JP7473404B2

JP7473404B2 - 放射性原液の処理装置

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Publication number: JP7473404B2
Application number: JP2020099672A
Authority: JP
Inventors: 順也荒木; 勝則菅原
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2024-04-23
Anticipated expiration: 2040-06-08
Also published as: JP2021193361A

Description

本発明は塩分を含む放射性原液の処理装置に関する。

原子力発電所の事故に伴い大量の放射性汚染水が発生する事象が生じている。このような放射性汚染水を処理する手段として、特許文献１には、放射性のスラリーを減容化する装置が開示されている。この装置は、スラリーを乾燥させる乾燥ユニットと、乾燥ユニットから排気された蒸気中のミストを捕集するミストセパレータと、ミストを捕集した蒸気を凝縮して凝縮水を生成する排気処理ユニットと、凝縮水を乾燥ユニットの前段に戻すラインと、を有している。

特許第６１１０９２１号公報

放射性汚染水は、建物に侵入する地下水や海水等に由来する塩分を含む場合がある。塩分は、放射性汚染水を蒸発させることによって分離除去することができるが、この際に発生する蒸気は放射性物質を含んでいる。蒸気中の放射性物質の漏洩を防止するためには、放射性物質を蒸気から除去し、より管理に適した液体に移動させることが望ましい。特許文献１に開示された装置はミストセパレータと排気処理ユニットとを備えるが、ミストセパレータはミストの除去が目的であり、放射性物質を蒸気から除去する能力は限られている。

本発明は、蒸気に含まれる放射性物質を、外部への漏洩を抑えつつ、より効率的に除去することが可能な放射性原液の処理装置を提供することを目的とする。

本発明の放射性原液の処理装置は、逆浸透膜装置の濃縮水であって塩分とカルシウムを含む放射性原液の処理装置である。処理装置は、逆浸透膜装置の後段に位置し、放射性原液を貯蔵する原液タンクと、加熱手段を備え、原液タンクから供給される放射性原液を加熱手段で加熱することで、原液を塩分の固形物と蒸気と液体とに分離する分離手段と、分離手段で分離された蒸気が導入され、循環する液体を蒸気と接触させることによって、蒸気に含まれる放射性成分を除去するスクラバと、分離手段で分離された液体及びスクラバからオーバーフローする液体を分離手段の前段に戻す第１の返送手段と、原液タンクに炭酸ソーダを添加する炭酸ソーダ供給装置と、を有する。

本発明によれば、蒸気に含まれる放射性物質を、外部への漏洩を抑えつつ、より効率的に除去することが可能な放射性原液の処理装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る原液の処理装置の構成を示す概念図である。塩分の固形物を貯蔵する容器の構成を示す概念図である。容器の他の構成を示す概念図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る放射性原液の処理装置について説明する。本実施形態の処理装置は、塩分を含む放射性原液を処理する。放射性原液に含まれる塩分は地下水に由来するものであるが、これに限定されない。

処理装置１は既設の汚染水貯蔵処理システム１００に接続されている。汚染水貯蔵処理システム１００は、汚染水タンク１０１と、逆浸透膜装置（以下、ＲＯ装置１０２という）と、濃縮水タンク１０３と、を有している。汚染水タンク１０１には原子力発電所の建物やトレンチから漏洩する放射性汚染水が貯蔵される。放射性汚染水は、核燃料の冷却のために注入される冷却水や、建物やトレンチの内部に侵入して放射性物質と接触することで汚染された地下水、海水等である。これらの放射性汚染水は、建物やトレンチから取り出した後に放射性セシウムなどが除去されたものである。放射性汚染水は塩分を含んでいるため、汚染水タンク１０１に接続されたＲＯ装置１０２でろ過され、塩分が除去された透過水と、除去された塩分が濃縮された濃縮水とに分離される。図１には一つのＲＯ装置１０２だけが示されているが、複数のＲＯ装置が直列または並列に配置されていてもよく、直列に接続された複数のＲＯ装置が並列に配置されていてもよい。放射性汚染水中の放射性物質は、一部はＲＯ膜を通過して透過水中に含まれるが、一部はＲＯ濃縮水に塩分と共に濃縮される。ＲＯ装置１０２の透過水は、一部は冷却水として再利用され、残りは放射性核種を除去するための多核種除去設備（図示せず）に移送される。ＲＯ装置１０２の濃縮水は、濃縮水タンク１０３に貯蔵される。濃縮水の増加を抑えるため、濃縮水の一部は汚染水タンク１０１に戻される。この目的で、濃縮水タンク１０３は接続ラインＬ１０１によって汚染水タンク１０１と接続されている。接続ラインＬ１０１には濃縮水を汚染水タンク１０１に戻す際に開かれる弁１０４が設けられている。

処理装置１は、濃縮水供給ラインＬ１によって濃縮水タンク１０３と接続された原液タンク２を有している。処理装置１を汚染水貯蔵処理システム１００から隔離するなどの目的で、濃縮水供給ラインＬ１上に濃縮水受タンク３と第１の濃縮水移送ポンプ４が設けられている。濃縮水供給ラインＬ１上の、濃縮水受タンク３と原液タンク２との間に設置された第２の濃縮水移送ポンプ５によって、濃縮水タンク１０３に貯蔵された濃縮水が、濃縮水受タンク３を介して原液タンク２に移送される。原液タンク２には、濃縮水のｐＨを調整するため、塩酸と苛性ソーダが注入される。塩酸タンク６に貯蔵された塩酸は、塩酸供給ラインＬ２上に設置された塩酸ポンプ７によって原液タンク２に供給される。苛性ソーダタンク８に貯蔵された苛性ソーダは、苛性ソーダ供給ラインＬ３上に設置された苛性ソーダポンプ９によって原液タンク２に供給される。濃縮水のｐＨは後述する回転ドラム２４の保護のため、７～９程度の弱アルカリ性となるように調整される。濃縮水を攪拌するための攪拌装置（図示せず）を原液タンク２内に設けることもできる。さらに、原液タンク２には、濃縮水からカルシウムを除去するため、炭酸ソーダ供給装置１０が接続されている。炭酸ソーダタンク１１に貯蔵された炭酸ソーダ水溶液は、炭酸ソーダ供給ラインＬ４上に設置された炭酸ソーダポンプ１２によって原液タンク２に供給される。炭酸ソーダ供給装置１０は原液タンク２に接続されていなくてもよいが、回転ドラム２４の前段に設けることが好ましい。また、炭酸ソーダは粉体の状態で原液タンク２等に投入してもよい。ｐＨが調整され、カルシウムが除去された濃縮水は処理装置１の被処理水であり、以下の説明では原液と呼ぶ。

処理装置１は、原液を塩分の固形物と蒸気と液体とに分離する分離手段２１を有している。原液は原液供給ラインＬ５によって分離手段２１に供給される。原液供給ラインＬ５上には原液を移送する原液供給ポンプ２２と、原液を予熱する原液予熱器２３とが設けられている。原液予熱器２３は省略することもできる。分離手段２１は、一対の回転ドラム２４と、各ドラムと組み合わされた一対のスクレーパ２５と、を有している。一対の回転ドラム２４は同一の構成及び形状を有する円筒形のドラムである。一対の回転ドラム２４は、回転ドラム２４の軸方向に延びる接触線２６に沿って径方向に互いに接触し、各々の回転中心Ｃの周りを互いに反対方向に回転する。一対の回転ドラム２４は、各々の接触線２６において上向きの速度成分を持つ向きで、互いに反対方向に回転する。この向きに回転することで、固形物をより効率的に分離することができる。しかし、一対の回転ドラム２４はこれと反対方向に回転してもよい。原液は、一対の回転ドラム２４の間に形成された凹部２８に供給される。一対の回転ドラム２４として、例えばカツラギ工業（株）製ツインドラムドライヤＴシリーズ等を用いることができる。

各回転ドラム２４は回転中心Ｃの付近に、加熱蒸気が流通する加熱蒸気流路２７を有している。加熱蒸気流路２７は回転ドラム２４の加熱手段を構成する。加熱蒸気によって、回転ドラム２４の表面（外周面）が加熱され、表面に付着した原液を蒸発させ、原液に含まれる塩分を固形物として表面に析出させることができる。一対の回転ドラム２４はケーシング３０で覆われている。蒸発によって形成された原液の蒸気はケーシング３０の上部空間に充満し、ケーシング３０の上面に接続されたダクト３２を通って、後述するスクラバ４０に供給される。蒸発しなかった原液は回転ドラム２４の表面に沿って下方に移動し、回転ドラム２４の下方に位置し、ケーシング３０と一体形成された液体回収部３１に回収される。このように、原液を加熱手段で加熱することで、原液は塩分の固形物と蒸気と液体とに分離される。固形物は放射性固体廃棄物として、以下に示す方法によって取り出され、貯蔵される。

スクレーパ２５は、回転ドラム２４の軸方向に延び、回転ドラム２４の表面と接触する刃状の静止体であり、回転ドラム２４の表面に析出した固形物Ｓを掻き取る。スクレーパ２５で掻き取られた固形物Ｓは重力によって落下し、スクレーパ２５の下方にある受け部２９に収容される。スクレーパ２５は各ドラムの回転中心Ｃに関し、接触線２６の反対側に位置している。従って、凹部２８に供給された原液は回転ドラム２４の上側の外周面に沿って移動しながら加熱され、高さ方向の中心線を超えた位置で塩分の固形物Ｓがスクレーパ２５で掻き取られる。

スクラバ４０は、上述の通り、ダクト３２によってケーシング３０と接続されている。分離手段２１で分離された蒸気は、ダクト３２を通ってスクラバ４０に導入される。スクラバ４０は、ダクト３２に接続された外部ケーシング４１と、外部ケーシング４１に収容された内部ケーシング４２と、を有している。蒸気は外部ケーシング４１を下降し、内部ケーシング４２の下端開口から内部ケーシング４２に流入し、内部ケーシング４２の内部空間を上昇する。スクラバ４０は、循環水ラインＬ６と、循環水ラインＬ６に設けられた循環水ポンプ４３と、を有している。外部ケーシング４１の下部にはオーバーフローラインＬ７が接続されている。外部ケーシング４１の、オーバーフローラインＬ７の接続部より下方の空間には液体（循環水）が滞留している。循環水ラインＬ６は外部ケーシング４１の底面に接続されている。外部ケーシング４１の底部に溜まった液体は循環水ポンプ４３によって循環水ラインＬ６を上方に流通し、内部ケーシング４２の上部から下方に向かってスプレイされる。スプレイされた液体は内部ケーシング４２を上昇する蒸気と気液接触し、蒸気に含まれる放射性物質を除去し、外部ケーシング４１の底部に戻る。放射性物質が除去された蒸気はミストセパレータ４４でミストを除去され、排ガスとしてスクラバ４０から排出される。スクラバ４０に導入された蒸気の一部は凝縮し、外部ケーシング４１の底部に溜まる。このため、外部ケーシング４１の底部に溜まった液体の一部はオーバーフローラインＬ７を通って外部ケーシング４１から排出される。オーバーフローラインＬ７は液体回収部３１に接続されており、排出された液体は液体回収部３１に回収される。

スクラバ４０から排出される排ガスは蒸気セパレータ５０に導入される。蒸気セパレータ５０を、空冷チラーユニット５１から供給される冷水が流通する冷水ラインＬ８が貫通している。排ガスに含まれる蒸気は冷水で凝縮されて、凝縮水となる。蒸気を冷却した冷水は冷水ラインＬ８を通って空冷チラーユニット５１に戻される。排ガスに含まれる非凝縮性成分は気体として凝縮水から分離される。凝縮水は蒸気セパレータ５０の底部に接続された凝縮水槽５２に貯蔵される。図１では一つの蒸気セパレータ５０だけが示されているが、複数の蒸気セパレータが並列に配置されていてもよい。

蒸気セパレータ５０の上部に気体の排出ラインＬ９が接続されている。排出ラインＬ９は蒸気セパレータ５０から排出された気体をろ過する活性炭フィルタ５３に接続されている。活性炭フィルタ５３は、繊維活性炭を含むフィルタを有しており、例えば（株）ワカイダ・エンジニアリング製活性炭素繊維製フィルタ（ＷＡＣフィルタ）を用いることができる。活性炭フィルタ５３はダンパ５４を介して排気ブロア５５に接続されている。活性炭フィルタ５３で放射性物質を除去された気体は、放射性物質の濃度を確認後、系外に放出される。

処理装置１は、回転ドラム２４の加熱蒸気流路２７を流れる加熱蒸気を供給するための電気ボイラ６１を有している。電気ボイラ６１で加熱された水は加熱蒸気となり、熱蒸気供給ラインＬ１０を通って回転ドラム２４に供給される。電気ボイラ６１におけるスケールの発生を防止するため、水に含まれる硬度成分が軟水装置６２によって予め除去される。加熱蒸気は加熱蒸気流路２７に供給され、加熱蒸気流路２７で凝縮され、ドレン水となって回転ドラム２４を流出する。ドレン水は原液予熱器２３で熱交換され、ドレンタンク６４に収集され、ドレンポンプ６５によって軟水装置６２の入口側に戻され、再利用される。ドレンポンプ６５の下流に熱交換器６６が設けられ、空冷チラーユニット６７から供給される冷水でドレン水が冷却される。軟水装置６２に供給されるドレン水の温度を下げることで、軟水装置６２を保護することができる。循環水を補給するため、軟水装置６２は用水タンク６０と接続されている。用水タンク６０には市水などの一般的な水が貯蔵されている。

用水は、回転ドラム２４とスクラバ４０と液体回収部３１の洗浄にも使用される。この目的で、用水を回転ドラム２４に供給する第１の洗浄水供給ラインＬ１１と、用水をスクラバ４０に供給する第２の洗浄水供給ラインＬ１２と、用水を液体回収部３１に供給する第３の洗浄水供給ラインＬ１３と、が設けられている。回転ドラム２４と液体回収部３１は塩分を含む水と接するため、塩分の析出による閉塞等を防止するために、用水で定期的に洗浄される。スクラバ４０の底部も蒸気に含まれていた放射性物質などが堆積するため、用水で定期的に洗浄される。さらに、液体回収部３１の底部と上部を接続する循環洗浄ラインＬ１４が設けられている。循環洗浄ラインＬ１４上には循環洗浄ポンプ６８が設けられている。液体回収部３１に滞留する原液を循環させることによって、液体回収部３１の底部での塩分の析出、堆積を防止することができる。

処理装置１は、分離手段２１で分離された液体、及びスクラバ４０からオーバーフローする液体を分離手段２１の前段に戻す第１の返送手段を有している。循環洗浄ラインＬ１４から分岐して原液タンク２に接続された第１のリターンラインＬ１５が設けられている。液体回収部３１の底部に滞留する原液を、循環洗浄ラインＬ１４の一部と第１のリターンラインＬ１５を通して、原液タンク２に戻すことができる。すなわち、循環洗浄ラインＬ１４の一部と第１のリターンラインＬ１５と循環洗浄ポンプ６８は、分離手段２１で分離された液体を分離手段２１の前段に戻す返送手段を構成する。また、前述の通り、オーバーフローラインＬ７はスクラバ４０を液体回収部３１に接続している。従って、オーバーフローラインＬ７と循環洗浄ラインＬ１４の一部と第１のリターンラインＬ１５と循環洗浄ポンプ６８は、スクラバ４０からオーバーフローする液体を分離手段２１の前段に戻す返送手段を構成する。第１の返送手段は処理装置１の系内で放射性物質を含む液体を循環させ、放射性物質が系外に漏洩することを防止する。

処理装置１は、蒸気セパレータ５０で生成された凝縮水を分離手段２１の前段、特にＲＯ装置１０２の入口側に戻す第２の返送手段を有する。凝縮水槽５２をＲＯ装置１０２の前段に位置する汚染水タンク１０１に接続する第２のリターンラインＬ１６が設けられている。第２のリターンラインＬ１６には凝縮水移送ポンプ６９が設けられている。第２のリターンラインＬ１６と凝縮水移送ポンプ６９は第２の返送手段を構成する。凝縮水は塩分をほとんど含まないため、凝縮水を汚染水タンク１０１に戻すことによって、ＲＯ装置１０２に供給される放射性汚染水の塩分濃度を下げることができる。第２のリターンラインＬ１６は汚染水タンク１０１ではなく、汚染水タンク１０１とＲＯ装置１０２との間の配管に接続してもよい、ＲＯ装置１０２が作動するためには、塩分の浸透圧を上回る圧力をＲＯ装置１０２の逆浸透膜１０５に掛ける必要がある。しかし、前述の通り、本実施形態が対象とする汚染水貯蔵処理システム１００においては、濃縮水タンク１０３は接続ラインＬ１０１によって汚染水タンク１０１と接続されている。従って、放射性汚染水に含まれる塩分は汚染水貯蔵処理システム１００の系内に閉じ込められ、放射性汚染水の塩分濃度は時間とともに増加する。このため、何らかの対策を講じないと、いずれは塩分の浸透圧を上回る圧力を逆浸透膜１０５に掛けることができなくなり、ＲＯ装置１０２の作動が困難となる。第２の返送手段は放射性物質が系外に漏洩することを防止するだけでなく、ＲＯ装置１０２に供給される放射性汚染水の塩分濃度を下げ、または増加を抑制し、ＲＯ装置１０２の作動信頼性を高めることができる。

分離手段２１で分離された塩分の固形物は、分離手段２１の下方の収集エリアＲに設置された硬質容器８０に回収される。硬質容器８０の構成は限定されないが、ドラム缶などの鋼製容器、鉄以外の金属からなる容器、樹脂で形成された容器などを用いることができる。本実施形態の硬質容器８０はドラム缶である。分離手段２１の受け部２９に一定量の固形物が溜まると、受け部２９に貯蔵された固形物が硬質容器８０に移送される。収集エリアＲには、固形物を受け部２９から硬質容器８０に移送する移送装置（図示せず）、硬質容器８０の蓋を締める蓋締機（図示せず）などが配置されている。硬質容器８０はキャスター付きの台車８２に設置されているが、コンベアによって移動するようにしてもよい。固形物はプラスチックフィルムで作成された可撓性容器８１にまず収容され、可撓性容器８１を密封して、真空にした後、硬質容器８０に収容される。固形物は主にＮａＣｌからなるが、不純物を含むため、大気中の水分に触れて潮解を生じやすい。固形物を硬質容器８０に直接投入すると固形物の潮解により硬質容器８０の腐食等が生じ、固形物が漏洩する可能性がある。固形物は放射性物質を含むため、漏洩を防止する必要性は高い。そのため、可撓性容器８１を予め密封し、真空にして、固形物に触れる水分量を極力抑え、潮解の発生の可能性を低減している。なお、ＮａＣｌがカルシウムを含んでいると潮解を生じやすくなる。このため、カルシウムを除去する目的で、前述の通り、原液タンク２に貯蔵される濃縮水に炭酸ソーダを添加している。

図２には固形物Ｓを貯蔵する容器の構成を示している。固形物Ｓを収容するためには、まず図２（ａ）に示すように、硬質容器８０の内部に、上部の投入口が開放された袋状の可撓性容器８１を収容する。図２（ｂ）はこのときの可撓性容器８１と吸引装置９０の断面図を示している。可撓性容器８１の側面には樹脂製のノズル８４が固定されており、ノズル８４の内部に、回転軸８６を中心に回転する入口弁８５が設けられている。入口弁８５は回転軸８６に設けられたばね（図示せず）によって閉方向（図において反時計回り）に付勢されているが、内部空間に向かって押し込むことで、内部空間に向かって開放可能である。ノズル８４には流路の内側に張り出すストッパ８４ａが設けられており、図２（ａ），２（ｂ）に示す状態では入口弁８５はばねの付勢力でストッパ８４ａに当接し、閉じられている。ストッパ８４ａは入口弁８５の外側に設けられている。すなわち、入口弁８５は逆止弁である。吸引装置９０は、ノズル８４に着脱可能な差込口９２と、差込口９２に連通する混合室９３と、混合室９３の内部に開口する駆動ガス導入部９４と、混合室９３に接続された吐出ガス排出部９５、とを有している。駆動ガス導入部９４と吐出ガス排出部９５の内部にはそれぞれ第１の絞り部９６と第２の絞り部９７が設けられている。すなわち、吸引装置９０はエゼクタである。差込口９２には弁９８が設けられており、吸引装置９０を使用しないときは閉じられている。吸引装置９０は空気供給源９１（図１参照）に接続されている。吸引装置９０はモータを備えた電動式でもよいが、塩分を含む空気を取り扱うため、腐食に対する耐性が高いエゼクタを用いることが好ましい。

可撓性容器８１に固形物Ｓが所定量充填されると、図２（ｃ）に示すように、可撓性容器８１の上部の投入口をファスナ、熱シールなどの適宜の方法で閉じ（閉止部Ｐを破線で示す）、可撓性容器８１を密閉する。次に、図２（ｄ）に示すように、吸引装置９０の差込口９２をノズル８４に差し込み、弁９８を開放する。入口弁８５が差込口９２によって押し込まれることで開放され、可撓性容器８１の内部空間が吸引装置９０と連通する。次に、空気供給源９１から、駆動ガスである空気を駆動ガス導入部９４に供給する。駆動ガス導入部９４に供給された駆動ガスは、第１の絞り部９６を通過することによって低圧超音速流となって、混合室９３に流入する。駆動ガスはノズル８４を介して可撓性容器８１の内部の空気を吸引し、可撓性容器８１の内部を真空にする。ここで、真空とは、可撓性容器８１の内部の圧力が可撓性容器８１の外部の圧力よりも低くなっている状態を意味する。可撓性容器８１は、内部の真空度は問わないが、内部の空気がほとんど除去された、いわゆる真空パックの状態になっていることが好ましい。可撓性容器８１から吸引された空気は混合室９３で駆動ガスと混合し、さらに吐出ガス排出部９５の第２の絞り部９７の上流側でさらに駆動ガスと混合され、下流側で昇圧して吐出される。可撓性容器８１の内部の空気がほぼ取り除かれると、吸引装置９０を停止し、弁９８を閉じ、差込口９２をノズル８４から引き抜く。この際入口弁８５がばねの付勢力によって自動的に閉方向に回転し、ストッパ８４ａに当接して閉まるため、可撓性容器８１の内部に逆流する空気の量は最小限に抑えられる。

その後、硬質容器８０の蓋を締め、硬質容器８０に可撓性容器８１を気密収容し、硬質容器８０を台車８２によって収集エリアＲから搬出する。本実施形態では、固形物Ｓを可撓性容器８１に収容する前に、上部が開口された可撓性容器８１を硬質容器８０にセットしている。しかし、可撓性容器８１の内部を真空にする工程までを硬質容器８０の外で行った後、可撓性容器８１を硬質容器８０に収容し、硬質容器８０を密閉してもよい。

図３には可撓性容器８１の他の実施形態を示している。ノズル１８４は流路の内側に張り出すストッパ１８４ａを備え、入口弁１８５はストッパ１８４ａの外側の側面に当接する。ストッパ１８４ａは入口弁１８５の内側に設けられている。入口弁８５と異なり、入口弁１８５は可撓性容器８１の外側に回転する。つまり、入口弁１８５は可撓性容器８１の内部空間から離れる方向に開放可能である。入口弁１８５は回転軸８６に設けられたばね（図示せず）によって閉方向（図において時計回り）に付勢されている。図３（ａ）に示す状態では入口弁１８５はばねの付勢力でストッパ１８４ａに当接し、閉じられている。図３（ｂ）に示すように、吸引装置９０の差込口９２をノズル１８４に差し込み、弁９８を開放すると、吸引装置９０の吸引力によって入口弁１８５は反時計回りに回転して開放され、可撓性容器８１の内部空間が吸引装置９０と連通する。本実施形態では、可撓性容器８１の内部空間が眞空になり、吸引装置９０による吸引を停止したときに、可撓性容器８１の内部圧力と大気圧との差圧によって入口弁１８５が自動的に閉じるため、回転軸８６のばねを省略することもできる。図示は省略するが、布団圧縮袋のように、吸引装置９０の差込口９２を当てるだけで吸引できる弁を用いてもよい。すなわち、可撓性容器８１の開放可能な入口部（例えば差込口９２）を吸引装置９０によって開放し、可撓性容器８１の内部の空気を吸引し、可撓性容器８１の内部を真空にできる限り、あらゆる構成を採用することができる。

可撓性容器８１から吸引された空気は放射性物質を含むため、吸引装置９０に内蔵されたＨＥＰＡフィルタ９９フィルタでろ過する。ＨＥＰＡフィルタ９９は吐出ガス排出部９５の第２の絞り部９７の下流側に設けられており、可撓性容器８１から吸引された空気に含まれる大半の放射性物質を捕捉する。吐出ガス排出部９５の出口は、空気排出ラインＬ１７によって気体排出ラインＬ９に接続されている（図１参照）。従って、吸引装置９０から排出された空気は、繊維活性炭を含む活性炭フィルタ５３でろ過される。空気排出ラインＬ９は活性炭フィルタ５３の入口側で気体排出ラインＬ９に合流しているため、活性炭フィルタ５３の数を抑えることができる。吸引装置９０から排出された空気のろ過を、活性炭フィルタ５３とは別の活性炭フィルタで行ってもよい。

本実施形態では、上述の通り、原液からの放射性物質の除去にスクラバ４０を用いている。スクラバ４０は気体の浄化に好適に用いることができ、原液の蒸気に含まれる放射性物質の大半を除去することができる。フィルタと異なり、部品の交換が不要であるため、メンテナンスも容易である。さらに、原液の蒸気に残存した放射性物質の一部は蒸気セパレータ５０で凝縮水に移行する。このように、放射性物質は２段階で蒸気から除去されるため、放射性物質の除去効率が向上するだけでなく、蒸気セパレータ５０の負荷も低下する。蒸気セパレータ５０で分離された気体に含まれる放射性物質の濃度は相当程度低下しているため、活性炭フィルタ５３の負荷を抑えることもできる。

また、本実施形態では分離手段２１、スクラバ４０で発生する液体の全量を、分離手段２１の上流の原液タンク２に戻している。放射性物質の濃度に応じて戻し先を変える必要がないため、放射性物質の濃度の計測や配管の切り替えのための設備が不要で、設備の構成が単純化される。蒸気セパレータ５０で発生する凝縮水についても、全量を汚染水タンク１０１に戻しているので、同様の効果が得られる。

さらに、本実施形態によれば、濃縮水から塩分を固形物の形で取り出すため、濃縮水の塩分濃度が低下するだけでなく、濃縮水自体の減容化が可能である。濃縮水の塩分濃度は８０００～８００００ｐｐｍ程度であり、スラリーと比べると低いが、塩分濃度としては非常に高い。従って、濃縮水タンク１０３に貯蔵されている濃縮水を順次取り出して本実施形態の処理装置１で処理することで、濃縮水タンク１０３の基数の削減も可能となる。

一方、固形物として取り出した塩分はいわば真空パックの状態で密閉され、さらに硬質容器８０に保管されるため、潮解による漏洩の可能性が低減する。

１処理装置
１０炭酸ソーダ供給装置
２１分離手段
２４回転ドラム
２５スクレーパ
２６接触線
２７加熱蒸気流路（加熱手段）
２８凹部
４０スクラバ
５０蒸気セパレータ
５３活性炭フィルタ
８１可撓性容器
８４，１８４ノズル
９０吸引装置
１０１汚染水タンク
１０２ＲＯ装置
１０３濃縮水タンク
Ｃドラムの回転中心
Ｌ１濃縮水供給ライン
Ｌ１０１接続ライン
Ｓ固形物

Claims

逆浸透膜装置の濃縮水であって塩分とカルシウムを含む放射性原液の処理装置であって、
前記逆浸透膜装置の後段に位置し、前記放射性原液を貯蔵する原液タンクと、
加熱手段を備え、前記原液タンクから供給される前記放射性原液を前記加熱手段で加熱することで、前記放射性原液を塩分の固形物と蒸気と液体とに分離する分離手段と、
前記分離手段で分離された前記蒸気が導入され、循環する液体を前記蒸気と接触させることによって、前記蒸気に含まれる放射性成分を除去するスクラバと、
前記分離手段で分離された前記液体及び前記スクラバからオーバーフローする液体を前記分離手段の前段に戻す第１の返送手段と、
前記原液タンクに炭酸ソーダを添加する炭酸ソーダ供給装置と、
を有する放射性原液の処理装置。
前記スクラバから排出される排ガスに含まれる蒸気を分離する蒸気セパレータと、
前記蒸気セパレータで生成された凝縮水を前記分離手段の前段に戻す第２の返送手段と、を有する、請求項１に記載の処理装置。
前記蒸気セパレータから排出された気体をろ過する、繊維活性炭を含むフィルタを有する、請求項２に記載の処理装置。
汚染水貯蔵処理システムに接続された請求項２または３に記載の処理装置であって、
前記汚染水貯蔵処理システムは、塩分を含む放射性汚染水を貯蔵する汚染水タンクと、前記逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置に接続され、前記逆浸透膜装置で生成された濃縮水を貯蔵する濃縮水タンクと、前記濃縮水タンクを前記汚染水タンクと接続する接続ラインと、を有し、前記逆浸透膜装置は前記汚染水タンクに接続され、前記汚染水タンクに貯蔵された放射性汚染水をろ過し、
前記濃縮水タンクに貯蔵された濃縮水を前記放射性原液として前記分離手段に供給する濃縮水供給ラインを有し、前記第２の返送手段は前記蒸気セパレータで凝縮された液体を前記逆浸透膜装置の入口側に戻す、処理装置。
前記分離手段は、前記加熱手段を備える回転ドラムであって、表面に付着した前記放射性原液を前記加熱手段で加熱することで前記塩分を前記表面に析出させる回転ドラムと、前記回転ドラムの前記表面に析出した固形物を掻き取るスクレーパと、を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の処理装置。
前記回転ドラムは、軸方向に延びる接触線に沿って径方向に互いに接触する一対の回転ドラムであり、前記一対の回転ドラムは前記接触線において上向きの速度成分を持つ向きで互いに反対方向に回転し、前記放射性原液は前記一対の回転ドラムによって形成される凹部に供給され、前記スクレーパは各回転ドラムの回転中心に関し、前記接触線の反対側に位置している、請求項５に記載の処理装置。
前記固形物を貯蔵する可撓性容器のノズルに着脱可能に設けられ、前記可撓性容器の内部を真空にする吸引装置を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の処理装置。
前記吸引装置から排出された気体をろ過する、繊維活性炭を含むフィルタを有する、請求項７に記載の処理装置。