JP2954892B2 - 放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法 - Google Patents
放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
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- G21F9/28—Treating solids
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- G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
- G21F9/305—Glass or glass like matrix
-
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- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- General Induction Heating (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コールドクルーシ
ブル誘導溶融炉を用いて、金属やガラス等の各種材質の
廃棄物を含む放射性雑固体廃棄物を効率よく誘導加熱し
て、減容・固化処理することができる溶融処理方法に関
するものである。
ブル誘導溶融炉を用いて、金属やガラス等の各種材質の
廃棄物を含む放射性雑固体廃棄物を効率よく誘導加熱し
て、減容・固化処理することができる溶融処理方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力関連施設等から発生する放射性雑
固体廃棄物は、発生量も多く、廃棄物の種類としても可
燃物、金属、ガラス、その他の不燃物等、多岐にわたる
物質が含まれている。これらを一括して簡便に溶融処理
する方法として本発明と同一の出願人から特許出願され
た方法（特開平７−６３８９５号、以下“先願方法”と
いう）がある。
固体廃棄物は、発生量も多く、廃棄物の種類としても可
燃物、金属、ガラス、その他の不燃物等、多岐にわたる
物質が含まれている。これらを一括して簡便に溶融処理
する方法として本発明と同一の出願人から特許出願され
た方法（特開平７−６３８９５号、以下“先願方法”と
いう）がある。
【０００３】この先願方法は、スリットで分割された水
冷式の金属製コールドクルーシブルを同じく水冷式の高
周波コイル内に配置した構造を有するコールドクルーシ
ブル誘導溶融炉を使用する。この溶融炉内に放射性雑固
体廃棄物を投入し、高周波コイルに高周波電流を供給す
ると、雑固体廃棄物中に含まれている金属等の導電性物
質が先ず誘導加熱されて溶融する。この時の発熱により
その周囲の他の導電性の低い雑固体廃棄物も間接的に加
熱される。すなわち金属が溶融加熱の起動源となり全体
が溶融状態とされる。
冷式の金属製コールドクルーシブルを同じく水冷式の高
周波コイル内に配置した構造を有するコールドクルーシ
ブル誘導溶融炉を使用する。この溶融炉内に放射性雑固
体廃棄物を投入し、高周波コイルに高周波電流を供給す
ると、雑固体廃棄物中に含まれている金属等の導電性物
質が先ず誘導加熱されて溶融する。この時の発熱により
その周囲の他の導電性の低い雑固体廃棄物も間接的に加
熱される。すなわち金属が溶融加熱の起動源となり全体
が溶融状態とされる。
【０００４】かような先願方法によれば、金属溶融の場
合は電磁場の作用により溶融物自体に浮上力が働くため
クルーシブルに直接接触せず、またガラス溶融の場合も
クルーシブルとの接触面が冷却されて固体層（スカル
層）となり金属と同様に高温溶融物のクルーシブルと直
接接触がないため、クルーシブルの高温侵食が発生する
ことがない。さらにクルーシブル自体が水冷されている
ため、その耐熱温度に制限されることなく溶融物の高温
溶融が可能となる。
合は電磁場の作用により溶融物自体に浮上力が働くため
クルーシブルに直接接触せず、またガラス溶融の場合も
クルーシブルとの接触面が冷却されて固体層（スカル
層）となり金属と同様に高温溶融物のクルーシブルと直
接接触がないため、クルーシブルの高温侵食が発生する
ことがない。さらにクルーシブル自体が水冷されている
ため、その耐熱温度に制限されることなく溶融物の高温
溶融が可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の先
願方法においては、雑固体廃棄物中の例えば金属材質を
誘導加熱するのに適した単一周波数を単一の高周波コイ
ルに印加することにより先ず金属を溶融加熱し、この発
熱を起動源としてガラスや可燃物などを間接的に加熱し
ているため、全体を均一な溶融状態とするまでに時間が
かかり、溶融処理すべき固体廃棄物の材質に応じた最適
な溶融性能を発揮させることが困難であった。
願方法においては、雑固体廃棄物中の例えば金属材質を
誘導加熱するのに適した単一周波数を単一の高周波コイ
ルに印加することにより先ず金属を溶融加熱し、この発
熱を起動源としてガラスや可燃物などを間接的に加熱し
ているため、全体を均一な溶融状態とするまでに時間が
かかり、溶融処理すべき固体廃棄物の材質に応じた最適
な溶融性能を発揮させることが困難であった。
【０００６】そこで本発明は、各種材質が混在する放射
性雑固体廃棄物であっても、個々の材質毎に最適な誘導
加熱がなされ、効率的に迅速に全体を溶融状態とするこ
とができる放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法を提供す
ることを目的としてなされたものである。
性雑固体廃棄物であっても、個々の材質毎に最適な誘導
加熱がなされ、効率的に迅速に全体を溶融状態とするこ
とができる放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法を提供す
ることを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の放射性
雑固体廃棄物の溶融処理方法は、高周波コイルの中に配
置された水冷式コールドクルーシブル誘導溶融炉内に各
種材質の廃棄物成分を含む放射性雑固体廃棄物を投入
し、この溶融炉を包囲する高周波コイルに高周波電流を
供給して雑固体廃棄物を誘導加熱することにより溶融す
る点では、先願発明と同様であるが、本発明において
は、放射性雑固体廃棄物中に含まれる各種材質の各々を
誘導加熱するのに適した周波数をもつ複数の高周波電流
を高周波コイルに供給するのである。
雑固体廃棄物の溶融処理方法は、高周波コイルの中に配
置された水冷式コールドクルーシブル誘導溶融炉内に各
種材質の廃棄物成分を含む放射性雑固体廃棄物を投入
し、この溶融炉を包囲する高周波コイルに高周波電流を
供給して雑固体廃棄物を誘導加熱することにより溶融す
る点では、先願発明と同様であるが、本発明において
は、放射性雑固体廃棄物中に含まれる各種材質の各々を
誘導加熱するのに適した周波数をもつ複数の高周波電流
を高周波コイルに供給するのである。
【０００８】かような本発明によれば、各種材質の廃棄
物成分が混在している雑固体廃棄物でも、各々の材質の
電気伝導性に応じて加熱に適した複数の周波数を高周波
コイルに供給できるため、廃棄物全体を迅速に効率よく
溶融処理することが可能となる。
物成分が混在している雑固体廃棄物でも、各々の材質の
電気伝導性に応じて加熱に適した複数の周波数を高周波
コイルに供給できるため、廃棄物全体を迅速に効率よく
溶融処理することが可能となる。
【０００９】複数の高周波電流を供給するに際しては、
単一の高周波コイルに異なる周波数をもつ複数の高周波
電流を同時に供給するようにしてもよく、あるいは、溶
融炉の周囲に複数の高周波コイルを配設し、異なる周波
数をもつ複数の高周波電流の各々を各周波数コイルにそ
れぞれ供給するようにしてもよい。
単一の高周波コイルに異なる周波数をもつ複数の高周波
電流を同時に供給するようにしてもよく、あるいは、溶
融炉の周囲に複数の高周波コイルを配設し、異なる周波
数をもつ複数の高周波電流の各々を各周波数コイルにそ
れぞれ供給するようにしてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の方法を実施するた
めに使用するコールドクルーシブル誘導溶融炉１０の一
例の概略構造を示すものであり、先願方法で用いるコー
ルドクルーシブル誘導溶融炉と同様に、スリットで分割
された水冷式の銅製コールドクルーシブル１１が、同じ
く水冷式の高周波コイル１２内に配置されている。コー
ルドクルーシブル１１および高周波コイル１２は冷却水
１３を循環させることにより冷却されており、高周波コ
イル１２には高周波電源盤１４Ａから所定の周波数の高
周波電流を供給するようになっている。
めに使用するコールドクルーシブル誘導溶融炉１０の一
例の概略構造を示すものであり、先願方法で用いるコー
ルドクルーシブル誘導溶融炉と同様に、スリットで分割
された水冷式の銅製コールドクルーシブル１１が、同じ
く水冷式の高周波コイル１２内に配置されている。コー
ルドクルーシブル１１および高周波コイル１２は冷却水
１３を循環させることにより冷却されており、高周波コ
イル１２には高周波電源盤１４Ａから所定の周波数の高
周波電流を供給するようになっている。
【００１１】本発明で使用する誘導溶融炉１０では、高
周波電源盤１４Ａとは別に高周波電源盤１３Ｂが設けら
れ、高周波電源盤１４Ａとは異なる周波数の高周波電流
を高周波コイル１２に同時に供給できるようにされてい
る。これによって、例えば固体廃棄物中の電気伝導性の
高い金属類の溶融加熱に適した数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ
の周波数帯の高周波電流を高周波電源盤１４Ａから高周
波コイル１２へ供給することにより、金属類を効率よく
誘導加熱して溶融することができる。一方、固体廃棄物
中の電気伝導性の低いガラス等に適した数百ｋＨｚ〜数
ＭＨｚの周波数帯の高周波電流を高周波電源盤１４Ｂか
ら高周波コイル１２へ供給することにより、ガラス等の
電気伝導性の低い固体廃棄物を効率よく溶融加熱するこ
とができる。
周波電源盤１４Ａとは別に高周波電源盤１３Ｂが設けら
れ、高周波電源盤１４Ａとは異なる周波数の高周波電流
を高周波コイル１２に同時に供給できるようにされてい
る。これによって、例えば固体廃棄物中の電気伝導性の
高い金属類の溶融加熱に適した数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ
の周波数帯の高周波電流を高周波電源盤１４Ａから高周
波コイル１２へ供給することにより、金属類を効率よく
誘導加熱して溶融することができる。一方、固体廃棄物
中の電気伝導性の低いガラス等に適した数百ｋＨｚ〜数
ＭＨｚの周波数帯の高周波電流を高周波電源盤１４Ｂか
ら高周波コイル１２へ供給することにより、ガラス等の
電気伝導性の低い固体廃棄物を効率よく溶融加熱するこ
とができる。
【００１２】かくしてコールドクルーシブル１１に投入
された放射性雑固体廃棄物１５は、全体的に迅速かつ均
一に溶融加熱されて溶融物１６とされる。次いでこの溶
融物１６は図示しないキャニスター（ステンレス鋼製容
器）の中に注入されて冷却され、廃棄物固化体１７とさ
れる。
された放射性雑固体廃棄物１５は、全体的に迅速かつ均
一に溶融加熱されて溶融物１６とされる。次いでこの溶
融物１６は図示しないキャニスター（ステンレス鋼製容
器）の中に注入されて冷却され、廃棄物固化体１７とさ
れる。
【００１３】高周波電源盤１４Ａ、１４Ｂから周波数帯
の異なる複数の高周波電流を同時にコイル１２へ供給す
る場合に、各電源盤１４Ａおよび１４Ｂへ別の電源盤か
らの別周波数電流が進入するのを避けるために、各電源
盤の周波数に１桁以上の差ができるように周波数を設定
することが好ましい。
の異なる複数の高周波電流を同時にコイル１２へ供給す
る場合に、各電源盤１４Ａおよび１４Ｂへ別の電源盤か
らの別周波数電流が進入するのを避けるために、各電源
盤の周波数に１桁以上の差ができるように周波数を設定
することが好ましい。
【００１４】さらに、各電源盤１４Ａ、１４Ｂの出力伝
送系に適切なインダクタンスとキャパシタンスとを組み
合わせた回路を配置することによっても、各電源盤への
別の電源盤からの高周波電流進入を防止することができ
る。
送系に適切なインダクタンスとキャパシタンスとを組み
合わせた回路を配置することによっても、各電源盤への
別の電源盤からの高周波電流進入を防止することができ
る。
【００１５】図２は本発明の方法を実施するために使用
するコールドクルーシブル誘導溶融炉の別な例を示すも
のであり、説明の重複を避けるために図１と同じ部材ま
たは同じ物質には図１と同じ参照番号を付してある。図
１の装置構造と相違する点は、高周波コイル１２を２つ
の別々な高周波コイル１２Ａ、１２Ｂに分割し、高周波
コイル１２Ａには高周波電源盤１４Ａからの高周波電流
を、高周波コイル１２Ｂには高周波電源盤１４Ｂからの
高周波電流（高周波電源盤１４Ａからの電流とは周波数
が異なる高周波電流）を、それぞれ供給する点である。
するコールドクルーシブル誘導溶融炉の別な例を示すも
のであり、説明の重複を避けるために図１と同じ部材ま
たは同じ物質には図１と同じ参照番号を付してある。図
１の装置構造と相違する点は、高周波コイル１２を２つ
の別々な高周波コイル１２Ａ、１２Ｂに分割し、高周波
コイル１２Ａには高周波電源盤１４Ａからの高周波電流
を、高周波コイル１２Ｂには高周波電源盤１４Ｂからの
高周波電流（高周波電源盤１４Ａからの電流とは周波数
が異なる高周波電流）を、それぞれ供給する点である。
【００１６】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明する。使
用したコールドクルーシブル誘導溶融炉は図１に示した
装置と同様の構成であり、炉の内径１００ｍｍ、深さ１
６０ｍｍで、１０個のセグメントに分割されている。高
周波コイルは、外径１７０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、ター
ン数８であり、２つの高周波電源盤から周波数４ＭＨｚ
および１００ｋＨｚ（出力は双方とも５０ｋＷ）の高周
波電流を単一の高周波コイルに供給した。なお、高周波
電源盤の双方にノイズ抑制回路を設置してノイズの干渉
を防止した。
用したコールドクルーシブル誘導溶融炉は図１に示した
装置と同様の構成であり、炉の内径１００ｍｍ、深さ１
６０ｍｍで、１０個のセグメントに分割されている。高
周波コイルは、外径１７０ｍｍ、高さ１００ｍｍ、ター
ン数８であり、２つの高周波電源盤から周波数４ＭＨｚ
および１００ｋＨｚ（出力は双方とも５０ｋＷ）の高周
波電流を単一の高周波コイルに供給した。なお、高周波
電源盤の双方にノイズ抑制回路を設置してノイズの干渉
を防止した。
【００１７】炉内にガラス材質としてガラスビーズを１
０００ｇおよび金属材質としてＳＵＳを５００ｇ投入
し、上記２種類の周波数の高周波電流を高周波コイルに
通電して加熱溶融を行った結果、約２０分で両材質とも
に溶融した。溶融温度は約１６００℃であり、固化後の
観察によって両材質とも完全に溶融されていることを確
認した。
０００ｇおよび金属材質としてＳＵＳを５００ｇ投入
し、上記２種類の周波数の高周波電流を高周波コイルに
通電して加熱溶融を行った結果、約２０分で両材質とも
に溶融した。溶融温度は約１６００℃であり、固化後の
観察によって両材質とも完全に溶融されていることを確
認した。
【００１８】単一周波数の高周波電流を通電してコール
ドクルーシブル誘導溶融炉を用いて固体廃棄物を溶融処
理する先願方法によって、ガラスビーズとＳＵＳとの混
合廃棄物を加熱して両材質を溶融させる場合には、両材
質の混合比が重量比で１：１である混合物が両材質を完
全に溶融させるための限度であったのに対し、上記した
本発明の実施例においては両材質の混合比が２：１の混
合物であっても両材質とも完全に溶融できることがわか
る。
ドクルーシブル誘導溶融炉を用いて固体廃棄物を溶融処
理する先願方法によって、ガラスビーズとＳＵＳとの混
合廃棄物を加熱して両材質を溶融させる場合には、両材
質の混合比が重量比で１：１である混合物が両材質を完
全に溶融させるための限度であったのに対し、上記した
本発明の実施例においては両材質の混合比が２：１の混
合物であっても両材質とも完全に溶融できることがわか
る。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明からわかるように本発明にお
いては、放射性雑固体廃棄物中に含まれる材質の異なる
個々の廃棄物成分を溶融加熱するのに適した複数の周波
数を印加するため、最も効果的な溶融性能が発揮でき、
その結果、各種材質の混在した放射性雑固体廃棄物に対
しても、廃棄物全体を均一かつ迅速に効率よく溶融処理
することが可能となる。
いては、放射性雑固体廃棄物中に含まれる材質の異なる
個々の廃棄物成分を溶融加熱するのに適した複数の周波
数を印加するため、最も効果的な溶融性能が発揮でき、
その結果、各種材質の混在した放射性雑固体廃棄物に対
しても、廃棄物全体を均一かつ迅速に効率よく溶融処理
することが可能となる。
【００２０】また、単一周波数の高周波を印加する先願
方法においては、放射性雑固体廃棄物中の主溶融物とな
る金属と間接溶融物となるガラスとの重量比が１：１で
あるような混合物が均一溶融物を得るための限度であっ
たのに対して、本発明においては金属とガラスの両材質
ともに主溶融物とすることができるため、廃棄物中の金
属とガラスの混合比に制約されることがなく、従って各
種混合比の雑固体廃棄物を効率よく加熱溶融することが
できる。
方法においては、放射性雑固体廃棄物中の主溶融物とな
る金属と間接溶融物となるガラスとの重量比が１：１で
あるような混合物が均一溶融物を得るための限度であっ
たのに対して、本発明においては金属とガラスの両材質
ともに主溶融物とすることができるため、廃棄物中の金
属とガラスの混合比に制約されることがなく、従って各
種混合比の雑固体廃棄物を効率よく加熱溶融することが
できる。
【図１】本発明方法の実施に使用するコールドクルーシ
ブル誘導溶融炉の一例を示す説明図である。
ブル誘導溶融炉の一例を示す説明図である。
【図２】本発明方法の実施に使用するコールドクルーシ
ブル誘導溶融炉の別な例を示す説明図である。
ブル誘導溶融炉の別な例を示す説明図である。
１０：コールドクルーシブル誘導溶融炉 １１：コールドクルーシブル １２：高周波コイル １３：冷却水 １４：高周波電源盤 １５：放射性雑固体廃棄物 １６：溶融物 １７：廃棄物固化体
Claims (3)
- 【請求項１】 高周波コイルの中に配置された水冷式コ
ールドクルーシブル誘導溶融炉内に各種材質の廃棄物成
分を含む放射性雑固体廃棄物を投入し、該溶融炉を包囲
する高周波コイルに高周波電流を供給して該雑固体廃棄
物を誘導加熱することにより溶融する固体廃棄物の溶融
処理方法において、前記放射性雑固体廃棄物中に含まれ
る各種材質の各々を誘導加熱するのに適した周波数をも
つ複数の高周波電流を高周波コイルに供給することを特
徴とする放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法。 - 【請求項２】 単一の高周波コイルに異なる周波数をも
つ複数の高周波電流を同時に供給することを特徴とする
請求項１に記載の溶融処理方法。 - 【請求項３】 前記溶融炉の周囲に複数の高周波コイル
を配設し、異なる周波数をもつ複数の高周波電流の各々
を各周波数コイルにそれぞれ供給することを特徴とする
請求項１に記載の溶融処理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311578A JP2954892B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法 |
| US08/975,657 US6476285B1 (en) | 1996-11-22 | 1997-11-21 | Method of melting treatment of radioactive miscellaneous solid wastes |
| EP97309549A EP0847061B1 (en) | 1996-11-22 | 1997-11-21 | Method of melting treatment of radioactive miscellaneous solid wastes |
| DE69702177T DE69702177T2 (de) | 1996-11-22 | 1997-11-21 | Schmelzverfahren von verschiedenen radioaktiven festen Abfällen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311578A JP2954892B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153692A JPH10153692A (ja) | 1998-06-09 |
| JP2954892B2 true JP2954892B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=18018930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8311578A Expired - Fee Related JP2954892B2 (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | 放射性雑固体廃棄物の溶融処理方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6476285B1 (ja) |
| EP (1) | EP0847061B1 (ja) |
| JP (1) | JP2954892B2 (ja) |
| DE (1) | DE69702177T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2781217B1 (fr) | 1998-07-16 | 2000-10-13 | Soc Generale Pour Les Techniques Nouvelles Sgn | Elaboration de matrices minerales par fusion par induction en creuset froid |
| JP3463931B2 (ja) * | 2001-05-25 | 2003-11-05 | 核燃料サイクル開発機構 | 使用済核燃料の乾式再処理法及び乾式再処理法に用いる誘導加熱装置。 |
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