JPH11211883A - 乾式再処理遠心抽出器 - Google Patents

乾式再処理遠心抽出器

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JPH11211883A
JPH11211883A JP1427598A JP1427598A JPH11211883A JP H11211883 A JPH11211883 A JP H11211883A JP 1427598 A JP1427598 A JP 1427598A JP 1427598 A JP1427598 A JP 1427598A JP H11211883 A JPH11211883 A JP H11211883A
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JP
Japan
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metal
molten salt
rotary drum
mixture
weir
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JP1427598A
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Inventor
Hisaki Fukui
寿樹 福井
Kazuhiro Arai
和浩 荒井
Yoshikatsu Tochigi
善克 栃木
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IHI Corp
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IHI Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

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  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融塩と比重が大きい金属とを混合した混合
物においても、溶融塩と金属との分離を確実に行えるよ
うにする。 【解決手段】 下部中央に溶融塩−金属の混合物を導入
する導入口8を備えて回転により混合物を内側の溶融塩
9と外側の金属15とに分離する回転胴4と、回転胴4
の内側上部位置に設けて溶融塩9をオーバフローさせて
取出す内側堰10と、内側堰10の外側を通る流路14
の上部に設けて金属15をオーバフローさせて取出す外
側堰16とを備えた乾式再処理遠心抽出器であって、回
転胴4の下部内周に、回転胴4の回転により金属15を
上方に向わせるようにした押上げ翼部材23を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、乾式再処理遠心抽
出器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】原子炉からの使用済み核燃料を乾式再処
理する施設には、使用済み核燃料を溶融塩(LiCl−
KCl)を用いて電解精製することにより発生する放射
性物質溶融廃塩に、カドミウムCd系等の金属を混合す
ることにより、放射性物質溶融廃塩の放射性物質(TR
U)を金属側に移行させ、その後溶融塩と金属とを分離
することにより放射性物質が除去されて清浄となった溶
融塩をサイクル内に戻すための放射性物質抽出工程があ
る。
【0003】この放射性物質抽出工程においては、放射
性物質溶融廃塩と金属との混合物を、乾式再処理遠心抽
出器を用いて溶融塩と金属とを分離することによって連
続的で高効率な処理を行うことが期待できる。
【0004】図3は、現在考えられている乾式再処理遠
心抽出器の一例を示したもので、ケーシング本体1の内
部に、ケーシング本体1の上部外側に設けた駆動装置2
により回転軸3を介して回転駆動されるようにした円筒
状の回転胴4が設けられている。
【0005】前記ケーシング本体1は、回転胴4の下部
外周と底部下側を供給室5により包囲する形状を有して
おり、該ケーシング本体1の側部の所要位置には、溶融
塩9を供給するための供給口6と、金属15を供給する
ための供給口7を設けており、前記供給口6から供給さ
れた溶融塩9と供給口7から供給された金属15は回転
している回転胴4の下部外周とケーシング本体1との間
の狭い間隔Sで混合されて供給室5に導かれるようにな
っている。
【0006】前記回転胴4の下部中央には、前記供給室
5の溶融塩−金属の混合物を内部に導入するための導入
口8が形成されている。
【0007】回転胴4の内側上部位置には、溶融塩9を
オーバフローさせて取出すための内側堰10が設けられ
ている。内側堰10の外側位置におけるケーシング本体
1には、内側堰10からオーバフローした溶融塩9を傾
斜面11に衝突させて溜める環状の溜まり部12が形成
されており、該溜まり部12の所要位置には、溶融塩9
を外側に取り出すための溶融塩取出口13が設けられて
いる。
【0008】また、回転胴4における内側堰10の更に
上部位置には、内側堰10の外側に設けられた流路14
を通って上昇してくる金属15をオーバフローさせて取
出すための外側堰16が設けられている。外側堰16の
外側におけるケーシング本体1には、外側堰16からオ
ーバフローした金属15を傾斜面17に衝突させて溜め
る環状の溜まり部18が形成されており、該溜まり部1
8の所要位置には、金属15を外側に取り出すための金
属取出口19が設けられている。
【0009】更に、前記ケーシング本体1における下側
の液溜まり部12と供給室5の側部上部位置との間は、
回転胴4の外周面に対して僅かな隙間で対峙するように
した区画壁20によって隔てられている。
【0010】また、前記ケーシング本体1内の底部に
は、間隔Sから供給室5に導入された混合物に遠心力に
より上向きの力を与え、混合物を前記回転胴4の導入口
8に向わせるようにした放射状の複数の導入翼部材21
を設けている。
【0011】図中22は、回転軸3における導入口8の
上部位置に設けた円盤状の偏向板であり、該偏向板22
は導入口8から回転胴4内に導入された混合物を、回転
胴4の底部に沿って回転胴4の内周面側に向わせる働き
を有している。
【0012】乾式再処理において、使用済み核燃料を溶
融塩(LiCl−KCl)を用いて電解精製することに
より発生した放射性物質溶融廃塩は、例えばカドミウム
Cd系等の金属と混合して放射性物質溶融廃塩の放射性
物質(TRU)を金属側に移行させるようにしており、
供給口6から供給する溶融塩9と供給口7から供給する
金属15は、間隔Sを通る時に回転胴4の回転によって
混合され、放射性物質溶融廃塩中の放射性物質が金属に
移行される作用が増強されて供給室5に供給される。
【0013】供給室5に供給された混合物は、回転胴4
の回転による遠心力と導入翼部材21の作用によって上
向きの力が与えられて回転胴4中心の導入口8に向うよ
うになる。
【0014】導入口8から回転胴4内に導入された溶融
塩−金属の混合物は、回転胴4の回転による遠心力と、
偏向板22の働きとによって、回転胴4底部に沿って回
転胴4の内周面側に移動する。
【0015】回転胴4内の内周面に移動した混合物は、
遠心力の作用により溶融塩と金属との比重の差に基づい
て、図3に示すように、比重が大きい金属15は外側
に、金属15に対して比重が小さい溶融塩9は内側に夫
々に分離される。これにより、放射性物質が除去された
清浄な溶融塩9と、放射性物質を取込んだ金属15と
は、完全に二層に分離されることになる。
【0016】乾式再処理遠心抽出器の供給口6への溶融
塩9の供給と供給口7への金属15の供給が継続される
と、回転胴4内で分離された溶融塩9と金属15のレベ
ルは上昇して、内側の溶融塩9は内側堰10からオーバ
フローして溜まり部12に流下して溶融塩取出口13か
ら取り出されるようになり、また、外側の金属15は流
路14を通って外側堰16からオーバフローして溜まり
部18に流下して金属取出口19から取り出されるよう
になる。
【0017】上記において、ケーシング本体1の区画壁
20と回転胴4の外周面との間には僅かな隙間が形成さ
れているが、溜まり部12側の圧力が供給室5側より高
くなっているので混合物が溜まり部12側に漏洩するこ
とはなく、また逆に溜まり部12側から供給室5側への
溶融塩9の漏洩が生じたとしても混合物に混合されて再
び回転胴4により分離されるのみであり問題を生じるこ
とはない。
【0018】上記図3に示した乾式再処理遠心抽出器に
よれば、回転胴4にて混合物を溶融塩9と金属15とに
分離する作業を連続的に効率良く行える可能性があり、
金属15により放射性物質が除去されて清浄となった溶
融塩9は、再び乾式再処理のサイクルに戻して利用する
ことができるので、放射性廃棄物の量を減少させること
ができる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の乾
式再処理遠心抽出器においては、次のような問題を有し
ていた。
【0020】即ち、乾式再処理に用いた溶融塩に、カド
ミウムCd系のような比重の大きな金属を混合させる場
合には、乾式再処理遠心抽出器に供給して混合した混合
物を溶融塩9と金属15とに分離するべく回転胴4を回
転させても、金属15の比重が大きいために回転胴4内
部において金属15のレベルが良好に上昇しないことが
あり、このために溶融塩9が流路14を通って外側堰1
6からオーバフローして、金属取出口19に溶融塩9が
流出してしまうことがあり、このために分離操作が全く
できない場合があるという問題を生じていた。また、上
記したように回転胴4内において比重の大きな金属15
のレベルが上昇し難いという問題の他の要因としては、
導入口8から回転胴4内へ導入される混合物の取込みが
良好に行われないことも考えられる。
【0021】本発明は、かかる従来の問題点を解決すべ
くなしたもので、溶融塩と比重が大きい金属とを混合し
た混合物においても、溶融塩と金属との分離を確実に行
えるようにした乾式再処理遠心抽出器を提供することを
目的としている。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は、下部中央に溶
融塩−金属の混合物を導入する導入口を備えて回転によ
り前記混合物を内側の溶融塩と外側の金属とに分離する
回転胴と、該回転胴の内側上部位置に設けて溶融塩をオ
ーバフローさせて取出す内側堰と、該内側堰の外側を通
る流路の上部に設けて金属をオーバフローさせて取出す
外側堰とを備えた乾式再処理遠心抽出器であって、前記
回転胴の下部内周に、回転胴の回転により金属を上方に
向わせるようにした押上げ翼部材を設けたことを特徴と
する乾式再処理遠心抽出器、に係るものである。
【0023】また、回転胴の内側底部に、回転胴の回転
により混合物を導入口から回転胴内壁側に向わせるよう
にした押出し翼部材を設けることができる。
【0024】上記手段によれば、回転胴の下部内面に備
えた押上げ翼部材により、回転胴内で分離される金属に
押上げ力を作用させるようにしたので、溶融塩と金属の
レベルを同時に上昇させることができ、従って乾式再処
理に比重が大きい金属を使用した場合にも、溶融塩と金
属とを確実に分離して取り出すことができる。
【0025】また、回転胴の内底部に押出し翼部材を備
えることにより、混合物を導入口から回転胴内に取込ん
で回転胴の周面側に移動させる作用が増強され、この取
込み作用の増強によって回転胴内の金属のレベルの上昇
効果を更に期待することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について説明する。
【0027】図1、2は本発明の乾式再処理遠心抽出器
の形態例を示したもので、図中図3と同一の符号を付し
た部分は同一物を表している。
【0028】図1、2に示すように、下部中央に溶融塩
−金属の混合物を導入するための導入口8を備え、上部
に内側堰10と外側堰16とを備え、回転により混合物
を内側の溶融塩9と外側の金属15とに分離するように
している回転胴4において、該回転胴4の下部内周に、
回転胴4の回転により金属15を上方に向わせるように
した押上げ翼部材23を設ける。
【0029】押上げ翼部材23は、図1、2では、矩形
断面を有する所要長さの棒状部材を、回転軸3と平行な
鉛直線に対して同方向に同一角度で傾斜するように、回
転胴4の内面に沿って4本等間隔に取付けている。上記
押上げ翼部材23は、板状、円柱状等の種々の形状とす
ることができ、また傾斜する角度も任意に選定すること
ができ、更にはファン等の翼のように流線形とすること
もできる。
【0030】更に、回転胴4の内側底部に、回転胴4の
回転により導入口8から導入される混合物を回転胴4の
内壁側に向わせるようにした押出し翼部材24を設けて
いる。図2では、矩形断面を有する所要長さの棒状部材
を放射状に4本等間隔に設けた場合を示している。この
押出し翼部材24も、板状、円柱状等の種々の形状とす
ることができ、また放射状以外に角度をもたせて配置す
ることができ、更にファン等の翼のように流線形とする
こともできる。
【0031】上記図1、2に示した形態例の作用を説明
する。
【0032】図1、2の乾式再処理遠心抽出器によれ
ば、回転胴4の下部内周に、回転胴4の回転により金属
15を上方に向わせるようにした押上げ翼部材23を設
け、また、回転胴4の内側底部に、回転胴4の回転によ
り導入口8から導入される混合物を回転胴4の内壁側に
向わせるようにした押出し翼部材24を設けていること
により、カドミウムCdのような比重が大きい金属を用
いて放射性物質溶融廃塩の再処理を行う際においても、
溶融塩9と金属15との分離を確実に行うことができ
る。
【0033】即ち、図1、2における乾式再処理遠心抽
出器の回転胴4を回転させた状態において、供給口6か
ら溶融塩9を供給し、供給口7から金属15を供給する
と、間隔Sにて混合されて溶融塩−金属の混合物となる
ことにより放射性物質溶融廃塩中の放射性物質が金属に
移行されて、供給室5に供給される。
【0034】供給室5に供給された混合物は、導入翼部
材21と回転胴4の回転作用により上向きの力が与えら
れて回転胴4中心の導入口8に向うようになる。
【0035】導入口8に導かれた混合物は、回転胴4の
回転による遠心力と、偏向板22の働きと、更に押出し
翼部材24による外方への押出し作用とによって、導入
口8の混合物が回転胴4の底部に沿って回転胴4の内壁
側に効果的に移動させられるようになり、これによって
導入口8からの混合物の取込み作用が増大されるように
なる。
【0036】回転胴4内の内周面に移動した混合物は、
遠心力を受ける溶融塩9と金属15との比重の差によ
り、比重が大きい金属15は外側に、金属15に対して
比重が小さい溶融塩9は内側に夫々に分離される。これ
により、放射性物質が除去された清浄な溶融塩9と、放
射性物質を取込んだ金属15とに、完全に二層に分離さ
れる。
【0037】この時、供給口6からの溶融塩9と供給口
7からの金属15の継続的な供給を行っても、比重が大
きい金属15は回転胴4内においてレベルが上昇しにく
いが、回転胴4の下部内面に傾斜した押上げ翼部材23
を設けたことにより、該押上げ翼部材23によって金属
15が上方に押上げられるようになり、従って溶融塩9
と金属15のレベルが同時に上昇するようになり、これ
によって、内側の溶融塩9は内側堰10からオーバフロ
ーして溜まり部12に流下して溶融塩取出口13から取
り出され、また、外側の金属15は流路14を通って外
側堰16からオーバフローして溜まり部18に流下して
金属取出口19から取り出されるようになって、溶融塩
9と金属15との分離が確実に行われる。
【0038】上記によれば、混合物を溶融塩9と金属1
5とに分離する作業を確実に行わせることができ、よっ
て連続的に効率良く分離された放射性物質除去後の溶融
塩9は、再び乾式再処理のサイクルに戻して再利用でき
る。
【0039】尚、本発明は上記形態例にのみ限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、回転胴の下部内面に備
えた押上げ翼部材により、回転胴内で分離される金属に
押上げ力を作用させるようにしたので、溶融塩と金属の
レベルを同時に上昇させることができ、従って乾式再処
理に比重が大きい金属を使用した場合にも、溶融塩と金
属とを確実に分離して取り出すことができるという優れ
た効果を奏し得る。
【0041】また、回転胴の内底部に押出し翼部材を備
えることにより、混合物を導入口から回転胴内に取込ん
で回転胴の周面側に移動させる作用が増強され、この取
込み作用の増強によって回転胴内の金属のレベルの上昇
効果を更に期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例を示す切断側面図
である。
【図2】図1のII−II方向矢視図である。
【図3】従来の乾式再処理遠心抽出器の一例を示す切断
側面図である。
【符号の説明】
4 回転胴 8 導入口 9 溶融塩 10 内側堰 14 流路 15 金属 16 外側堰 23 押上げ翼部材 24 押出し翼部材
フロントページの続き (72)発明者 栃木 善克 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部中央に溶融塩−金属の混合物を導入
    する導入口を備えて回転により前記混合物を内側の溶融
    塩と外側の金属とに分離する回転胴と、該回転胴の内側
    上部位置に設けて溶融塩をオーバフローさせて取出す内
    側堰と、該内側堰の外側を通る流路の上部に設けて金属
    をオーバフローさせて取出す外側堰とを備えた乾式再処
    理遠心抽出器であって、前記回転胴の下部内周に、回転
    胴の回転により金属を上方に向わせるようにした押上げ
    翼部材を設けたことを特徴とする乾式再処理遠心抽出
    器。
  2. 【請求項2】 回転胴の内側底部に、回転胴の回転によ
    り混合物を導入口から回転胴内壁側に向わせるようにし
    た押出し翼部材を設けたことを特徴とする請求項1に記
    載の乾式再処理遠心抽出器。
JP1427598A 1998-01-27 1998-01-27 乾式再処理遠心抽出器 Pending JPH11211883A (ja)

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