JPS58800A - 放射性廃棄物の処理炉 - Google Patents

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】 この発明１は原子力発電所等の放射性物質を取シ扱う施
設において生ずる廃棄物（本件明細書中においては放射
性物質その物及び放射性物質で汚染された物を含めて放
射性廃棄物と呼ぶ）を、減容化処理するためＫｌ融させ
る放射性廃棄物の溶融炉に関する本のである。

そしてその目的とするところは、廃棄物を炉の炉殻によ
って閉ざされた空間内において上記廃棄物を１フズマア
ークによって安全に溶融させることができ、しかも上記
の炉殻内部のプラズマアークの方向制御を炉殻外部に設
けたコイルによって安全に行なうことができ、その上炉
殻外部にコイ〜を設は九ものであってもそのコイルが炉
殻から大きく張出す危険を少なくして、炉殻に対する他
物の近接配置を可能にできるようにした放射性廃棄物の
処理炉を提供することである。

以下本願の実施例を示す図面について説明する。

内部が気ａＦ杖態となるよりに構成された炉殻ｌは、上
部炉５Ｉ！２と下部炉殻３とから上下に二分可能に構成
しである。上記炉殻ｌは内部の溶解用空間を密閉でき、
かつ後述の如く印加される磁界に影響が及ばぬよう非磁
性の金属例えば非磁性ステンレスを用いて形成しである
。またこの炉殻は第２図に下部炉殻３が示されているよ
うに冷却水の通水部３′を備えた水冷構造に構成しであ
る。下部炉殻３０一部は凹状のルツボ３ａとなっておシ
、その内面は耐火材４で覆われている。この耐火材４の
内側の凹状の空間が廃棄物の溶融部となっている。ルツ
ボ３ａは図示される如く下部に至る程直径が小さくなる
テーパー状に形成されている。また上記耐火材４として
は次素質レンガとも呼ばれる黒鉛質酸化物（その組成は
１０〜８ＯＮが黒鉛で残部がアルミナやマグネ７アであ
る）が用いである。これは後述の加熱装置として１フズ
マトーチを用いる九めに、下部炉殻３と溶融物ｍとの間
での通電を可能にする目的で用いられている。５は耐火
材４の内面に装入されたダミー材を示す。

仁のダミー材５としては例えばぐシ石程度の大きさの廃
棄物の鉄材等が用いられ、その鉄材が相互間に隙間が出
来る様な状態でフンダムな状態に装入しである。５８は
スカルで、ダミー材５及び後述の廃棄物が溶融混合され
それらの溶融物の混合し丸ものが固化して形成されたも
のである。６はスカル５ａの上側に形成された湯溜を示
し、そこには溶融物社が存在する様になっている。７は
上記湯溜６の側方に形成され良性出口を示す。８は流下
口を示し、前記注出ロアとこの流下口８との間には溶融
物が流れる湯道書が形成しである１、次に旬は冷却棒を
示し、図示外の装置によって矢印方向に進退し得る様に
構成しである。この冷却棒加は図示される様に２重管構
造となっており、通水口■及びｎを介して内部に冷却用
流体（例えば冷却水）が通される様になっている。

次に正は上部炉殻室の中央部にほぼ鉛直状に備えられ良
案内筒で、廃棄物の装入手段として例ボするものである
。この案内筒迅において、その内径は廃棄物溶融用の容
器（至）を１個宛挿通可能な寸法に形成されてお〕、長
さは溶融用の容器（９）を複数個縦列状に装入し得る長
さに形成しである。案内筒すの軸８１５＆は図示される
様に前記ルツボ３ａの軸線と一致する状ａＫされて、案
内筒迅の下端１６ｂが湯＠Ｓと対向する様にしてあル、
その下端１６ｂと湯溜６との開の距離は容器（資）の１
個の長さよシも短かくしである。を九この案内筒すは外
筒と内筒とにより２重ＩＩＫ形成されておし、それら両
者間には冷却水が通される。更にま九この案内［ＩＷＩ
は例えば綱、磁性ステンレスなどの磁性材料で形成され
る。腸は案内筒通の上端に備えられた閉鎖装置を示シ、
図示外のｖリンダによル矢印方向Ｋ１１ｌ動させ得る様
にしたｓ１７によって装入口四を開閉し得る様に構成し
である。

次に上部炉ｆ１２に取シ付けられた加熱装置について説
明する。＝は１フズマトーチで、支持装置加によって矢
印方向への進退を自在に取シ付けられている。このプラ
ズマトーチ４は案内筒易の軸芯１５＆を中心とする円周
上に相互に６０’の角度を隔てて３本が配設しである。

幻は１ヲズマトーチで、上記の円周上に配設されておシ
、支持装置ｎＩＣ？５”を矢印方向への傾動を自在に支
承されている。即ち、支持装置４は炉殻２に固定された
支持体−を備える。支持体刺の内面は球面となっておシ
、その内側には外面が球面となった転動体６が備えられ
、この転動体δに１フズマトーチムが取り付けられて、
プラズマトーチ幻の矢印方向への傾動がｉＪ能となって
いる。上記′複数の１ラメマトーチ４及びプラズマトー
チ２は、廃棄物の加熱溶融を行なう場合、夫々上記案内
筒すの軸芯１５ａと交差する状態となって、夫々１フズ
マアークを図示される如く軸芯Ｍ１ａと交差する向きで
前記溶融部に向けて放出し得るようになっている。加は
上部炉ｇａ２の上部に形成された排気口を示す。２７は
上部炉殻２に備えさせた一部として例示する炉内状況監
視装置で、湯溜６での廃棄物の溶融状態及び案内筒易へ
の客器ＩＯ装入状態を、案内筒すの一部に縦長に形成さ
れた透ｇＬＷ１２８を介して監視出来る様にしである。

９は下部炉［３に備えられた監視装置を示し、注出ロア
の状況を監視出来る様になってｉる。次に！はコイμで
、前記溶融部及びその上方の空間に磁界を印加して溶融
物３１の攪拌及びプラズマアークの方向制御をするよう
にし喪ものであり、図示される如く炉殻１の外周下部に
おいてテーパー状のμツボ３畠と同軸伏頗で、しかも！
ツボ３ａにおける下部の小径部分の外周に近設させて配
設しである。以下このコイｆｉ／ａ２について説明する
。羽は取付ブラケットで、〃ツボ３＆の周囲に複数個が
取付けられている。３５Ｆｉ巻上枠蕊、外枠Ｉ、下枠蕊
、内枠国及び中枠船から成っている。上枠蕊と外枠Ｓ及
び下枠蕊と内枠諺とは夫々溶接され、また上枠あと内枠
国及び下枠蕊と外枠１とは夫々パツキン社、４３を介在
させてポルトζ、４４によって固定されて、この巻線枠
あの内部は水密構造となっている。尚中枠船は下枠３８
に溶接しである。６．４は内枠（資）及び中枠船の外周
に巻装した巻線を示し、ビニ−μ被覆された絶縁電線が
用いである。４６．４６は巻線押えを示す。

上記両巻線部、４６は相互に直列となっておシ、その一
端及び他端は水密構造の引出口４７．４７を介して下枠
易から巻線枠あの外部に引出しである。荀は給水口、番
は排水口を夫々示し、上記巻線砺を冷却する為の水を巻
線枠ＺＣｔ内部に流通させ得るようになっ、ている。

上記構成のものにあっては、炉ｆＳ１、案内筒ｂ、巻線
枠３６１ｋどの通水部に夫々冷却水が通され１巻＠４５
には電流が通されてプラズマアークの方向制御用の静止
磁界が印加される。また溶融部には予めダミー材５が装
入され、その上部の部分がフ゛ラズマトーチ乙、２３か
ら放出されるプラズマアークによって溶融され、溶融物
田が存在する湯溜が形成される。

上記のような操作の後、閉鎖装置正の扉１７が開かれて
、放射性廃棄物が詰められた容器Ｊが装入口論から多数
個縦列状に案内筒易の内部に装入される。この様に容器
Ｉが装入された状部においては、その下端の容器加が湯
？ＩＩ＠に存在する溶融物田に漬かった状態となシ、そ
の上に更に複数の容器Ｊが積み重なった状態となってい
る。尚上記容器の装入後社、閉鎖装置脇の装入口論は扉
ｒによって閉ざされる。この様な状態において下端に存
在する容器お及びその内部の放射性廃棄物社、溶融物■
からの加熱及び１ヲズマ′トーチロ、２３かう放出され
る１フズマアークによる加熱を受けて溶融する。そして
その溶融が進むにつれて下端部に存在する容９３０及び
その内部の廃棄物の白米溶融の部分は、上記容＠３０の
自重にょシ、及びその容器よシも上方に存在する他の容
器に押されることにょシ下方に進み、常に未溶融の部分
がその下端から湯溜６の溶融物３１に漬けられた状部と
なる。従って容器Ｉ及びその内部の廃棄物の溶融は切れ
目なく連続的に行なわれる。

上記溶融操作の場合、コイ１ｖ３２の磁界が湯溜６及び
その上側の空間にかけられる事によシ、溶融物３１をρ
ツボ３島の軸線位置を中心に回動させてその攪拌を行な
ったり、或いはプフズマトーチ釘。

コから放出されるプラズマアークの向きを適切に制御し
て、上記の様な浴融が適切に行なわれる様にされる。こ
の場合、コイル澄はテーパー形状のルツボ３ｍの外周下
部に配設しであると共にそのμツボ３ａに沿うテーパー
形状に形成してあシ、またルツボ内Ｏ＃Ｍ部の底部には
磁性材料であるところの鉄材から成るダミー材５及びそ
れが半溶融状態となったスカμδａが存在していると共
に、その上方にはやはシ夫々磁性材料から成る楽内筒ｂ
、容器Ｊ威いはその内部の廃棄物（鉄製のもの）が存在
しており、更にまた１フズマトーチ２１　、２３から放
出される１フズマアークの方向は、下方はど〜ツボ３ａ
の軸線に近づくような傾斜状しとなっている。この為、
１フズマアークの方向と交差する方向の磁界が大きくな
り（即ち、ダミー材５、スカＡ’６ｍ、溶融物田と、案
内筒すの下端あるいはその内側の容器Ｉや廃棄物との間
に加わる磁界が強くなシ、ま九その磁界と１ヲズマアー
クとは大きな交差角度で交差し）、従ってプラズマアー
クは効率良く方向制御される。このことはコイル！の省
費電力や発熱を少なくする効果を生む。尚前記湯溜６へ
の廃棄物の装入は、容器美を用いることなく廃棄物を直
接に案内筒氏内へ装入口止から投入することによって行
なっても良い。

上記の様な操作によって出来た溶融物３１は次の様にし
てその取り出しが行なわれる。即ち１フズマトーチ２を
支持装置４を中心に傾動させて、そのプラズマトーチ乞
から放出されるフ゛フズマアークを注出ロアに存在する
固化物に照射し、その固化物を溶融させる。すると溶融
物社は注出ロアから流れ出し、湯道９を通って流下口８
から下方へ流下する。この様圧して流下された溶融物は
、保管用の容器内に取ってそこで固化させｆｃｂ、グロ
ック状に固化させ九ル、或いは粒状化させる等種々の固
化手段によって固化される。

次に上記ｆ＃融物↓の流出を停止させる場合は、プラズ
マトーチ乞を元に戻すと共に、通水口ｕ、１２を介して
冷却用の流体が流通させられている冷却棒和を注出ロア
に向けて進出させ、その冷却棒ｌＯの先端を注出ロアに
存在する溶融物の中に挿入する。すると注出ロアに存、
在する上記の溶融物は固化し、前記の様な溶融物の流出
が停止する。

上記の様な廃棄物の溶融作業中において廃棄物から発生
したガス（放射無声帯び九粒子を含むガス）及びプラズ
マトーチ乞、２３から放出されたガスは、排気日別を介
して図示外のオフガス処理装置に導かれそこで浄化され
る。

以上のようにこの発明にあっては、放射性廃棄物を処理
する場合、炉ｆｉｌで包囲された溶融用の空間内におい
て、放射性廃棄物にプラズマアークを照射してそれを溶
融させることができ、炉ｇ１の外部が放射能汚染される
ことを防止できる安全性がある。

しかも本発明にあっては炉ＩｊＳ１の外部側にプラズマ
アークの方向制御用のコイ／Ｌ／３２を備えはせたから
、上記の場合、上記空間内における直進性のフ゛フズマ
アークを炉殻１の外観から方向制御することができ、そ
の制御を放射能被爆を受ける危険少なく行ない得る効果
がある。

しかも上記のように炉殻ｌの外周側にコイ／Ｌ／３２を
配設したものであっても、炉１９１におけるル・ンボ３
１の外周面の形状を下部に至る程小径に構成し、その小
径部分の外周側にコイル！を近接させて配設しているか
ら、その配設状態においては、コイＡ／３２が炉殻ｌの
寿周の最大径部分から大きく張シ出す危険を少なくでき
る特長がある。このことは、炉殻１の周りに他物を配置
する場合（例えば溶融物の注出部を備えさせたシ固化装
置を配置する場合）に炉殻ｌに近接させてそれを配設す
ること（溶融物の冷え防止が可能）を可能ならしめる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本願の実施例を示す本ので、第１図は溶融炉の縦
断面図、第２図はＩレツ−ポとコイルとの関係をｗ＃細
に示す縦断面図、第８図はコイルの一部を示す縦断面一
拡大図、第４図は第８図とは異なる部分におけるコイル
の縦断面拡大図。 １　・・炉殻、３ａ・・・μツボ％３１・、２溶融物、
４．２３　・・プラズマトーチ、！・　　コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全周を包囲する構造でしかも内部に溶融用の空間を有す
   る炉殻の下部部分は、上面に凹状の溶融部を有するルツ
   ボで構成し、上記炉殻の上部部分には、上記溶融部に放
   射性廃棄物を装入するようＫした装入手段と、上記溶融
   部に向けて１ヲズマズマアークの方向制御用のコイルを
   周設して、上記溶融部に装入し九放射性廃棄物に対し、
   上記コイルにより方向制御されたプラズマアークを照射
   して上記放射性廃棄物を溶融させるようにしている放射
   性廃棄物の処理炉において、上記ルツボの周壁の外周面
   を下部に至る程小径に構成し、上記コイルを上記ルツボ
   における小径部分の外周＠に近接させて配設したことを
   特徴とする放射性廃棄物の処理炉。