JP3865421B2 - Waste production method and apparatus after melting and volume reduction treatment of low-level radioactive waste - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所及び放射性物質取扱施設等より発生する低レベル放射性雑固体廃棄物を溶融減容処理するプラズマ加熱溶融炉から排出される溶融物を冷却固化して、廃棄体を製造する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、不燃性低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理設備で溶融した溶融物を冷却固化する方法には、次の三つの方法がある。
【0003】
▲1▼図13に示すように溶融スラグを燃焼室1から水冷室(水槽)2に滴下し、ガラス状の粒状物質(グラニュール)となし、ベルトコンベア(図示省略)で抜き出し、加熱空気で乾燥後ドラム缶に装填する。〔先行技術文献として、産業機械,No.422(1985年11月),P.40〜65に記載の「放射性廃棄物の高温溶融炉」がある。〕
▲2▼図14に示すように高周波溶融炉3内にキャニスタ(るつぼ)4を装入し、このキャニスタ(るつぼ)4内で不燃物を溶融減容し、キャニスタ(るつぼ)4を高周波溶融炉3外に取り出し、冷却室5に送ってキャニスタ(るつぼ)4内の溶融物を冷却固化し、その後冷却室5から取り出してキャニスタ(るつぼ)4ごと200リットルドラム缶6に収納するか、又はキャニスタ(るつぼ)4より固化体7を取り出して200リットルドラム缶6に収納し、モルタルを充填する。〔先行技術文献として、デコミッショニング技報,第8号(1993年6月),P.40〜65に記載の「放射性廃棄物処理技術の開発」がある。〕
▲3▼図15に示すように溶融炉8内の溶湯を出湯兼用プラズマトーチ9により湯止めの堰を切って固化室10内の水冷鋳型11に取り出されて容器内固化、又は水冷鋳型12に取り出されてブロック化される。〔先行技術文献として、火力原子力発電, Vol.35,No.6(1984年10月)のP.34〜35に記載の「不燃性雑固体廃棄物処理コールド試験装置」がある。〕
【0004】
ところで、これらの従来技術には以下のような問題点がある。
(1)水等、冷却媒体に直接接触させて冷却する場合は、水や冷却媒体等が放射能等で汚染され、二次廃棄物量が増加する。
(2)キャニスタ(るつぼ)ごとドラム缶に収納して廃棄体とする場合、溶融処理に耐え得るためには、キャニスタ(るつぼ)が厚肉となり、ドラム缶内に占める体積が増え、廃棄物の減容効率が低下する。
(3)るつぼ及び鋳型内で冷却固化後、固化体を取り出す場合、取扱上、割れ易い成分(凝固スラグのガラス質等)の破損及び異質層(凝固スラグ、金属層等)の分断により、放射性物質が飛散する可能性がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、溶融炉から排出される溶融廃棄物の処理工程における二次廃棄物量(冷却水量,排ガス量等)の増加を抑えることができ、また、固化形状をドラム缶内部形状に近い大きさ,形にし、ドラム缶内の充填率を増加させ、廃棄物の減容率を高めることができ、さらに溶融物の受容器への排出工程及び固化体の破損による放射性物質の飛散及び拡散を防ぐことができ、その上遠隔取扱に適した廃棄体を製造できる低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理後の廃棄体製造方法及びその装置を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理後の廃棄体製造方法は、低レベル放射性雑固体廃棄物を溶融減容処理したプラズマ加熱溶融炉から排出される溶融物を、厚肉耐火構造の保持容器に保持された薄肉鋼製の受容器に減圧雰囲気で充填し、自然冷却により溶融物中の溶存ガス及び巻き込みガスによる溶融物中の気泡を放出すると共に、溶融物を比重差により金属層とスラグ層に分別形成し、溶融物の凝固後、保持容器ごと冷却フード内で冷却し、冷却後保持容器を外して受容器と一体の固化体をドラム缶に装入し、固定材を充填固化して廃棄体を作り、蓋閉めすることを特徴とするものである。
【0007】
本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理後の廃棄体製造装置は、低レベル放射性雑固体廃棄物を溶融減容するプラズマ加熱溶融炉の出湯口の下方に設けられた充填室と、該充填室内に前記出湯口より排出される溶融物を受ける薄肉鋼製の受容器及びこの受容器を保持する分離,締結可能な厚肉耐火構造の保持容器とを架台に備えて垂直に出し入れするリフタと、前記充填室の下方に設けられリフタで垂直に下降された溶融物収容の受容器及び保持容器とを水平に送り出す容器移送装置を備えた移送室と、該移送室から送り出された溶融物収容の受容器及び保持容器を受け入れて移送しながら溶融物を冷却する冷却フードと、該冷却フードから送り出された受容器と保持容器とを分離する保持容器開放装置と、保持容器と分離された受容器と一体の固化体を吊り出してドラム缶に入れる水平クレーンと、固化体を入れたドラム缶に固定材を充填する固定材充填機と、固定材の充填されたドラムを移送しながら固定材を養生固化してドラム缶ごと廃棄体となす固定材養生コンベアと、ドラム缶に蓋閉めする蓋閉装置とよりなるものである。
【0008】
この輸送及び埋設用廃棄体の製造装置に於ける充填室は、プラズマ加熱溶融炉の排ガス処理系統に連通するダクトを有し、充填室上部の隔壁が伸縮できる構造であることが好ましく、またガス成分の放出を促進するために充填室下部に該充填室内に入れられた受容器及び保持容器を振動させる加振機を設けてもよい。さらに充填室の隔壁上端に駆動式のスライドドアを設けて、プラズマ加熱溶融炉の出湯口を通常閉鎖しておくようにするとよい。
【0009】
また、充填室の底の容器出入れ口は、リフタを上昇して受容器及び保持容器を充填室内に入れた際、架台が充填室の底板下面に設けたシールリングに当接することにより閉鎖され気密シールされるようになっていることが好ましい。
【0010】
前記受容器には、溶融物が充填され冷却固化された固化体を吊り上げるための吊り上げバーが備えられていることが好ましい。また受容器の側壁は減容比をできるだけ高くとるためと、徐冷してスラグ部と金属部を二層に分離させるために厚さ3mm以下の薄肉とし、受容器の底は、溶融物を受けた際の熱衝撃に対応できるように厚さ5mm以上の厚肉にするか、又は不定形耐火物で形成して補強することが好ましい。
【0011】
前記保持容器は、受容器からの溶融物の周辺への飛散を防止するために受容器よりも背を高く形成し、背の高い部分の内周面に上方に拡開するテーパが付されていることが好ましい。またそのテーパ面の一部に外周に通ずる湯道を設けて外側に溶融物が溢流した場合でも溶融物を受けられる回収容器を設けてもよい。
【0012】
尚、前記廃棄体製造装置には、保持容器開放装置により受容器と分離された保持容器を回送する途中に、新規の受容器を装入する受容器装填クレーンと、受容器の装入された保持容器を締結する締結装置とが付設されていることが好ましい。
【0013】
前記のように本発明の廃棄体製造方法では、低レベル放射性雑固体廃棄物を溶融減容処理したプラズマ加熱溶融炉から排出される溶融物を、保持容器に保持した受容器に受けて自然冷却するので、水等、冷却媒体に直接接触させて冷却する場合のように水や冷却媒体等が汚染されて二次廃棄物量が増加するようなことがない。また、溶融物を受けた受容器は、薄肉鋼製でも厚肉耐火構造の保持容器に保持されているので、変形せず、溶融物の冷却固化後の形状は受容器の内部形状となり、しかも受容器ごとドラム缶に収納して廃棄体とするので、廃棄物の形状はドラム缶の内部形状に近い大きさ,形にできて、ドラム缶内の充填率が増加し、廃棄物の減容率が高められる。さらに溶融物を受容器に受ける際、この受容器が背の高い保持容器に保持されているので、溶融物の飛散がなく、溶融物が冷却固化された固化体は受容器ごと取扱われるので、固化体の破損、即ちスラグの割れ、金属とスラグの分断がなく、放射性物質の飛散及び拡散を防止することができる。その上、溶融物の固化体が受容器内でスラグ層と金属層に分別形成され、受容器ごとドラム缶に封塞された廃棄体が得られるので、検査,遠隔取扱に適したものとなる。
【0014】
また、前記のように構成された本発明の廃棄体製造装置によれば、上記の製造方法を、円滑,確実に、能率よく実施でき、廃棄物の減容比の高い廃棄体が得られる。
【0015】
【実施例】
本発明の低レベル放射性廃棄物の廃棄体製造方法及びその装置の実施例について説明する。
【0016】
先ず、製造装置を図によって説明する。図1において、20はプラズマ加熱溶融炉で、耐火構造の炉本体21内に不燃物の溶融領域22と溶融物保持兼可燃及び難燃物の酸化・分解領域23が設けられ、溶融領域22の上方で炉本体21に不燃物供給装置24が接続され、酸化・分解領域23の上方で炉本体21に可燃・難燃物供給装置25が接続されている。また炉本体21は酸化・分解領域23側の下面が支持フレーム26の上端に回動可能に枢支され、溶融領域22側の端部下面に昇降用ジャッキ27の上端が枢支されて傾動するようになっている。溶融領域22と酸化・分解領域23の炉底の境界には溢流壁28が設けられ、酸化・分解領域23の炉底は炉本体21の傾動側に上向きに傾斜していて、その端には溶融物の出湯口29が設けられている。溶融領域22と酸化・分解領域23の上方には熱源として夫々複数のプラズマトーチ30,30′が設けられ、また酸化・分解領域23の上方に酸化・分解用空気の供給口31と排ガス浄化処理装置32に連なる排ガスダクト33が設けられ、溶融領域22と酸化・分解領域23の炉底に電極34,34′が設けられている。
【0017】
かかる構成のプラズマ加熱溶融炉20から排出される溶融物を、廃棄体にする製造装置は、図1に示すように炉本体21の出湯口29の下方に設けられた充填室35と、該充填室35内に前記出湯口29より排出される溶融物を受ける薄肉鋼製の受容器36及びこの受容器36を保持する分離,締結可能な背の高い厚肉耐火構造の保持容器37とを架台38に備えて垂直に出し入れするリフタ39と、前記充填室35の下方に設けられ前記リフタ39で垂直に下降された溶融物収容の受容器36及び保持容器37とを水平に送り出す容器移送装置40を備えた移送室41と、該移送室41から送り出された溶融物収容の受容器36及び保持容器37を受け入れてコンベア42にて移送しながら溶融物を冷却する冷却フード43と、該冷却フード43から送り出された受容器36と保持容器37とを分離する保持容器開放装置44と、保持容器37と分離された受容器36と一体の固化体を吊り出してドラム缶45に入れる水平クレーン46と、固化体を入れたドラム缶45に固定材を充填する固定材充填機47と、固定材の充填されたドラム缶45を移送しながら固定材を養生固化してドラム缶45ごと廃棄体となす固定材養生コンベア48と、ドラム缶45に蓋閉めする蓋閉装置49とよりなるものである。
【0018】
前記充填室35は、図2に示すように前記のプラズマ加熱溶融炉20の排ガスダクト33(図1参照)に連なるダクト50を有し、上部の隔壁が溶融物を出湯する際の炉本体21の傾動に対応できるように伸縮可能な構造、本例ではベローズ51となっている。また、下部に充填室35内に入れられた受容器36及び保持容器37を振動させる加振機52を設けておくと、受容器36内に充填された溶融物中の溶存ガス及び充填時の巻き込みガスによる溶融物中の気泡を早急に放出するのに都合がよい。さらに充填室35の隔壁上端には図3に示すようにモータ53の駆動により進退するスライドドア54を設けて、炉本体21の出湯口29を通常閉鎖せしめている。充填室35の底の図2に示す容器出入れ口55は、リフタ39を上昇して受容器36及び保持容器37を充填室35内に入れた際、架台38が充填室35の底板下面に設けたシールリング56に当接することにより閉鎖され、気密にシールされるようになっている。
【0019】
前記受容器36には、図4に示すように吊り上げバー57を内周面の対向位置に設けて、受容器36内に充填され冷却固化されてできた固化体を吊り上げるのを便ならしめると共に、吊り上げ時受容器36の側壁が変形しないように補強している。尚、吊り上げバー57は、図5に示すように底に立設固定して、充填された溶融物の冷却固化によりできた固化体と一体化するようにしてもよい。
【0020】
また、受容器36の底は、溶融物を受けた際の熱衝撃に対応できるように図4の如く厚肉にするか、または図6に示すように不定形耐火物58で形成するとよい。
【0021】
前記保持容器37は、図7に示すように受容器36よりも背の高い部分の内周面に上方に拡開するテーパ59が付され、そのテーパ面59の一部に外周に通ずる湯道60が設けられて、溶融物量が万一受容器容積を超えても湯道60の外側に図8に示すように溢流した溶融物を受ける鋼製の回収容器61が設けられている。また保持容器37は、2分割されて図8に示すように開閉ヒンジ62にて開閉可能に結合され、合わせ側の端部のブラケット63にV形に枢支した2本のリンク64の先端を結合し、2本のリンク64の枢支部65を保持容器開放装置44により押圧することにより、即ちシリンダ66を駆動してプッシャー67により押圧することにより、開閉ヒンジ62を中心に2分割の保持容器37が回動して開放されるようになっている。
【0022】
保持容器開放装置44により受容器36と分離された保持容器37は、図1に示されるように前記移送室41へ容器回送コンベア70により回送されるようになっており、その途中に新規の受容器36を装入する受容器装填クレーン68と、受容器36の装入された保持容器37を締結する締結装置69とが付設されている。締結装置69は、図9に示すように2本のリンク64の枢支部65の凹部に、フック71を係止してシリンダ72の駆動により枢支部65を引くことにより、開閉ヒンジ62を中心に2分割の保持容器37が回動して閉鎖されるようになっている。
【0023】
前記水平クレーン46,受容器装填クレーン68には、受容器36と一体となった固化体を吊り出すために、図10に示すように固化体吊り具73が設けられ、固化体吊り具73は受容器36の吊り上げバー57の上端の取手57aの下面に係止する吊り板74と、取手57aの上面を押えて吊り板74とにより挟むモータ駆動の押え板75とよりなる。
【0024】
次に前述の如く構成された製造装置を用いて低レベル放射性廃棄物の廃棄体を製造する方法について説明する。
【0025】
プラズマ加熱溶融炉20の溶融領域22に供給装置24により供給された不燃物をプラズマトーチ30により融点以上に加熱して溶融する。と同時にプラズマトーチ30,30′自体及び溶融物80により、炉内雰囲気を可燃・難燃物の酸化・分解温度以上に加熱する。溶融物80を溢流壁28を溢流させて隣りの酸化・分解領域23に送り込み、この溶融物80上に供給装置25により可燃・難燃物を供給し、必要な酸化・分解用空気を供給口31から流入させ、可燃・難燃物の酸化・分解を行う。かくして、可燃・難燃物の酸化・分解残渣は、溶融し、不燃物の溶融物80中に一体となって含有される。
【0026】
この酸化・分解残渣含有溶融物80′から輸送及び埋設用廃棄体を製造するには、先ず通常閉鎖されている図3に示される炉本体21の出湯口29を、モータ53の駆動によりスライドドア54を後退させて開ける。次に炉本体21を昇降用ジャッキ27の駆動により支持フレーム26の上端枢支点を中心に傾動して溶融物80′を出湯口29より排出し、予め充填室35内にリフタ39により上昇させておいた保持容器37に保持された受容器36内に充填する。この時受容器36が該受容器36よりも背の高い保持容器37に保持されているので、溶融物80′が容器外に飛散することがなく、受容器36の底は厚肉に形成されるか不定形耐火物よりなるので、熱衝撃に耐えて変形することがない。また、充填室35の底の容器出入れ口55は、リフタ39の架台38が充填室35の底板下面に設けたシールリング56に当接されて閉鎖され、気密にシールされている。しかも溶融物80′の充填終了によりモータ53の駆動によりスライドドア54が前進せしめられて出湯口29が閉じられている。従って、充填室35内はダクト50によりプラズマ加熱溶融炉の排ガスダクト33に連なっているため、ガスの誘引により減圧雰囲気となる。勿論出湯口29が開いていても炉本体21内は排ガス誘引により減圧雰囲気となっているので、充填室35内も減圧雰囲気となり、放射性ガスは外部に漏れることがない。この減圧雰囲気において受容器36内に充填された溶融物80′は、自然冷却により溶存ガス及び充填時の巻き込みガスによる溶融物80′中の気泡が放出されると共に、溶融物80′が比重差により図11に示すように金属層81とスラグ層82に分別形成される。尚、受容器36及び保持容器37を加振機52により振動させると、受容器36内の溶融物80′から溶存ガス及び気泡の放出が早急に行われる。こうして溶融物80′が一定時間自然冷却により凝固された後、受容器36及び保持容器37は、リフタ39により図1に示す移送室41内に下降せしめる。そして容器移送装置40により受容器36及び保持容器37を移送室41より送り出して冷却フード43内に入れる。冷却フード43内に入った受容器36及び保持容器37は、コンベア42にて移送しながら凝固した受容器36内の溶融物80′を冷却する。溶融物80′が冷却された時点で、受容器36及び保持容器37は冷却フード43外に送り出され、ここで保持容器開放装置44により保持容器37が開放される。即ち、図8に示す保持容器開放装置44のシリンダ66を駆動し、プッシャー67により保持容器37の2本のリンク64の枢支部65を押圧することにより、開閉ヒンジ62を中心に2分割の保持容器37が回動して開放される。こうして保持容器37から分離した受容器36と一体の固化体83は、水平クレーン46の図10に示す固化体吊り具73により吊り出して移送し、ドラム缶45に入れる。そしてこのドラム缶45に固定材充填機47により固定材84を充填し、この固定材84の充填されたドラム缶45を固定材養生コンベア48により移送しながら固定材84を養生固化して、ドラム缶45ごと廃棄体85となす。そして蓋閉装置49にてドラム缶45に蓋86を嵌着固定する。
【0027】
こうして受容器36ごとドラム缶45に収納して廃棄体85とするので、廃棄物はドラム缶45の内部形状に近い大きさ,形となり、ドラム缶45内の廃棄物の充填率が増加し、廃棄物の減容比が向上する。また、上記のように溶融物80′の固化体83が、受容器36内で金属層81とスラグ層82に分別形成され、受容器36ごとドラム缶45に封塞された廃棄体85となるので、輸送及び埋設する際、検査,遠隔取扱がし易いものとなる。
【0028】
前記の開放された保持容器37は、図1に示すように容器回送コンベア70により前記移送室41へ回送されるが、その途中で新規な受容器36が受容器装填クレーン68により装入され、この受容器36の装入された2分割の保持容器37は、2本のリンク64の枢支部65の凹部に係止した締結装置69のフック71を、シリンダ72の駆動により引いて枢支部65を引くことにより、開閉ヒンジ62を中心に回動して閉鎖され、締結される。そして、容器回送コンベア70により移送室41へ送られる。
【0029】
以上廃棄体85を1個を製造する工程について説明したが、廃棄体85は順次同じ工程で製造されていくものである。
【0030】
上記実施例における保持容器37は、開閉ヒンジ62を中心に回動して開閉されるものであるが、図12のa,bに示すように2分割した保持容器37′を架台38上に設けたレール38′上を相対向して進退するように載せ、夫々容器開閉装置90,90により前進させて閉じ、後退させて開くようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明で判るように本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理後の廃棄体製造方法によれば、プラズマ加熱溶融炉から排出される溶融物の処理工程において、冷却水,排ガス等の二次廃棄物が増加することがない。また、溶融物の固化形状をドラム缶の内部形状に近い大きさ,形にし、ドラム缶内の充填率を増加し、廃棄物の減容比を高めることができる。さらに、溶融物の受容器への排出工程において溶融物の飛散がなく、溶融物が冷却固化された固化体は受容器ごと取扱うので、固化体の破損、即ちスラグの割れ、スラグと金属の分断がなく、放射性物質の飛散及び拡散を防止することができる。その上、溶融物の固化体が受容器内で金属層とスラグ層に分別形成され、受容器ごとドラム缶に封塞された廃棄体が得られるので、輸送及び埋設時の検査,遠隔取扱が容易となる。
【0032】
また、本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理後の廃棄体製造装置によれば、上記の優れた効果を奏する溶融減容処理後の廃棄体製造方法を、円滑,確実に、効率よく実施でき、廃棄物の減容率の高い廃棄体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低レベル放射性廃棄物の溶融減容処理後の廃棄体製造装置の一実施例の系統図である。
【図2】図1の製造装置に於ける充填室を示す拡大断面図である。
【図3】図2の充填室内に設けられたプラズマ加熱溶融炉出湯口を開閉するスライドドアを示す図である。
【図4】図1の製造装置に於ける溶融物の受容器を示す断面斜視図である。
【図5】図4の受容器の他の変更例を示す断面斜視図である。
【図6】図4の受容器のさらに他の変更例を示す断面斜視図である。
【図7】図1の製造装置に於ける保持容器と保持容器開放装置を示す一部破断側面図である。
【図8】図7の平面図である。
【図9】図1の製造装置に於ける保持容器と保持容器締結装置を示す側面図である。
【図10】図1の製造装置に於ける水平クレーン及び受容器装填クレーンの固化体吊り具を示す図である。
【図11】図4の受容器内に充填された溶融物が、冷却により金属層とスラグ層に分別形成されて凝固された状態を示す断面図である。
【図12】図1の製造装置に於ける保持容器を開閉する装置の他の例を示すもので、aは平面図,bは縦断側面図である。
【図13】従来の不燃性低レベル放射性廃棄物の溶融物を冷却凝固する方法の1つの例を示す図である。
【図14】従来の不燃性低レベル放射性廃棄物の溶融物を冷却凝固する方法の他の1つの例を示す図である。
【図15】従来の不燃性低レベル放射性廃棄物の溶融物を冷却凝固する方法のさらに他の1つの例を示す図である。
【符号の説明】
20 プラズマ加熱溶融炉
29 出湯口
35 充填室
36 受容器
37 保持容器
38 架台
39 リフタ
40 容器移送装置
41 移送室
42 コンベア
43 冷却フード
44 保持容器開放装置
45 ドラム缶
46 水平クレーン
47 固定材充填機
48 固定材養生コンベア
49 蓋閉装置
50 ダクト
51 ベローズ
52 加振機
53 モータ
54 スライドドア
55 容器出入れ口
56 シールリング
57 吊り上げバー
58 不定形耐火物
60 湯道
61 回収容器
68 受容器装填クレーン
69 保持容器締付装置
73 固化体吊り具
80 溶融物
81 金属層
82 スラグ層
83 固化体
84 固定材
85 廃棄体
86 蓋[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention manufactures a waste by cooling and solidifying a melt discharged from a plasma heating melting furnace for melting and volume-reducing low-level radioactive miscellaneous solid waste generated from nuclear power plants and radioactive material handling facilities. It relates to a method and a device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there are the following three methods for cooling and solidifying a melt melted in a melting and volume reduction treatment facility for nonflammable low-level radioactive waste.
[0003]
(1) As shown in FIG. 13, molten slag is dropped from the combustion chamber 1 to the water cooling chamber (water tank) 2 and is made into a glassy granular material (granule), extracted by a belt conveyor (not shown), and heated air After drying, load into drums. [As a prior art document, industrial machinery, No. 422 (November 1985), p. There exists "the high temperature melting furnace of radioactive waste" as described in 40-65. ]
(2) As shown in FIG. 14, a canister (crucible) 4 is placed in a high-frequency melting furnace 3, the incombustible material is melted and reduced in the canister (crucible) 4, and the canister (crucible) 4 is placed in a high-frequency melting furnace. 3 is taken out and sent to the
(3) As shown in FIG. 15, the molten metal in the melting furnace 8 is cut out by a
[0004]
However, these conventional techniques have the following problems.
(1) When cooling by directly contacting a cooling medium such as water, the water, the cooling medium, etc. are contaminated with radioactivity and the amount of secondary waste increases.
(2) When a canister (crucible) is stored in a drum can and used as waste, the canister (crucible) becomes thicker and the volume of the drum can be increased to reduce the volume of waste. Efficiency is reduced.
(3) When taking out the solidified product after cooling and solidifying in a crucible and mold, radioactive materials are removed due to breakage of easily breakable components (solidified slag glassy, etc.) and separation of heterogeneous layers (solidified slag, metal layer, etc.). Material may be scattered.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention can suppress an increase in the amount of secondary waste (cooling water amount, exhaust gas amount, etc.) in the treatment process of the molten waste discharged from the melting furnace, and the solidified shape is close to the internal shape of the drum can. , Can increase the filling rate in the drum can, increase the volume reduction rate of waste, and prevent the scattering and diffusion of radioactive materials due to the discharge process of the melt to the receiver and the breakage of the solidified body In addition, the present invention is intended to provide a method and an apparatus for producing a waste body after melting and volume reduction treatment of low-level radioactive waste, which can produce a waste body suitable for remote handling.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the method for producing a waste body after melting and volume-reducing treatment of low-level radioactive waste according to the present invention is a method for melting discharged from a plasma heating melting furnace obtained by melting and volume-reducing low-level radioactive miscellaneous solid waste. The product is filled in a thin-walled steel receiver held in a holding container having a thick-walled fireproof structure in a reduced-pressure atmosphere, and air bubbles in the melt due to dissolved gas and entrained gas are released by natural cooling, The melt is separated into a metal layer and a slag layer based on the difference in specific gravity, and after solidifying the melt, the holding container is cooled in a cooling hood. After cooling, the holding container is removed and the solidified body integrated with the receiver is mounted on the drum can. It is characterized by filling and solidifying the fixing material to make a waste body and closing the lid.
[0007]
The waste body production apparatus after the low volume radioactive waste melting and volume reduction treatment of the present invention, a filling chamber provided below the outlet of the plasma heating melting furnace for melting and reducing the low level radioactive miscellaneous solid waste, A thin-walled steel receiver for receiving the melt discharged from the tap and a separable and fastened thick fire-resistant holding container for holding the receiver in the filling chamber are vertically installed on a stand. A transfer chamber comprising a lifter, a container transfer device for horizontally feeding a receptacle and a holding container for holding a melt, which is provided below the filling chamber and vertically lowered by the lifter, and the melt sent from the transfer chamber A cooling hood that cools the melt while receiving and transporting a receiving container and a holding container; a holding container opening device that separates the receiving container and the holding container that are fed from the cooling hood; and the holding container. Acceptance The horizontal crane that hangs the solidified body integrated into the drum can, the fixing material filling machine that fills the drum can with the solidified material, and the fixed material is cured while the drum filled with the fixing material is transferred. The fixed material curing conveyor that forms a waste body together with the drum can and a lid closing device that closes the drum can.
[0008]
The filling chamber in the transport and burying waste manufacturing apparatus preferably has a duct having a duct communicating with the exhaust gas treatment system of the plasma heating and melting furnace so that the partition wall at the top of the filling chamber can be expanded and contracted. In order to accelerate the release of the components, a vibrator that vibrates the receiving container and the holding container placed in the filling chamber may be provided in the lower portion of the filling chamber. Further, a drive type sliding door may be provided at the upper end of the partition wall of the filling chamber so that the outlet of the plasma heating melting furnace is normally closed.
[0009]
Further, the container entrance at the bottom of the filling chamber is closed when the lifter is lifted and the receptacle and the holding container are put into the filling chamber, so that the gantry comes into contact with a seal ring provided on the bottom surface of the bottom plate of the filling chamber. It is preferable to be hermetically sealed.
[0010]
The receiver is preferably provided with a lifting bar for lifting the solidified material that has been filled with the melt and cooled and solidified. In addition, the side wall of the receiver is made thin with a thickness of 3 mm or less in order to keep the volume reduction ratio as high as possible and to cool and separate the slag part and metal part into two layers. It is preferable to make it thicker than 5 mm in thickness so that it can respond to thermal shock when it is received, or to reinforce it by forming it with an amorphous refractory.
[0011]
The holding container is formed taller than the receiver in order to prevent the melt from the receiver from scattering to the periphery, and the inner peripheral surface of the tall portion is tapered upward. Preferably it is. Further, a runner leading to the outer periphery may be provided in a part of the tapered surface, and a recovery container that can receive the melt even when the melt overflows outside may be provided.
[0012]
In addition, in the waste body manufacturing apparatus, a receiver loading crane for loading a new receiver and a receiver were loaded in the course of forwarding the holding container separated from the receiver by the holding container opening device. It is preferable that a fastening device for fastening the holding container is attached.
[0013]
As described above, in the waste body manufacturing method of the present invention, the molten material discharged from the plasma heating melting furnace obtained by melting and reducing the low-level radioactive miscellaneous solid waste is received by the receiver held in the holding container and naturally cooled. Therefore, unlike in the case of cooling by directly contacting a cooling medium such as water, the amount of secondary waste is not increased due to contamination of water or the cooling medium. In addition, the receiver that has received the melt is held in a thick-walled refractory holding container made of thin-walled steel, so it does not deform, and the shape after cooling and solidification of the melt is the internal shape of the receiver. Since the entire receiver is housed in a drum can to form waste, the shape of the waste can be made to a size and shape close to the internal shape of the drum, increasing the filling rate in the drum and increasing the volume reduction rate of waste. It is done. Furthermore, when receiving the melt in the receiver, the receiver is held in a tall holding container, so there is no scattering of the melt, and the solidified body in which the melt is cooled and solidified is handled together with the receiver. There is no breakage of the solidified body, that is, cracking of the slag, separation of the metal and slag, and scattering and diffusion of the radioactive material can be prevented. In addition, the solidified product of the melt is separated into a slag layer and a metal layer in the receiver, and a waste body sealed with a drum can is obtained together with the receiver, which is suitable for inspection and remote handling.
[0014]
Moreover, according to the waste body manufacturing apparatus of the present invention configured as described above, the above manufacturing method can be carried out smoothly, surely and efficiently, and a waste body having a high waste volume reduction ratio can be obtained.
[0015]
【Example】
Embodiments of the low-level radioactive waste waste manufacturing method and apparatus according to the present invention will be described.
[0016]
First, the manufacturing apparatus will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a plasma heating melting furnace, in which a non-combustible
[0017]
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus for converting the melt discharged from the plasma heating and melting furnace 20 having such a configuration into a waste body includes a filling
[0018]
The filling
[0019]
As shown in FIG. 4, the
[0020]
Further, the bottom of the
[0021]
As shown in FIG. 7, the holding
[0022]
The holding
[0023]
In order to suspend the solidified body integrated with the
[0024]
Next, a method of manufacturing a low-level radioactive waste waste using the manufacturing apparatus configured as described above will be described.
[0025]
The incombustible material supplied from the
[0026]
In order to produce a waste for transportation and burying from the
[0027]
In this way, the
[0028]
The opened holding
[0029]
The process of manufacturing one
[0030]
The holding
[0031]
【The invention's effect】
As can be seen from the above description, according to the waste production method after the volume reduction treatment of the low-level radioactive waste of the present invention, in the treatment process of the melt discharged from the plasma heating melting furnace, cooling water, exhaust gas, etc. Secondary waste will not increase. In addition, the solidified shape of the melt can be made to a size and shape close to the internal shape of the drum can, the filling rate in the drum can be increased, and the volume reduction ratio of the waste can be increased. Furthermore, since there is no scattering of the melt in the discharge process of the melt to the receiver, and the solidified body in which the melt is cooled and solidified is handled together with the receiver, the solidified body is broken, that is, the slag is broken, the slag and the metal are separated. And the scattering and diffusion of radioactive material can be prevented. In addition, the solidified product of the melt is separated into a metal layer and a slag layer in the receiver, and a waste body sealed in a drum can is obtained together with the receiver, so inspection and remote handling during transportation and embedding are easy. It becomes.
[0032]
In addition, according to the waste body manufacturing apparatus after the melting and volume reduction processing of the low-level radioactive waste of the present invention, the waste body manufacturing method after the melting and volume reduction processing that exhibits the above-described excellent effects can be achieved smoothly, reliably, and efficiently. A waste body that can be implemented well and has a high volume reduction rate is obtained.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a system diagram of an embodiment of a waste body manufacturing apparatus after low volume radioactive waste melting and volume reduction processing of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view showing a filling chamber in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is a view showing a slide door that opens and closes a plasma heating and melting furnace outlet provided in the filling chamber of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional perspective view showing a melt receiver in the manufacturing apparatus of FIG. 1;
5 is a cross-sectional perspective view showing another modified example of the receiver of FIG. 4. FIG.
6 is a cross-sectional perspective view showing still another modification of the receiver of FIG.
7 is a partially cutaway side view showing a holding container and a holding container opening device in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
8 is a plan view of FIG. 7. FIG.
9 is a side view showing a holding container and a holding container fastening device in the manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
10 is a view showing a solidified body hanging tool of a horizontal crane and a receiver loading crane in the manufacturing apparatus of FIG. 1; FIG.
11 is a cross-sectional view showing a state in which a melt filled in the receiver of FIG. 4 is separated into a metal layer and a slag layer by cooling and solidified.
12 shows another example of an apparatus for opening and closing the holding container in the manufacturing apparatus of FIG. 1, wherein a is a plan view and b is a vertical side view.
FIG. 13 shows an example of a conventional method for cooling and solidifying a melt of non-combustible low-level radioactive waste.
FIG. 14 is a diagram showing another example of a conventional method for cooling and solidifying a melt of non-combustible low-level radioactive waste.
FIG. 15 is a view showing still another example of a conventional method for cooling and solidifying a melt of non-combustible low-level radioactive waste.
[Explanation of symbols]
20 Plasma Heating and
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