JP4936770B2 - Molten metal level management method and molten metal level management system - Google Patents
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Description
本発明は、溶湯レベル管理方法、および溶湯レベル管理システムに関する。 The present invention relates to a molten metal level management method and a molten metal level management system.
原子力発電所で発生する低レベル放射性廃棄物のうち、例えば雑固体廃棄物は、ドラム缶に詰められた上でモルタル等の充填を受け、このドラム缶ごと所定の埋設場に埋設処分される。なお、埋設場の広さには限りがあるので、雑固体廃棄物を減容し、埋設されるドラム缶の数を少なくすることが好ましい。 Of the low-level radioactive waste generated at nuclear power plants, for example, miscellaneous solid waste is packed in drums and then filled with mortar, and the drums are disposed of in a predetermined burial site. Since the burial area is limited, it is preferable to reduce the volume of miscellaneous solid waste and reduce the number of drum cans to be buried.
そこで、雑固体廃棄物の減容技術として、高周波誘導加熱方式による溶融減容設備が提案されている。この設備においては、溶融炉内にセットしたキャニスタ内で溶融対象物たる雑固体廃棄物を溶融して減容し固化させた後、キャニスタごとドラム缶に詰める。そして、モルタル等の固型化材料を前記ドラム缶に充填して廃棄体とすることとなる。 Therefore, as a technique for reducing the volume of miscellaneous solid waste, a melting volume reduction facility using a high frequency induction heating method has been proposed. In this facility, miscellaneous solid waste, which is an object to be melted, is melted and reduced and solidified in a canister set in a melting furnace, and then packed together with the canister in a drum can. Then, the drum can is filled with a solidified material such as mortar to form a waste body.
こうした溶融設備における、溶融炉の制御手法に関して、例えば、炉下部に高温燃焼帯が形成されて該高温燃焼帯の上に廃棄物層が形成され、前記高温燃焼帯に酸素含有ガスを吹き込む羽口を有し、前記廃棄物を熱分解して該廃棄物中の灰分および不燃分を溶融し、該溶融物を出滓口から排出させる廃棄物溶融炉であって、排出される前記溶融物の温度を計測する手段と、計測された前記溶融物の温度に基づいて前記羽口に送風する酸素含有ガスの温度を調整する手段とを備えたことを特徴とする廃棄物溶融炉(特許文献1参照)などが提案されている。
ところで溶融炉においては、溶融炉内の高周波誘導コイルに電圧を印加することにより磁界およびこれに起因するジュール熱を発生させてキャニスタ内の昇温を実現し、溶融対象物の溶融を行っている。この溶融は、予めキャニスタ内に投入された溶融対象物に対するものと、この溶融対象物の減容がなされるた後に追加投入された溶融対象物に対するものとがある。 By the way, in a melting furnace, a voltage is applied to a high-frequency induction coil in the melting furnace to generate a magnetic field and Joule heat resulting from the magnetic field, thereby increasing the temperature in the canister and melting an object to be melted. . This melting may be for a melting object that has been previously charged into the canister or for a melting object that has been additionally charged after the volume of the melting object has been reduced.
しかしながら、このようにキャニスタ内に投入される溶融対象物たる雑固体廃棄物が、所定量以上の金属粉または金属片を含む場合、溶融過程において問題が生じやすかった。その問題とは、前記金属粉等の投入に起因してキャニスタ内に多量の酸化鉄が生成され、この多量の酸化鉄が一酸化炭素を発生させることに起因している。ここで発生した一酸化炭素は、キャニスタ内の溶湯中を液面つまり大気中に向かって上昇し、これに伴って溶湯レベル自体の急激な上昇を招来する惧れがあった。したがって、この溶湯レベルの上昇がキャニスタからの溶湯のふきこぼれにつながって、溶融炉の自動停止やその後の煩雑な復旧措置を余儀なくされていた。これにより雑固体廃棄物の減容処理効率が低下し、処理コストや手間の悪化を招くこととなっていた。 However, when the miscellaneous solid waste, which is an object to be melted, put into the canister in this way contains a predetermined amount or more of metal powder or metal pieces, problems are likely to occur in the melting process. The problem is caused by the fact that a large amount of iron oxide is generated in the canister due to the introduction of the metal powder and the like, and this large amount of iron oxide generates carbon monoxide. The carbon monoxide generated here rises in the molten metal in the canister toward the liquid surface, that is, in the atmosphere, and there is a concern that the molten metal itself may be rapidly increased. Therefore, this rise in the molten metal level led to the spilling of molten metal from the canister, which forced the automatic shutdown of the melting furnace and subsequent complicated recovery measures. As a result, the volume reduction processing efficiency of miscellaneous solid waste is reduced, leading to deterioration in processing costs and labor.
そこで本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、金属粉等に配慮した、雑固体廃棄物の効率よい溶融管理を可能とする、溶湯レベル管理方法および溶湯レベル管理システムを提供することを主たる目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and provides a molten metal level management method and a molten metal level management system that enables efficient melting management of miscellaneous solid waste in consideration of metal powder and the like. Main purpose.
上記課題を解決する本発明の溶湯レベル管理方法は、低レベル放射性廃棄物の減容設備における溶湯レベルの管理方法であって、低レベル放射性廃棄物中より所定量以上の金属粉または金属片を選別し、この金属粉または金属片を前記溶融炉における溶融対象から溶融前に除外する、金属粉等除外手順と、前記減容設備が備える溶融炉内における溶湯レベルを検知する溶湯レベル検知手順と、前記検知した溶湯レベルが所定範囲以上に上昇しているか判定するレベル判定手順と、前記判定により前記溶湯レベルが所定範囲以上に上昇していると判定された場合に溶融炉温度の低下処理を行う温度低下手順と、を含むことを特徴とする。 The molten metal level management method of the present invention that solves the above-mentioned problem is a molten metal level management method in a low-level radioactive waste volume reduction facility , and a predetermined amount or more of metal powder or metal pieces are contained in the low-level radioactive waste. Sorting and excluding the metal powder or metal pieces from the melting target in the melting furnace before melting, a metal powder etc. exclusion procedure, and a melt level detection procedure for detecting the melt level in the melting furnace provided in the volume reduction equipment, A level determination procedure for determining whether the detected molten metal level has risen above a predetermined range, and a melting furnace temperature lowering process when it is determined by the determination that the molten metal level has risen above a predetermined range. And a temperature lowering procedure to be performed.
なお、前記溶湯レベル管理方法において、前記温度低下手順が、前記溶融炉温度を1480℃付近まで低下させる処理であるとしてもよい。 In the molten metal level management method, the temperature reduction procedure may be a process of reducing the melting furnace temperature to around 1480 ° C.
また、本発明の溶湯レベル管理システムは、低レベル放射性廃棄物の減容設備における溶湯レベルの管理システムであって、低レベル放射性廃棄物中より所定量以上の金属粉または金属片を選別し、この金属粉または金属片を前記溶融炉における溶融対象から溶融前に除外する金属粉等除外手段と、前記減容設備が備える溶融炉内における溶湯レベルを検知する溶湯レベル検知手段と、前記検知した溶湯レベルが所定範囲以上に上昇しているか判定するレベル判定手段と、前記判定により前記溶湯レベルが所定範囲以上に上昇していると判定された場合に溶融炉温度の低下処理を行う温度低下手段と、を備えることを特徴とする。 The molten metal level management system of the present invention is a molten metal level management system in a low-level radioactive waste volume reduction facility , and selects a predetermined amount or more of metal powder or metal pieces from the low-level radioactive waste, Exclusion means for excluding the metal powder or metal pieces from the melting target in the melting furnace before melting, molten metal level detecting means for detecting the molten metal level in the melting furnace provided in the volume reduction equipment, and the detected Level determining means for determining whether or not the molten metal level has risen above a predetermined range, and temperature lowering means for performing a melting furnace temperature lowering process when it is determined by the determination that the molten metal level has risen above a predetermined range. And.
なお、前記溶湯レベル管理システムにおいて、前記温度低下手段が、前記溶融炉温度を1480℃付近まで低下させるものであるとしてもよい。 In the molten metal level management system, the temperature lowering means may lower the melting furnace temperature to around 1480 ° C.
本発明によれば、金属粉等に配慮した、雑固体廃棄物の効率よい溶融管理が可能となる。 According to the present invention, efficient melting management of miscellaneous solid waste in consideration of metal powder and the like becomes possible.
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明が適用される放射性廃棄物処理設備の全体構成を示す説明図である。先に本出願人は、図1に示す雑固体廃棄物の減容設備300を開発し、現在実用に供している。本実施形態においては、この雑固体廃棄物の減容設備300において本発明の雑固体廃棄物の溶湯レベル管理システムを実現すると同時に、雑固体廃棄物の溶湯レベル管理方法を行う状況を想定する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of a radioactive waste treatment facility to which the present invention is applied. Previously, the present applicant has developed a
この雑固体廃棄物の減容設備300は、雑固体廃棄物を仕分する前処理設備1と、仕分された雑固体廃棄物のうち溶融可能な廃棄物を溶融するための溶融設備2と、溶融終了後の溶融廃棄物を収納したドラム缶に、モルタルを充填して充填固化体37とするモルタル固化設備3と、充填固化体37を一時保管する保管設備4とからなる。
The miscellaneous solid waste
前処理設備1は、原子力発電施設にて発生する、性状(材質、寸法、形状等)の異なる雑固体廃棄物5を、処理対象外廃棄物6、直接充填物7、溶融対象物8に分別する仕分け台9を備える。
The pretreatment facility 1 separates miscellaneous solid wastes 5 having different properties (materials, dimensions, shapes, etc.) generated at nuclear power generation facilities into
また、溶融対象物8を溶融し易い大きさに切断する切断機10と、溶融対象物8を投入容器11、キャニスタ12のそれぞれに収納する収納手段13と、投入容器11及びキャニスタ12を溶融設備2に搬出する搬出手段14と、直接充填物7が充填されたドラム缶15をモルタル固化設備3に搬出する搬出手段16とを備える。
Moreover, the
前記仕分け台9は、原子力発電施設から送られてくる雑固体廃棄物5を受けつけて回転するターンテーブル等の回転部17と、回転部17を支持する固定部18とを備える。この仕分け台9における雑固体廃棄物5の分別作業は、前記回転部17を囲むように配置された複数人員の手作業により実施するとしてもよい。雑固体廃棄物5を例えば、処理対象外廃棄物6、直接充填物7、溶融対象物8の3区分に分別することとなる。
The sorting table 9 includes a
この仕分け台9は、本発明における、低レベル放射性廃棄物中より所定量以上の金属粉または金属片を選別し、この金属粉または金属片を前記溶融炉21における溶融対象から除外する金属粉等除外手段となる。そのため、例えば、所定量以上の金属粉または金属片に特有の性状や形態を識別する適宜なセンサや機構を備えて、前記雑固体廃棄物中より、所定量以上の金属粉または金属片を含む雑固体廃棄物を選別・除外するものとすれば好適である。
The sorting table 9 sorts out a predetermined amount or more of metal powder or metal pieces from the low-level radioactive waste in the present invention, and removes the metal powder or metal pieces from the melting target in the
前記処理対象外廃棄物6は、例えば、鉛等の有害物及び可燃物であり、有害物は貯蔵所に搬出され、可燃物は別途焼却施設にて焼却処理される。
The
一方、直接充填物7は、溶融することにより溶融設備2に好ましくない影響を与える、例えば、塩化ビニル類、ゴム類等の難燃性の廃棄物及び真鍮等の非鉄金属類である。この直接充填物8は、例えば手作業にてそのままドラム缶15に充填され、移動台車又はクレーン等の搬出手段16にてモルタル固化設備3に搬出される。
On the other hand, the
また、溶融対象物8は、溶融により減容化がはかれる、例えば、炭素鋼、ステンレス等の金属類、コンクリート、保温材、ガラスの無機物類の不燃物である。この溶融対象物8のうち、大型の雑固体廃棄物や異形の雑固体廃棄物は、投入容器11又はキャニスタ12に入る大きさに切断機10にて切断される。こられの溶融対象物8は、手作業又はコンベア等の収納手段13により投入容器11又はキャニスタ12に収納され、クレーン又はコンベア等の搬出手段14により溶融設備2へ搬出される。
Further, the object to be melted 8 is an incombustible material such as metals such as carbon steel and stainless steel, concrete, heat insulating material, and glass inorganic materials whose volume can be reduced by melting. Of the melted
他方、前記溶融設備2は、略円筒形状であって、内側表面の下部に高周波誘導コイル20が螺旋状に巻回されている溶融炉21を有する。また、この溶融炉21の下部側から初期装荷として予め溶融対象物8を詰め込んだキャニスタ12を上昇させて高周波誘導コイル20の内側に装填し、溶融終了後はキャニスタ12を下降させ、冷却装置22まで移動させる移動装置23を備える。
On the other hand, the
更に、前記溶融設備2は、初期装荷した溶融対象物8が溶融し減容することで生じたキャニスタ12内の余裕空間に、溶融炉21の上部側から投入容器11を降下させ、当該投入容器11下部のゲートを開けることでキャニスタ12内に溶融対象物8を投入する投入装置24を備える。
Further, the
また、キャニスタ12内部の溶融状況を常時監視する監視カメラ25と、溶融炉21から発生する排気を排出する煙道26と、排気中の粉塵を濾過するフィルター27と、排気ガスを吸引する排ガスブロワと、排ガスブロワにより吸引した排気を無害化する排気処理装置29とを備える。なお、前記監視カメラ25は、本発明における、前記溶融炉21内における溶湯レベルを検知する溶湯レベル検知手段となる。
In addition, a
また、キャニスタ12の炉内への装荷や炉外への取り出し等、キャニスタ12のハンドリングを容易にするため、また、キャニスタ12の外表面温度の測定のため、溶融炉21の内壁とキャニスタ12との間には空隙を持たせている。
Further, in order to facilitate handling of the
このような溶融設備2においては、溶融炉21内の高周波誘導コイル20に電圧を印加することにより磁界が発生し、ジュール熱を生ずることでキャニスタ12の内部を1500℃程度に昇温させ、溶融対象物8を溶融させる。そして、キャニスタ内に余裕ができると投入容器11内の溶融対象物8を順次キャニスタ12内に追加投入しながら溶融させ、所定の溶湯レベルに至るまで追加投入を継続する。溶湯レベル及び溶融状態は、キャニスタ12内部が見渡せる溶融炉21の上部付近に設けられた前記監視カメラ25によって常時監視されている。
In such a
さらに、溶融炉21の上部付近には、排気排出用の煙道26が開口されており、この煙道26には煙道配管30が接続されている。また、この煙道配管30はフィルタ27を介して排気処理装置29に接続されている。排ガスブロアの吸引動作により溶融炉内は負圧に常時保たれ、排気の外部拡散を防止している。また、排気については、フィルタ27で濾過を行って排気中の粉塵を除去した後、排気処理装置29を通過させて無害化し、大気中に放出される。
Further, a
キャニスタ12において溶融終了後の溶融廃棄物31は、キャニスタ移動装置23にてキャニスタ12ごと溶融炉21から取り出され、冷却装置22まで搬送される。また、この冷却装置22にて外気等で所定温度まで冷却された溶融廃棄物31は、キャニスタ12ごとドラム缶32内に収容されることとなる。
The
図2は本実施形態における雑固体廃棄物の溶湯レベル管理システムを含む溶融設備概要図である。本実施形態における前記溶融設備2は、図2に示すように、前記減容設備300が備える溶融炉21内における溶湯レベルを検知する溶湯レベル検知手段25(例:監視カメラ)と、前記検知した溶湯レベルが所定範囲以上に上昇しているか判定するレベル判定手段201と、前記判定により前記溶湯レベルが所定範囲以上に上昇していると判定された場合に溶融炉温度の低下処理を行う温度低下手段202とからなる溶湯レベル管理システム200を備える。
FIG. 2 is a schematic diagram of a melting facility including a melt level management system for miscellaneous solid waste in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the
溶湯レベル管理システム200は、溶融設備2に備わるコンピュータであり、前記溶湯レベル検知手段25からの溶湯レベル情報を取得する一方で、この溶湯レベル情報と自身が備えるメモリに格納された溶湯レベルの許容上昇範囲とを比較する。この比較により、現在の溶融炉21つまりキャニスタ12における溶湯レベルが所定範囲以上に上昇しているか否か判定することとなる。この判定結果が前記所定範囲以上との旨であれば、溶融炉温度の低下処理指示を生成し、これを温度低下手段202に通知するのである。
The molten metal
なお、前記溶湯レベル検知手段25は、上述した監視カメラ25の例だけでなく、他の種々のレベル検知手段を採用することが可能である。また、前記温度低下手段202についても、キャニスタ12の外周に冷却媒体を循環または搬送する装置であったり、或いは単に前記高周波誘導コイル20の印加電圧等を低減可能な装置であったり、キャニスタ12や溶融炉21の形態や構造などに応じて適宜採用するものとできる。
The molten metal level detection means 25 can adopt not only the example of the
図3は本実施形態における雑固体廃棄物の溶湯レベル管理方法の処理手順を示すフロー図である。次に、雑固体廃棄物の溶湯レベル管理方法の処理手順について説明する。まず、金属粉等除外手段たる仕分け台9において、低レベル放射性廃棄物中より所定量以上の金属粉または金属片について選別および除去を実行する(s1000)。ここで選別・除去された所定量以上の金属粉または金属片は、直接充填物7としてドラム缶15に充填され、搬出手段16によりモルタル固化設備3に搬出される。
FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the miscellaneous solid waste molten metal level management method in the present embodiment. Next, the processing procedure of the molten metal level management method for miscellaneous solid waste will be described. First, sorting and removal of a predetermined amount or more of metal powder or metal pieces from the low-level radioactive waste is performed in the sorting table 9 as a means for excluding metal powder or the like (s1000). A predetermined amount or more of the metal powder or metal piece selected and removed here is directly filled into the drum can 15 as the filling
一方、前記溶融炉21内(のキャニスタ12)における溶湯レベルを、前記監視カメラ25などの溶湯レベル検知手段により検知する(s1001)。前記レベル判定手段201は、前記検知した溶湯レベルを所定の許容上昇範囲(所定範囲レベル)と比較し(s1002)、所定範囲以上であるか否か判定する(s1003)。この判定により、溶湯レベルが所定の範囲以下であった場合(s1003:NO)、処理をステップs1001に戻し、通常操業の状態を維持する。
On the other hand, the molten metal level in the melting furnace 21 (canister 12) is detected by a molten metal level detecting means such as the monitoring camera 25 (s1001). The
他方、前記溶湯レベルが所定範囲以上であると判定された場合に(s1003:YES)、前記レベル判定手段201より温度低下手段202に対し、溶融炉温度の低下処理の指示を行う。これを受けた温度低下手段202は、例えば前記キャニスタ12の周囲に送風を行ったり、或いは冷却媒体を循環させるなどして適宜な温度低下処理を実行する(s1004)。この温度低下処理を、キャニスタ12内、つまり溶融温度が所定温度(例:約1480℃)以下に低下するまで行う(s1005:NO→s1004)。溶融温度が所定温度以下まで低下したならば(s1005:YES)、本フローは終了する。
On the other hand, when it is determined that the molten metal level is equal to or higher than the predetermined range (s1003: YES), the
本発明によれば、金属粉等に配慮した、雑固体廃棄物の効率よい溶融管理が可能となる。 According to the present invention, efficient melting management of miscellaneous solid waste in consideration of metal powder and the like becomes possible.
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely based on the embodiment, it is not limited to this and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
1 前処理設備 2 溶融設備
3 モルタル固化設備 4 保管設備
5 雑固体廃棄物 6 処理対象外廃棄物
7 直接充填物 8 溶融対象物
9 仕分け台、金属粉等除外手段 10 切断機
11 投入容器 12 キャニスタ
13 収納手段 14、16 搬出手段
15、32 ドラム缶 17 回転部
18 固定部 20 高周波誘導コイル
21 溶融炉 22 冷却装置
23 移動装置 24 投入装置、投入手段
25 監視カメラ、溶湯レベル検知手段 26 煙道
27 フィルター 29 排気処理装置
30 煙道配管 31 溶融廃棄物
33 固形化材サイロ 34 固形化材投入機
35 練り混ぜ機 36 ホッパ
37 充填固化体 200 溶湯レベル管理システム
201 レベル判定手段 202 温度低下手段
300 雑固体廃棄物溶融設備 s1001 溶湯レベル検知手順
s1002 レベル判定手順 s1004 温度低下手順
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
低レベル放射性廃棄物中より所定量以上の金属粉または金属片を選別し、この金属粉または金属片を前記溶融炉における溶融対象から溶融前に除外する、金属粉等除外手順と、
前記減容設備が備える溶融炉内における溶湯レベルを検知する溶湯レベル検知手順と、 前記検知した溶湯レベルが所定範囲以上に上昇しているか判定するレベル判定手順と、 前記判定により前記溶湯レベルが所定範囲以上に上昇していると判定された場合に溶融炉温度の低下処理を行う温度低下手順と、
を含むことを特徴とする溶湯レベル管理方法。 A method for managing a melt level in a volume reduction facility for low-level radioactive waste,
Sorting out a predetermined amount or more of metal powder or metal pieces from low-level radioactive waste, and excluding this metal powder or metal pieces from the melting target in the melting furnace before melting,
A molten metal level detection procedure for detecting a molten metal level in a melting furnace provided in the volume reduction facility, a level determination procedure for determining whether the detected molten metal level has risen above a predetermined range, and the molten metal level is predetermined by the determination. A temperature lowering procedure for performing a melting furnace temperature lowering process when it is determined that the temperature is higher than the range;
A molten metal level management method comprising:
前記温度低下手順が、前記溶融炉温度を1480℃付近まで低下させる処理であることを特徴とする溶湯レベル管理方法。 In claim 1 ,
The molten metal level management method, wherein the temperature lowering procedure is a process of lowering the melting furnace temperature to around 1480 ° C.
低レベル放射性廃棄物中より所定量以上の金属粉または金属片を選別し、この金属粉または金属片を前記溶融炉における溶融対象から溶融前に除外する金属粉等除外手段と、
前記減容設備が備える溶融炉内における溶湯レベルを検知する溶湯レベル検知手段と、 前記検知した溶湯レベルが所定範囲以上に上昇しているか判定するレベル判定手段と、 前記判定により前記溶湯レベルが所定範囲以上に上昇していると判定された場合に溶融炉温度の低下処理を行う温度低下手段と、
を備えることを特徴とする溶湯レベル管理システム。 A melt level management system for low-level radioactive waste volume reduction equipment,
A metal powder or metal piece of a predetermined amount or more is selected from the low-level radioactive waste, and this metal powder or metal piece is excluded from melting target in the melting furnace before melting, etc.
A molten metal level detecting means for detecting a molten metal level in a melting furnace provided in the volume reduction equipment, a level determining means for determining whether the detected molten metal level has risen above a predetermined range, and the molten metal level is predetermined by the determination. A temperature lowering means for performing a melting furnace temperature lowering process when it is determined that the temperature is higher than the range;
A molten metal level management system characterized by comprising:
前記温度低下手段が、前記溶融炉温度を1480℃付近まで低下させるものであることを特徴とする溶湯レベル管理システム。 In claim 3 ,
The molten metal level management system characterized in that the temperature lowering means lowers the melting furnace temperature to around 1480 ° C.
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