JP2013164267A - Radioactive waste liquid processing apparatus and radioactive waste liquid processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力プラントから排出される放射性物質を含む放射性廃液を処理するための放射性廃液処理装置および放射性廃液処理方法に関する。 The present invention relates to a radioactive waste liquid treatment apparatus and a radioactive waste liquid treatment method for treating a radioactive waste liquid containing a radioactive substance discharged from a nuclear power plant.
原子力関連プラントの主要な問題の一つに、放射性廃液の処理がある。放射性廃液は、ろ過、イオン交換、蒸発濃縮等の工程を経て放射性物質の濃縮処理を行った後、濃縮後の放射性物質をセメント等で固化して安定した固体廃棄物として保管している。
ろ過やイオン交換の処理を行う場合、放射性物質を再分離するための薬品の投入、ろ過膜及びイオン交換樹脂の二次廃棄物の処理が必要となる。
また、放射性廃液は出来るだけ減容処理して最小体積の安定した固体状とすることが望ましいが、蒸発濃縮や固化処理の場合には水分を蒸発させるための大量の熱エネルギーを投入することが必要となる。例えば、特許文献1には、濃縮液を熱分解して溶融固化する処理工程を備えた放射性廃液の処理方法が記載されている。
One of the major problems in nuclear power plants is the treatment of radioactive liquid waste. The radioactive liquid waste is subjected to a concentration process of the radioactive substance through steps such as filtration, ion exchange, and evaporation concentration, and then the concentrated radioactive substance is solidified with cement or the like and stored as a stable solid waste.
When filtration or ion exchange treatment is performed, it is necessary to input chemicals for re-separation of radioactive materials, and to treat secondary waste of filtration membranes and ion exchange resins.
In addition, it is desirable to reduce the volume of radioactive waste liquid as much as possible to a stable solid state with a minimum volume. However, in the case of evaporation concentration or solidification treatment, a large amount of heat energy may be input to evaporate moisture. Necessary. For example, Patent Document 1 describes a method for treating a radioactive waste liquid that includes a treatment step in which a concentrated solution is thermally decomposed and melted and solidified.
上述した特許文献1に開示された放射性廃液の処理方法では、マイクロ波加熱により濃縮液を熱分解,溶融固化処理することが記載されているが、このような方法では、濃縮液を熱分解,溶融固化処理する際に外部から大きな熱エネルギーを加える必要があり、廃液量の増加に比例して廃液の加熱に要するコストも大きくなるという課題があった。 In the radioactive waste liquid treatment method disclosed in Patent Document 1 described above, it is described that the concentrate is thermally decomposed and melted and solidified by microwave heating. In such a method, the concentrate is pyrolyzed, When melt-solidifying, it is necessary to apply a large amount of heat energy from the outside, and there is a problem that the cost required for heating the waste liquid increases in proportion to the increase in the amount of waste liquid.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で放射性廃液を濃縮することが可能であり、かつ、濃縮に掛かるコストを低減することが可能な放射性廃液処理装置および放射性廃液処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to concentrate radioactive waste liquid with a simple configuration, and to reduce the cost required for concentration and radioactive waste liquid treatment. It aims to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は、次のような放射性廃液処理装置を提供した。すなわち、本発明の放射性廃液処理装置は、原子力プラントから排出される放射性物質を含む放射性廃液を処理するための放射性廃液処理装置であって、
前記放射性廃液を貯留する貯槽と、該貯槽内で前記放射性廃液を撹拌する攪拌手段と、を少なくとも備え、前記原子核崩壊によって生じる崩壊熱を利用して、前記放射性廃液の水分を水蒸気として蒸発させ、前記放射性廃液を減容することを特徴とする。
In order to solve the above problems, some aspects of the present invention provide the following radioactive liquid waste treatment apparatus. That is, the radioactive waste liquid treatment apparatus of the present invention is a radioactive waste liquid treatment apparatus for treating a radioactive waste liquid containing a radioactive substance discharged from a nuclear power plant,
A storage tank for storing the radioactive liquid waste, and a stirring means for stirring the radioactive liquid waste in the storage tank, using the decay heat generated by the nuclear decay, evaporating the water of the radioactive liquid waste as water vapor, The radioactive waste liquid is reduced in volume.
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、貯槽内に貯留された放射性廃液に対して、放射性廃液の撹拌手段によって原子核崩壊により発生した熱を貯槽内の放射性廃液全体に効率良く伝熱することを促す。これにより、放射性廃液の濃縮のために放射性廃液を加熱して水蒸気を発生させる従来の放射性廃液処理装置と比較して、外部から熱エネルギーを加えるなど大きなエネルギーを必要とせず、より小さなエネルギーで放射性廃液の脱水を行うことが可能になる。よって、簡易な構成で放射性廃液を濃縮することが可能であり、かつ、濃縮に掛かるコストを低減することが可能となる。 According to the radioactive liquid waste treatment apparatus having such a configuration, the heat generated by the nuclear decay is efficiently transferred to the entire radioactive liquid waste in the storage tank by the radioactive waste liquid stirring means with respect to the radioactive liquid waste stored in the storage tank. Encourage As a result, compared to conventional radioactive liquid waste treatment equipment that generates water vapor by heating the radioactive liquid waste to concentrate the radioactive liquid waste, it does not require a large amount of energy, such as adding heat energy from the outside, and is radioactive with less energy. It becomes possible to dewater the waste liquid. Therefore, it is possible to concentrate the radioactive liquid waste with a simple configuration, and it is possible to reduce the cost for concentration.
また、放射性廃液の濃縮にあたって、崩壊熱による水分の蒸発を用いることによって、例えば、イオン交換樹脂や濾過膜を用いた濃縮と比較して、濃縮後の二次廃棄物(イオン交換樹脂、濾過膜)が発生しないため、放射性廃液の濃縮を低コストで行うことができる。 In addition, in the concentration of radioactive waste liquid, by using evaporation of moisture by decay heat, for example, secondary waste after concentration (ion exchange resin, filtration membrane, compared with concentration using ion exchange resin or filtration membrane) ) Does not occur, the radioactive liquid waste can be concentrated at a low cost.
前記攪拌手段は、前記貯槽内の前記放射性廃液に対して攪拌用ガスを吹き込むガス噴射機構であることを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、放射性廃液にガスを吹き込むだけで、放射性廃液を攪拌して放射性廃液を濃縮させるための崩壊熱の有効利用を促すことができる。
The stirring means is a gas injection mechanism for blowing a stirring gas into the radioactive liquid waste in the storage tank.
According to the radioactive waste liquid processing apparatus having such a configuration, it is possible to promote effective use of decay heat for agitating the radioactive waste liquid and concentrating the radioactive waste liquid simply by blowing gas into the radioactive waste liquid.
前記貯槽で生じさせた水蒸気を凝縮して凝集水を生成する凝縮器と、該凝集水を濃縮して濃縮水を生成するする濃縮器と、該濃縮水を前記貯槽に還流させる還流配管と、を更に備えたことを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、濃縮器で生成された濃縮水を貯槽に還流して原子核崩壊に利用することで、より一層崩壊熱を効率的に発生させることができる。
A condenser for condensing water vapor generated in the storage tank to generate condensed water, a concentrator for concentrating the condensed water to generate concentrated water, a reflux pipe for refluxing the concentrated water to the storage tank, Is further provided.
According to the radioactive liquid waste treatment apparatus having such a configuration, decay heat can be more efficiently generated by refluxing the concentrated water generated in the concentrator to the storage tank and using it for nuclear decay.
前記凝集水に含まれる放射性物質を除去する濾過手段を更に備えたことを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、放射性物質を除去した安全な放流水を得ることができる。
It further comprises a filtering means for removing radioactive substances contained in the condensed water.
According to the radioactive liquid waste treatment apparatus having such a configuration, it is possible to obtain safe discharged water from which radioactive substances have been removed.
前記貯槽で生じさせた水蒸気に含まれている水素を、触媒を介して酸素と反応させる反応手段を更に備えたことを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、水蒸気に含まれている水素から熱エネルギーを回収して利用することができる。
It further comprises reaction means for reacting hydrogen contained in the water vapor generated in the storage tank with oxygen through a catalyst.
According to the radioactive liquid waste treatment apparatus having such a configuration, it is possible to recover and use thermal energy from hydrogen contained in water vapor.
前記反応手段で生じた反応熱を前記貯槽内の前記放射性廃液に伝播させる熱伝導手段を更に備えたことを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、水蒸気に含まれている水素から熱エネルギーを回収して放射性廃液の濃縮に用いることで、より一層効率的に放射性廃液の濃縮を行うことができる。
It further comprises heat conduction means for propagating reaction heat generated by the reaction means to the radioactive waste liquid in the storage tank.
According to the radioactive liquid waste treatment apparatus having such a configuration, the radioactive liquid waste can be more efficiently concentrated by recovering the thermal energy from the hydrogen contained in the water vapor and using it for the concentration of the radioactive liquid waste. .
前記貯槽に凝固材を注入する凝固材注入孔を形成したことを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理装置によれば、濃縮後の放射性廃液の残留物から、容易に処分用の固化物を形成することができる。
A solidified material injection hole for injecting the solidified material into the storage tank is formed.
According to the radioactive liquid waste treatment apparatus having such a configuration, a solidified material for disposal can be easily formed from the residue of the concentrated radioactive liquid waste.
本発明の放射性廃液処理方法は、原子力プラントから排出される放射性物質を含む放射性廃液を処理するための放射性廃液処理方法であって、
前記放射性廃液を貯留する貯槽内で、前記放射性物質の原子核崩壊から発生する熱を効率良く利用し、該崩壊熱を利用して、前記放射性廃液の水分を水蒸気として蒸発させる蒸発工程を少なくとも備えたことを特徴とする。
The radioactive waste liquid treatment method of the present invention is a radioactive waste liquid treatment method for treating a radioactive waste liquid containing a radioactive substance discharged from a nuclear power plant,
In the storage tank for storing the radioactive liquid waste, at least an evaporation step of efficiently using heat generated from nuclear decay of the radioactive substance and evaporating the water of the radioactive liquid waste as water vapor using the decay heat is provided. It is characterized by that.
このような構成の放射性廃液処理方法によれば、槽内に貯留された放射性廃液から発生する崩壊熱を利用し、放射性廃液中の水分の蒸発を効率良く促す。これにより、放射性廃液の濃縮のために放射性廃液を加熱して水蒸気を発生させる従来の放射性廃液処理装置と比較して、外部から熱エネルギーを加えるなど大きなエネルギーを必要とせず、より小さなエネルギーで放射性廃液の脱水を行うことが可能になる。よって、簡易な構成で放射性廃液を濃縮することが可能であり、かつ、濃縮に掛かるコストを低減することが可能となる。 According to the radioactive waste liquid processing method having such a configuration, the decay heat generated from the radioactive waste liquid stored in the tank is utilized to efficiently promote the evaporation of moisture in the radioactive waste liquid. As a result, compared to conventional radioactive liquid waste treatment equipment that generates water vapor by heating the radioactive liquid waste to concentrate the radioactive liquid waste, it does not require a large amount of energy, such as adding heat energy from the outside, and is radioactive with less energy. It becomes possible to dewater the waste liquid. Therefore, it is possible to concentrate the radioactive liquid waste with a simple configuration, and it is possible to reduce the cost for concentration.
また、放射性廃液の濃縮にあたって、放射性廃液を攪拌するだけで放射性廃液の濃縮を行うことが可能になるため、外部から放射性廃液を加熱する工程や、イオン交換樹脂や濾過膜等を用いた濃縮工程が不要となる。これにより、放射性廃液の濃縮プロセスを大幅に簡略化し、簡易なプロセスで放射性廃液の濃縮、脱水を行うことが可能になる。 In addition, it is possible to concentrate radioactive waste liquid simply by stirring the radioactive waste liquid, so the process of heating the radioactive waste liquid from the outside, or the concentration process using ion exchange resin or filtration membrane, etc. Is no longer necessary. This greatly simplifies the concentration process of the radioactive liquid waste and makes it possible to concentrate and dehydrate the radioactive liquid liquid with a simple process.
前記蒸発工程によって得られた放射性廃液の濃縮物に対して凝固材を添加し、固化体を得る凝固工程を更に備えたことを特徴とする。
このような構成の放射性廃液処理方法によれば、濃縮後の放射性廃液の残留物から、容易に処分用の固化物を形成することができる。
The method further comprises a coagulation step of adding a coagulant to the radioactive liquid waste concentrate obtained by the evaporation step to obtain a solidified body.
According to the radioactive liquid waste processing method having such a configuration, a solidified material for disposal can be easily formed from the residue of the radioactive liquid waste after concentration.
本発明の放射性廃液処理装置によれば、貯槽内に貯留された放射性廃液から発生する崩壊熱を利用し、放射性廃液中の水分の蒸発を効率良く促す。これにより、放射性廃液の濃縮のために放射性廃液を加熱して水蒸気を発生させる従来の放射性廃液処理装置と比較して、外部から熱エネルギーを加えるなど大きなエネルギーを必要とせず、より小さなエネルギーで放射性廃液の脱水を行うことが可能になる。よって、簡易な構成で放射性廃液を濃縮することが可能であり、かつ、濃縮に掛かるコストを低減することが可能となる。 According to the radioactive liquid waste treatment apparatus of the present invention, the decay heat generated from the radioactive liquid waste stored in the storage tank is utilized to efficiently promote the evaporation of moisture in the radioactive liquid waste. As a result, compared to conventional radioactive liquid waste treatment equipment that generates water vapor by heating the radioactive liquid waste to concentrate the radioactive liquid waste, it does not require a large amount of energy, such as adding heat energy from the outside, and is radioactive with less energy. It becomes possible to dewater the waste liquid. Therefore, it is possible to concentrate the radioactive liquid waste with a simple configuration, and it is possible to reduce the cost for concentration.
また、放射性廃液の濃縮にあたって、崩壊熱による水分の蒸発を用いることによって、例えば、イオン交換樹脂や濾過膜を用いた濃縮と比較して、濃縮後の二次廃棄物(イオン交換樹脂、濾過膜)が発生しないため、放射性廃液の濃縮を低コストで行うことができる。 In addition, in the concentration of radioactive waste liquid, by using evaporation of moisture by decay heat, for example, secondary waste after concentration (ion exchange resin, filtration membrane, compared with concentration using ion exchange resin or filtration membrane) ) Does not occur, the radioactive liquid waste can be concentrated at a low cost.
以下、図面を参照して、本発明に係る放射性廃液処理装置、放射性廃液処理方法の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, with reference to the drawings, an embodiment of a radioactive waste liquid treatment apparatus and a radioactive waste liquid treatment method according to the present invention will be described. The present embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for convenience, and the dimensional ratio of each component is the same as the actual one. Not necessarily.
[第一実施形態]
図1は、本発明の放射性廃液処理装置の第一実施形態に係る概略構成図である。
本実施形態に係る放射性廃液処理装置10は、放射性廃液の水分を水蒸気として蒸発させることによって、放射性廃液に含まれる放射性物質の含有濃度を高める(濃縮する)装置である。放射性廃液処理装置10は、放射性廃液Aを貯留する貯槽11と、この貯槽11に設けられ、放射性廃液の崩壊を促進させるガス噴射機構(攪拌手段)12とを備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram according to the first embodiment of the radioactive liquid waste treatment apparatus of the present invention.
The radioactive waste
貯槽11は、例えば、原子炉を中心とした原子力プラントにおいて、使用済み核燃料を再処理した際に生じる高レベル放射性廃液を貯留するための水槽である。貯槽11に貯留される高レベル放射性廃液(以下、単に放射性廃液と称する場合がある)は、核分裂生成物(FP)や超ウラン核種(TRU/MA)を含んでおり、強い放射線を長期間に渡って放出する。こうした放射性廃液に含まれる放射性物質は、強い放射線を放出する際に原子核崩壊を起こしており、原子核崩壊の過程で崩壊熱が発生している。
The
原子核崩壊は、不安定な原子核(放射性同位体)が放射性壊変する現象であり、例えば、
アルファ粒子を放出して陽子2個および中性子2個を減じた核種に変わるアルファ崩壊、質量数を変えることなく、陽子および中性子の変換が行われるベータ崩壊、これらアルファ崩壊やベータ崩壊の後に原子核に残存する過剰なエネルギーによってガンマ線を放出するガンマ崩壊、重く不安定な原子核がより質量の小さな原子核に分裂して安定な核種へと変化する核分裂反応などが知られている。
Nuclear decay is a phenomenon in which an unstable nucleus (radioisotope) undergoes radioactive decay,
Alpha decay that emits alpha particles and turns into a nuclide with two protons and two neutrons reduced, beta decay in which proton and neutron conversion is performed without changing mass number Known are gamma decay, which emits gamma rays by the remaining excess energy, and fission reactions in which heavy and unstable nuclei split into smaller nuclei and change into stable nuclides.
崩壊熱(Decay heat)は、こうした原子核崩壊の過程で放出される放射線エネルギーが周囲の物質を加熱するために生じる。時間当たりに放出される崩壊熱のエネルギーは、不安定な核種であるほど大きく、その大きさは元の放射性物質がしだいに放射線を放って比較的安定な核種や安定核種へと変化するに従って減少する。 Decay heat is generated because the radiation energy released during the nuclear decay heats the surrounding material. The energy of decay heat released per hour is larger for unstable nuclides, and its magnitude decreases as the original radioactive material gradually emits radiation and changes to relatively stable nuclides and stable nuclides. To do.
ガス噴射機構(攪拌手段)12は、放射性廃液Aに含まれる放射性物質の原子核崩壊によって発生する熱エネルギーを効率良く放射性廃液Aに伝える手段である。ガス噴射機構(攪拌手段)12は、例えば、貯槽11に貯留される放射性廃液Aに対してガスを吹き込み、放射性廃液Aに対流を生じさせ、放射性廃液Aを攪拌させる。こうしたガス噴射機構(攪拌手段)12としては、例えば、ガスを送出するコンプレッサー(図示略)と、送出されたガスを貯槽11内に攪拌用ガスGとして放出させるガス放出部14とから構成されている。
The gas injection mechanism (stirring means) 12 is a means for efficiently transmitting the thermal energy generated by the nuclear decay of the radioactive substance contained in the radioactive waste liquid A to the radioactive waste liquid A. The gas injection mechanism (stirring means) 12, for example, blows gas into the radioactive waste liquid A stored in the
貯槽11内に放出させる攪拌用ガスGは、特に限定されるものではないが、例えば、空気、窒素、希ガスなどが挙げられる。窒素や希ガスなどを攪拌用ガスGとして用いる場合、コンプレッサーにこれらガスを供給するガスボンベなどが接続されていれば良い。
The stirring gas G discharged into the
以上のような構成の放射性廃液処理装置10を用いた、本発明の放射性廃液処理方法を説明する。本発明の放射性廃液処理方法によって、放射性廃液処理の1つである、放射性廃液の濃縮を行う際には、まず、原子力プラントなど使用済み核燃料を再処理した際に生じる高レベル放射性廃液を貯槽11に導入し、貯留する。
The radioactive waste liquid processing method of this invention using the radioactive waste
放射性廃液中に含まれる放射性物質はその多くが微粒子状の形態として存在しており、長時間静置される状態が続くと、放射性物質は貯槽11の底に沈殿する。原子核崩壊による熱エネルギーは、貯槽11の底部側に偏って発生するため、貯槽11内に導入された高レベル放射性廃液を効率良く加熱することが出来ない。
次に、ガス噴射機構(攪拌手段)12を動作させ、ガス放出部14から攪拌用ガスGを放射性廃液A内に放出(噴射)させる(蒸発工程)。放射性廃液A内に攪拌用ガスGが送り込まれると、その気泡の上昇によって放射性廃液Aに対流が生じ、放射性廃液Aが攪拌される。
Most of the radioactive substances contained in the radioactive liquid waste are present in the form of fine particles, and the radioactive substances are deposited on the bottom of the
Next, the gas injection mechanism (stirring means) 12 is operated to discharge (inject) the stirring gas G from the
撹拌用ガスGによる放射性廃液Aの撹拌によって、貯槽11内に均一に放射性物質が分布することにより、原子核崩壊により発生する熱エネルギーを放射性廃液Aに均一に伝えることが可能となる。
これによって放射性廃液Aは効率良く加熱され、水分が水蒸気Hとして貯槽11から放出される。この結果、放射性廃液Aから水分が迅速に除去され、放射性廃液Aの濃縮(脱水)が行われる。この放射性廃液Aの濃縮は、例えば、放射性廃液Aから水分が完全に除去され、放射性物質の残留物が固化して残る程度にまで行うことが好ましい。
By stirring the radioactive liquid waste A with the gas G for stirring, the radioactive material is uniformly distributed in the
As a result, the radioactive liquid waste A is efficiently heated, and moisture is released from the
以上のような構成の本発明の放射性廃液処理装置、放射性廃液処理方法によれば、貯槽11内に貯留された放射性廃液Aに対して、撹拌手段であるガス噴射機構(攪拌手段)12によって原子核崩壊から発生する崩壊熱を効率良く利用し、放射性廃液中の水分の蒸発を効率良く促す。これにより、放射性廃液Aの濃縮のために放射性廃液Aを加熱して水蒸気を発生させる従来の放射性廃液処理装置と比較して、外部から熱エネルギーを加えるなど大きなエネルギーを必要とせず、空気などガスを送り込むなど、より小さなエネルギーで放射性廃液Aの脱水を行うことが可能になる。これによって、簡易な構成で放射性廃液を濃縮することが可能であり、かつ、濃縮に掛かるコストを低減することが可能となる。
According to the radioactive waste liquid processing apparatus and the radioactive waste liquid processing method of the present invention having the above-described configuration, the nuclear nuclei are generated by the gas injection mechanism (stirring means) 12 serving as the stirring means for the radioactive waste liquid A stored in the
また、放射性廃液の濃縮にあたって、崩壊熱による水分の蒸発を用いることによって、例えば、イオン交換樹脂や濾過膜を用いた濃縮と比較して、濃縮後の二次廃棄物(イオン交換樹脂、濾過膜)が発生しないため、放射性廃液の濃縮を低コストで行うことができる。 In addition, in the concentration of radioactive waste liquid, by using evaporation of moisture by decay heat, for example, secondary waste after concentration (ion exchange resin, filtration membrane, compared with concentration using ion exchange resin or filtration membrane) ) Does not occur, the radioactive liquid waste can be concentrated at a low cost.
また、放射性廃液の濃縮にあたって、放射性廃液Aを攪拌するだけで放射性廃液Aの濃縮を行うことが可能になる。このため、外部から放射性廃液Aを加熱する工程や、イオン交換樹脂や濾過膜等を用いた濃縮工程が不要となる。これによって、放射性廃液の濃縮プロセスを大幅に簡略化することが可能になる。 Further, when the radioactive liquid waste is concentrated, the radioactive liquid waste A can be concentrated only by stirring the radioactive liquid waste A. For this reason, the process which heats radioactive waste liquid A from the outside, and the concentration process using an ion exchange resin, a filtration membrane, etc. become unnecessary. This makes it possible to greatly simplify the radioactive waste liquid concentration process.
なお、上述した実施形態では、崩壊熱を効率良く利用するため放射性廃液の攪拌を行っているが、これ以外にも、スクリューなどを用いて機械的に放射性廃液の攪拌を行ったり、放射性廃液に超音波を印加するなど、他の方法によって放射性廃液に含まれる放射性物質の原子核崩壊を促進させる構成であってもよい。 In the embodiment described above, the radioactive waste liquid is agitated in order to efficiently use the decay heat, but in addition to this, the radioactive waste liquid is mechanically agitated using a screw or the like, The structure which accelerates | stimulates the nuclear decay of the radioactive substance contained in radioactive waste liquid by other methods, such as applying an ultrasonic wave, may be sufficient.
また、崩壊熱だけでは放射性廃液の濃縮に必要な熱量が得られない場合は、補助的にボイラー等から高温蒸気を導入して放射性廃液の加熱を促進させることも好ましい。 In addition, when the amount of heat necessary for concentration of the radioactive liquid waste cannot be obtained only by decay heat, it is also preferable to promote the heating of the radioactive liquid waste by introducing high-temperature steam from a boiler or the like.
[第二実施形態]
図2は、本発明の放射性廃液処理装置の第二実施形態に係る概略構成図である。
この本実施形態に係る放射性廃液処理装置20は、前述した第一実施形態の放射性廃液処理装置に対して、崩壊熱によって発生させた水蒸気の処理機構を更に付加したものである。
放射性廃液処理装置20は、放射性廃液Aを貯留する貯槽21と、この貯槽21に設けられ、放射性廃液の崩壊を促進させる撹拌手段であるガス噴射機構(攪拌手段)22と、水蒸気処理機構25とを備えてなる。ガス噴射機構(攪拌手段)22は、ガスを送出するコンプレッサー(図示略)と、送出されたガスを貯槽21内に攪拌用ガスGとして放出させるガス放出部24とから構成されている。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram according to the second embodiment of the radioactive liquid waste treatment apparatus of the present invention.
The radioactive liquid
The radioactive liquid
水蒸気処理機構25は、凝縮器31、凝縮水槽32、濃縮器(濃縮工程)33、核種除去装置(濾過手段)34、処理水槽35などから構成されている。
ガス噴射機構(攪拌手段)22によって攪拌された放射性廃液Aの崩壊熱によって生じた水蒸気Hは、微量の放射性核種を含んでいることがある。このため、この水蒸気Hを水蒸気処理機構25によって処理する。
The
The water vapor H generated by the decay heat of the radioactive liquid waste A stirred by the gas injection mechanism (stirring means) 22 may contain a trace amount of radionuclide. For this reason, this water vapor H is processed by the water
凝縮器31は、例えば熱交換器であって、水蒸気Hを冷却することにより液化させて液滴とする。そして、凝縮水槽32に凝縮水として蓄えられる。濃縮器(濃縮工程)33は、凝縮水に含まれる放射性核種の含有量を濃縮させて、核種除去装置34による放射性核種除去効率を高める。こうした濃縮器(濃縮工程)33は、例えば蒸留装置が用いられる。
The
また、この濃縮器(濃縮工程)33によって生じた濃縮水の一部を貯槽21に還流させる還流配管36が設けられている。還流配管36によって還流された濃縮水は、貯槽21で崩壊熱の発生に用いることができ、より一層効率的に貯槽21における崩壊熱の発生を促進することができる。
In addition, a
核種除去装置(濾過手段)34は、濃縮器(濃縮工程)33によって生じた処理水に含まれる微量の放射性核種を除去するものであり、濾材、例えば活性炭による放射性核種の吸着を行う。なお、ここで生じる吸着済みの活性炭は二次廃棄物となるが、処理水に含まれる放射性核種は微量であり、放射性廃液Aの処理量と比較するとその発生量は僅かである。
そして、核種除去装置(濾過手段)34で放射性核種が吸着された後の処理水は、処理水槽35に一旦、貯留された後、放流される。この放流される時点での処理水は、各種放流基準内の水質の水である。
The nuclide removing device (filtering means) 34 removes a small amount of radionuclide contained in the treated water generated by the concentrator (concentration step) 33, and performs adsorption of the radionuclide with a filter medium, for example, activated carbon. The adsorbed activated carbon generated here becomes secondary waste, but the amount of radionuclide contained in the treated water is very small, and the amount generated is small compared to the amount treated with the radioactive waste liquid A.
The treated water after the radionuclide is adsorbed by the nuclide removing device (filtering means) 34 is once stored in the treated
このような構成の放射性廃液処理装置20によれば、放射性廃液Aの崩壊熱によって発生させた水蒸気Hを濃縮し、濃縮水の一部を還流配管36を介して貯槽21に還流させることにより、放射性廃液Aの崩壊熱の発生をより一層促進させることができる。また、濃縮器(濃縮工程)33によって生じた処理水に含まれる放射性核種を核種除去装置(濾過手段)34によって取り除くことにより、安全に処理水を放流することができる。
According to the radioactive liquid
また、放射性廃液Aの崩壊熱によって発生させた水蒸気Hから得られた濃縮水の一部を貯槽21に還流させることにより、攪拌用ガスGを外部から導入するプロセスの一部を省略することも可能となり、放射性廃液の濃縮プロセスの更なる簡略化を実現することが可能になる。
In addition, a part of the process of introducing the stirring gas G from the outside may be omitted by returning a part of the concentrated water obtained from the water vapor H generated by the decay heat of the radioactive liquid waste A to the
なお、図3に示すように、放射性廃液処理装置20の核種除去装置(濾過手段)34で用いられた濾材、例えば活性炭を貯槽21内に導入する使用済み濾材導入工程Pを更に備えることも好ましい。処理水に含まれる放射性核種を吸着した後の活性炭(濾材)を、この使用済み濾材導入工程Pによって貯槽21に導入することで、放射性物質を含む廃棄物を貯槽21に集約することができる。これによって、貯槽21内の放射性廃液Aの濃縮(脱水)後に残った固形物(放射性物質)と、導入した使用済み濾材とを一括して固化体にするなど、効率的に二次廃棄物の処理を行うことができる。
In addition, as shown in FIG. 3, it is also preferable to further include a used filter medium introduction step P for introducing the filter medium used in the nuclide removal apparatus (filter means) 34 of the radioactive liquid
[第三実施形態]
図4は、本発明の放射性廃液処理装置の第三実施形態に係る概略構成図である。
この本実施形態に係る放射性廃液処理装置40は、前述した第一実施形態の放射性廃液処理装置に対して、崩壊熱によって発生させた水蒸気に含まれる水素から更にエネルギーを取り出す反応機構を更に付加したものである。
放射性廃液処理装置40は、放射性廃液Aを貯留する貯槽41と、この貯槽41に設けられ、ガス噴射機構(攪拌手段)42と、反応機構45とを備えてなる。ガス噴射機構(攪拌手段)42は、ガスを送出するコンプレッサー(図示略)と、送出されたガスを貯槽41内に攪拌用ガスGとして放出させるガス放出部44とから構成されている。
[Third embodiment]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram according to the third embodiment of the radioactive liquid waste treatment apparatus of the present invention.
The radioactive liquid
The radioactive waste
反応機構45は、反応器(反応手段)51、熱交換器(熱伝導手段)52、排ガス還流配管53などから構成されている。
ガス噴射機構(攪拌手段)22によって攪拌された放射性廃液Aの崩壊熱によって生じた水蒸気(水素を含む蒸気)Hは、遊離した水素を含んでいる。反応器(反応手段)51は、この水素と空気ないし酸素とを反応させる(酸水素反応)触媒を備えている。この触媒としては、例えば、白金、パラジウムなどを含む材料を用いることができる。このような水素と空気ないし酸素との反応によって、水蒸気が発生するとともに、反応熱が生じる。この反応熱は、貯槽41内に形成された熱交換器(熱伝導手段)52に伝播され、貯槽41に貯留された放射性廃液Aの加熱に用いられる。
The
The water vapor (vapor containing hydrogen) H generated by the decay heat of the radioactive liquid waste A stirred by the gas injection mechanism (stirring means) 22 contains liberated hydrogen. The reactor (reaction means) 51 includes a catalyst for reacting this hydrogen with air or oxygen (oxyhydrogen reaction). As this catalyst, for example, a material containing platinum, palladium or the like can be used. Such a reaction between hydrogen and air or oxygen generates water vapor and heat of reaction. This reaction heat is propagated to a heat exchanger (heat conduction means) 52 formed in the
一方、反応器51の酸水素反応によって生じた水蒸気からなる排ガスは、排ガス還流配管53を介してガス噴射機構(攪拌手段)42に還流させる。そして、この排ガスをガス放出部44から攪拌用ガスGとして放出させることによって、排ガス中に含まれる熱エネルギーを放射性廃液Aの蒸発に利用することが出来る。
On the other hand, the exhaust gas composed of water vapor generated by the oxyhydrogen reaction in the
このような構成の放射性廃液処理装置40によれば、攪拌用ガスGによって放射性廃液Aを攪拌して崩壊熱の発生を促進させるとともに、放射性廃液Aから発生した水蒸気に含まれる水素と空気とを反応器51で反応させ、生じた反応熱を放射性廃液Aの加熱に用いることによって、少ないエネルギー消費で更に一層効率的に放射性廃液Aの濃縮を行うことが可能となる。また、反応器51で生じた排ガスをガス噴射機構(攪拌手段)42に還流させることによって、攪拌用ガスGを容易に発生させることが可能になる。
According to the radioactive waste
そして、反応器51で生じた排ガスを攪拌用ガスGとして用いることによって、攪拌用ガスGを外部から導入するプロセスを省略することも可能となり、放射性廃液の濃縮プロセスの更なる簡略化を実現することが可能になる。
Further, by using the exhaust gas generated in the
[第四実施形態]
図5は、本発明の放射性廃液処理装置の第四実施形態に係る概略構成図である。
この本実施形態に係る放射性廃液処理装置60は、前述した第一実施形態の放射性廃液処理装置に対して、固化体の製造を容易にする構成を加えたものである。
放射性廃液処理装置60は、放射性廃液Aを貯留する貯槽61と、この貯槽61に設けられ、ガス噴射機構(攪拌手段)62とを備えてなる。ガス噴射機構(攪拌手段)62は、ガスを送出するコンプレッサー(図示略)と、送出されたガスを貯槽61内に攪拌用ガスGとして放出させるガス放出部64とから構成されている。
[Fourth embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram according to the fourth embodiment of the radioactive liquid waste treatment apparatus of the present invention.
The radioactive waste
The radioactive waste
また、貯槽61には、この貯槽61内に凝固材を注入するための凝固材注入孔69が形成されている。凝固材は、放射性廃液Aの濃縮、乾燥後に生じた高レベルの放射性物質を固めて、地層処分とするための固化体を得るものであり、例えば、セメント、ガラス体などが用いられる。
Further, the
凝固材注入孔69は、凝固材を貯槽61内に均一に偏りなく注入するために、例えば、貯槽61の上面61a全体に、等間隔で多数形成されている。こうした凝固材注入孔69から、濃縮後に残った放射性物質に対して凝固材、例えばセメントを均一に注入して凝固させる(凝固工程)ことにより、地層処分用の固化体を得ることができる。
In order to uniformly inject the solidified material into the
10…放射性廃液処理装置、11…貯槽、12…ガス噴射機構(撹拌手段)、G…攪拌用ガス。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記放射性廃液を貯留する貯槽と、
該貯槽内で前記放射性物質を均一に撹拌する撹拌手段と
を少なくとも備え、
前記原子核崩壊によって生じる崩壊熱を利用して、前記放射性廃液の水分を水蒸気として蒸発させ、前記放射性廃液を減容することを特徴とする放射性廃液処理装置。 A radioactive liquid waste treatment apparatus for treating radioactive liquid waste containing radioactive substances discharged from a nuclear power plant,
A storage tank for storing the radioactive liquid waste;
And at least stirring means for uniformly stirring the radioactive substance in the storage tank,
A radioactive liquid waste treatment apparatus characterized in that, by using decay heat generated by the nuclear decay, water in the radioactive liquid waste is evaporated as water vapor to reduce the volume of the radioactive liquid waste.
前記放射性廃液を貯留する貯槽内で、前記放射性物質の原子核崩壊から発生する熱を効率良く利用し、該崩壊熱を利用して、前記放射性廃液の水分を水蒸気として蒸発させる蒸発工程を少なくとも備えたことを特徴とする放射性廃液処理方法。 A radioactive waste liquid treatment method for treating a radioactive waste liquid containing radioactive substances discharged from a nuclear power plant,
In the storage tank for storing the radioactive liquid waste, at least an evaporation step of efficiently using heat generated from nuclear decay of the radioactive substance and evaporating the water of the radioactive liquid waste as water vapor using the decay heat is provided. A method for treating radioactive liquid waste.
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