JP3383080B2 - 放射性廃棄物固化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所等で発生
する放射性固体廃棄物を密封容器内に固化材の充填によ
って密封固化して廃棄する際に適用される放射性廃棄物
固化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所等で発生する放射性廃棄物
には気体廃棄物、液体廃棄物、固体廃棄物等があり、こ
れらの各形態に応じて厳格な放射線管理のもとに廃棄処
理が行われている。

【０００３】このうち、放射性固体廃棄物としては例え
ば使用済み樹脂、フィルタスラッジ、濃縮廃液、使用済
み燃料、気体廃棄物系のフィルタ、汚染機械や防護衣具
等の雑固体廃棄物等があり、これらは一定の放射線減衰
期間を経た後に圧縮等を行い、ドラム缶等の封入容器に
収納し、セメントやアスファルト、樹脂等の固化材の充
填によって密封して廃棄している。

【０００４】図６は、このような放射性固体廃棄物を固
化材によって封入容器内に固化する場合に適用されてい
る従来の放射性廃棄物固化装置の従来例を示したもので
ある。この例は固化材としてセメントモルタルを適用
し、放射性固体廃棄物をドラム缶詰めする場合について
のものである。

【０００５】固化材供給用のホッパとして、水容器１、
砂容器２およびセメント容器３が備えられ、これらの各
容器１，２，３が移送配管４，５，６を介して混練機７
に接続されている。混練機７は、混練槽８と、その内部
に設けられた撹拌用の羽根９と、この羽根９を回転させ
る回動用駆動源としてのモータ１０等とにより構成され
ている。

【０００６】混練槽８の底部には固化材注入管１１が設
けられ、この固化材注入管１１の先端位置に、放射性固
体廃棄物１２を中央部に収納した廃棄用の密封容器とし
てのドラム缶１３が開蓋状態で配置するようになってい
る。

【０００７】そして、放射性固体廃棄物１２の固化処理
時には、水容器１、砂容器２およびセメント容器３から
移送配管４，５，６を介して水、砂およびセメント粉が
混練機７の混練槽８内に所定量ずつ送給され、モータ１
０の駆動力で回転する羽根９によって混練されてモルタ
ル１４となる。モルタル１４は、固化材注入管１１を介
してドラム缶１３に注入され、この注入されたモルタル
１４がドラム缶１３に収納された放射性固体廃棄物１２
の周りに充填されて硬化し、これにより放射性固体廃棄
物１２がドラム缶１３内で固化される。

【０００８】このような固化処理が終了した後は、混練
槽８の内面にモルタル１４の残渣が付着しているので、
付設された洗浄装置によって内面洗浄が行われる。

【０００９】従来では洗浄装置１５が図６に示すよう
に、洗浄水タンク１６および給水用ポンプ１７を順次に
配した閉ループ状の循環配管１８を混練槽８に接続した
構成となっている。そして、混練槽８の洗浄に際して
は、洗浄水タンク１６に貯溜されている洗浄水１６ａを
ポンプ１７によって循環配管１８を介して混練槽８に送
給し、混練槽１８の内面に付着しているモルタル残渣を
洗い落とし、その後再び循環配管１８を介して洗浄水タ
ンク１６に還流させる。この還流した洗浄水１６ａには
モルタル残渣等の廃スラッジ１６ｂが混入している。そ
こで、廃スラッジ１６ｂが一定量に達したら、洗浄液１
６ａとともに排水管１９ａを介して洗浄水タンク１６か
ら放射性廃棄物処理設備１９に排出する。

【００１０】ところで、上述した従来の放射性廃棄物固
化装置では、水容器１、砂容器２、セメント容器３およ
び各移送配管４，５，６の上流側部分を除く他の殆どの
構成部分、すなわち各移送配管４，５，６の下流側部
分、混練機７、注入管１１、ドラム缶１３および洗浄装
置１５等が、図６に破線２０で示す放射線の管理区域内
に、図示しない他の放射性物質とともに配置されてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の放射性廃棄物固
化装置では、多くの構成部分が放射線の管理区域２０内
に設置され、放射化されている。このため例えば点検や
メンテナンス等に際しては、被曝防止の見地から作業員
の立入り時間や使用設備等に多くの制約を受け、作業効
率の低下、コスト負担増等の問題があった。

【００１２】また同様に、混練機７の洗浄に使用された
洗浄水も放射化されるので、前述のように放射性廃棄物
処理設備１９に送られることになるが、この洗浄水が多
量に存在するため処理に多くの手間を要するという問題
もあった。

【００１３】さらに、放射線管理区域２０内への設置機
器もやがては放射性廃棄物となるものであり、それだけ
放射性廃棄物の増大化を招く問題もあった。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、構成機材の放射線管理区域内への設置数を減少
して、点検やメンテナンス等の際における作業員の被曝
低減およびコスト低下が図れるとともに、洗浄水の放射
化を阻止してその洗浄水の廃棄処理の簡素化も図れ、か
つ付随する放射性廃棄物の発生量も大幅に低減できる放
射性廃棄物固化装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、固化材を供給するホッパ
と、このホッパから供給された固化材を混練する混練機
と、放射性廃棄物を収容し前記混練機から固化材注入管
を介して固化材が注入される放射性廃棄物収納用の封入
容器とを備え、前記封入容器内に流動状態の固化材を充
填して前記放射性廃棄物を固化させる放射性廃棄物固化
装置において、前記固化材注入管に隔離弁を設け、この
隔離弁から前記ホッパおよび混練機側を放射線の非管理
区域内に設置するとともに、前記隔離弁から前記封入容
器側の前記固化材注入管を放射線の管理区域内に設置し
たことを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、固化材注入管の洗
浄装置として、固化材注入管の洗浄装置として、前記放
射線の管理区域内に設置された前記固化材注入管の先端
側から挿入されて隔離弁から放射線の管理区域側の部分
を非水洗浄する乾式の洗浄装置を設けたことを特徴とす
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、洗浄装置は、固化
材注入管に挿入されてその固化材注入管の内面に接触摺
動するブラシ式洗浄装置であることを特徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明は、洗浄装置は、固化
材注入管の内面に圧縮空気を吹き付けるスプレー式洗浄
装置であることを特徴とする。

【００１９】請求項５記載の発明は、前記放射線の管理
区域内に設置された固化材注入管の内面に着脱可能なラ
イニング膜を装着したことを特徴とする。

【００２０】請求項６記載の発明は、前記放射線の管理
区域内に設置された固化材注入管は、内面に伸縮性のラ
イニング膜を装着したものであり、前記固化材注入管の
内面とライニング膜との間に気体を供給する気体供給装
置を設けたことを特徴とする。

【００２１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、混練機と、放射
性廃棄物を収納した封入容器とは、固化材注入管を通し
て連通する状態となるが、その固化材注入管に設けた隔
離弁を閉じている限りは非連通状態となる。したがっ
て、この状態では封入容器側から混練機側に固化材注入
管を介して放射線が侵入することはない。一方、隔離弁
を開けるのは、固化材を封入容器内に注入する時だけで
ある。この時、封入容器内の放射性廃棄物から発せられ
る放射線は、まさに注入されつつある固化材に照射され
るが、その固化材は即座に封入容器内に注入される。そ
して、所定量の固化材注入後は隔離弁が閉じられるの
で、混練機側への放射性廃棄物からの放射線照射の影響
は殆ど生じない。

【００２２】このような機能のもとで、本発明は隔離弁
からホッパおよび混練機側を放射線の非管理区域内に設
置するとともに、隔離弁から封入容器側を他の放射性物
質とともに管理区域内に設置するものである。したがっ
て、混練機およびこれに付随する設備機器、例えば従来
同様の洗浄装置等は、非管理区域において被曝されない
状態に保持されるので、点検やメンテナンスに係る作業
が被曝の少い環境下で能率よく行えるとともに、設備等
に係るコストも低減できるようになる。また、同様の理
由から混練機も放射線の影響を受けないので、洗浄水を
使用して洗浄を行った場合の当該洗浄液および廃スラッ
ジ等も放射性廃棄液としてではなく、一般廃液等と略同
様に取扱うことができるようになる。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、固化材注入
管における隔離弁から放射線の管理区域側の内面部分を
洗浄する洗浄装置を設けることにより、当該部分に付着
している放射性スラッジを管理区域側で排出することが
でき、混練機側への放射能汚染の可能性を極力排除する
ことが可能となる。

【００２４】また、この場合、固化材注入管の洗浄装置
は乾式で、非水洗浄を行うものとしたので、水洗浄に伴
う場合のような多量の放射性廃棄物の発生を抑止するこ
とができる。

【００２５】請求項３または４記載の発明によれば、請
求項２記載の発明における洗浄装置をブラシ式洗浄装置
または圧縮空気吹付け用のスプレー式洗浄装置とするこ
とで、固化材注入管内の廃スラッジ以外の廃棄物発生が
殆どなく、請求項２記載の乾式洗浄装置が最も望ましい
態様で提供できる。

【００２６】請求項５記載の発明によれば、固化材注入
管の内面に装着したライニング膜を、その部分への付着
スラッジの状態に応じて適宜取外すことで、容易に固化
材注入管の内面を浄化することができる。したがって、
管内洗浄の必要もなくなり、より一層取扱いが簡便なも
のとなる。

【００２７】請求項６記載の発明によれば、固化材注入
管の内面に装着した伸縮性のライニング膜を、その固化
材注入管の内面とライニング膜との間に気体供給装置か
らの気体を吹込むことで伸縮変形させ、これによりライ
ニング膜の内面に付着したスラッジを振り落として除去
することができる。したがって、固化材注入管に対する
何らの人為的またはロボット等による操作を必要とする
ことなく、さらに一層の省力化、利便性が得られるよう
になる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００２９】図１は、本実施例による放射性廃棄物固化
装置の系統構成を示したものである。なお、本実施例は
固化材としてセメントモルタルを適用し、放射性固体廃
棄物を封入容器としてのドラム缶に詰める場合について
適用したものである。

【００３０】固化材供給用のホッパとして、水容器３
１、砂容器３２およびセメント容器３３が備えられ、こ
れらの各容器３１，３２，３３が移送配管３４，３５，
３６を介して混練機３７に接続されている。混練機３７
は、混練槽３８と、その内部に設けられた撹拌用の羽根
３９と、この羽根３９を回転させる回動用駆動源として
のモータ４０等とにより構成されている。

【００３１】混練槽３８の底部には固化材注入管（以
下、単に注入管と記す）４１が設けられ、この注入管４
１の先端位置に、放射性固体廃棄物４２を中央部に収納
した廃棄用密封容器としてのドラム缶４３が開蓋状態で
配置するようになっている。

【００３２】このものにおいて、本実施例では注入管４
１に隔離弁４４が設けられ、この隔離弁４４からドラム
缶４３側のみが放射線の管理区域４５内に設置されてい
る。そして、ドラム缶４３側以外の構成部分、即ち隔離
弁４４から混練機３７およびホッパとしての各容器３
１，３２，３３側、ならびに後述する水洗式の混練機洗
浄装置４６等は全て非管理区域（図１においては破線で
示す管理区域４５以外の区域）に設置されている。

【００３３】水洗式の混練機洗浄装置４６は、洗浄水タ
ンク４７および給水用ポンプ４８が順次に設けられた閉
ループ状の循環配管４９を混練槽３８に接続した構成と
なっている。なお、循環配管４９の混練槽３８から洗浄
水タンク４７までの管路部分には洗浄水排出弁５０が設
けられている。そして、混練槽３８の洗浄に際しては、
洗浄水タンク４７に貯溜されている洗浄水５１をポンプ
４８によって循環配管４９を介して混練槽３８に送給
し、混練槽３８の内面に付着しているモルタル残渣を洗
い落とし、その後再び循環配管４９を介して洗浄水タン
ク４７に還流させるようになっている。

【００３４】この還流した洗浄水５１にはモルタル残渣
等の廃スラッジ５２が混入しているので、廃スラッジ５
２が一定量に達したら、洗浄液５１とともに排水管５３
を介して洗浄水タンク４７から排水処理設備５４に排出
するようになっている。なお、循環配管４９のポンプ４
８下流側には水抜き用の補助排水管５５が分岐接続さ
れ、必要に応じて排水路５６に排水できるようになって
いる。

【００３５】図２および図３は、注入管４１の内面を洗
浄するための注入管洗浄装置５７について、それぞれ異
なるタイプの構成例を示している。これらの注入管洗浄
装置５７は、注入管４１の先端側、即ち隔離弁４４から
放射線の管理区域４５側の部分に挿入して当該部分を非
水洗浄する乾式洗浄装置とされている。

【００３６】図２は、注入管４１の内面に接触して摺動
するブラシ式洗浄装置５７ａを示している。このブラシ
式洗浄装置５７ａは、モータ５８およびギア（図示せ
ず）等を有する駆動部５９と、この摺動部５９に設けら
れ注入管４１に先端側から挿入されて軸方向の往復動作
（矢印ａ）および軸心周りの回転動作（矢印ｂ）を行う
ブラシ具６０と、注入管４１の先端部を被覆状態で塞ぐ
段付筒状のキャップ６１とを備えた構成とされている。

【００３７】そして、例えば放射性廃棄物の固化処理終
了時等において、隔離弁４４を閉じた状態でブラシ具６
０を注入管４１内に挿入し、その注入管４１の内面に接
触させて軸方向移動ａおよび周方向移動を行わせること
により、注入管４１の内面に付着したモルタル廃スラッ
ジを除去することができる。除去されたモルタル廃スラ
ッジは、キャップ６１部分に一時的に保持し、洗浄装置
５７ａ取外し後に放射性廃棄物として処理すればよい。

【００３８】図３は注入管４１の内面に圧縮空気を吹付
けるスプレー式洗浄装置５７ｂを示している。このスプ
レー式洗浄装置５７ｂは、圧縮空気源６２を有する駆動
部６３と、この駆動部６３に設けられ注入管４１に先端
側から挿入されて軸方向の往復動作（矢印ｃ）を行うス
プレーノズル６４と、注入管４１の先端部を被覆状態で
塞ぐ段付き筒状のキャップ６５とを備えた構成とされて
いる。

【００３９】そして、例えば放射性廃棄物の固化処理終
了時等において、隔離弁４４を閉じた状態でスプレーノ
ズル６４を注入管４１内に挿入し、そのスプレーノズル
６４から圧縮空気を注入管４１の内面に吹付けることに
より、注入管４１の内面に付着したモルタル廃スラッジ
を除去することができる。除去されたモルタル廃スラッ
ジは、キャップ６５部分に一時的に保持し、洗浄装置５
７ｂ取外し後に放射性廃棄物として処理すればよい。

【００４０】図４および図５は、注入管４１の内面に自
己浄化機能を付与した構成例を示している。

【００４１】図４は、注入管４１の隔離弁４４から先端
側の内面に着脱可能なライニング膜６６を設けたもので
ある。このライニング膜６６は、内面への付着スラッジ
６６ａの状態に応じて適宜取外し、放射性廃棄物として
処理することができる。そして、その後再び新たなライ
ニング膜６６を装着して放射性廃棄物の固化処理を行う
ことが可能となる。このような構成によれば、ライニン
グ膜６６の着脱のみによって、注入管４１の内面が浄化
できるので、取扱いが極めて簡便となる。

【００４２】図５は、注入管４１の内面に伸縮性のライ
ニング膜６７を装着するとともに、注入管４１の内面と
ライニング膜６７との間に気体、例えば空気を供給する
気体供給装置を設けたものである。

【００４３】このような構成によれば、注入管４１の内
面に装着した伸縮性のライニング膜６７を、その注入管
４１の内面とライニング膜６７との間に気体供給装置６
８からの気体を吹込むことで膨縮変形させ、これにより
ライニング膜６７の内面に付着したスラッジを振り落と
して除去することができる。振り落としたスラッジ６９
は、受け容器７０等に収容すればよい。したがって、注
入管４１に対する何らの人為的またはロボット等による
操作を必要とすることなく、簡便に注入管４１の浄化が
行える。

【００４４】以上の実施例によれば、混練機３７と、放
射性廃棄物４２を収納したドラム缶４３とは、注入管４
１を通して連通する状態となるが、注入管４１に設けた
隔離弁４４を閉じている限りは非連通状態となる。した
がって、この状態ではドラム缶４３側から混練機３７側
に注入管４１を介して放射線が侵入することはない。一
方、隔離弁４４を開けるのは、モルタルをドラム缶４３
内に注入する時だけである。この時、ドラム缶４３側か
ら発せられる放射線は、まさに注入されつつあるモルタ
ルに照射されるが、そのモルタルは即座にドラム缶４３
内に注入される。そして、所定量のモルタル注入後は隔
離弁４４が閉じられるので、混練機３７側への放射性廃
棄物４２からの放射線照射の影響は殆ど生じない。

【００４５】このような機能のもとで、本実施例では隔
離弁４４からホッパとしての各容器３１，３２，３３、
混練機３７および混練機洗浄装置４６の側が放射線の非
管理区域内に設置されるとともに、隔離弁４４からドラ
ム缶４３側が他の放射性物質とともに管理区域内に設置
される。したがって、混練機３７およびこれに付随する
設備機器は、非管理区域において被曝されない状態に保
持されるので、点検やメンテナンスに係る作業が能率よ
く行えるとともに、設備等に係るコストも低減できるよ
うになる。また、同様の理由から混練機３７も放射線の
影響を受けないので、洗浄水を使用して洗浄を行った場
合の洗浄液５１および廃スラッジ５２も、放射性廃棄液
としてではなく、一般廃液と略同様に取扱うことができ
るようになる。

【００４６】そして、図２および図３に示した実施例に
よれば、注入管４１内の隔離弁４４から放射線の管理区
域４５側の部分を洗浄する洗浄装置５７を設けることに
より、当該部分に付着している放射性スラッジを管理区
域４５側に排出することができ、混練機３７側への放射
能汚染の可能性を極力排除することが可能となる。

【００４７】また、この場合、洗浄装置５７は乾式で、
非水洗浄を行うものとしたことで、水洗浄に伴う場合の
ような多量の放射性廃棄物の発生を抑止することができ
る。特にこれらの実施例によれば、洗浄装置５７をブラ
シ式洗浄装置５７ａまたは圧縮空気吹付け用のスプレー
式洗浄装置５７ｂとしたことで、注入管４１内の廃スラ
ッジ以外の廃棄物が発生することがない。

【００４８】図４に示した実施例によれば、注入管４１
の内面に装着したライニング膜６６を、その部分への付
着スラッジ６６ａの状態に応じて適宜取外すことで、容
易に注入管４１の内面を浄化することができる。したが
って、管内洗浄の必要もなくなり、より一層取扱いが簡
便なものとなる。

【００４９】図５に示した実施例によれば、注入管４１
の内面に装着した伸縮性のライニング膜６７を、その注
入管４１の内面とライニング膜６７との間に気体供給装
置６８からの気体を吹込むことで伸縮変形させ、これに
よりライニング膜６７の内面に付着したスラッジ６９を
振り落として除去することができる。したがって、注入
管４１に対する何らの人為的またはロボット等による操
作を必要とすることなく、さらに一層の省力化、利便性
が得られるようになる。

【００５０】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明に係る放
射性廃棄物固化装置によれば、混練機やその洗浄装置等
の機材の放射線管理区域内への設置数が減少し、点検や
メンテナンス等の際における作業員の被曝低減およびコ
スト低下が図れるとともに、洗浄水の放射化を阻止して
その洗浄水の廃棄処理の簡素化も図れ、かつ付随する放
射性廃棄物の発生量も大幅に低減できる等の優れた効果
が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性廃棄物固化装置の実施例を
示す全体構成図。

【図２】前記実施例における注入管洗浄装置の構成例を
示す説明図。

【図３】前記実施例における注入管洗浄装置の他の例を
示す説明図。

【図４】前記実施例における着脱式ライニング膜を示す
説明図。

【図５】前記実施例における伸縮性ライニング膜を示す
説明図。

【図６】従来の放射性廃棄物固化装置を示す全体構成
図。

【符号の説明】

３１ 水容器 ３２ 砂容器 ３３ セメント容器 ３４，３５，３６ 移送配管 ３７ 混練機 ３８ 混練槽 ３９ 羽根 ４０ モータ ４１ 注入管（固化材注入管） ４２ 放射性固体廃棄物 ４３ ドラム缶 ４４ 隔離弁 ４５ 管理区域 ４６ 混練機洗浄装置 ４７ 洗浄水タンク ４８ 給水用ポンプ ４９ 循環配管 ５０ 洗浄水排出弁 ５１ 洗浄水 ５２ 廃スラッジ ５３ 排水管 ５４ 排水処理設備 ５５ 補助排水管 ５６ 排水路 ５７ 注入管洗浄装置 ５７ａ ブラシ式洗浄装置 ５７ｂ スプレー式洗浄装置 ５８ モータ ５９ 駆動部 ６０ ブラシ具 ６１ キャップ ６２ 圧縮空気源 ６３ 駆動部 ６４ スプレーノズル ６５ キャップ ６６，６７ ライニング膜 ６８ 気体供給装置 ６９ スラッジ ７０ 受け容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−141699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−208498（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−113398（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−73300（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−19999（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21F 9/36 G21F 9/30

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固化材を供給するホッパと、このホッパ
   から供給された固化材を混練する混練機と、放射性廃棄
   物を収容し前記混練機から固化材注入管を介して固化材
   が注入される放射性廃棄物収納用の封入容器とを備え、
   前記封入容器内に流動状態の固化材を充填して前記放射
   性廃棄物を固化させる放射性廃棄物固化装置において、
   前記固化材注入管に隔離弁を設け、この隔離弁から前記
   ホッパおよび混練機側を放射線の非管理区域内に設置す
   るとともに、前記隔離弁から前記封入容器側の前記固化
   材注入管を放射線の管理区域内に設置したことを特徴と
   する放射性廃棄物固化装置。
2. 【請求項２】 固化材注入管の洗浄装置として、前記放
   射線の管理区域内に設置された前記固化材注入管の先端
   側から挿入されて隔離弁から放射線の管理区域側の部分
   を非水洗浄する乾式の洗浄装置を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の放射性廃棄物固化装置。
3. 【請求項３】 洗浄装置は、固化材注入管に挿入されて
   その固化材注入管の内面に接触摺動するブラシ式洗浄装
   置であることを特徴とする請求項２記載の放射性廃棄物
   固化装置。
4. 【請求項４】 洗浄装置は、固化材注入管の内面に圧縮
   空気を吹き付けるスプレー式洗浄装置であることを特徴
   とする請求項２記載の放射性廃棄物固化装置。
5. 【請求項５】 前記放射線の管理区域内に設置された固
   化材注入管の内面に着脱可能なライニング膜を装着した
   ことを特徴とする請求項１記載の放射性廃棄物固化装
   置。
6. 【請求項６】 前記放射線の管理区域内に設置された固
   化材注入管は、内面に伸縮性のライニング膜を装着した
   ものであり、前記固化材注入管の内面とライニング膜と
   の間に気体を供給する気体供給装置を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の放射性廃棄物固化装置。