JP2596916B2 - 放射性廃棄物の溶融方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロ波を利用して焼却処理後の放射性
廃棄物（焼却灰）を溶融するマイクロ波溶融装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

原子力発電所等から発生する放射性廃棄物は、気体，
液体，固体の３種類に大別され、放射能の強さは高レベ
ル，中レベル，極低レベルに分類される。

従来、低レベル固体廃棄物の内，可燃物は焼却処理さ
れた後、その灰をドラム罐に入れて保管されていた。

然し、上記固体廃棄物量の増加に連れて、焼却処理後
の灰が多量に発生し、保管量も年々多くなっているた
め、上述の如き処理では自と限界がある。

そこで、上記固体廃棄物（焼却灰）を、マイクロ波を
利用して処理することが例えば特開昭55−143380号公報
等で開示されている。

これらのマイクロ波溶融装置によって処理される放射
性廃棄物は、原子力発電所等から排出された放射性廃棄
物を一旦焼却処理を施した所謂焼却灰である。

そして、これらの方法に於ては、ドラム罐に収納され
ている焼却灰を何等かの方法でマイクロ波溶融装置に供
給している。そして、炉本体にはマイクロ波発生装置で
発生されたマイクロ波が導波管を介して供給され、レト
ルト内で焼却灰の溶融を行ない、溶融完了後にレトルト
を炉本体から分離している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

然し、上述した如き方法では、レトルト内で焼却灰の
溶融状況を的確に把握することが困難なため、焼却灰の
供給停止時期の判断に難があった。

そこで、例えば特開昭59−126920号公報等に、レトル
ト内で溶融する焼却灰の湯面の検出方法が開示されてい
る。

この方式は、レトルト内の不活性ガス供給口から溶融
物中にガスを供給し、湯面が上昇しガス供給口を塞ぐこ
とによって不活性ガスの背圧が上昇するので、これを検
知するものである。

然し、この方式は、不活性ガスを供給する必要がある
ため、維持管理が大変である。又、背圧の検知は、温度
状況等によって変化するものであるから、正確な溶融状
況を検知し難い等の不具合があった。

〔発明の目的〕

本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為され
たもので、その目的は、処理場に搬入された放射性廃棄
物（焼却灰）をレトルト内で溶融するに際し、レトルト
内での焼却灰の溶融状況を放射温度計によって監視し
て、焼却灰の投入停止時期を的確に把握することが出来
る放射性廃棄物の溶融方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る放射性廃棄物の溶融方法は、マイクロ波
発生装置により発生されたマイクロ波を導波管を介して
炉本体に供給し、この炉本体に供給される放射性廃棄物
をレトルト内で溶融するマイクロ波溶融方法に於て、レ
トルト内に放射性廃棄物を連続的に供給して放射性廃棄
物を溶融し、レトルト内壁の一点を測定点としてこの壁
面の温度状況をレトルトの上方に位置する炉本体の下部
に設けた赤外線放射温度計兼フィードストップ温度計に
よって温度を測定し、湯面レベルがこの測定点まで達し
測定点が所定の温度以上になったら放射性廃棄物の供給
を停止させることを特徴とするものである。

〔発明の作用〕

本発明に於ては、赤外線放射温度計兼フィードストッ
プ温度計によって焼却灰の溶融面が所定のレベルになっ
たか否かを監視して焼却灰の供給を停止するから、焼却
灰の溶融完了が的確に把握され、焼却灰の完全溶融が図
れる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図に於て、１はマイクロ波発生装置、２はこのマイク
ロ波発生装置１に取り付けた導波管、３はこの導波管２
に設けたパワーモニタであり、出力検知器４と反射波検
知器５を有し、マイクロ波出力を監視する。６はEHチュ
ーナであり、電界調整器７と磁界調整器８を有し、磁
界，電界の振幅を調整し、非溶融物（焼却灰）と合わせ
る。９は導波管３に設けた２枚の石英板であり、マイク
ロ波を通すが粉塵を通さず、且つ、放射能の逆流を防止
するものである。石英板9,9の間の空間34には所定圧力
の空気が常時送られ、石英板９が破損した時の圧力降下
を感知して放射能が逆流しないようにする警報装置35が
設けてある。10は炉本体であり、導波管２が連結してい
る。11は炉本体10の上部に設けた広角非接触温度計であ
り、レトルト27内の溶融面の温度を監視して焼却灰の送
り量をコントロールする。12はITVであり、炉本体10内
のアーク及びガス燃焼状況を監視する。このITVが設置
されている監視窓へ空気を吹き付けて灰が付着するのを
防止するため、常時空気が供給されて炉本体10内の状況
が的確に把握出来るようにしてある。13は炉本体10に設
けた排気装置であり、バックフィルタ14,HEPAフィルタ1
5,排気ブロウ16を有し、放射能の流出を防止し乍ら炉本
体10内の排気ガスを排出する。17は炉本体10に設けたガ
ラス形成材供給装置であり、レトルト27内での焼却灰の
溶融が完了した後にその上にガラス形成材を供給して放
射能が洩れないように封じ込めるように構成されてい
る。18は炉本体10に設けたアークセンサ、19は炉本体10
に設けた放射温度計兼フィードストップ温度計であり、
レトルト27内壁の状況を監視し、焼却灰の溶融湯面が所
定のレベルになった時に焼却灰の供給を停止する指令を
出すように構成されている。20は炉本体10に設けた焼却
灰供給装置であり、ドラム罐21で送られて来る焼却灰を
取り出す装置22と、取り出された後に空気輸送される焼
却灰を吸着して分離するセラミックフィルタ23と、この
セラミックフィルタ23から分離板で分離された焼却灰を
受け取るホッパ24と、スクリュウフィーダ25とから構成
されている。26は炉本体10の下部に設けたグローブボッ
クスであり、焼却灰を受け取るレトルト27を炉本体10の
下部に結合・分離させるレトルト昇降装置28と、レトル
ト27をドラム罐32内に詰めるレトルト移動装置30と、ド
ラム罐32内に詰めたレトルト27を搬出するターンテーブ
ル31とから構成されている。

次に、本実施例をその処理工程に従って説明する。

先ず、レトルト27を昇降装置28によって上昇させて、
炉本体10の下部に結合する。この結合部は、マイクロ波
が洩れないようにチョーク構造体36を介して行なわれ
る。

次いで、レトルト27に、スクリュウフィーダ25から焼
却灰が連続的に供給される。この供給は、予めドラム罐
21に詰められて搬入された焼却灰を、焼却灰供給装置20
に於て空気輸送によってセラミックフィルタ23で吸着，
分離し、ホッパ24に貯え、スクリュウフィーダ25によっ
て炉本体10に供給出来るように調整してあるので、制御
装置（図示せず）又はオペレータの指令に従って行ない
得るようにしてある。

この焼却灰の供給が為された後に、マイクロ波発生装
置１を駆動してマイクロ波を発生させ、そのマイクロ波
を導波管２を介して炉本体10に供給する。そして、レト
ルト27に連続的に供給される焼却灰は、マイクロ波によ
って溶融される。この状況は広角非接触温度計11及びIT
V12によって監視されると共に、放射温度計兼フィード
ストップ温度計19によって監視される。此処で、広角非
接触温度計11は、湯面全体の平均温度を把握するもので
あって、不均一な湯面温度を平均値として測定すると共
に、溶融面と未溶融物との割合を湯面全体の平均温度で
捕らえ、溶融状態を測定することによって、焼却灰の送
り量をコントロールする。

この溶融工程に於ては、焼却灰をスクリュウフィーダ
25によって連続的に供給する溶融処理が行なわれてい
る。この処理工程に於ける湯面の状況は、1200℃前後の
高温状態の溶融湯面の上に未溶融物が一部被さった状態
となっている。被溶融物を完全に溶融させて、均一な溶
融物を得るためには、この面の状態をある適切な状態に
保つ必要がある。

そこで、本発明では、湯面温度の制御を、被溶融物の
投入量のコントロールによって行なうようにしている。

その具体的な手段としては、炉本体10内部に放射温度
計兼フィードストップ温度計19を設けた。

然し、溶融工程では、レトルト27から溶融物が溢れる
前に被溶融物の投入を停止しなければならないが、マイ
クロ波を加熱源とする炉に於ては炉本体10内にセンサを
挿入することが出来ない。

そこで、本発明では非接触形の温度計（放射温度計）
である放射温度計兼フィードストップ温度計19を用い
て、レトルト内壁の一点を測定し、湯面レベルがこの測
定点まで達して温度が上昇することを検知することによ
って、焼却灰の投入を停止するようにした。

放射温度計兼フィードストップ温度計19は、レトルト
27のフランジ面271から下へ約10cmの位置の温度が測定
出来るように、炉本体10の中央部に、斜め下に向くよう
に設置してある。

溶融工程で湯面が測定点より下にある時、800℃以下
の温度を指示し、湯面が測定点まで上昇すると、1000〜
1200℃に上昇する。そこで、アラーム機構を設け、測定
点が1000℃以上になったら、フィーダ25のモータ251に
インタロックが掛かるようにした。そして、このインタ
ロックは、次工程に入るために手動解除出来る。

従って、広角非接触温度計11によってフィーダ25によ
る焼却灰の供給量をコントロールし、且つ、放射温度計
兼フィードストップ温度計19によってレトルト27内での
溶融状況を直接監視する。この際、湯面の温度制御は、
広角非接触温度計11による感知信号に基づいて、変換器
→調節器→変換器→インバータ→モータ251→焼却灰投
入と言うフローによって行なわれる。

そして、放射温度計兼フィードストップ温度計19によ
って焼却灰の溶融湯面が所定のレベルになったことが検
知されると、焼却灰供給装置20からの焼却灰の供給を停
止する。

次いで、ガラス形成材供給装置17からガラス形成材を
供給させて、焼却灰の上をガラス形成材で覆った後、マ
イクロ波でガラス形成材を溶融し、放射能を封じ込め
る。

その後、マイクロ波発生装置１を停止して、マイクロ
波の供給を停止する。そして、レトルト27内の溶融物を
冷却して固化する。次いで、レトルト昇降装置28によっ
てレトルト27を降下させた後、移動装置29によってレト
ルト27を回動させて、レトルト移動装置30上に載置した
ドラム罐32内に詰める。そして、このドラム罐32をセメ
ントで固化した後、ターンテーブル31で搬出する。

尚、上記実施例に於けるマイクロ波発生装置、導波
管、この導波管に設けた感知機器、炉本体に設けた種々
の感知機器、排気装置、焼却灰供給装置、グローブボッ
クス、炉本体とグローブボックスとの結合構造等は一例
を示すに過ぎず、本発明はこれらに限定するものではな
く、マイクロ波溶融装置に用いられる得るものであれば
如何なるものであっても良い。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明によれば、レトルト内での焼却灰
の溶融湯面レベルを赤外線放射温度計兼フィードストッ
プ温度計で監視しているため、焼却灰の供給・停止が確
実に管理出来る。即ち、焼却灰の連続的な供給が可能と
なると共に、焼却灰の溶融を確実に為し得る等の利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示す説明図である。 １……マイクロ波発生装置、２……導波管、10……炉本
体、11……広角非接触温度計、17……ガラス形成材供給
装置、19……放射温度計兼フィードストップ温度計、20
……焼却灰供給装置（放射性廃棄物供給装置）、25……
フィーダ、27……レトルト。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マイクロ波発生装置により発生されたマイ
   クロ波を導波管を介して炉本体に供給し、この炉本体に
   供給される放射性廃棄物をレトルト内で溶融するマイク
   ロ波溶融方法に於て、レトルト内に放射性廃棄物を連続
   的に供給して放射性廃棄物を溶融し、レトルト内壁の一
   点を測定点としてこの壁面の温度状況をレトルトの上方
   に位置する炉本体の下部に設けた赤外線放射温度計兼フ
   ィードストップ温度計によって温度を測定し、湯面レベ
   ルがこの測定点まで達し測定点が所定の温度以上になっ
   たら放射性廃棄物の供給を停止させることを特徴とする
   放射性廃棄物の溶融方法。