JP2011043424A - Nuclear fuel reprocessing system - Google Patents

Nuclear fuel reprocessing system Download PDF

Info

Publication number
JP2011043424A
JP2011043424A JP2009192142A JP2009192142A JP2011043424A JP 2011043424 A JP2011043424 A JP 2011043424A JP 2009192142 A JP2009192142 A JP 2009192142A JP 2009192142 A JP2009192142 A JP 2009192142A JP 2011043424 A JP2011043424 A JP 2011043424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sludge
solution
nuclear fuel
filter
fuel reprocessing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2009192142A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Makino
新一 牧野
Kazuya Yamada
和矢 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2009192142A priority Critical patent/JP2011043424A/en
Publication of JP2011043424A publication Critical patent/JP2011043424A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sludge removal device and a nuclear fuel reprocessing system capable of removing simultaneously sludge of particles or an ion component which cannot be removed completely by a centrifugal clarifier. <P>SOLUTION: In the nuclear fuel reprocessing system including a shearing-dissolving process 1, a separation process 5, a refining process 13 and a denitrification process 14, the sludge removal device 4 storing a material chemically bonding to the ion component included in a dissolved liquid flowing out from a dissolution tank 2, and removing the sludge is installed on the downstream side of the dissolution tank 2 in the shearing-dissolving process 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、原子燃料再処理施設の溶解工程に適用される原子燃料再処理システムに関するものである。   The present invention relates to a nuclear fuel reprocessing system applied to a melting process of a nuclear fuel reprocessing facility.

石油・天然ガスなどの化石燃料は一度燃焼すると、二度と燃料として使うことができないが、原子力発電所で利用されている燃料は燃焼後再処理することで、繰り返し使うことができる。   Once fossil fuels such as oil and natural gas are burned, they cannot be used again, but the fuels used in nuclear power plants can be used repeatedly by reprocessing them after combustion.

現在、日本の原子力発電所(軽水炉)で使用されている燃料は主にウラン235である。このウラン235が放出した中性子をウラン238が吸収すると、ウラン238の一部がプルトニウムに変化する。そこで、燃え残っているウラン235と新たに生成されたプルトニウムを再処理して取り出し、新しい燃料として使用する原子燃料再処理プロセスが開発されている。   Currently, uranium 235 is the main fuel used in Japanese nuclear power plants (light water reactors). When uranium 238 absorbs the neutrons emitted by uranium 235, a part of uranium 238 is changed to plutonium. Therefore, a nuclear fuel reprocessing process has been developed in which unburned uranium 235 and newly generated plutonium are removed by reprocessing and used as new fuel.

原子燃料の再処理施設では、使用済燃料溶解工程、ウランとプルトニウムの分離工程、ウランまたはプルトニウムの精製工程、脱硝工程などの各種工程作業が成されている。   In the nuclear fuel reprocessing facility, various process operations such as spent fuel dissolution process, uranium and plutonium separation process, uranium or plutonium purification process, and denitration process are performed.

使用済燃料溶解工程では使用済原子燃料を硝酸で加熱溶解する。しかし、原子燃料の被覆管(ハル)のせん断片(切粉)および硝酸には溶解しにくいFP(核分裂生成物)元素からなるスラッジ(固形分)の存在が知られている。また、ZrやMoなどのイオンが溶解液の中に多量に存在し、ZrやMoなどのイオンは溶解液中の約15〜20%を占めており、これらが化学反応し、モリブデン酸ジルコニウム(Zr(OH)Mo(HO))というコロイド状の沈殿物を生成することも分かっている。これらの固形分が配管内に付着し、配管を閉塞する可能性があり、固形分や固形分生成の要因となるイオンを除去するシステムが必要となっている。 In the spent fuel dissolving process, spent nuclear fuel is heated and dissolved with nitric acid. However, the existence of sludge (solid content) composed of FP (fission product) elements which are difficult to dissolve in nitric acid (cladding pieces) and nitric acid of cladding tubes (hulls) of nuclear fuel is known. Further, ions such as Zr and Mo are present in a large amount in the solution, and ions such as Zr and Mo account for about 15 to 20% of the solution, and these chemically react with each other to form zirconium molybdate ( It has also been found to produce a colloidal precipitate called Zr (OH) 2 Mo 2 O 7 (H 2 O) 2 ). There is a possibility that these solid contents adhere to the inside of the pipe and block the pipe, and there is a need for a system that removes solids and ions that cause solids generation.

特開2000−56077号公報JP 2000-56077 A 特開2002−333497号公報JP 2002-333497 A

原子燃料再処理プロセスでは、溶解槽で使用済燃料を溶解した後、不要な固形分を遠心清澄機で除去し、分離工程でウランとプルトニウムを分離する。しかし、遠心清澄機でのスラッジの分離効率は90%程度であり、残りの約10%の微粒子のスラッジは溶解液内に残ってしまう。   In the nuclear fuel reprocessing process, spent fuel is dissolved in a dissolution tank, then unnecessary solids are removed with a centrifugal clarifier, and uranium and plutonium are separated in a separation step. However, the sludge separation efficiency in the centrifugal clarifier is about 90%, and the remaining sludge of about 10% fine particles remains in the solution.

また、遠心清澄機ではイオン成分は除去できないので、溶解液内のイオンが化学反応し、スラッジを生成する可能性もある。そこで、特開2000−56077号公報では溶解槽内に金属ジルコニウム片を挿入し、ZrやMoなどの不要なイオンを挿入した金属ジルコニウム片上に析出させる方法を提案している。   In addition, since the ionic component cannot be removed by the centrifugal clarifier, ions in the solution may chemically react to generate sludge. In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-56077 proposes a method in which a metal zirconium piece is inserted into a dissolution tank and deposited on a metal zirconium piece into which unnecessary ions such as Zr and Mo are inserted.

しかしながら、この方法ではZrやMoなどの不要イオンは除去できても、遠心清澄機などで分離しきれなかった約10%の微粒子のスラッジの除去が難しく、イオン成分を除去するにも約30時間と時間がかかるおそれがあった。   However, even though unnecessary ions such as Zr and Mo can be removed by this method, it is difficult to remove sludge of about 10% fine particles that could not be separated by a centrifugal clarifier, and about 30 hours to remove ion components. There was a risk of taking time.

また、これらの除去できなかったスラッジなどが配管等に付着し、配管を閉塞させる可能性がある。そこで、遠心清澄機で除去しきれない微粒子のスラッジやイオン成分を同時に除去する原子燃料再処理システムを提供する。   In addition, sludge and the like that could not be removed may adhere to the pipe or the like and block the pipe. Therefore, a nuclear fuel reprocessing system that simultaneously removes sludge and ion components of fine particles that cannot be removed by a centrifugal clarifier is provided.

本発明は、せん断・溶解工程、分離工程、精製工程、脱硝工程からなる原子燃料再処理システムにおいて、せん断・溶解工程における溶解槽の下流側にこの溶解槽から流出する溶解液に含まれるイオン成分と化学結合する材質を収容しスラッジを除去するスラッジ除去装置を設置したことを特徴とする。   The present invention relates to a nuclear fuel reprocessing system comprising a shearing / dissolution process, a separation process, a purification process, and a denitration process, and an ionic component contained in the solution flowing out of the dissolution tank downstream of the dissolution tank in the shearing / dissolution process. And a sludge removal device for removing sludge and containing a material that chemically bonds to the substrate.

せん断・溶解工程における溶解槽から流出する溶解液または遠心清澄機でスラッジを除去した溶解液をスラッジ除去装置に送り、遠心清澄機で除去しきれなかった固形分や不要なイオン成分を化学結合させて除去することによって、スラッジによる配管閉塞を防止することができ、安定した原子燃料の再処理を行なうことができる。   The dissolved solution flowing out from the dissolution tank in the shearing / dissolving process or the dissolved solution from which the sludge has been removed by the centrifugal clarifier is sent to the sludge removal device, and the solid content that could not be removed by the centrifugal clarifier and unnecessary ion components are chemically bonded. By removing them, it is possible to prevent clogging of the pipes due to sludge and to perform stable nuclear fuel reprocessing.

スラッジ除去装置を適用した実施例1に係る原子燃料再処理システムの全体構成を概略で示すブロック図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram which shows roughly the whole structure of the nuclear fuel reprocessing system which concerns on Example 1 to which the sludge removal apparatus is applied. スラッジ除去装置を適用した実施例2に係る原子燃料再処理システムの全体構成を概略で示すブロック図。The block diagram which shows roughly the whole structure of the nuclear fuel reprocessing system which concerns on Example 2 to which a sludge removal apparatus is applied. 本発明に採用されるスラッジ除去装置の一例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an example of the sludge removal apparatus employ | adopted as this invention. 本発明に採用されるスラッジ除去装置の他の例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the other example of the sludge removal apparatus employ | adopted as this invention.

以下、本発明に係る原子燃料再処理システムの実施例について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a nuclear fuel reprocessing system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施例1)
以下、図1を用いて実施例1を説明する。図1はスラッジ除去装置を原子燃料再処理プロセスに組み合わせたときの全体を示した概略ブロック図である。
(Example 1)
Hereinafter, Example 1 is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a schematic block diagram showing the whole when a sludge removal apparatus is combined with a nuclear fuel reprocessing process.

図1において、せん断・溶解工程1において使用済燃料Aを切断し、溶解槽2においてこの切断された使用済燃料Aを溶解する。溶解した使用済燃料Aはせん断・溶解工程1内に設置されている遠心清澄機3に送られ、スラッジBを分離する。遠心清澄機3でスラッジBを除去した溶解液Cはスラッジ除去装置4に送られ、遠心清澄機3で除去しきれなかった固形分や不要なイオン成分が除去される。   In FIG. 1, the spent fuel A is cut in the shear / dissolution step 1, and the cut spent fuel A is melted in the melting tank 2. The dissolved spent fuel A is sent to the centrifugal clarifier 3 installed in the shearing / dissolving step 1 to separate the sludge B. The solution C from which the sludge B has been removed by the centrifugal clarifier 3 is sent to the sludge removing device 4, and solids and unnecessary ion components that could not be removed by the centrifugal clarifier 3 are removed.

このスラッジ除去装置4において固形分や不要なイオン成分が除去された溶解液Cは分離工程5に送られ、ウランとプルトニウムDが分離され、精製工程13でこの分離されたウランとプルトニウムDの純度が高められて精製され、脱硝工程14で硝酸を分離して脱硝し、ウラン、プルトニウム燃料粉末としている。   The solution C from which the solid content and unnecessary ionic components have been removed in the sludge removing device 4 is sent to the separation step 5 where uranium and plutonium D are separated, and the purity of the separated uranium and plutonium D in the purification step 13 In the denitration process 14, nitric acid is separated and denitrated to obtain uranium and plutonium fuel powder.

上記構成において、遠心清澄機3でのスラッジ分離性能を確認するため、模擬液を使用して試験を実施した。   In the above configuration, in order to confirm the sludge separation performance in the centrifugal clarifier 3, a test was performed using a simulated solution.

模擬液としてグリセリン水溶液、スラッジの模擬として酸化鉄を使用した。その結果、遠心清澄機3でのスラッジの分離効率は90%程度で、残りの約10%の微粒子のスラッジは溶解液内に残った。また、遠心清澄機3ではイオン成分は除去できないので、溶解液内のイオンが化学反応し、スラッジを生成する可能性もある。原子燃料再処理システムにおいて、不要なイオン成分としてはZrO2+やZr4+などがあり、これらのイオンが下の式に従って固形分になることが分かっている。   A glycerin aqueous solution was used as a simulation liquid, and iron oxide was used as a simulation of sludge. As a result, the sludge separation efficiency in the centrifugal clarifier 3 was about 90%, and the remaining sludge of about 10% fine particles remained in the solution. In addition, since the ionic component cannot be removed by the centrifugal clarifier 3, ions in the solution may chemically react to generate sludge. In the nuclear fuel reprocessing system, unnecessary ion components include ZrO2 + and Zr4 +, and it has been found that these ions become solids according to the following equation.

Zr4++HO→ZrO2++2H 式1
2HMoO +ZrO2++2HO→Zr(OH)Mo(HO) 式2
式2の右辺に現れるモリブデン酸ジルコニウムはコロイド状の沈殿物となることが知られている。これらのスラッジが配管壁に付着し、配管閉塞を引き起こす可能性がある。そこで、遠心清澄機3でスラッジを除去した溶解液Cをスラッジ除去装置4に送り、遠心清澄機3で除去しきれなかった固形分や不要なイオン成分を化学結合させてスラッジ除去装置4によって除去することで、スラッジによる配管閉塞などを防止することができ、安定した原子燃料の再処理を実施することができる。
Zr 4+ + H 2 O → ZrO 2+ + 2H + Formula 1
2HMoO 4 + ZrO 2+ + 2H 2 O → Zr (OH) 2 Mo 2 O 7 (H 2 O) 2 Formula 2
It is known that zirconium molybdate appearing on the right side of Formula 2 becomes a colloidal precipitate. There is a possibility that these sludges adhere to the pipe wall and cause the pipe to be blocked. Therefore, the solution C from which the sludge has been removed by the centrifugal clarifier 3 is sent to the sludge remover 4, and solids and unnecessary ion components that could not be removed by the centrifugal clarifier 3 are chemically bonded and removed by the sludge remover 4. By doing so, it is possible to prevent pipe clogging due to sludge and to perform stable nuclear fuel reprocessing.

(実施例2)
図2はスラッジ除去装置を原子燃料再処理プロセスに組み合わせたときの別の形態例を示した概略ブロック図である。なお、図2において図1と同一部分には同一符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
(Example 2)
FIG. 2 is a schematic block diagram showing another embodiment when the sludge removal apparatus is combined with the nuclear fuel reprocessing process. 2, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration of those parts is omitted.

図2においてせん断・溶解工程1において使用済燃料Aを切断し、溶解槽2において溶解する。溶解槽2の直後に図1に示した遠心清澄機3の代わりにスラッジ除去装置4を設置し、このスラッジ除去装置4において固形分や不要なイオン成分が除去された溶解液Cは分離工程5に送られ、ウランとプルトニウムDが分離され、精製工程13でウランとプルトニウムDの純度が高められて精製され、脱硝工程14で硝酸を分離して脱硝し、ウラン、プルトニウム燃料粉末としている。   In FIG. 2, the spent fuel A is cut in the shearing / dissolution step 1 and dissolved in the dissolution tank 2. Immediately after the dissolution tank 2, a sludge removal device 4 is installed instead of the centrifugal clarifier 3 shown in FIG. Uranium and plutonium D are separated, purified in a purification step 13 to increase the purity of uranium and plutonium D, and denitrated in a denitration step 14 to separate and denitrate into uranium and plutonium fuel powder.

この場合、スラッジ除去装置4は図1のスラッジ除去装置4と比較して大容量処理できる構成としている。   In this case, the sludge removing device 4 is configured to be able to process a large volume compared to the sludge removing device 4 of FIG.

このようなシステムとすることで遠心清澄機3の設置を省くことができ、スラッジによる配管閉塞などを防止することができ、安定した原子燃料の再処理を実施することができる。   By setting it as such a system, installation of the centrifugal clarifier 3 can be omitted, pipe | tube obstruction | occlusion etc. by sludge can be prevented, and the stable reprocessing of nuclear fuel can be implemented.

(実施例3)
図3は実施例1または実施例2に採用されるスラッジ除去装置の一例である。
Example 3
FIG. 3 is an example of a sludge removal apparatus employed in the first or second embodiment.

図3において、スラッジ除去装置4を構成する溶解液供給配管6から、溶解液Cが供給される。スラッジ除去装置4内のろ過槽7にろ過材15が充填される。ろ過材15は1μm以下のスラッジが流路に捕集できる流路が形成できる径の微粒子である。このろ過材15は溶解液Cに含まれるイオン成分と化学結合する材質であればよく、好ましくは金属ジルコニウムから構成されている。   In FIG. 3, the solution C is supplied from the solution supply pipe 6 that constitutes the sludge removing device 4. The filter medium 15 is filled in the filtration tank 7 in the sludge removing device 4. The filter medium 15 is a fine particle having a diameter capable of forming a flow path capable of collecting sludge of 1 μm or less in the flow path. The filter medium 15 may be any material that is chemically bonded to an ionic component contained in the solution C, and is preferably made of metal zirconium.

溶解液Cはこのろ過材15が充填されたろ過槽7を通過することで、溶解液C内のスラッジがろ過槽7内に捕集され、溶解液出口配管8からスラッジが除去された溶解液Cが取り出される。   The solution C passes through the filter tank 7 filled with the filter medium 15, so that the sludge in the solution C is collected in the filter tank 7 and the sludge is removed from the solution outlet pipe 8. C is taken out.

また、溶解液C内の不要なイオン成分はろ過槽7に充填しているろ過材15上に析出する。不要なイオン成分としてはZrO2+やZr4+であり、これらの化学種を源とするスラッジ生成を、同元素からなる金属ジルコニウムまたはジルコニウム化合物から構成されるろ過材15表面を起点として生じさせ、さらに成長を助長する。 Further, unnecessary ion components in the solution C are deposited on the filter medium 15 filled in the filter tank 7. Unnecessary ionic components are ZrO 2+ and Zr 4+ , and sludge generation using these chemical species as a source is generated starting from the surface of the filter medium 15 composed of metal zirconium or zirconium compound composed of the same element, and Contribute to growth.

ろ過槽7内にある程度の時間、溶解液Cを供給し続けると、ろ過槽7にスラッジが溜まり圧力損失が増大し、溶解液Cがろ過しづらくなる。この場合、充填してあるろ過材15を洗浄する。ろ過槽7内に充填されたろ過材15上に析出したモリブデン酸ジルコニウムはアルカリ条件下で次の式3の反応式に基づいてモリブデンが選択的に溶解する。   If the solution C is continuously supplied into the filtration tank 7 for a certain period of time, sludge accumulates in the filter tank 7 and the pressure loss increases, making it difficult to filter the solution C. In this case, the filled filter medium 15 is washed. The zirconium molybdate deposited on the filter medium 15 filled in the filtration tank 7 is selectively dissolved under the alkaline condition based on the following reaction formula (3).

Zr(OH)Mo(HO)+4OH→2MoO 2−+ZrO・2(HO)+3HO 式3
そこで、ろ過材15の表面に析出したスラッジも溶解するように洗浄液は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液が好ましい。スラッジ除去装置4にはアルカリ水溶液タンク9が設置しており、溶解液Cの供給方向と逆の方向からアルカリ水溶液をアルカリ水溶液供給配管10を介して供給し、ろ過槽7内を洗浄する。そして、洗浄後のろ過材15の表面に析出したスラッジが溶解した洗浄液はスラッジ除去装置4に設置してある洗浄液タンク11に排出される。
Zr (OH) 2 Mo 2 O 7 (H 2 O) 2 + 4OH → 2MoO 4 2− + ZrO 2 .2 (H 2 O) + 3H 2 O Formula 3
Accordingly, the cleaning liquid is preferably an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide so that sludge deposited on the surface of the filter medium 15 is also dissolved. The sludge removal device 4 is provided with an alkaline aqueous solution tank 9, and the aqueous alkaline solution is supplied through the aqueous alkaline solution supply pipe 10 from the direction opposite to the direction of supply of the solution C to clean the inside of the filtration tank 7. Then, the cleaning liquid in which the sludge deposited on the surface of the filter medium 15 after cleaning is dissolved is discharged to the cleaning liquid tank 11 installed in the sludge removing device 4.

このようにすることで、ろ過槽7にスラッジが溜まり、溶解液Cがろ過しづらくなった場合においても、アルカリ水溶液によってろ過材15を再生することができる。さらに、ろ過槽7内に捕集したスラッジが浮遊する流速でアルカリ水溶液をスラッジ除去装置4の下流(溶解液Cの供給方向と逆の方向)から流すことで、アルカリ水溶液に溶解しないスラッジも洗浄することができる。また、洗浄中は当該スラッジ除去装置4を含む系統が停止してしまうため、スラッジ除去装置4を複数台並列に設置し、スラッジ除去装置4を洗浄中のものから他のスラッジ除去装置4に切り替えて使用することとする。   By doing in this way, even when sludge accumulates in the filtration tank 7 and it becomes difficult to filter the solution C, the filter medium 15 can be regenerated with the alkaline aqueous solution. Furthermore, the sludge that does not dissolve in the alkaline aqueous solution is also washed by flowing the alkaline aqueous solution from the downstream of the sludge removing device 4 (the direction opposite to the supply direction of the solution C) at a flow rate at which the sludge collected in the filtration tank 7 floats. can do. In addition, since the system including the sludge removal device 4 stops during cleaning, a plurality of sludge removal devices 4 are installed in parallel, and the sludge removal device 4 is switched from the one being cleaned to another sludge removal device 4. To use.

(実施例4)
図4は実施例1または実施例2に採用されるスラッジ除去装置の他の実施例である。なお、図4において図3と同一部分には同一符号を付しその部分の構成の説明は省略する。
Example 4
FIG. 4 shows another embodiment of the sludge removing apparatus employed in Embodiment 1 or Embodiment 2. In FIG. 4, the same parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description of the structure of those parts is omitted.

図4において、スラッジ除去装置4aを構成する溶解液供給配管6より、溶解液Cを供給する。スラッジ除去装置4aの系統において実施例3で示したろ過槽7のろ過材15の代わりにフィルター12を設置する。   In FIG. 4, the solution C is supplied from the solution supply pipe 6 constituting the sludge removing device 4a. In the system of the sludge removal device 4a, a filter 12 is installed instead of the filter medium 15 of the filter tank 7 shown in the third embodiment.

フィルター12は孔径1μm以下である。このフィルター12は溶解液Cに含まれるイオン成分と化学結合する材質であればよく、好ましくは金属ジルコニウム、ジルコニウム化合物等から成る焼結金属のフィルターである。溶解液Cはこのフィルター12を通過することで、溶解液C内の固形分はフィルター12上に捕集され、溶解液出口配管8からスラッジが除去された溶解液Cが取り出される。   The filter 12 has a pore diameter of 1 μm or less. The filter 12 may be made of any material that can chemically bond with the ionic component contained in the solution C, and is preferably a sintered metal filter made of metal zirconium, a zirconium compound, or the like. By passing the solution C through the filter 12, the solid content in the solution C is collected on the filter 12, and the solution C from which the sludge is removed is taken out from the solution outlet pipe 8.

また、溶解液C内の不要なイオン成分はフィルター12上に析出する。不要なイオン成分としてはZrO2+やZr4+であり、これらの化学種を源とするスラッジ生成を、同元素からなる金属ジルコニウムまたはジルコニウム化合物から構成されるフィルター12の表面を起点として生じさせ、さらに成長を助長する。 Further, unnecessary ionic components in the solution C are deposited on the filter 12. Unnecessary ionic components are ZrO 2+ and Zr 4+ , and sludge generation using these chemical species as a source is generated starting from the surface of the filter 12 composed of metal zirconium or zirconium compound composed of the same element, and Contribute to growth.

フィルター12にある程度の時間、溶解液を供給し続けると、目詰まりして圧力損失が増大し、溶解液Cがろ過しづらくなる。この場合、フィルター12を洗浄する。フィルター12の表面に析出したモリブデン酸ジルコニウムはアルカリ条件下で上述した式3の反応式に基づいてモリブデンが選択的に溶解するので、洗浄液は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液が好ましい。   If the solution is continuously supplied to the filter 12 for a certain period of time, the filter 12 is clogged and the pressure loss increases, and the solution C becomes difficult to filter. In this case, the filter 12 is washed. Since the zirconium molybdate deposited on the surface of the filter 12 is selectively dissolved based on the above reaction formula 3 under alkaline conditions, the cleaning solution is preferably an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide.

スラッジ除去装置4aにはアルカリ水溶液タンク9が設置してあり、溶解液Cの供給と逆の方向からアルカリ水溶液をアルカリ水溶液供給配管10を介して供給し、フィルター12を洗浄する。   The sludge removal device 4a is provided with an alkaline aqueous solution tank 9, and the alkaline aqueous solution is supplied from the direction opposite to the supply of the solution C through the alkaline aqueous solution supply pipe 10 to wash the filter 12.

そして、洗浄液はスラッジ除去装置4aに設置してある洗浄液タンク11に排出される。このようにすることで、フィルター12にスラッジが溜まり、溶解液Cがろ過しづらくなった場合においても、アルカリ水溶液によってフィルター12を再生することができる。   Then, the cleaning liquid is discharged to a cleaning liquid tank 11 installed in the sludge removing device 4a. By doing in this way, even when sludge accumulates in the filter 12 and it becomes difficult to filter the solution C, the filter 12 can be regenerated with the alkaline aqueous solution.

さらに、フィルター12上に捕集したスラッジが浮遊する流速でアルカリ水溶液をスラッジ除去装置4aの下流(溶解液Cの供給方向と逆の方向)から流すことで、アルカリ水溶液に溶解しないスラッジも洗浄することができる。   Furthermore, the sludge that does not dissolve in the alkaline aqueous solution is also washed by flowing the alkaline aqueous solution from the downstream of the sludge removing device 4a (the direction opposite to the supply direction of the solution C) at a flow rate at which the sludge collected on the filter 12 floats. be able to.

また、洗浄中は当該スラッジ除去装置4aを含む系統が停止してしまうため、スラッジ除去装置4aを複数並列に設置し、スラッジ除去装置4aを洗浄中のものから他のスラッジ除去装置4aに切り替えて使用することとする。   In addition, since the system including the sludge removal device 4a stops during cleaning, a plurality of sludge removal devices 4a are installed in parallel, and the sludge removal device 4a is switched from the one being cleaned to another sludge removal device 4a. I will use it.

1…せん断・溶解工程、2…溶解槽、3…遠心清澄機、4、4a…スラッジ除去装置、5…分離工程、6…溶解液供給配管、7…ろ過槽、8…溶解液出口配管、9…アルカリ水溶液タンク、10…アルカリ水溶液供給配管、11…洗浄液タンク、12…フィルター、13…精製工程、14…脱硝工程、15…ろ過材、A…使用済燃料、B…スラッジ、C…溶解液、D…ウランとプルトニウム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shearing / dissolution process, 2 ... Dissolution tank, 3 ... Centrifugal clarifier 4, 4a ... Sludge removal apparatus, 5 ... Separation process, 6 ... Dissolution supply pipe, 7 ... Filtration tank, 8 ... Dissolution outlet pipe, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Alkaline aqueous solution tank, 10 ... Alkaline aqueous solution supply piping, 11 ... Cleaning liquid tank, 12 ... Filter, 13 ... Purification process, 14 ... Denitration process, 15 ... Filter material, A ... Spent fuel, B ... Sludge, C ... Dissolution Liquid, D ... Uranium and plutonium.

Claims (6)

せん断・溶解工程、分離工程、精製工程、脱硝工程からなる原子燃料再処理システムにおいて、せん断・溶解工程における溶解槽の下流側にこの溶解槽から流出する溶解液に含まれるイオン成分と化学結合する材質を収容しスラッジを除去するスラッジ除去装置を設置したことを特徴とする原子燃料再処理システム。   In a nuclear fuel reprocessing system consisting of a shearing / dissolution process, separation process, purification process, and denitration process, it chemically binds to ionic components contained in the solution flowing out of this dissolution tank downstream of the dissolution tank in the shearing / dissolution process. A nuclear fuel reprocessing system characterized in that a sludge removal device that contains material and removes sludge is installed. 前記スラッジ除去装置をせん断・溶解工程を構成する遠心清澄機の下流側に設置したことを特徴とする請求項1記載の原子燃料再処理システム。   2. The nuclear fuel reprocessing system according to claim 1, wherein the sludge removing device is installed downstream of a centrifugal clarifier constituting a shearing / dissolving step. 前記スラッジ除去装置は、ろ過槽内にろ過材が充填して構成され、そのろ過材として前記溶解液に含まれるイオン成分と化学結合する材質のろ過材が充填していることを特徴とする請求項1または2記載の原子燃料再処理システム。   The sludge removing device is configured by filling a filter tank with a filter medium, and the filter medium is filled with a filter medium made of a material that chemically bonds with an ionic component contained in the solution. Item 3. The nuclear fuel reprocessing system according to Item 1 or 2. 前記スラッジ除去装置は、フィルターから構成され、このフィルターは孔径が1μm以下かつ前記溶解液に含まれるイオン成分と化学結合する材質から形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の原子燃料再処理システム。   3. The atom according to claim 1, wherein the sludge removing device includes a filter, and the filter is formed of a material having a pore diameter of 1 μm or less and chemically bonded to an ionic component contained in the solution. Fuel reprocessing system. 前記溶解液に含まれるイオン成分と化学結合する材質はジルコニウムまたはジルコニウム化合物であることを特徴とする請求項3または4記載の原子燃料再処理システム。   The nuclear fuel reprocessing system according to claim 3 or 4, wherein the material chemically bonded to the ionic component contained in the solution is zirconium or a zirconium compound. 前記スラッジ除去装置には、前記ろ過材またはフィルターの再生用のアルカリ水溶液を供給するためのアルカリ水溶液タンクおよび洗浄済みの洗浄液を貯留する洗浄液タンクを設置したことを特徴とする請求項3から5の何れか1項記載の原子燃料再処理システム。   6. The sludge removal apparatus is provided with an alkaline aqueous solution tank for supplying an alkaline aqueous solution for regenerating the filter medium or filter and a cleaning liquid tank for storing a cleaned cleaning liquid. The nuclear fuel reprocessing system according to any one of the preceding claims.
JP2009192142A 2009-08-21 2009-08-21 Nuclear fuel reprocessing system Abandoned JP2011043424A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009192142A JP2011043424A (en) 2009-08-21 2009-08-21 Nuclear fuel reprocessing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009192142A JP2011043424A (en) 2009-08-21 2009-08-21 Nuclear fuel reprocessing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011043424A true JP2011043424A (en) 2011-03-03

Family

ID=43830956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009192142A Abandoned JP2011043424A (en) 2009-08-21 2009-08-21 Nuclear fuel reprocessing system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011043424A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142599A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 三菱重工業株式会社 Method foe removing radioactive substance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016142599A (en) * 2015-01-30 2016-08-08 三菱重工業株式会社 Method foe removing radioactive substance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8753518B2 (en) Concentrate treatment system
US8512460B2 (en) Carbon dioxide recovery system
JP6628313B2 (en) Filter vent device
CN102580537B (en) Method for regenerating filter core of security filter
US9283418B2 (en) Concentrate treatment system
JP2008232773A (en) Treater for water containing radioactive material in nuclear power plant
JP2011043424A (en) Nuclear fuel reprocessing system
JP2982517B2 (en) Operating method of boiling water nuclear power plant and boiling water nuclear power plant
JPH0217924A (en) Method for backwashing hollow yarn membrane filter apparatus
RU2268513C1 (en) Method of processing of radioactive effluent
JP5501266B2 (en) Pipe cleaning method in nuclear power plant
JP4402969B2 (en) Filter
JP5881310B2 (en) Filtration equipment and power plant
JP4533980B2 (en) High volume reduction vitrification treatment method of high level radioactive liquid waste
US20220215978A1 (en) Method and apparatus for improved removal and retention of radioactive particulates from fluids
JP2012002599A (en) Sludge cleaning apparatus for used fuel and sludge cleaning method
JP4356012B2 (en) Nuclear power plant
JP2007024816A (en) Vitrification processing method of radioactive waste liquid
JP2010217090A (en) Method for incinerating silicone oil discharged from nuclear facility
JPH10192605A (en) Filter for filter bed and power generation plant provided with the same
Savkin Development and trials of a technology for reprocessing of NPP liquid radioactive wastes
JP3994203B2 (en) Reprocessing method by selective sulfidation and magnetic separation
JP6783192B2 (en) How to operate the boron recycling system and the boron recycling system
JP7062568B2 (en) Water treatment method and water treatment preparation method for nuclear power plants
JP6437206B2 (en) Operation method after long-term shutdown of nuclear power plant and apparatus for removing corrosion products from nuclear power plant

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20111125

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20111205

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120222

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20130329