JP6335759B2 - 放射性廃棄物の溶融システム - Google Patents

Description

本明細書に開示する技術は、放射性廃棄物の溶融システムに関する。

放射能を有する不燃性の雑固体や焼却灰などの放射性廃棄物を減容する（即ち、嵩を減らす）ために、これらの放射性廃棄物を溶融する溶融システムが知られている（特許文献１参照）。このような溶融システムは、一般に、溶融炉と、搬送装置と、投入機を備える。溶融炉は、放射性廃棄物を高温で溶融する有底筒状の溶融容器を有する。搬送装置は、予め放射性廃棄物が充填されている有蓋有底の筒状の投入容器を搬送する。投入機は、溶融炉の上方に位置しており、投入容器を把持して投入容器内部の放射性廃棄物を溶融容器に投入する。具体的には、投入機は、搬送装置の搬送面に載置されている投入容器を把持し、投入容器を溶融容器の真上まで下降させ、その位置で投入容器の底部を開口させて、投入容器内部の放射性廃棄物を溶融容器に投入する。投入機は、放射性廃棄物の投入が完了したら、投入容器の底部を閉鎖して、投入容器を上方に引き上げ、搬送装置の搬送面に載置する。搬送装置は、放射性廃棄物投入完了後の投入容器を所定の位置まで搬送し、予め放射性廃棄物が充填されている次の投入容器を搬送する。投入機は、溶融容器の内部が放射性廃棄物で満たされるまで放射性廃棄物の投入作業を繰り返す。

溶融容器に十分な量の放射性廃棄物が充填されたら、溶融炉は溶融容器を高温にして放射性廃棄物の溶融を開始する。放射性廃棄物を溶融して減容すると、溶融容器内の上部にはスペースができる。すると、投入機から溶融容器に新たな放射性廃棄物が追加投入される。このように、上記の溶融システムでは、溶融容器で溶融処理を行っている最中においても、投入機から放射性廃棄物が間欠的に追加投入される。

特開２０１４−０２５８１９号公報

上述した溶融システムでは、溶融容器内に放射性廃棄物を投入するために、搬送装置や投入機によって投入容器の搬送や把持等をしなければならない。放射性廃棄物の溶融処理を連続して円滑に行うためには、搬送装置や投入機による投入容器のハンドリングを適切に行う必要がある。しかしながら、上述した溶融システムにおいては、放射性廃棄物の追加投入を行っていくと、投入容器の適切なハンドリングが困難となり、溶融処理を継続して行うことができないことがあった。

本明細書では、放射性廃棄物を溶融する溶融システムにおいて、投入容器の適切なハンドリングを可能とし、これによって放射性廃棄物の溶融処理を安定して行うことができる技術を提供する。

本願発明者等が投入容器の適切なハンドリングが困難となる原因を鋭意検討したところ、投入容器の底部の付着物の影響であることが判明した。即ち、上述したように放射性廃棄物の追加投入が行われると、溶融容器内で既に溶融された液体状の放射性廃棄物（以下、「溶湯」とも称する）が跳ね返って、溶湯の飛沫が投入容器の底部に付着することがある。また、溶融炉内は高温であるため、投入物に含まれるビニール等の可燃物が燃えて、投入容器の底部に固着することがある。以下では、このような溶湯及び固着物を「付着物」と総称する。投入容器の底部に付着物が生じると、投入容器と搬送装置等の設備が干渉し、投入容器の適切なハンドリングが困難となる。

本明細書に開示する放射性廃棄物の溶融システムは、溶融炉と、投入機と、搬送装置と、撮像装置と、画像処理装置と、を備える。溶融炉は、放射性廃棄物を溶融する溶融容器を有する。投入機は、放射性廃棄物が充填されている投入容器を把持して、投入容器内の放射性廃棄物を溶融容器に投入する。搬送装置は、投入容器を、投入機が把持可能な把持位置と、投入機が把持不能な退避位置とに搬送する。撮像装置は、投入容器の底部を撮像する。画像処理装置は、撮像装置が撮像した画像データを処理する。投入容器の底部は開閉可能である。投入機は、投入容器の底部を溶融容器の上方で開口させることにより、投入容器内の放射性廃棄物を溶融容器内に投入する。撮像装置は、投入機に把持された放射性廃棄物投入後の投入容器の底部を撮像する。画像処理装置は、画像データを処理して投入容器の底部における付着物の有無を判定する。

上記の放射性廃棄物の溶融システムは、撮像装置と画像処理装置を備えている。撮像装置は、放射性廃棄物を投入し終えた後の投入容器の底部を撮像し、画像処理装置は、撮像装置により撮像された画像データを処理して、投入容器の底部における付着物の有無を判定する。この構成によると、放射性廃棄物投入後の投入容器の底部に付着物が付着しているか否かを知ることが可能となり、投入容器の底部に付着物が付着したままの状態で溶融処理が継続されることを抑制することができる。このため、投入容器を適切にハンドリングでき、放射性廃棄物の溶融処理を安定して行うことができる。

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明を実施するための形態、及び、実施例にて詳しく説明する。

実施例１の放射性廃棄物の溶融システムのブロック図。 高周波溶融装置の概略図であり、把持部及び外筒が高さｈ１からｈ３まで下降する様子を示す図。 高周波溶融装置の概略図であり、把持部が高さｈ３からｈ４まで下降する様子を示す図。 投入容器の底蓋の開口時及び閉鎖時の模式図。 搬送装置の模式図（その１）。 搬送装置の模式図（その２）。 投入容器とカメラとの位置関係を示す図。 放射性廃棄物の溶融システムのフロー図（その１）。 放射性廃棄物の溶融システムのフロー図（その２）。 放射性廃棄物の溶融システムのフロー図（その３）。 投入容器の底蓋の外表面に付着物が付着した状態を示す図。 投入容器の部分底蓋同士の当接面に付着物が付着した状態を示す図。 実施例２のカメラの設置形態を示す図。 実施例３のカメラの設置形態を示す図。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１） 本明細書に開示する放射性廃棄物の溶融システムは、画像処理装置が投入容器の底部に付着物が付着していると判定したときに、投入容器の底部に付着物が付着していることを作業員に報知する報知装置、をさらに備えていてもよい。この構成によると、報知装置が作動することにより、作業員は投入容器の底部に付着物が付着しているという情報を受動的に取得することができる。

（特徴２） 本明細書に開示する放射性廃棄物の溶融システムは、撮像装置で撮像された画像データが表示されるモニタをさらに備えていてもよい。この構成によると、作業員が投入容器の底部を実際に確認する前に、予めモニタ上で付着物の大きさや付着箇所を把握することができる。このため、実際の確認作業を円滑に行うことができる。

（特徴３） 本明細書に開示する放射性廃棄物の溶融システムでは、投入容器の底部は、複数の部分底部により構成されていてもよい。投入容器の底部は、複数の部分底部が当接面において互いに当接することにより閉鎖し、複数の部分底部が当接面において互いに当接しないことにより開口してもよい。撮像装置の少なくとも１つは、複数の部分底部の当接面を撮像してもよい。投入容器の底部が複数の部分底部により構成されている場合は、放射性廃棄物を追加投入すると、溶融容器から跳ね返った溶湯が部分底部の当接面に付着することがある。また、溶融炉内は高温であるため、投入物に含まれるビニール等の可燃物が燃えて部分底部の当接面に固着することがある。部分底部の当接面にこのような付着物が生じると、複数の部分底部同士を適切に閉鎖することができず、投入容器を適切にハンドリングできない可能性がある。このため、撮像装置が部分底部の当接面を撮像することにより、画像処理装置は、当接面における付着物の有無をも判定することができる。従って、当接面に付着物が付着していることに起因して投入容器を適切にハンドリングできない等の事態の発生を抑制することができる。

実施例１の放射性廃棄物の溶融システム２について、図１〜１２を参照して説明する。図１に示すように、溶融システム２は、監視制御装置４と、ＰＬＣ８（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、高周波溶融装置１０と、３台の赤外線カメラ１８、２０、２２と、画像処理装置２４と、モニタ２６を備える。監視制御装置４、ＰＬＣ８、及びモニタ２６は制御室に設置されており、制御室に配備された作業員により管理される。

監視制御装置４は、ＰＬＣ８に制御信号を送信してＰＬＣ８を制御する。監視制御装置４はモニタ６を備えている。監視制御装置４は、いわゆるＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）である。ＰＬＣ８は、制御盤に収容されたシーケンサ等の制御装置であり、監視制御装置４からの制御信号に基づいて、高周波溶融装置１０をシーケンス制御する。即ち、高周波溶融装置１０は、溶融炉１２と、投入機１４と、搬送装置１６を備えており、ＰＬＣ８による制御に従って放射性廃棄物を溶融処理する。赤外線カメラ１８〜２２は、高周波溶融装置１０が有する投入容器６０の底蓋６４（後述）から放射される赤外線を検出し、輝度データを画像処理装置２４に送信する。画像処理装置２４は、赤外線カメラ１８〜２２から送信された輝度データを温度データに変換し、その温度データを処理して、投入容器６０の底蓋６４における付着物の有無を判定する。画像処理装置２４は、付着物有無の判定結果をＰＬＣ８に送信すると共に、処理済の熱画像データ（温度に応じて色変換がされた画像データ）をモニタ２６に送信する。ＰＬＣ８は、画像処理装置２４から「付着物有」の判定結果を受信すると、監視制御装置４に警報信号を送信する。監視制御装置４は、ＰＬＣ８から警報信号を受信すると、モニタ６に警報を表示する。モニタ２６は、画像処理装置２４から受信した熱画像データを表示する。制御室の作業員は、モニタ６に警報が表示されることで、投入容器６０の底蓋６４に付着物が付着していることを知ることができる。そして、制御室にいながら、モニタ２６で付着物の付着状態を確認することができる。作業員は、必要に応じて、監視制御装置４からＰＬＣ８に停止信号を送信する。ＰＬＣ８が停止信号を受信すると、ＰＬＣ８は、投入機１４の動作を一時停止する。なお、投入容器６０の底蓋６４は、「投入容器の底部」の一例に相当し、監視制御装置４は「報知装置」の一例に相当する。

図２、３、５、６は、高周波溶融装置１０の概略図を示す。高周波溶融装置１０は、溶融炉１２、投入機１４、及び搬送装置１６（図５、６参照）を備えている。溶融炉１２は、ｘｙ平面上に設置されている。溶融炉１２の上部（ｚ方向）には、外部から閉ざされた空間を有する投入準備室２８が設置されている。投入準備室２８内には、投入機１４及び搬送装置１６が配置されている。投入準備室２８の床面３０には円形の開口３２が形成されている。開口３２の外周には、床面３０から上方に突出する円筒状の突出筒３４が形成されている。

溶融炉１２は、炉本体３６と、炉本体３６の下方に配置された昇降装置３８を備えている。炉本体３６は、炉体４０と、冷却ノズル４２と、炉体４０の外周面に沿って配置された誘導加熱コイル４４を備えている。炉体４０は、上端及び下端が開口した筒状に形成されており、その内部に収容空間４０ａが設けられている。収容空間４０ａには、溶融容器４６が収容可能となっている。冷却ノズル４２は、炉体４０の下部に、炉本体３６の外壁及び炉体４０を貫通するように配置されている。炉本体３６の外壁と炉体４０の間は空洞になっている。誘導加熱コイル４４は、その空洞内で、図示しない保持アームによって保持されている。誘導加熱コイル４４は、炉体４０を介して溶融容器４６の側面を覆うように配置されている。誘導加熱コイル４４は、図示しない高周波電源（５０〜３０００Ｈｚ）に接続されている。炉体４０は、溶融容器４６内の放射性廃棄物の高さを検出するセンサ（図示省略）を備えている。

炉本体３６の上部には、ｚ方向に延びる通路５０が設けられている。通路５０は、投入容器６０（後述）が通過可能な大きさに形成されている。通路５０の上端は、投入準備室２８の開口３２に連通している。通路５０の下端は、炉体４０の収容空間４０ａに連通している。通路５０の途中には、通路５０を開閉する開閉扉５２が設けられている。開閉扉５２が開くと（図３参照）、開閉扉５２より上方の通路５０と収容空間４０ａとが通路５０を介して連通し、開閉扉５２が閉じると、開閉扉５２より上方の通路５０と収容空間４０ａとの連通状態が遮断される。炉本体３６には、ガス排出通路５４が設けられている。ガス排出通路５４は、開閉扉５２より下方の通路５０に連通している。ガス排出通路５４からは、溶融処理中に発生するガスが排出される。ガス排出通路５４は、図示しない排ガス処理設備に接続されている。ガス排出通路５４から排出される排ガスは、排ガス処理設備で無害化され、大気に排出される。ガス排出通路５４は、収容空間４０ａ内の空気を誘引し、収容空間４０ａを負圧に維持している。

昇降装置３８は、平面台３８ａと、平面台３８ａを昇降させる第１昇降機構（図示省略）を備えている。平面台３８ａ上に支台５６が載置され、支台５６上に溶融容器４６が載置される。平面台３８ａが第１昇降機構によって上端位置（図１の実線で示す位置）まで上昇すると、収容空間４０ａの下端が閉じられる。平面台３８ａが第１昇降機構によって下端位置（図１の二点鎖線で示す位置）まで下降すると、収容空間４０ａの下端が開かれる。

溶融容器４６は、有底の容器であり、カーボンを含有する導電性のセラミックでできている。誘導加熱コイル４４に高周波電源を印加すると、溶融容器４６内に渦電流が流れ、溶融容器４６を好適に加熱することができる。例えば、溶融容器４６は１５００［℃］に加熱することができる。

図２、３に示すように、投入機１４は、外筒５８と、把持部５９と、外筒５８及び把持部５９をｚ方向に昇降させる第２昇降機構（図示省略）を備えている。第２昇降機構は、高さを検知するセンサ（図示省略）を備えており、外筒５８及び把持部５９を所定の高さで停止させることができる。第２昇降機構は、外筒５８及び把持部５９を別々に昇降させる。本実施例では、第２昇降機構は、外筒５８を高さｈ１及び高さｈ３で停止させ、把持部５９を高さｈ１、高さｈ２（図５参照）、高さｈ３、及び高さｈ４で停止させる（後述）。外筒５８は、上端が閉口し、下端が開口した円筒形状である。把持部５９は、外筒５８の内部に、外筒５８から下方に突出可能に収容され、投入容器６０を両側から把持可能に構成されている。把持部５９は、投入容器６０の本体６２（後述）の上部（より具体的には、ｚ方向における略中央から上方の部分）を把持する。外筒５８の中心軸は、投入準備室２８の床に形成された突出筒３４の中心軸と一致している。第２昇降機構によって外筒５８を下降させていくと、図２に二点鎖線で示すように、外筒５８の下端面は突出筒３４の上端面と当接する。外筒５８の下端面と突出筒３４の上端面には、それぞれ図示しないシールが設けられている。このため、両者が当接すると両者の間は隙間なく封止され、投入準備室２８における外筒５８の外部の空間は、溶融炉１２側の空間から分断される。以下では、このときの外筒５８及び把持部５９の高さを、高さｈ３と称する。また、高さｈ４（図３参照）は、投入容器６０の底蓋６４が収容空間４０ａ（より具体的には、溶融容器４６の真上）に位置するときの把持部５９の高さである。開閉扉５２は、把持部５９及び投入容器６０が通路５０を通過する際は通路５０を開放する。

ここで、図４を参照して投入容器６０について説明する。投入容器６０は、円筒形状の本体６２と、本体６２の下端に接続された円錐形状の底蓋６４により構成されている。投入容器６０の外径は、外筒５８の内径（厳密には、２つの把持部５９間の距離）よりも小さい。底蓋６４の内部は空洞であり、本体６２の内部と連通している。底蓋６４は、下方（−ｚ方向）に向かって縮径している。底蓋６４は、開閉可能に構成されている。具体的には、底蓋６４は、部分底蓋６６と部分底蓋６８から構成されている。部分底蓋６６、６８は、投入容器６０の中心軸（図３に一点鎖線で示す）を通る平面上で２分割された形状を有する。部分底蓋６６、６８は、それぞれヒンジ（図示省略）を支点として、位置Ｓ１、Ｓ２で回動可能となっている。部分底蓋６６、６８が支点Ｓ１、Ｓ２周りに互いに離間する方向に回転すると、投入容器６０の底蓋６４が開口する。底蓋６４は、投入容器６０内の放射性廃棄物が底蓋６４にひっかかることなく真下に落下できる位置（例えば、図４に二点鎖線で示す位置）まで開口する。一方、部分底蓋６６、６８が支点Ｓ１、Ｓ２周りに互いに近接する方向に回転すると、部分底蓋６６、６８が当接面７０において当接し、底蓋６４が閉鎖する。なお、部分底蓋６６、６８はそれぞれ「部分底部」の一例に相当する。

図５、６に示すように、搬送装置１６は、コンベア７４と、スライド板７６と、支台７８を備える。搬送装置１６は、突出筒３４に対してｙ方向側に配置されている。コンベア７４には、従来公知のコンベアが用いられる。コンベア７４の搬送面は双方向（即ち、±ｙ方向）に進行可能であり、投入容器６０を位置ｐ１から位置ｐ２まで、或いは位置ｐ２から位置ｐ１まで搬送する。投入容器６０は支持台８０に載置されており、コンベア７４は、投入容器６０を支持台８０ごと搬送する。支持台８０は、矩形状の台座８２と、台座８２の４隅から上方に延びる縦柱８４と、隣接する縦柱８４間を連結する横柱８６を有する。縦柱８４に横柱８６が固定されると、４本の横柱８６によって投入容器６０が囲まれた状態となる。横柱８６と投入容器６０の本体６２の側面との間には僅かな隙間が形成されている。投入容器６０が支持台８０に載置されると、底蓋６４の先端部が台座８２に当接し、投入容器６０の本体６２の側面が横柱８６と当接する。これにより、投入容器６０が横柱８６によって支持され、投入容器６０はほぼ直立した姿勢で支持台８０に載置される。

スライド板７６は、ｘｙ平面上に位置する板状部材であり、その上面にコンベア７４が固定されている。支台７８は、スライド板７６をスライド可能に支持している。支台７８には、ｙ方向に延びるレールが設けられている。スライド板７６は、レールに沿って、位置ｐ３から位置ｐ４までスライド可能となっている。スライド板７６がスライドすると、スライド板７６に固定されているコンベア７４も一体となってスライドする。スライド板７６が位置ｐ４までスライドすると、コンベア７４上の投入容器６０の中心軸は、外筒５８、把持部５９及び突出筒３４の中心軸と一致する。図５に示すように、第２昇降機構は、外筒５８を高さｈ１で停止させた状態で、把持部５９のみを高さｈ１から高さｈ２まで下降させたり、高さｈ２から高さｈ１まで上昇させたりすることができる。なお、高さｈ１は、外筒５８の下端面がコンベア７４上の投入容器６０の上面よりも高い位置に位置する高さであり、高さｈ２は、把持部５９の下端がコンベア７４上の投入容器６０の本体６２の中央付近に位置する高さである。

投入準備室２８は、複数の投入容器６０を保管する倉庫（図示省略）に隣接している。倉庫では、放射性廃棄物が充填された投入容器６０が、支持台８０に載置された状態で保管されている。本実施例では、投入容器６０には、不燃性の放射性廃棄物や放射能を有する焼却灰等が充填されている。コンベア７４は、倉庫から投入機１４の近傍まで延びている。

図２、３、５、６に示すように、投入準備室２８の床面３０には、突出筒３４の周囲に３台の赤外線カメラ１８〜２２（以下、単にカメラとも称する）が配置されている。図７は、投入準備室２８を平面視した模式図であり、投入容器６０とカメラ１８〜２２との位置関係を示す。なお、図７では、外筒５８、把持部５９及び突出筒３４の図示を省略している。投入容器６０を平面視すると、カメラ１８、２０は、当接面７０の垂直二等分線上に位置しており、カメラ２２は、当接面７０の−ｙ方向側の延長線上に位置している。本実施例では、カメラ１８〜２２には同一のカメラが用いられる。図２、３、５、６に示すように、カメラ１８〜２２はそれぞれ雲台に固定されており、一定の範囲内でカメラ１８〜２２の向きを自由に調節できるようになっている。カメラ１８、２０は、外筒５８が高さｈ１に位置しているときの投入容器６０の部分底蓋６６、６８から放射される赤外線をそれぞれ検出する。具体的には、カメラ１８は、部分底蓋６６の外表面から放射される赤外線を、カメラ２０は、部分底蓋６８の外表面から放射される赤外線を検出する（図２、７参照）。一方、カメラ２２は、外筒５８が高さｈ１に位置しているときの投入容器６０の部分底蓋６６と部分底蓋６８との当接部分における赤外線を主に検出する（図６、７参照）。図７に示すように、投入準備室２８には画像処理装置２４が設置されており、カメラ１８〜２２は、画像処理装置２４にケーブル（図示省略）で接続されている。カメラ１８〜２２は、検出した赤外線エネルギー量に基づく輝度データを画像処理装置２４に送信する。

画像処理装置２４は、各カメラ１８〜２２から送信された輝度データを温度データに変換し、その温度データを処理して、底蓋６４の温度分布を示す赤外線熱画像を作成し、その熱画像データを制御室のモニタ２６に送信する。モニタ２６には、カメラ１８〜２２ごとの熱画像が表示される。画像処理装置２４は、図示しないタイマを備えている。画像処理装置２４は、温度データから算出される検出温度が所定値以上である状態が所定時間（例えば３秒）継続した場合に、底蓋６４に高温の付着物（溶湯及び固着物）が付着していると判定する一方、検出温度が所定値未満の場合、もしくは検出温度が所定値以上の状態が所定時間継続しなかった場合には、底蓋６４に高温の付着物は付着していないと判定する。画像処理装置２４は、判定結果を制御室のＰＬＣ８に送信する。

図８〜１０を参照して、放射性廃棄物の溶融システム２のフローを説明する。なお、以下の説明では、溶融容器４６に放射性廃棄物を充填するまでの処理は省略し、放射性廃棄物の溶融を開始するところから説明する。

まず、ＰＬＣ８の制御により、高周波電源をオンして、誘導加熱コイル４４に高周波電源を印加する（ステップＳ２）。これにより、溶融容器４６に渦電流が発生し、溶融容器４６が加熱される。溶融容器４６の温度が上昇すると、溶融容器４６内の放射性廃棄物が溶融する。炉体４０に設置されているセンサは、溶融容器４６内の溶湯（溶融された液体状の放射性廃棄物）の高さを検出し、その値が所定値以上かどうか判断する（ステップＳ４）。溶湯の高さが所定値以上の場合（ステップＳ４でＹｅｓ）は、ＰＬＣ８はステップＳ６２に進む。一方、溶湯の高さが所定値未満の場合（ステップＳ４でＮｏ）は、ＰＬＣ８は放射性廃棄物の追加投入処理を実行する。具体的には、まず、クレーンにより自動で倉庫から投入容器６０を支持台８０ごと取出し、コンベア７４の搬送面の位置ｐ１に配置する（ステップＳ６）。投入容器６０がコンベア７４に配置されると、ＰＬＣ８は、コンベア７４を駆動して、投入容器６０を位置ｐ１から位置ｐ２まで搬送する（ステップＳ８（図５参照））。なお、コンベア７４が駆動している間は、投入機１４の外筒５８及び把持部５９は、高さｈ１に位置している。投入容器６０が位置ｐ２まで搬送されると、ＰＬＣ８は、コンベア７４の駆動を停止し、スライド板７６をレールに沿って位置ｐ３から位置ｐ４までスライドする（ステップＳ１０）。これにより、コンベア７４上の投入容器６０もスライドする。続いて、ＰＬＣ８は、投入機１４の第２昇降機構を駆動して把持部５９を高さｈ１から高さｈ２まで下降させ、投入容器６０の上部を把持させる（ステップＳ１２（図５参照））。このとき、外筒５８は高さｈ１で停止している。続いて、ＰＬＣ８は、投入容器６０を把持した把持部５９を高さｈ２から高さｈ１まで上昇させる（ステップＳ１４）。これにより、支持台８０から投入容器６０が引き抜かれ、コンベア７４上には支持台８０が残される。把持部５９を高さｈ１まで上昇させたら、ＰＬＣ８は、スライド板７６を位置ｐ４から位置ｐ３までスライドする（ステップＳ１６）。このとき、把持部５９は投入容器６０を把持した状態で高さｈ１に位置している。続いて、ＰＬＣ８は、把持部５９を高さｈ３まで下降させる（ステップＳ１７）。続いて、ＰＬＣ８は、外筒５８を高さｈ３まで下降させ、外筒５８と突出筒３４との間を封止する（ステップＳ１８）。続いて、ＰＬＣ８は、溶融炉１２の通路５０の開閉扉５２を開き（ステップＳ２０）、投入容器６０の把持状態を維持したまま把持部５９を高さｈ３から高さｈ４まで下降させる（ステップＳ２２）。開閉扉５２は、外筒５８と突出筒３４との間が封止されてから開くため、収容空間４０ａが投入準備室２８における外筒５８の外部の空間と連通することが防止される。続いて、ＰＬＣ８は、投入容器６０の底蓋６４を開き、内部の放射性廃棄物を溶融容器４６に投入する（ステップＳ２４）。これにより、放射性廃棄物が溶融容器４６に追加投入される。投入を終えたら、ＰＬＣ８は、底蓋６４を閉じて（ステップＳ２６）、把持部５９を高さｈ４から高さｈ３まで上昇させる（ステップＳ２８）。続いて、ＰＬＣ８は、開閉扉５２を閉じ（ステップＳ３０）、外筒５８を高さｈ３から高さｈ１まで上昇させる（ステップＳ３２）。外筒５８は、開閉扉５２が閉じてから上昇するため、投入準備室２８内の空間が収容空間４０ａと連通することが防止される。その後、ＰＬＣ８は、把持部５９を高さｈ３から高さｈ１まで上昇させる（ステップＳ３３）。

ステップＳ３３が終了したら、画像処理装置２４が、投入容器６０の底蓋６４に付着物が付着していないか判定する処理を実行する。具体的には、まず、赤外線カメラ１８〜２２が投入容器６０の底蓋６４から放射される赤外線を検出し、輝度データを画像処理装置２４に送信する（ステップＳ３４）。続いて、画像処理装置２４は輝度データを温度データに変換し、その温度データを処理して作成した熱画像を制御室のモニタ２６に送信する（ステップＳ３６）。これにより、制御室のモニタ２６には、投入容器６０の底蓋６４の温度分布を示す熱画像が表示される。また、画像処理装置２４は、温度データから算出される検出温度が所定値以上である状態をタイマで計測する（ステップＳ３８）。当該状態が所定時間継続した場合は、画像処理装置２４は、投入容器６０の底蓋６４に付着物が付着していると判定し（ステップＳ３８のＹｅｓ）、ＰＬＣ８にその判定結果を送信する。すると、ＰＬＣ８は、監視制御装置４に警報信号を送信し、モニタ６に警報を表示させる（ステップＳ４０）。

制御室には、監視制御装置４のモニタ６で設備の運転状態を管理する作業員が常駐している。モニタ６に警報が表示されることで、作業員は、投入容器６０の底蓋６４に付着物が付着しているという情報を受動的に取得できる。モニタ６に警告が表示されると、作業員は、モニタ２６にて投入容器６０の底蓋６４の熱画像を検証し、付着物の付着位置、大きさ、状態（温度）等を確認する。作業員は、熱画像を検証して投入機１４の動作を停止すべきと判断した場合は（ステップＳ４２でＹｅｓ）、監視制御装置４を操作して、ＰＬＣ８に停止信号を送信する。すると、ＰＬＣ８は、投入機１４の動作を一時停止する（ステップＳ４４）。搬送装置１６の動作は投入機１４の動作に関連付けられているため、投入機１４の動作が停止すると、搬送装置１６の動作も停止する。投入機１４が一時停止すると、作業者は、投入容器６０の底蓋６４に付着している付着物を除去する（ステップＳ４６）。このように、制御室のモニタ２６に熱画像が表示される構成とすることにより、作業者は、投入準備室２８に赴いて実際の投入容器６０の底蓋６４を確認する前に、モニタ２６で付着物の大体の付着位置や大きさ等を把握することが可能となる。このため、作業者は、ステップＳ４６における付着物の除去作業を比較的円滑に行うことができる。なお、ステップＳ４４では、ＰＬＣ８は、高周波電源をオフにせず、溶融容器の加熱状態を維持させることが好ましい。

作業員が熱画像を検証した結果、投入機１４の動作を停止する必要はないと判断した場合は（ステップＳ４２でＮｏ）、ステップＳ４８に進む。これには、例えば、カメラ１８〜２２や画像処理装置２４の不具合等で誤って警報が表示されてしまった場合等が含まれる。また、検出温度が所定値未満の場合や、検出温度が所定値以上の状態が所定時間継続しなかった場合は、画像処理装置２４は、投入容器６０の底蓋６４に付着物が付着していないと判断し（ステップＳ３８でＮｏ）、ステップＳ４８に進む。

ステップＳ４６が終了したら、ＰＬＣ８は、投入機１４（及び搬送装置１６）の動作を再開させる。具体的には、まず、ＰＬＣ８は、スライド板７６を位置ｐ３から位置ｐ４までスライドする（ステップＳ４８（図６参照））。次に、ＰＬＣ８は、外筒５８を高さｈ１で停止させた状態で、把持部５９を高さｈ１から高さｈ２まで下降させ、投入容器６０をコンベア７４上に配置されている支持台８０に載置させる（ステップＳ５０）。このとき、ＰＬＣ８は、把持部５９が高さｈ２に近づくにつれて、把持部５９の下降速度を減速することが好ましい。これにより、投入容器６０の底蓋６４の先端部は、支持台８０の台座８２に静かに当接する。続いて、ＰＬＣ８は、把持部５９の把持状態を解除する（ステップＳ５２）。これにより、投入容器６０はほぼ直立した姿勢で支持台８０に載置される。続いて、ＰＬＣ８は、把持部５９を高さｈ２から高さｈ１まで上昇させ（ステップＳ５４）、スライド板７６を位置ｐ４から位置ｐ３までスライドする（ステップＳ５６）。続いて、ＰＬＣ８は、コンベア７４の駆動を再開し、投入容器６０を位置ｐ２から位置ｐ１まで搬送する（ステップＳ５８）。即ち、空の投入容器６０を搬送するときは、コンベア７４の搬送面は、ステップＳ８における進行方向とは反対方向に進行する。続いて、倉庫のクレーンによりコンベア７４から投入容器６０を支持台８０ごと取出す（ステップＳ６０）。ステップＳ６０が終了すると、ステップＳ４に進む。

溶融容器４６内の溶湯の高さが所定値以上の場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、ＰＬＣ８は、溶融処理を終了する。具体的には、まず、ＰＬＣ８は、高周波電源をオフする。これにより、溶融容器４６の加熱が終了する（ステップＳ６２）。次に、ＰＬＣ８は、昇降装置３８を駆動して平面台３８ａを下降させる。これにより、溶融容器４６が溶融炉１２から取出される（ステップＳ６４）。続いて、ＰＬＣ８は、溶融容器４６を冷却室５７に搬送する。冷却室５７では、溶融容器４６は常温まで冷却される（ステップＳ６６）。続いて、ＰＬＣ８は、溶融容器４６をドラム等の容器（図示省略）に装填し、容器と溶融容器４６との隙間にモルタルを充填する（ステップＳ６８）。そして、ＰＬＣ８は、当該容器を所定の貯蔵施設に廃棄する（ステップＳ７０）。

実施例１の放射性廃棄物の溶融システム２では、赤外線カメラ１８〜２２と画像処理装置２４を用いて、放射性廃棄物投入後の投入容器６０の底蓋６４における付着物の有無を判定する。この構成によると、底蓋６４に付着物が付着しているか否かを知ることが可能となり、底蓋６４に付着物が付着したままの状態で溶融処理が継続されることを抑制することができる。このため、投入容器を適切にハンドリングでき、放射性廃棄物の溶融処理を安定して行うことができる。

ここで、図１１、１２は、底蓋６４に付着物が付着した様子を示す。図１１に示すように、底蓋６４の外表面に付着物が付着すると、例えば、ステップＳ５０でＰＬＣ８が把持部５９を高さｈ２まで下降させる途中で、外表面の付着物が支持台８０の台座８２と干渉し、投入容器６０を支持台８０に適切に載置できない可能性がある。また、図１１に示すように、付着物がヒンジに付着すると、部分底蓋（図１１では部分底蓋６８）の開閉機能が低下し、投入容器６０を適切に再利用できない可能性がある。実施例１の溶融システム２によると、このように底蓋６４の外表面に付着物が付着した場合は、カメラ１８、２０を用いて付着物の存在を適切に検出できるため、上記の問題の発生を抑制できる。

また、図１２に示すように、当接面７０に付着物が付着すると、部分底蓋６６と部分底蓋６８とが完全に閉じずに、底蓋６４の外表面に段差が生じる可能性がある。この場合、ステップＳ５０において、部分底蓋６６、６８が台座８２と干渉したり、投入容器６０を台座８２に安定して載置できないという問題が生じる。実施例１の溶融システム２によると、このように底蓋６４が部分底蓋６６、６８から構成されており、それらの当接面７０に付着物が付着した場合でも、カメラ２２が当接部分の付着物の存在を適切に検出できるため、上記の問題の発生を抑制できる。

また、収容空間４０ａでは放射性廃棄物の投入や溶融が行われるため、放射性物質が存在する。本実施例では、投入機１４の外筒５８が高さｈ１から高さｈ３まで下降して突出筒３４と当接するまでは、開閉扉５２が開かない構成となっている。また、放射性廃棄物の投入後、把持部５９が高さｈ４から高さｈ３まで上昇し、開閉扉５２が閉じるまでは、外筒５８と突出筒３４による封止状態が維持されている。このため、収容空間４０ａが通路５０を介して投入準備室２８（厳密には、投入準備室２８における外筒５８の外部の空間）と連通することがなくなり、投入準備室２８側に放射性物質が拡散することを抑制できる。さらに、本実施例では、ガス排出通路５４が収容空間４０ａ内の空気を誘引することにより、収容空間４０ａ（厳密には、開閉扉５２より下方の通路５０も含む）は負圧に保たれている。これにより、収容空間４０ａの放射性物質が投入準備室２８側に拡散することがより抑制される。

次に、図１３を参照して実施例２について説明する。以下では、実施例１と相違する点についてのみ説明し、実施例１と同一の構成についてはその詳細な説明を省略する。その他の実施例についても同様である。本実施例では、カメラの設置方法が実施例１と異なっている。具体的には、カメラ１１８、１２０は、ｚ方向に伸縮可能な支柱１１９、１２１にそれぞれ取付けられている。カメラ１１８、１２０は、把持部５９が高さｈ１に位置している状態で投入容器６０の底蓋６４の赤外線を検出可能な高さに位置している。この構成によっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、カメラ１１８、１２０は、それぞれ雲台に固定された状態で支柱１１９、１２１に取付けられてもよい。また、突出筒３４の−ｙ方向側に、支柱１１９、１２１と同様の支柱に取付けられたカメラ１２２が配置されていてもよい。カメラ１２２は、部分底蓋６６と部分底蓋６８との当接部分における赤外線を検出可能な高さに位置していてもよい。

次に、図１４を参照して実施例３について説明する。本実施例では、カメラの設置方法が実施例１と異なっている。具体的には、突出筒３４には、バンド２２３が、その側面を一巡するように取付けられている。バンド２２３は、突出筒３４の上端面のシール（図示省略）と干渉しない位置に取付けられている。バンド２２３には、カメラ２１８、２２０が、支点２１９、２２１でそれぞれ回動可能に取付けられている。カメラ２１８、２２０は、任意の角度で固定可能となっている。カメラ２１８、２２０は、把持部５９が高さｈ１に位置している状態で投入容器６０の底蓋６４の赤外線を検出可能な角度に固定されている。この構成によっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、突出筒３４の−ｙ方向側に、バンド２２３に取付けられたカメラ２２２が配置されていてもよい。カメラ２２２は、部分底蓋６６と部分底蓋６８との当接部分における赤外線を検出可能な角度に固定されていてもよい。

次に、実施例４について説明する。本実施例では、画像処理装置２４における付着物有無の判定方法が実施例１と異なっている。本実施例では、赤外線カメラの代わりに、色画像を撮影する一般のカメラ（図示省略）が用いられる。具体的には、画像処理装置２４は、放射性廃棄物追加投入後の投入容器６０の底蓋６４を撮影した画像の外郭と、付着物が付着していない状態の底蓋６４の外郭とを比較する。そして、外郭の形状が異なっている場合（例えば、凹凸がある場合等）に、底蓋６４に付着物が付着していると判定する。この方法によっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施例の判定方法は、実施例２又は３に適用してもよい。

次に、実施例５について説明する。本実施例では、画像処理装置２４における付着物有無の判定方法が実施例１と異なっている。本実施例では、赤外線カメラの代わりに、カラー撮影が可能なカメラ（図示省略）が用いられる。具体的には、画像処理装置２４は、放射性廃棄物追加投入後の投入容器６０の底蓋６４を撮影した画像に、高温の付着物を表す色（即ち、赤色、橙色等）が含まれていないか判断し、このような色が含まれている場合は、底蓋６４に付着物が付着していると判定する。この方法によっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。なお、本実施例の判定方法は、実施例２又は３に適用してもよい。

以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、本明細書が開示する放射性廃棄物の溶融システムは、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、上記の実施例では、投入準備室には３台のカメラが設置されたが、カメラの設置台数はこれに限られず、例えば２台以下であってもよいし、４台以上であってもよい。投入容器６０の底蓋６４の外表面を全体に亘って撮像でき、且つ、部分底蓋６６と部分底蓋６８との当接部分を撮像できる構成であればよい。

また、溶融炉の種類は高周波溶融炉に限られない。また、ステップＳ４２の判断は実施されなくてもよい。また、底蓋６４を構成する部分底蓋の数は２つに限られず、３つ以上であってもよい。また、底蓋６４の形状は円錐形状に限られず、先端部が球面状であってもよい。また、付着物が検出されたことを作業員に報知する方法は、モニタ６に警報を表示する方法に限られない。例えば、アラームを鳴らして作業員に報知してもよい。

また、上記の実施例では画像処理装置２４は投入準備室２８に配置されたが、この構成に限られない。例えば、画像処理装置２４はＰＬＣ８と共に制御盤に収容されてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

４：監視制御装置
８：ＰＬＣ
１２：溶融炉
１４：投入機
１６：搬送装置
１８、２０、２２：赤外線カメラ
２４：画像処理装置
２６：モニタ
４６：溶融容器
５８：外筒
５９：把持部
６０：投入容器
６４：底蓋
６６：部分底蓋
６８：部分底蓋
７０：当接面

Claims (4)

1. 放射性廃棄物を溶融する溶融容器を有する溶融炉と、
   放射性廃棄物が充填されている投入容器を把持して、前記投入容器内の放射性廃棄物を前記溶融容器に投入する投入機と、
   前記投入容器を、前記投入機が把持可能な把持位置と、前記投入機が把持不能な退避位置とに搬送する搬送装置と、
   前記投入容器の底部を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置が撮像した画像データを処理する画像処理装置と、を備えており、
   前記投入容器の前記底部は開閉可能であり、
   前記投入機は、前記投入容器の前記底部を前記溶融容器の上方で開口させることにより、前記投入容器内の放射性廃棄物を前記溶融容器内に投入し、
   前記撮像装置は、前記投入機に把持された放射性廃棄物投入後の前記投入容器の前記底部を撮像し、
   前記画像処理装置は、前記画像データを処理して前記投入容器の底部における付着物の有無を判定する、放射性廃棄物の溶融システム。
2. 前記画像処理装置が前記投入容器の底部に付着物が付着していると判定したときに、前記投入容器の底部に付着物が付着していることを作業員に報知する報知装置、をさらに備えている、請求項１に記載の放射性廃棄物の溶融システム。
3. 前記撮像装置で撮像された前記画像データが表示されるモニタをさらに備える、請求項１又は２に記載の放射性廃棄物の溶融システム。
4. 前記投入容器の前記底部は、複数の部分底部により構成されており、
   前記投入容器の前記底部は、前記複数の部分底部が当接面において互いに当接することにより閉鎖し、前記複数の部分底部が前記当接面において互いに当接しないことにより開口し、
   前記撮像装置の少なくとも１つは、前記複数の部分底部の前記当接面を撮像する、請求項１〜３の何れか一項に記載の放射性廃棄物の溶融システム。

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