JPH0261596A

JPH0261596A - 燃料再処理におけるスラッジの処理システム

Info

Publication number: JPH0261596A
Application number: JP63212589A
Authority: JP
Inventors: Seiji Sakamoto; 坂本　清次; Kenji Hata; 畑　健司
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-29
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1990-03-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は燃料再処理に８３けるスラッジの処理システム
に関する。

（従来の技術）使用済撚Ｈの再処理施設においては使用済燃料を解体、
切断後、硝酸を用いて溶解する。この場合、少量の有用
核種、特にウラン、プルトニウム、核分裂生成物の一部
およびジルカロイ燃料被覆管の切屑が不溶性残渣（スラ
ッジ）として残る。ウラン、プルトニウムを有機溶媒で
抽出する前にあらかじめ微粒子状のスラッジを除去して
おく必要がある。このスラッジを固液分離するための清
ｉｆｆ工程にパルスフィルタまたは遠心清澄機が用いら
れている。

パルスフィルタは、例えばステンレスｗＩ製の焼結フィ
ルタを使用して濾過する装置であり、空気によるパルス
撮動を与え、フィルタの目詰りを少なくしている。

一方、遠心清澄機は、不溶解性核分裂生成物と溶解液と
の比重差によって遠心分離を行うものであり、処理皐を
大きくとることができるだけでなく、スラッジの捕集、
洗浄、排出が遠隔操作によつて比較的容易に行うことが
できる。

（発明が解決しようとする課題）パルスフィルタでは目詰りしたフィルタの交換に多くの
時間と手数を要している。

また、従来の遠心清澄機では、スラッジと溶解液との比
重差で遠心分離を行うものであり、分離し得る最小の粒
子径、すなわち限界粒径ｄＰはここで、Σは遠心沈降面
積で扱出し半径ボウル半径回転体長さ回転体回転数溶解液（処理液）の粘度処理流量比重差で表わされ、回転体の機械的強度と振動の面からミクロ
ンオーダに限定されていた。ざらに、スラッジは洗浄水
を用いて、１回ごとに排出することが８詣であり、また
最終的にガラス固化処理するまでの配管移送、貯蔵時に
管内で閉塞する可能性がある。さらに、スラッジは放射
性核種の崩壊熱で発熱しているため冷却操作およびしゃ
へい操作が必要になる。

このように遠心清澄機で捕集したスラッジは次のガラス
固化工程に送るまでに排出、洗浄、移送に回動を伴う課
題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、清
澄液（処理液〉の清澄度調整が可能で、洗浄工程が不要
な遠心清澄機を有し、またガラス固化工程へのスラッジ
の移送が容易なガラス固化装置を有する燃料再処理にお
けるスラッジの処理システムを提供することにおる。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は回転体吊下げ型遠心清澄機の回転体の内面に着
脱自在にガラス製ボウルを設ける第１工程と、前記回転
体内に使用済核燃料溶解液を供給し遠心分離して前記溶
解液中のスラッジを前記ガラス製ボウルに付着させる第
２工程と、前記スラッジが付着したガラス製ボウルを前
記回転体から取り出して破砕しその破砕片をキャニスタ
に収納する第３工程と、前記キャニスタを加熱して前記
ガラスの破砕片を）８融し冷却して前記スラッジを前記
ガラス中に固化させる第４工程とからなることを特徴と
する。

（作　用）下部開口吊下げ型回転体方式の遠心清澄機で、多孔質ガ
ラスまたは繊維ガラス層で形成されたガラス製ボウルを
用いると、従来の遠心分離操作（前述の式）に加えて、
このガラス層でろ過が実施できる。回転体にろ過液（清
）ｆｆ液）の流路を形成することによって、この流路を
通ってろ過液は回転体の上部から清澄液出口側へ流れる
。ガラス製ボ・クルの気孔の孔径を設定することによっ
て希望する清澄液の清澄度を得ることが可能となる。

捕集したスラッジを洗浄して有用核種を回収した後、回
転体からガラスボウルごと取りはずし、下部に設置され
た次工程のガラス固化装置に供給する。そして、このガ
ラス同化装置の破砕部で前記ボウルを破砕してキャニス
タに供給し、ガラス溶融炉で外部加熱することによって
安定なガラス固化体を生成する。

（実施例）第１図から第３図を参照しながら本発明に係るスラッジ
の処理システムの一実施例を説明する。

第１図は遠心清澄機を、第２図は第１図のＡ−Ａ矢視断
面で、第３図はガラス同化装置を示している。なお、第
２図は回転体６およびガラス製ボウル１７を示し、ケー
シング１３とスラッジ１９を省略している。

第１図中、符号１はコンクリート製じゃへい壁を示して
おり、このしヤへい壁１の上部には架台２を介してモー
タ３が載置されている。モータ３にはカップリング４を
介して回転ｌＮｌ５が接続されている。この回転軸５の
下端はしヤへい壁１を貫通し、しやへい壁１の下部に１
Ｕｆｆｌされた回転体６の上部端板７に接続している。

第２図に示した如く回転体６の内面には複数のたて溝状
流路６ａが形成されており、回転体６の下端には開口８
を有する上部端板９が接続されている。回転体６内には
給液ノズル１０および洗浄ノズル１１が挿入されている
。回転体の上部側面には清澄液排出孔１２が設けられて
いる。回転体６の外周囲はホッパー状ケーシング１３で
包囲されており、ケーシング１３の上部外側面に環状受
は容器１４か設けられている。受は容器１４の上部内面
には前記清澄液排出孔１２から流出した漬ｉｆｆ液が上
方へ飛散せず受は容器１４内に落下するように案内板１
５が設けられている。ケージ３ング１３の下方は円錐状
に形成され、下端に不溶性残渣排出管１６が接続されて
いる。なお、図中符号１７はガラスボウルを示しており
、円筒体６内にカップリング４ａによって着脱自在に取
着されている。また１８は清澄液出口管を示している。

第３図はガラス固化装置２０を示したもので、このガラ
ス固化装置２０はしやへい壁１の上部にガラス製ボウル
１７を破砕する破砕部２１と、破砕したガラス片を供給
部２２かう連結部２３を通して導入するじゃへい壁１の
下部に設けられたガラス溶融炉２０ａとから構成されて
いる。ガラス）ｄ融炉２０ａはキャニスタ２４と、この
キャニスタ２４の外側に設けられたヒータ２５を有する
ハウジング２６とからなっている。

しかして、第１図および第２図において、第１工程とし
て遠心清澄機の回転体６の内面にカップリング４ａによ
ってガラス製ボウル１７を着脱自在に設ける。モータ３
を駆動することによって回転体６の回転とともにガラス
製ボウル１７も同時に回転する。ガラス製ボウル１７は
多孔質ガラスまたはガラス繊維で形成されたもので多数
の気孔を有している。次に第２工程として、回転中のボ
ウル１７内に給液ノズル１０から使用済燃料の溶解液を
供給し、遠心分離してその溶解液中のスラッジをボウル
１７に付着させて捕集する。前述したようにボウル１７
の側壁の部分は多孔質ガラスまたはガラス繊維で形成さ
れ、溶解液のろ過機能を有する。回転時には、遠心力に
より端板７内の上部に液面が形成される。遠心分離とろ
過により、スラッジ１９は端板７の上部内面からボウル
１７の内面に捕集され、清澄液は排出孔１２から得るこ
とができる。

このとき、ボウル１７を通過してろ過された清澄液は、
第２図に示したように回転体６の内面に形成した清澄液
流路６ａから上部端板７側へ上昇し清澄液排出孔１２側
へ移動する。このようにして所定処理量まで連続運転し
、ボウル１７内にスラッジ１９を捕集する。スラッジを
所定量捕集した後は、溶解液の供給を止め、スラッジの
脱水を図るとともに処理液を洗浄液に変え、スラッジ中
から有用物を回収することも可能である。

次に第３図に示したガラス固化装置２０を使用して第３
工程および第４工程に移る。すなわち、第３工程におい
てスラッジ１９を捕集したガラス製ボウル１７をカップ
リング４ａを解除して回転体６から取り外す。下部開口
型回転体の場合はガラス製ボウル１７の引き央きによっ
て取りはずしを行う。

この引き抜き作業は遠隔操作で実施することが可能であ
る。

回転体６から取り外したガラス製ボウル１７をしゃへい
壁１の下部に設置したガラス同化装置２０の破砕部２１
に供給する。ボウル１７を破砕部２１で細かく砕くと、
ガラス同化に可能なガラス片とスラッジの混合状態とな
る。この混合物をキャニスタ２４内に収納する。

多孔質ガラスは孔径が１０数六〜数１０００７．の目通
気孔を有するもので、他にも、ガラス繊維フィルター二
数１０００Ｘ〜数庫、ガラスフィルター：数μ〜数１０
０ｔｌＩｎのものがあり、必要とする清澄度に合わけて
、所定員通気孔をもつガラスを選択する。

多孔質ガラスは高ケイ酸質（９６％以上）で、ガラス固
化に適すると考えられているホウケイ酸塩ガラス（７０
Ｓｉ　０２　　・２５Ｂ２０３　・５Ｎａ２０）もその
一つで形状に合わせて製造が可能となっている。ボウル
を破砕したガラス片などを供給部２２から連結部２３を
通してキャニスタ２４に送り、第４工程として、ガラス
）ｄ融炉２０ａにおいてキャニスタ２４をヒータ２５で
加熱する。この加熱によってガラス成分は溶融し、冷却
すればキャニスタ２４内にスラッジが混ったガラス同化
体が形成される。そして、ガラス固化体が形成されたキ
ャニスタ２４をハウジング２６から取りはずし、他の空
のキャニスタと交換する。この方法はＩｎ　−Ｃａｎ　
　Ｍｅｌｔｅｒと呼ばれ、ホット試験が実施されている
。

［発明の効果］本発明によれば、以下の効果が１ｑられる。

（１）ガラス製ボウルの気孔度、孔径を選定することに
よって、従来より清澄液の清澄度を高めることができ、
希望する清澄度を得ることができる。

（２）スラッジ捕集後のスラッジの脱水が容易になる。

（３）スラッジの排出、洗浄操作が不要となり、処理時
間の短縮が図れ、洗浄水が不要となる。

（４）洗浄水系の配管およびスラッジをガラス製ボウル
ごと取扱うことができるので、スラッジ移送系配管が不
要となり、ホットエリア内の構成が単純化できる。

（５）従来、スラッジ移送系ではスラッジの閉塞防止の
対策を必要としていたが、本発明では不要となる。

（６）ガラス固化に際してキャニスタ内に供給するガラ
スとスラッジとの混合が破砕時の一工程で実施でき、ガ
ラスを供給する配管詰りか解消ざされ、かつガラスとス
ラッジとの混合比の変動がなくなる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係る処理システムの一実施例で使用す
る遠心清澄機を示す縦断面図、第２図は第１図における
Ａ−Ａ’矢視断面図、第３図は本発明に係る処理システ
ムの一実施例で使用するガラス固化装置を一部断面図で
示す側面図である。。１・・・しやへい壁。３・・・モータ。５・・・回転軸。７・・・上部端板。９・・・下部端板２・・・架台４・・・カップリング６・・・回転体８・・・開口１０・・・給液ノズル１１・・・洗浄ノズル１２・・・清澄液排出孔１３・・・ホッパー状ケーシング１４・・・受は容器１５・・・案内板１６・・・不溶性残渣排出管１７・・・ガラス製ボウル１８・・・清ｉｆｆ液出口１９・・・スラッジ２０・・・ガラス固化装置２１・・・破砕部２２・・・供給部２３・・・連結部２４・・・キャニスタ２５・・・ヒータ２６・・・ハウジング（８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか　
１名）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

回転体吊下げ型遠心清澄機の回転体の内面に着脱自在に
ガラス製ボウルを設ける第１工程と、前記回転体内に使
用済核燃料溶解液を供給し遠心分離して前記溶解液中の
スラッジを前記ガラス製ボウルに付着させる第２工程と
、前記スラッジが付着したガスラ製ボウルを前記回転体
から取り出して破砕し、その破砕片をキヤニスタに収納
する第３工程と、前記キャニスタを加熱して前記ガラス
の破砕片を溶融し冷却して前記スラッジを前記ガラス中
に固化させる第４工程とからなることを特徴とする燃料
再処理におけるスラッジの処理システム。