JP3173599B2 - 放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法 - Google Patents
放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉内で使用さ
れた後に廃棄処分される黒鉛減速材等の、放射性核種を
含む黒鉛廃材を焼却処理する方法に関するものである。
れた後に廃棄処分される黒鉛減速材等の、放射性核種を
含む黒鉛廃材を焼却処理する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の黒鉛廃材は粉砕して微粒
子化した後に、流動床式焼却炉で焼却されていた。この
流動床式焼却炉は容器内に多孔板などのような整流板を
有し、この多孔板の孔から加熱された酸素又は空気が吹
き上げられるように構成される。この焼却炉の容器に黒
鉛廃材の微粒子群を入れると、これらの微粒子群が上記
加熱酸素等により浮遊し、懸濁状態になって焼却され
る。
子化した後に、流動床式焼却炉で焼却されていた。この
流動床式焼却炉は容器内に多孔板などのような整流板を
有し、この多孔板の孔から加熱された酸素又は空気が吹
き上げられるように構成される。この焼却炉の容器に黒
鉛廃材の微粒子群を入れると、これらの微粒子群が上記
加熱酸素等により浮遊し、懸濁状態になって焼却され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の黒
鉛廃材の粉砕後に流動床式焼却炉により焼却する方法で
は、黒鉛廃材を粉砕したときに、放射性核種を含む微粒
子群が大気中に放散されるのを防止するために密閉容器
内で粉砕しなければならず、粉砕装置が複雑になる不具
合があった。また黒鉛廃材の微粒子群は可燃性物質であ
り、この微粒子群が空気中に浮遊すると、粉塵爆発を発
生するおそれがあるため、爆発防止対策を講じなければ
ならない問題点もあった。本発明の目的は、黒鉛廃材を
微粒子化せずに、そのまま或いはブロック状に破砕する
だけで、焼却して減容処理することができるので、粉塵
爆発を防止できるとともに焼却工数を低減できる、放射
性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法を提供することに
ある。本発明の別の目的は、黒鉛廃材の焼却後に残った
焼却灰に含まれる放射性核種を比較的容易に除染でき、
溶融炉内の耐火物交換等の保守作業における被曝低減を
図ることができる、放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処
理方法を提供することにある。
鉛廃材の粉砕後に流動床式焼却炉により焼却する方法で
は、黒鉛廃材を粉砕したときに、放射性核種を含む微粒
子群が大気中に放散されるのを防止するために密閉容器
内で粉砕しなければならず、粉砕装置が複雑になる不具
合があった。また黒鉛廃材の微粒子群は可燃性物質であ
り、この微粒子群が空気中に浮遊すると、粉塵爆発を発
生するおそれがあるため、爆発防止対策を講じなければ
ならない問題点もあった。本発明の目的は、黒鉛廃材を
微粒子化せずに、そのまま或いはブロック状に破砕する
だけで、焼却して減容処理することができるので、粉塵
爆発を防止できるとともに焼却工数を低減できる、放射
性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法を提供することに
ある。本発明の別の目的は、黒鉛廃材の焼却後に残った
焼却灰に含まれる放射性核種を比較的容易に除染でき、
溶融炉内の耐火物交換等の保守作業における被曝低減を
図ることができる、放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処
理方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、原子炉内で使用されて廃棄処分され
る黒鉛廃材１１を溶融炉１６内にそのまま又はブロック
状に破砕して収容する工程と、溶融炉１６内に酸素又は
空気を供給しながら黒鉛廃材１１を誘導加熱コイル１４
及び誘導熱プラズマトーチ１３により加熱して燃焼させ
る工程と、燃焼により生成した黒鉛廃材１１の焼却灰が
溶融炉１６内に残った状態で、誘導熱プラズマトーチ１
３により電離して加熱したフッ素ガス又は塩素ガスを誘
導熱プラズマトーチ１３から焼却灰に向って放出するこ
とにより、焼却灰中の放射性核種をそのフッ化物又は塩
化物に変換して揮発させる工程とを含む黒鉛廃材の焼却
処理方法である。
図１に示すように、原子炉内で使用されて廃棄処分され
る黒鉛廃材１１を溶融炉１６内にそのまま又はブロック
状に破砕して収容する工程と、溶融炉１６内に酸素又は
空気を供給しながら黒鉛廃材１１を誘導加熱コイル１４
及び誘導熱プラズマトーチ１３により加熱して燃焼させ
る工程と、燃焼により生成した黒鉛廃材１１の焼却灰が
溶融炉１６内に残った状態で、誘導熱プラズマトーチ１
３により電離して加熱したフッ素ガス又は塩素ガスを誘
導熱プラズマトーチ１３から焼却灰に向って放出するこ
とにより、焼却灰中の放射性核種をそのフッ化物又は塩
化物に変換して揮発させる工程とを含む黒鉛廃材の焼却
処理方法である。
【０００５】この請求項１に記載された黒鉛廃材の焼却
処理方法では、黒鉛廃材１１を微粒子化せずに、そのま
ま或いはブロック状に破砕するだけで、焼却して減容処
理することができるので、焼却工数を低減できるととも
に粉塵爆発の発生を防止できる。また黒鉛廃材１１の焼
却後に残った焼却灰に含まれる放射性核種をそのフッ化
物又は塩化物に変換して揮発させることができるので、
焼却灰に含まれる放射性核種を比較的容易に除染でき、
溶融炉１６内の耐火物交換等の保守作業における被曝低
減を図ることができる。
処理方法では、黒鉛廃材１１を微粒子化せずに、そのま
ま或いはブロック状に破砕するだけで、焼却して減容処
理することができるので、焼却工数を低減できるととも
に粉塵爆発の発生を防止できる。また黒鉛廃材１１の焼
却後に残った焼却灰に含まれる放射性核種をそのフッ化
物又は塩化物に変換して揮発させることができるので、
焼却灰に含まれる放射性核種を比較的容易に除染でき、
溶融炉１６内の耐火物交換等の保守作業における被曝低
減を図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１に示すように、黒鉛廃材１１は
この実施の形態では原子炉内で使用された後に廃棄処分
される黒鉛減速材であり、この黒鉛廃材１１は焼却処理
装置１２で焼却処理される。また使用済みの黒鉛廃材の
全体形状が小さい場合には、図示しないがそのまま焼却
処理装置１２に投入される。黒鉛廃材が大きい場合に
は、図示するように破砕して所定の大きさの小円筒状の
黒鉛廃材１１にした後に焼却処理装置１２に投入され
る。上記焼却処理装置１２では加熱源として誘導熱プラ
ズマトーチ１３及び誘導加熱コイル１４が併用される。
焼却処理装置１２は黒鉛廃材１１を収容可能な溶融炉１
６と、溶融炉１６の周囲に設けられた上記誘導加熱コイ
ル１４と、溶融炉１６内の黒鉛廃材に対向して設けられ
た上記誘導熱プラズマトーチ１３と、溶融炉１６の底部
に形成された排出口１６ａを開閉するバルブ１７とを備
える。
基づいて説明する。図１に示すように、黒鉛廃材１１は
この実施の形態では原子炉内で使用された後に廃棄処分
される黒鉛減速材であり、この黒鉛廃材１１は焼却処理
装置１２で焼却処理される。また使用済みの黒鉛廃材の
全体形状が小さい場合には、図示しないがそのまま焼却
処理装置１２に投入される。黒鉛廃材が大きい場合に
は、図示するように破砕して所定の大きさの小円筒状の
黒鉛廃材１１にした後に焼却処理装置１２に投入され
る。上記焼却処理装置１２では加熱源として誘導熱プラ
ズマトーチ１３及び誘導加熱コイル１４が併用される。
焼却処理装置１２は黒鉛廃材１１を収容可能な溶融炉１
６と、溶融炉１６の周囲に設けられた上記誘導加熱コイ
ル１４と、溶融炉１６内の黒鉛廃材に対向して設けられ
た上記誘導熱プラズマトーチ１３と、溶融炉１６の底部
に形成された排出口１６ａを開閉するバルブ１７とを備
える。
【０００７】溶融炉１６は上記黒鉛廃材１１を収容可能
に形成された椀状のロア炉体１８と、このロア炉体１８
に被せられた伏せ椀状のアッパ炉体１９とを有する。ロ
ア炉体１８及びアッパ炉体１９は耐熱性を有するマグネ
シア系若しくはアルミナ系の耐火物等により形成され、
ロア炉体１８及びアッパ炉体１９の外面はロア断熱壁２
１及びアッパ断熱壁２２によりそれぞれ被覆される。ア
ッパ炉体１９の外周面にはガス排出管２３の一端が接続
され、ガス排出管２３の他端には排ガス浄化装置（図示
せず）を介してブロワ（図示せず）に接続される。
に形成された椀状のロア炉体１８と、このロア炉体１８
に被せられた伏せ椀状のアッパ炉体１９とを有する。ロ
ア炉体１８及びアッパ炉体１９は耐熱性を有するマグネ
シア系若しくはアルミナ系の耐火物等により形成され、
ロア炉体１８及びアッパ炉体１９の外面はロア断熱壁２
１及びアッパ断熱壁２２によりそれぞれ被覆される。ア
ッパ炉体１９の外周面にはガス排出管２３の一端が接続
され、ガス排出管２３の他端には排ガス浄化装置（図示
せず）を介してブロワ（図示せず）に接続される。
【０００８】排ガス処理装置は図示しないが未燃焼のカ
ーボンや一酸化炭素、水素等を燃焼させる二次燃焼器
と、二次燃焼器から出る排ガスを水スプレーにより冷却
する冷却塔と、粉塵及びダスト状のダイオキシンを除去
するセラミックフィルタ又はバグフィルタと、放射性核
種を殆ど全てを取除くＨＥＰＡ（High Efficiency Part
iculate Air）フィルタと、塩化ビニールやゴムの燃焼
による塩化水素や硫黄酸化物を中和するアルカリスクラ
バと、溶融炉１６内でのプラズマ燃焼による窒素酸化物
を取除く脱硝塔とを有する。またアッパ炉体１９の上面
には黒鉛廃材１１を投入可能な投入筒２４が接続され、
この投入筒２４の上端の投入口は蓋２４ａにより開放可
能に閉止される。投入筒２４の外周面は筒断熱壁２４ｂ
により被覆される。図１の符号２６はアッパ炉体１９に
設けられ溶融炉１６内の黒鉛廃材１２の焼却状況を監視
するための覗き窓である。
ーボンや一酸化炭素、水素等を燃焼させる二次燃焼器
と、二次燃焼器から出る排ガスを水スプレーにより冷却
する冷却塔と、粉塵及びダスト状のダイオキシンを除去
するセラミックフィルタ又はバグフィルタと、放射性核
種を殆ど全てを取除くＨＥＰＡ（High Efficiency Part
iculate Air）フィルタと、塩化ビニールやゴムの燃焼
による塩化水素や硫黄酸化物を中和するアルカリスクラ
バと、溶融炉１６内でのプラズマ燃焼による窒素酸化物
を取除く脱硝塔とを有する。またアッパ炉体１９の上面
には黒鉛廃材１１を投入可能な投入筒２４が接続され、
この投入筒２４の上端の投入口は蓋２４ａにより開放可
能に閉止される。投入筒２４の外周面は筒断熱壁２４ｂ
により被覆される。図１の符号２６はアッパ炉体１９に
設けられ溶融炉１６内の黒鉛廃材１２の焼却状況を監視
するための覗き窓である。
【０００９】誘導加熱コイル１４はロア炉体１８の外周
面を囲むようにロア断熱壁２１内に埋設され、図示しな
いが高周波電源に電気的に接続される。また誘導熱プラ
ズマトーチ１３はアッパ断熱壁２２の外周面にロア炉体
１８内に向って取付けられ、図では１個しか示していな
いがアッパ炉体１９の軸心に対して等間隔に複数個取付
けられることが好ましい。プラズマトーチ１１は図２に
詳しく示すように、アッパ断熱壁２２の外周面に取付け
られたベース板２７と、このベース板２７上に立設され
た小径セラミック管２８と、この小径セラミック管２８
に遊嵌され小径セラミック管２８より大径の大径セラミ
ック管２９と、大径セラミック管２９に嵌入して下端を
ベース板２７に取付けることにより大径セラミック管２
９の中央部を保持する中央保持具３３と、大径セラミッ
ク管２９の上部に嵌入され下端が中央保持具３３の上面
に取付けられた上部保持具３４と、下端が小径セラミッ
ク管２８の上端に臨むように上部保持具３４に挿通され
所定のガスを小径セラミック管２８内に導入するガス導
入管３６ａ，３６ｂとを有する。
面を囲むようにロア断熱壁２１内に埋設され、図示しな
いが高周波電源に電気的に接続される。また誘導熱プラ
ズマトーチ１３はアッパ断熱壁２２の外周面にロア炉体
１８内に向って取付けられ、図では１個しか示していな
いがアッパ炉体１９の軸心に対して等間隔に複数個取付
けられることが好ましい。プラズマトーチ１１は図２に
詳しく示すように、アッパ断熱壁２２の外周面に取付け
られたベース板２７と、このベース板２７上に立設され
た小径セラミック管２８と、この小径セラミック管２８
に遊嵌され小径セラミック管２８より大径の大径セラミ
ック管２９と、大径セラミック管２９に嵌入して下端を
ベース板２７に取付けることにより大径セラミック管２
９の中央部を保持する中央保持具３３と、大径セラミッ
ク管２９の上部に嵌入され下端が中央保持具３３の上面
に取付けられた上部保持具３４と、下端が小径セラミッ
ク管２８の上端に臨むように上部保持具３４に挿通され
所定のガスを小径セラミック管２８内に導入するガス導
入管３６ａ，３６ｂとを有する。
【００１０】アッパ断熱壁２２及びベース板２７には同
一孔心を有するテーパ状の放出孔２２ａ及び連通孔２７
ａがそれぞれ形成され、アッパ炉体１９には上記放出孔
２２ａ及び連通孔２７ａを臨む大径の孔１９ａが形成さ
れる。上記ガス導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミッ
ク管２８内に導入される所定のガスは、黒鉛廃材１１の
燃焼時には酸素又は空気であり、黒鉛廃材１１の燃焼後
に残った焼却灰に含まれる放射性核種の除去時にはフッ
素ガス又は塩素ガスである。大径セラミック管２９の下
部にはトーチ用誘導コイル３７が巻回され、このコイル
３７は高周波電源３８に電気的に接続される。またベー
ス板２７には小径セラミック管２８と大径セラミック管
２９との間に形成された冷却水通路３９の下端に連通す
る供給通路２７ｂが形成され、上部保持具３４には冷却
水通路３９の上端に連通する排出通路３４ａが形成され
る。
一孔心を有するテーパ状の放出孔２２ａ及び連通孔２７
ａがそれぞれ形成され、アッパ炉体１９には上記放出孔
２２ａ及び連通孔２７ａを臨む大径の孔１９ａが形成さ
れる。上記ガス導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミッ
ク管２８内に導入される所定のガスは、黒鉛廃材１１の
燃焼時には酸素又は空気であり、黒鉛廃材１１の燃焼後
に残った焼却灰に含まれる放射性核種の除去時にはフッ
素ガス又は塩素ガスである。大径セラミック管２９の下
部にはトーチ用誘導コイル３７が巻回され、このコイル
３７は高周波電源３８に電気的に接続される。またベー
ス板２７には小径セラミック管２８と大径セラミック管
２９との間に形成された冷却水通路３９の下端に連通す
る供給通路２７ｂが形成され、上部保持具３４には冷却
水通路３９の上端に連通する排出通路３４ａが形成され
る。
【００１１】供給通路２７ｂにはポンプ（図示せず）に
より冷却水タンク（図示せず）の冷却水が供給され、冷
却水通路３９及び排出通路３４ａを通った冷却水は冷却
器（図示せず）を通って冷却水タンクに戻るように構成
される。この冷却水は小径セラミック管２８又は大径セ
ラミック管２９が割れた場合の水漏れを防ぐために、大
気圧よりも低い圧力で循環する。ガス導入管３６ａ，３
６ｂの基端は上記酸素又は空気を貯留する第１タンク
（図示せず）と、上記フッ素ガス又は塩素ガスを貯留す
る第２タンクとに接続され、図示しない開閉弁により酸
素又は空気或いはフッ素ガス又は塩素ガスのいずれかを
小径セラミック管２８に導入するように切換え可能に構
成される。図２の符号４１はプラズマトーチ１３を覆う
電磁シールド部材である。
より冷却水タンク（図示せず）の冷却水が供給され、冷
却水通路３９及び排出通路３４ａを通った冷却水は冷却
器（図示せず）を通って冷却水タンクに戻るように構成
される。この冷却水は小径セラミック管２８又は大径セ
ラミック管２９が割れた場合の水漏れを防ぐために、大
気圧よりも低い圧力で循環する。ガス導入管３６ａ，３
６ｂの基端は上記酸素又は空気を貯留する第１タンク
（図示せず）と、上記フッ素ガス又は塩素ガスを貯留す
る第２タンクとに接続され、図示しない開閉弁により酸
素又は空気或いはフッ素ガス又は塩素ガスのいずれかを
小径セラミック管２８に導入するように切換え可能に構
成される。図２の符号４１はプラズマトーチ１３を覆う
電磁シールド部材である。
【００１２】図１に戻って、排出口１６ａは黒鉛廃材１
１の燃焼時に溶融炉１６内に酸素又は空気を供給するた
めと、溶融炉１６内に残った焼却灰を排出するために設
けられ、バルブ１７は溶融炉１６の下面に取付けられ
る。バルブ１７はスライドバルブである。このバルブ１
７は図３及び図４に詳しく示すように、溶融炉１６の下
面に取付けられ排出口１６ａに連通するベース孔４３ａ
を有するベース板４３と、排出口１６ａ及びベース孔４
３ａに挿入されノズル孔４４ａを有するインサートノズ
ル４４と、ベース板４３の下面に取付けられたボトムプ
レート４６及びシールプレート４７と、ボトムプレート
４６及びシールプレート４７間に摺動可能に挿入された
スライドプレート４８と、ベース板４３に取付けられス
ライドプレート４８を駆動する油圧シリンダ４９とを有
する。ボトムプレート４６及びシールプレート４７には
ノズル孔４４ａに連通する孔４６ａ，４７ａがそれぞれ
形成される。スライドプレート４８には上記孔４６ａ，
４７ａに連通可能な連通孔４８ａと、連通孔４８ａ近傍
にノズル孔４４ａに向って酸素又は空気を吹込み可能な
多数の小孔（図示せず）とが形成される。これらの小孔
はスライドプレート４８内に形成された吹込み通路４８
ｂを介して図示しない酸素タンク又は空気タンクに接続
される。またスライドプレート４８は連結具５０を介し
て油圧シリンダ４９のピストン４９ａに接続される。油
圧シリンダ４９のピストン４９ａを突出させると排出口
１６ａがスライドプレート４８により閉止されかつ上記
小孔が排出口１６ａに臨み、ピストン４９ａを引込むと
排出口１６ａがスライドプレート４８の連通孔４８ａに
連通して開放されるように構成される。図３及び図４の
符号５１はシュート孔５１ａを有するシュートノズルで
ある。
１の燃焼時に溶融炉１６内に酸素又は空気を供給するた
めと、溶融炉１６内に残った焼却灰を排出するために設
けられ、バルブ１７は溶融炉１６の下面に取付けられ
る。バルブ１７はスライドバルブである。このバルブ１
７は図３及び図４に詳しく示すように、溶融炉１６の下
面に取付けられ排出口１６ａに連通するベース孔４３ａ
を有するベース板４３と、排出口１６ａ及びベース孔４
３ａに挿入されノズル孔４４ａを有するインサートノズ
ル４４と、ベース板４３の下面に取付けられたボトムプ
レート４６及びシールプレート４７と、ボトムプレート
４６及びシールプレート４７間に摺動可能に挿入された
スライドプレート４８と、ベース板４３に取付けられス
ライドプレート４８を駆動する油圧シリンダ４９とを有
する。ボトムプレート４６及びシールプレート４７には
ノズル孔４４ａに連通する孔４６ａ，４７ａがそれぞれ
形成される。スライドプレート４８には上記孔４６ａ，
４７ａに連通可能な連通孔４８ａと、連通孔４８ａ近傍
にノズル孔４４ａに向って酸素又は空気を吹込み可能な
多数の小孔（図示せず）とが形成される。これらの小孔
はスライドプレート４８内に形成された吹込み通路４８
ｂを介して図示しない酸素タンク又は空気タンクに接続
される。またスライドプレート４８は連結具５０を介し
て油圧シリンダ４９のピストン４９ａに接続される。油
圧シリンダ４９のピストン４９ａを突出させると排出口
１６ａがスライドプレート４８により閉止されかつ上記
小孔が排出口１６ａに臨み、ピストン４９ａを引込むと
排出口１６ａがスライドプレート４８の連通孔４８ａに
連通して開放されるように構成される。図３及び図４の
符号５１はシュート孔５１ａを有するシュートノズルで
ある。
【００１３】なお、この実施の形態では、黒鉛廃材とし
て黒鉛減速材を挙げたが、放射性核種を含む黒鉛製の部
品であれば、廃棄物の焼却炉若しくは溶融炉の黒鉛耐火
物、或いは核融合炉の耐熱壁等でもよい。これらの黒鉛
廃材は角ブロック状に破砕した後に焼却処理装置に投入
されることが好ましい。また、この実施の形態では、連
通孔をボトムプレート、スライドプレート及びシールプ
レートの３枚で閉止するバルブを挙げたが、ボトムプレ
ート及びシールプレートの２枚で閉止するバルブでもよ
い。更に、この実施の形態では、バルブを油圧シリンダ
により駆動したが、エアシリンダ又はその他のアクチュ
エータにより駆動してもよい。
て黒鉛減速材を挙げたが、放射性核種を含む黒鉛製の部
品であれば、廃棄物の焼却炉若しくは溶融炉の黒鉛耐火
物、或いは核融合炉の耐熱壁等でもよい。これらの黒鉛
廃材は角ブロック状に破砕した後に焼却処理装置に投入
されることが好ましい。また、この実施の形態では、連
通孔をボトムプレート、スライドプレート及びシールプ
レートの３枚で閉止するバルブを挙げたが、ボトムプレ
ート及びシールプレートの２枚で閉止するバルブでもよ
い。更に、この実施の形態では、バルブを油圧シリンダ
により駆動したが、エアシリンダ又はその他のアクチュ
エータにより駆動してもよい。
【００１４】このように構成された焼却処理装置を用い
て黒鉛廃材を焼却処理する方法を説明する。先ずバルブ
１７を閉止した状態で（図３）排出口１６に砂５２を充
填し、スライドプレート４８の吹込み通路４８ｂを通っ
て小孔（図示せず）から酸素又は空気を溶融炉１６内に
連続的に吹込む。次いで蓋２４ｂ（図１）をあけて溶融
炉１６内に黒鉛廃材１１を投入した後に蓋２４ｂを閉じ
る。この状態で誘導加熱コイル１４に高周波電圧を印加
すると、溶融炉１６内の黒鉛廃材１１に電磁誘導により
誘導電流が流れ、このとき発生するジュール熱により黒
鉛廃材１１が燃焼する。
て黒鉛廃材を焼却処理する方法を説明する。先ずバルブ
１７を閉止した状態で（図３）排出口１６に砂５２を充
填し、スライドプレート４８の吹込み通路４８ｂを通っ
て小孔（図示せず）から酸素又は空気を溶融炉１６内に
連続的に吹込む。次いで蓋２４ｂ（図１）をあけて溶融
炉１６内に黒鉛廃材１１を投入した後に蓋２４ｂを閉じ
る。この状態で誘導加熱コイル１４に高周波電圧を印加
すると、溶融炉１６内の黒鉛廃材１１に電磁誘導により
誘導電流が流れ、このとき発生するジュール熱により黒
鉛廃材１１が燃焼する。
【００１５】一方、誘導熱プラズマトーチ１３の供給通
路２７ｂ、冷却水通路３９及び排出通路３４ａに冷却水
を流し、ガス導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミック
管２８内に酸素又は空気を流した後、誘導熱プラズマト
ーチ１３に高周波電圧を印加して上記酸素又は空気を電
離させ、この電離した酸素又は空気をトーチ用誘導コイ
ル３７で誘導加熱すると、約１００００℃の高温のプラ
ズマガス１３ａが発生し、このガス１３ａが連通孔２７
ａ、放出孔２２ａ及び大径の孔１９ａを通って溶融炉１
６内に放出される。このプラズマガス１１ａは溶融炉１
６に放出されると約３０００℃になるが、この高温のプ
ラズマガス１３ａの熱により上記黒鉛廃材１１が更に速
やかに燃焼する、即ち黒鉛廃材１１の燃焼は促進され
る。黒鉛廃材１１の燃焼時に発生するガスはガス排出管
２３を通って排ガス処理装置（図示せず）に導かれて浄
化された後、ブロワ（図示せず）により排気される。
路２７ｂ、冷却水通路３９及び排出通路３４ａに冷却水
を流し、ガス導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミック
管２８内に酸素又は空気を流した後、誘導熱プラズマト
ーチ１３に高周波電圧を印加して上記酸素又は空気を電
離させ、この電離した酸素又は空気をトーチ用誘導コイ
ル３７で誘導加熱すると、約１００００℃の高温のプラ
ズマガス１３ａが発生し、このガス１３ａが連通孔２７
ａ、放出孔２２ａ及び大径の孔１９ａを通って溶融炉１
６内に放出される。このプラズマガス１１ａは溶融炉１
６に放出されると約３０００℃になるが、この高温のプ
ラズマガス１３ａの熱により上記黒鉛廃材１１が更に速
やかに燃焼する、即ち黒鉛廃材１１の燃焼は促進され
る。黒鉛廃材１１の燃焼時に発生するガスはガス排出管
２３を通って排ガス処理装置（図示せず）に導かれて浄
化された後、ブロワ（図示せず）により排気される。
【００１６】更に上記黒鉛廃材１１の燃焼が完了する
と、溶融炉１６内には黒鉛廃材１１の焼却灰が少量だけ
残る。この焼却灰にはコバルト６０等の放射性核種が含
まれる。そこでスライドプレート４８の吹込み通路４８
ｂからの酸素又は空気の溶融炉１６内への吹込みを停止
し、かつガス導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミック
管２８内への酸素又は空気の供給を停止した後に、ガス
導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミック管２８内にフ
ッ素ガス又は塩素ガスを流した後に、誘導熱プラズマト
ーチ１１に高周波電圧を印加して上記フッ素ガス又は塩
素ガスを電離させ、この電離したフッ素ガス又は塩素ガ
スをトーチ用誘導コイル３７で誘導加熱する。
と、溶融炉１６内には黒鉛廃材１１の焼却灰が少量だけ
残る。この焼却灰にはコバルト６０等の放射性核種が含
まれる。そこでスライドプレート４８の吹込み通路４８
ｂからの酸素又は空気の溶融炉１６内への吹込みを停止
し、かつガス導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミック
管２８内への酸素又は空気の供給を停止した後に、ガス
導入管３６ａ，３６ｂから小径セラミック管２８内にフ
ッ素ガス又は塩素ガスを流した後に、誘導熱プラズマト
ーチ１１に高周波電圧を印加して上記フッ素ガス又は塩
素ガスを電離させ、この電離したフッ素ガス又は塩素ガ
スをトーチ用誘導コイル３７で誘導加熱する。
【００１７】このとき約１００００℃の高温のプラズマ
ガス１１ａが発生し、連通孔２７ａ、放出孔２２ａ及び
大径の孔１９ａを通って溶融炉１６内に放出される。こ
のプラズマガス１１ａは溶融炉１６に放出されると約３
０００℃になるが、この高温のプラズマガス１１ａは上
記放射性核種と反応してその放射性核種をそのフッ化物
又は塩化物に変換して揮発させる。この揮発した放射性
核種のフッ化物又は塩化物はガス排出管２３を通って排
ガス処理装置に導かれて浄化された後、ブロワにより排
気される。この結果、上記焼却灰に含まれる放射性核種
は減少する、即ち焼却灰の放射能レベルが低下するの
で、溶融炉１６内の耐火物交換等の保守作業における被
曝低減を図ることができる。なお、溶融炉１６内の焼却
灰が所定量に達すると、バルブ１７を油圧シリンダ４９
により摺動し、スライドプレート４８の連通孔４８ａが
排出口１６ａに連通する（図４）。このとき先ず砂５２
がシュートノズル５１のシュート孔５１ａから排出さ
れ、続いて放射能レベルが低下した焼却灰が排出され
る。
ガス１１ａが発生し、連通孔２７ａ、放出孔２２ａ及び
大径の孔１９ａを通って溶融炉１６内に放出される。こ
のプラズマガス１１ａは溶融炉１６に放出されると約３
０００℃になるが、この高温のプラズマガス１１ａは上
記放射性核種と反応してその放射性核種をそのフッ化物
又は塩化物に変換して揮発させる。この揮発した放射性
核種のフッ化物又は塩化物はガス排出管２３を通って排
ガス処理装置に導かれて浄化された後、ブロワにより排
気される。この結果、上記焼却灰に含まれる放射性核種
は減少する、即ち焼却灰の放射能レベルが低下するの
で、溶融炉１６内の耐火物交換等の保守作業における被
曝低減を図ることができる。なお、溶融炉１６内の焼却
灰が所定量に達すると、バルブ１７を油圧シリンダ４９
により摺動し、スライドプレート４８の連通孔４８ａが
排出口１６ａに連通する（図４）。このとき先ず砂５２
がシュートノズル５１のシュート孔５１ａから排出さ
れ、続いて放射能レベルが低下した焼却灰が排出され
る。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、溶
融炉内に酸素等を供給しながら黒鉛廃材を誘導加熱コイ
ル及び誘導熱プラズマトーチにより加熱して燃焼させ、
溶融炉内に黒鉛廃材の焼却灰が残った状態で、誘導熱プ
ラズマトーチにより電離して加熱したフッ素ガス又は塩
素ガスを焼却灰に向って放出することにより、焼却灰中
の放射性核種をそのフッ化物又は塩化物に変換して揮発
させたので、放射性核種を含む微粒子群が大気中に放散
されるのを防止するために密閉容器内で粉砕しなければ
ならない、従来の黒鉛廃材を微粒子化して焼却する方法
と比較して、本発明では、黒鉛廃材を微粒子化せずに、
そのまま或いはブロック状に破砕するだけで、焼却して
減容処理することができ、焼却工数を低減できる。
融炉内に酸素等を供給しながら黒鉛廃材を誘導加熱コイ
ル及び誘導熱プラズマトーチにより加熱して燃焼させ、
溶融炉内に黒鉛廃材の焼却灰が残った状態で、誘導熱プ
ラズマトーチにより電離して加熱したフッ素ガス又は塩
素ガスを焼却灰に向って放出することにより、焼却灰中
の放射性核種をそのフッ化物又は塩化物に変換して揮発
させたので、放射性核種を含む微粒子群が大気中に放散
されるのを防止するために密閉容器内で粉砕しなければ
ならない、従来の黒鉛廃材を微粒子化して焼却する方法
と比較して、本発明では、黒鉛廃材を微粒子化せずに、
そのまま或いはブロック状に破砕するだけで、焼却して
減容処理することができ、焼却工数を低減できる。
【００１９】また粉塵爆発を発生するおそれがあるた
め、爆発防止対策を講じなければならない、従来の黒鉛
廃材を微粒子化して焼却する方法と比較して、本発明で
は、黒鉛廃材を微粒子化せずにそのまま或いはブロック
状に破砕するだけで済むので、粉塵爆発が発生すること
はない。更に本発明では、黒鉛廃材の焼却後に残った焼
却灰に含まれる放射性核種をそのフッ化物又は塩化物に
変換して揮発させることができるので、焼却灰に含まれ
る放射性核種を比較的容易に除染できる。この結果、溶
融炉内の耐火物交換等の保守作業における被曝低減を図
ることができる。
め、爆発防止対策を講じなければならない、従来の黒鉛
廃材を微粒子化して焼却する方法と比較して、本発明で
は、黒鉛廃材を微粒子化せずにそのまま或いはブロック
状に破砕するだけで済むので、粉塵爆発が発生すること
はない。更に本発明では、黒鉛廃材の焼却後に残った焼
却灰に含まれる放射性核種をそのフッ化物又は塩化物に
変換して揮発させることができるので、焼却灰に含まれ
る放射性核種を比較的容易に除染できる。この結果、溶
融炉内の耐火物交換等の保守作業における被曝低減を図
ることができる。
【図１】本発明実施形態の黒鉛廃材を焼却処理する装置
の縦断面図。
の縦断面図。
【図２】図１のＡ部拡大断面図。
【図３】図１のＢ部拡大断面図。
【図４】バルブのスライドプレートをスライドして溶融
炉の排出口が開放された状態を示す図３に対応する断面
図。
炉の排出口が開放された状態を示す図３に対応する断面
図。
１１ 黒鉛廃材 １３ 誘導熱プラズマトーチ １４ 誘導加熱コイル １６ 溶融炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｊ 1/00 Ｇ２１Ｆ 9/02 ５０１Ｚ Ｇ２１Ｆ 9/02 ５０１ 9/30 ５５１Ｋ 9/30 ５５１ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｊ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21F 9/32 G21F 9/30 G21F 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】 原子炉内で使用されて廃棄処分される黒
鉛廃材(11)を溶融炉(16)内にそのまま又はブロック状に
破砕して収容する工程と、 前記溶融炉(16)内に酸素又は空気を供給しながら前記黒
鉛廃材(11)を誘導加熱コイル(14)及び誘導熱プラズマト
ーチ(13)により加熱して燃焼させる工程と、 前記燃焼により生成した黒鉛廃材(11)の焼却灰が前記溶
融炉(16)内に残った状態で、前記誘導熱プラズマトーチ
(13)により電離して加熱したフッ素ガス又は塩素ガスを
前記誘導熱プラズマトーチ(13)から前記焼却灰に向って
放出することにより、前記焼却灰中の放射性核種をその
フッ化物又は塩化物に変換して揮発させる工程とを含む
黒鉛廃材の焼却処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03827099A JP3173599B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03827099A JP3173599B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000235099A JP2000235099A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3173599B2 true JP3173599B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=12520637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03827099A Expired - Lifetime JP3173599B2 (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 放射性核種を含む黒鉛廃材の焼却処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3173599B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102574173A (zh) * | 2009-09-23 | 2012-07-11 | Sgl碳欧洲股份公司 | 用于处理含碳块状材料的方法和反应器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030039871A (ko) * | 2001-11-16 | 2003-05-22 | 대한민국(서울대학교) | 플라즈마를 이용한 폐기물 처리장치 및 방법 |
| IL168286A (en) * | 2005-04-28 | 2009-09-22 | E E R Env Energy Resrc Israel | Plasma torch for use in a waste processing chamber |
| JP4786618B2 (ja) * | 2007-09-06 | 2011-10-05 | 株式会社栗本鐵工所 | 廃タイヤ処理装置 |
| JP2016161422A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 清水建設株式会社 | 放射化コンクリートの処理方法 |
| CN110715301B (zh) * | 2019-10-20 | 2021-02-19 | 安徽航天环境工程有限公司 | 生活垃圾等离子处理装置 |
| CN113012841B (zh) * | 2021-03-17 | 2023-01-03 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种用于解吸石墨中多种核素的装置 |
| CN113393952A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-14 | 中国辐射防护研究院 | 一种用于处理放射性废石墨的流化床反应器 |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP03827099A patent/JP3173599B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102574173A (zh) * | 2009-09-23 | 2012-07-11 | Sgl碳欧洲股份公司 | 用于处理含碳块状材料的方法和反应器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000235099A (ja) | 2000-08-29 |
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