に固設した支
台上に載置されて上記炉本体内に下方から挿脱自在であ
る金属製の容器と、上記炉本体の上部に設けた徘〃スロ
と、上記炉本体に取付けられ上記容器内へ放射性廃棄物
を供給する投入シュートと、上記投入シュート内に昇降
自在に配設した押込板を昇降駆動する押圧装置と、上記
炉本体に取付けられ上記容器内の溶融状態を検知する検
知装置とをそなえて成る放射性廃棄物の溶融固化装置で
ある。

この発明１こおいて粉粒状の放射性廃棄物とは、放射性
廃棄物の焼却灰、液状の放射性廃業物より得られる硫酸
ソーダ、ホウ酸ソーダ等の粉状あるいは粒状の廃棄物を
いう。

またこの発明においで嵩密度の小さい放射性廃棄物とは
、ＨＥＰＡフィルタ、ガラスフィルタ、各種の保温材酔
の嵩ばった固体状の廃棄物をいう。

（作用） この発明においては、粉粒状の放射性廃棄物を容器内で
誘導加熱により溶融させて得た溶湯内に、嵩密度の小さ
い放射性廃棄物が押圧装置に上り押圧浸漬され、これに
よって該廃棄物の溶湯に対する接触面積が大巾に増加し
、高い溶融速度が得られるのである。

（実施例） 以下第１図および第２図によりこの発明の一実施例を説
明する。

第１図はこの発明に係る放射性廃棄物の溶融固化装置を
示し、基礎に立設した支枠１により支持された密閉容器
状の炉本体２は、非金属祠料、例えば石英質製の円筒状
の側壁３と、これに被着された金属製の蓋部４とから成
る。基礎に立設したガイド５によって昇降自在に案内さ
れ図示しないモーター等の駆ｔＩＪ装置により昇降駆動
される昇降台６には、炉本体２の底部を開放自在に閉鎖
する底蓋７が固着しである。側壁３の外周部には誘導加
熱コイル８が取付けである。この誘導加熱コイル８はカ
バー９内に収められ、空冷あるいは水冷などの公知の冷
却方法によって冷却されるものである。一方炉本体２の
側壁３の内側にはアスベスト、キャスタブル等の断熱材
製の円筒状の断熱壁１１が設けられ、この断熱壁１１の
内側には誘導加熱コイル８に対応する位置に會Ｒ＊の筒
状加熱体１２が設けられ、断熱壁１１との間に外側空間
１３が形成されている。断熱壁１１の上端部には穴１４
をそなえた断熱蓋１５が被着され、この断熱蓋１５と筒
状加熱体１２の間には少量のすきま１６が形成されてい
る。これらＩＲ熱壁１１および筒状加熱体１２は、炉本
体２または支枠１に固定支持されている。一方底Ｍ７に
固設した断熱材などの非金属製の支台１８上には、底蓋
７による炉本体２の底部閉鎖時に筒状加熱体１２の下端
部を閉鎖する底板１９が取付けである。この底板１９の
材料は金属材料が好ましいが、非金属材料でもよい。底
板１９上にはカーボングツファイトやセラミック等の非
金属材料、好ましくはステンレス等の金属材料より成る
容器２ｏが載置しである。

容器２０は底蓋７およびこれと一体の支台１８と共に昇
降駆動され、筒状加熱体１２内に下方がら挿脱自在であ
る。底板１９には不活性ガス供給口２１が設けられ、こ
の供給口２１に連通する穴２２およびこの穴２２の上端
に連通し上向きに開口する放射状の４本の溝２３が、支
台１８に？殺しである。また底板１９には、上記容器２
ｏと筒状加熱体１２との間の内側空間２４と底板１９の
溝２３とを連通ずる通気穴２５が穿設してあり、炉本体
２の上部には徘〃スロ２６が設けである。

これによって不活性〃ス供給口２１がら穴２２、溝２３
、外側空間１３、すきま１６、穴１４を経て＃γλ口２
６に至る外側〃ス流通路２７と、同様に溝２３がら分流
して通気穴２５、内ｇｌｌＩ空間２４、穴１４を経て排
γスロ２６に至る内側〃ス流通路２８とが形成されてい
る。また炉本体２の蓋部４には、容器２０内へ放射性廃
棄物を供給する廃棄物供給装置３１と、同じく容器２０
内へ焼却灰中の未燃分を燃焼させるに必要な燃焼用空気
などを供給する酸素供給管３２と、容器２０内の溶融状
態を検知する放射温度計などの温度計３３が、それぞれ
蓋部４を貫通して取付けである。

第２図は廃棄物供給装置３１の詳細を示し、炉本体２の
蓋部４に固設した鉛直管状の投入シュート３５が、断熱
蓋１５を貫通して容器２０の上方に開口している。投入
シュート３５の上部には、粉粒状の放射性廃棄物Ｃ以下
粉体という）投入用の粉体投入口３６と、嵩比重の小さ
い放射性廃棄物（以下固体という）投入用の固体投入口
３７が設けである。また投入シュート３５内には押込板
３８が昇降自在に配設され、この押込板３８を昇降駆動
する押圧装置であるエアシリング３９のピストンロンド
が押込板３８に連結されている。４０は押込板３８案内
用のガイドバーである。また粉体投入口３６および固体
投入口３７の下方の投入シュート３５には、スライドダ
ンパ４１が開閉自在に取付けられている。

上記構成を有する放射性廃棄物の溶融固化装置４３にお
いては、誘導加熱コイル８に通電して筒状加熱体１２を
加熱すれば、この加熱体１２よりの熱輻射および熱伝達
により容器２０が加熱される６また容器２０が金属製の
場合は容器自身の誘導加熱も付加される。また不活性ガ
ス供給口２１からはアルゴン、窒素ガスなどの不活性ガ
スを炉本体２内に供給して筒状加熱体１２の内外部、す
なわち内側空間２４および外側空間１３を不活性ガス雰
囲気とする。そして放射性廃棄物の焼却灰、液状の放射
性廃棄物より得られる硫酸ソーダ、ホウ酸ソーダ等の粉
体４４を粉体投入口３６から投入シュート３５を経て容
器２０内に投入する。このときスライドダンパ４１を開
くが、投入後は閉じて熱遮断をおこなう。投入された粉
体４４は約１１００℃に加熱された容器２０により加熱
されて溶融し、表面温度が９５０〜１０５０℃程度の溶
融体４５を形成する。上記の溶融操作時において、必要
に応じて酸素供給管３２から燃焼用空気あるいはその他
の酸素含有ガスを容器２０内に供給すれば、たとえば焼
却灰中に未燃分があっても燃焼し、灰分となって溶融す
る。また粉体４４のうち焼却灰の融点が高い場合は、焼
却灰と共融物を形成する融剤、たとえばホウ酸、ホウ砂
、炭酸ナトリウム等を焼却灰とともに容器２０内に供給
してもよいし、またこの融剤のみを先に粉体投入口３６
から容器２０内（二供給して加熱溶融させ液状としてお
き、その上に焼却灰等の粉粒状の放射性廃棄物を供給し
て溶融処理をおこなうようにしてもよい。

上記の溶融操作中において容器２０内の溶融状態は温度
計３３により検知することができる。なおこの温度計３
３のかわりに、あるいは温度計と併用して、液面計やモ
ニターテレビなどを用いてもよい。

容器２０内に粉体４４の溶融体（溶湯）４５が所定量形
成されたら、ＨＥＰＡフィルタ、各種保温材などの軽量
の固体４６を固体投入口３７から投入シュート３５を経
て溶融体４５上へ投下する。

この投下時には前記と同様にスライドグンバ４１を開く
。この固体４６をエアシリング３９を駆動して押込板３
８で押圧するのであるが、第１図に示すように投入シュ
ート３５内に収容できる複数個の固体４６を投入してか
ら、最上部を押圧し、固体４６が１個分溶融したら、最
上部に新たな固体４６を追加投入して押圧するのが好ま
しい。最終的には第２図に示すように最後の固体４６を
容器２０の上部付近まで押込んで終了する。溶融体４５
内に押込まれた固体４６は、極めて広面積で溶融体４５
と接触して短時間で確実に溶融する。

エアシリング３９による固体４６の押込速度および誘導
加熱コイル８への投入電力量は、温度計３３により溶融
体４５の表面温度を検知しつつ調節する。

上記各工程において炉本体２内のガスは徘がスロ２６か
ら吸引しフィルタなどにより清浄化処理する。容器２０
内の溶融物が所定の量になったら、炉本体２を自然放冷
なとで冷却し、溶融物が容器２０内で固化して容器２０
内に固定化されたら、昇降台６を降下させ容器２０を底
板１９上から取去って、新たな容器２０を底板１９上に
装着し、以下上記と同様な工程を繰返す。なお廃棄物中
に混入している金属類、レンガ、プラス等の不燃性夾雑
物もすべて容器２０内の溶融物中にとり込まれ固定化さ
れる。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、たと
えば炉本体２が断熱性に富む場合等は断熱壁１１および
断熱蓋１５を省略してもよい。また不活性〃ス供給口２
１がら筒状加熱体１２の内周部および外周部に至るガス
流通路は支台１８および底板１９を貫通させずに、たと
えば支台１８の周囲から、筒状加熱体１２に穿設した穴
あるいは筒状加熱体１２と底板１９との間に形成したす
きまなどを経て内側空間２４に不活性ガスを流入させる
ようにしてもよいし、各部の材質および運転温度によっ
ては、不油性ガスの流通を省略することもできる。さら
に上記実施例においては誘導加熱コイル８により筒状加
熱体１２を介して容器２０を間接的に加熱する構成とし
たが、筒状加熱体１２を用いずに金属製の容器２０を誘
導加熱コイル８により直接加熱して廃棄物の溶融をおこ
なうようにしでもよい。

（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、）（ＥＰＡフィ
ルタや保温材のように嵩密度の小さい放射性廃棄物を能
率的に溶融して大巾に減容化された固化体を得ることが
でき、さらに放射性廃棄物の焼却灰等の粉粒状の放射性
廃棄物と同時に同一装置を用いて溶融固化処理すること
がで鰺る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す溶融固化装置の縦断
面図、第２図は同じく廃棄物供給装置部分の詳細縦断面
図である。 ２・・・炉本体、６・・・昇降台、７・・・底蓋、８・
・・誘導加熱コイル、１２・・・筒状加熱体、１８・・
・支台、１９・・・底板、２０・・・容器、２６・・・
徘〃スロ、３１・・・投入シュート、３８・・・押込板
、３９・・・エアシリング（押圧装置）、４３・・・溶
融固化装置、４４・・・粉体（放射性廃棄物）、４５・
・・溶融体、４６・・・固体（放射性廃棄物）。 ７面 ｑ８開昭Ｇｌ−１４５９７（５） 第２回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　誘導加熱コイルをそなえた炉内に容器を設置し、上
   記容器を上記誘導加熱コイルにより加熱し該容器内で粉
   粒状の放射性廃棄物を溶融させ、得られた溶融体中に嵩
   密度の小さい放射性廃棄物を押込みながら溶融させ、そ
   の後冷却して上記容器内に固定化された固化体を得るこ
   とを特徴とする放射性廃棄物の溶融固化方法。 ２　粉粒状の放射性廃棄物が放射性廃棄物の焼却灰、液
   状の放射性廃棄物より得られる硫酸ソーダ、ホウ酸ソー
   ダのうちの少なくとも一種以上から成る特許請求の範囲
   第１項記載の放射性廃棄物の溶融固化方法。 ３　嵩比重の小さい放射性廃棄物がＨＥＰＡフィルタ、
   ガラスフィルタ、保温材のうちの少なくとも一種以上か
   ら成る特許請求の範囲第１項または第２項記載の放射性
   廃棄物の溶融固化方法。 ４　炉内に金属製の筒状加熱体が設けてあり、この筒状
   加熱体内に容器を設置する特許請求の範囲第１項または
   第２項または第３項記載の放射性廃棄物の溶融固化方法
   。 ５　容器が金属製であり、上記容器を誘導加熱コイルに
   より直接加熱する特許請求の範囲第１項または第２項ま
   たは第３項記載の放射性廃棄物の溶融固化方法。 ６　昇降駆動される底蓋によつて底部を開放可能に閉鎖
   した密封容器状の炉本体と、上記炉本体の側壁の外周部
   に設けた誘導加熱コイルと、上記炉本体の内部において
   上記誘導加熱コイルに対応する位置に配設され上記底蓋
   に固設した支台上に載置されて上記炉本体内に下方から
   挿脱自在である金属製の容器と、上記炉本体の上部に設
   けた排ガス口と、上記炉本体に取付けられ上記容器内へ
   放射性廃棄物を供給する投入シュートと、上記投入シュ
   ート内に昇降自在に配設した押込板を昇降駆動する押圧
   装置と、上記炉本体に取付けられ上記容器内の溶融状態
   を検知する検知装置とをそなえて成る放射性廃棄物の溶
   融固化装置。 ７　容器の外周囲の炉本体内に金属製の筒状加熱体を載
   置し、底蓋による炉本体底部の閉鎖時に上記筒状加熱体
   の下端部をほぼ閉鎖する底板上に容器を載置した特許請
   求の範囲第６項記載の放射性廃棄物の溶融固化装置。