JPS6171833A - スラリー状物の沈積固形分の排出装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はスラリー状物の沈積固形分を排出するための装
置て係り、例えばスラリー状廃棄物、特に原子力発電所
から生じてタンクに貯蔵されている使用済イオン交換樹
脂や濾過助剤等のスラリー状廃棄物の沈降堆積した固形
分をタンクから排出するのに好適な装置に関する。

〔発明の背景〕

槽又はタンク等に貯蔵されているスラリー状物の沈積固
形分を安定的にかつ一定濃度で抜出す（排出する）こと
は、抜出し以降の廃棄物処理プロセスの設備能力の最適
設計の上で重要である。

例えば、該貯蔵タンクから抜き出したスラリーを一時的
に受は入れる一時受タンクを例に考えると、一時受タン
クの容量は一定で可変とすることは難しく、また、経済
性の点からは可能な限り一時受タンクは小さくすること
が望ましいのに対し、上記貯蔵タンクからの抜出し濃度
が変動すると抜出せる固形分量が変動することから、沈
積固形分の処理設備を１００％の能力で稼動させること
は難しく最適設計をすることができない。また、一時的
にしろ高濃度のスラリーを抜出すことは、抜出し配管の
閉塞のポテンシャルを高めるので、この意味でも一定の
濃度で抜出すことは重要である。

原子力発電所等で発生する使用済イオン交換樹脂や、濾
過助材等（以下、これらを廃樹脂等と総称する）の廃棄
物を例にとると、これらは放射能を減衰させるために所
定期間タンク内に貯蔵される。所定期間後、これらのス
ラリー状放射性廃棄物を貯蔵タンクより抜出して減容な
いしは最終処分対応の為の処理を行う。この廃樹脂等の
貯蔵タンクからの抜出し設備は放射性廃棄物という特異
性より、小型で高能率かつ自動化が容易である必要があ
る。これは、放射線管理区域としての発電断連物が限ら
れていること及び、作業者の放射線被ばく低減の観点よ
りである。また、安定した一定濃度で抜出すことも、後
設備である廃樹脂処理装置の設計能力に合った廃樹脂等
を安定的に供給するというシステム機能特にトータルと
しての設備稼動率を上げるという点から重要である。

従来は、貯蔵タンクからの廃樹脂等の抜き出しには、貯
蔵タンク全体を大型水中攪拌機で攪拌し攪拌されたスラ
リーをポンダにて抜出す方式が一般的であり、この場合
これらの貯蔵タンクは一般に直径が４〜１０ｍ程もあり
、タンク上部より攪拌機を投入して攪拌する様計画され
ている。しかしこの方式では、一定濃度で抜出す為には
、タンク内を均一に攪拌する必要がちるので、タンクの
大型化に伴い大型の攪拌機が必要となり、また放射線管
理区域内の作業としての作業スペースも大きくなる。

また、廃樹脂等の貯蔵量が少なく、タンク内の上澄水の
量が多い場合には、希薄なスラリーとなってしまい、抜
出し後のスラリー濃度調整等の為に大型の抜出し受タン
クが必要となる。また、長期間の貯蔵により廃樹脂等が
タンクの底部に堆積して固結してしまった場合には、攪
拌機では、貯蔵タンク全体の固結を解除できない。以上
の理由で大型攪拌機による上記の攪拌抜出し方法の適用
範囲は限られた条件下のみと言える。

他方、廃樹脂等のタンク内沈積面のごく一部を小型の攪
拌機で攪拌しタンクで吸い出す方法もある。この方法は
小規模の設備で対応できるという面があり、またタンク
内に少量しか貯蔵されておらず上澄水が多い場合でも柔
軟に対処可能である。

しかし、この方法は部分的に攪拌を行なうので、攪拌さ
れ抜き出された廃樹脂等の濃度を一定直に保つことは難
しい。

すなわち、小容量の攪拌機でイオン交換樹脂の沈降面を
攪拌した場合、樹脂等のスラリーの濃度は、攪拌機から
の距離に比例して低くなり、抜出し濃度は抜出し配管の
攪拌機からの位置関係によって微妙に変化し、また抜き
出し配管の向き（下方向きないしは横向き等）によって
も変化する。

さらに、沈積物の層の固着ないしは固結状題によってス
ラリー濃度は決定的に支配され、沈積物の上層と下層と
で固結状節が異なっている場合には、攪拌によって一定
濃度で抜き出す事は極めて稚しい。その結果、この方法
では高濃度の廃樹脂スラリーを吸い込んで配管中に閉塞
をおこしたり、希薄すぎる廃樹脂スラリーを吸い込んだ
りして一定の性能を得ることは難しく、また廃樹脂等の
沈積層が固結ないしは団子状に固まっている場合には廃
樹脂等を抜き出すことができないという問題があった。

抜出し配管における閉塞の問題は、高濃度のスラリーを
該配管が吸い込んだ場合に起き、使用済イオン交換樹脂
の場合には２０ｗｔ％以上の濃度の場合に生じやすいが
、配管内の流速もその因子の一つであり、スラリー濃度
が高い場合には圧損が　−大きくなり、流速も低くなっ
て抜出し管内での固形分の沈降堆積等が生じ閉塞を起こ
すのである。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、スラリー状物の沈積固形分、例えばタ
ンク等だ貯蔵されている廃樹脂等の様なスラリー状の廃
棄物の沈積固形分を所定の一定濃度でかつ安定的に抜出
すことのできる装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明によるスラリー状物の沈積固形分の排出装置は、
沈積固形分の表層を部分的に掻き崩し攪拌する回転攪拌
機と、該回転攪拌機に対し一定相対位置においてその近
傍上部に下端開口を有し、攪拌された沈８ｆ固形分スラ
リーを該下端開口から吸引する抜出し管と、該抜出し管
を通じて該スラリーを抜出す吸引ポンプと、該抜出し管
に該回転攪拌機と共に三次元移動を与える手段と、から
なることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図は貯蔵タンク１０より廃樹脂等の如き固形分をス
ラリーとして抜出す場合の実施例を示したものである。

抜出し配管内での閉塞を防ぐには、配管内の固形分を強
制的だ分散させて、均一な分布とすると共に、圧損等の
変動による一時的な因子による流速の低下をさけること
が望ましい。抜出し配管へ可能な限り一定濃度のスラリ
ーとして廃樹脂等を供給するために本発明罠おいては強
制的に廃樹脂の沈積層を一定量づつ崩し取り抜き出す方
法を採る。

まず、ブラシ１の回転によりタンク１０の底部に沈降し
ている廃樹脂等を強制的に攪拌して高濃度のスラリー状
題とする。この場合、ブラシ１として鋼線製のハケを用
いることにより、イオノ交換樹脂が固着している場合で
もこれを粉砕して攪拌することが可能である。さらに、
攪拌された高濃度の廃樹脂スラリーを、抜出しボンｆ３
により抜出し配管２を通して高濃度で抜出すことができ
る。

抜出し管２は可撓管を介してポンプ３に接続されている
。ブラシ１は、モーター４によシ、抜出し配管２内を通
る駆動軸６を介して回転される。抜出し配管２の下端部
は末広がりになっており、そこにブラシ１が配されてい
る。５は、このような抜出し配管２を揺動自在に支持す
るベアリングであり、また、抜出し配管２はブラシ１と
共に上下に昇降可能にベアリング５に支持されている。

この構成により、沈積層の各部位を略一定速度で走査し
、直接的に沈積層各部を第２図に示す如く攪拌しつつ、
これを掻き崩して管２を経て吸出す。

沈積層が固く固着している場合ないしは沈積物の比重が
大きく、ハケの様なものでは十分に崩し取れない場合に
は、ハケの代りに第３図（イ）、←）に示す様な羽根１
′を用いるのが有効である。

以上の構成によれば、抜出し量を攪拌部の移動速度とし
て調整することができ、容易に抜出し濃度の調整が可能
である。

この様に攪拌されたスラリーをタンク外へ抜出す手段と
して、攪拌部に連続して、又は攪拌郡全体を覆う形で抜
出し配管を設け、攪拌されたスラリーを選択的に吸い出
す構造とすることが効果的である。例えば具体的には、
第４図０）に示す様に抜出し配管２と攪拌駆動軸６を分
けた構造や、抜出し配管２と攪拌駆動軸６を同軸とする
第４図（ロ）に示した前述の構造があるが、構造がより
単純である同図（ロ）のものが有利である。

さらに、同軸方式の場合には、抜出し配管２内において
スラリーは、ポンプによる吸上刃の池に駆動軸６の回転
により回転力を与えられて、第５図のように、らせん状
の形を描きながら流れることとなり、相対的なスラリー
の流速が上がる為、抜出し中の固形分の沈降対策上有利
であるとともに、配管内の回転運動による遠心力により
固形分は管２内疋均−に分散され、配管内での固形分の
濃度差による脈動や、配管の閉塞を防止することが可能
である。

また、第６図に示す様に駆動軸６の回転によシボフグ抜
出し速度より大きな上昇速度を与える様な螺旋形状の羽
根６′を駆動軸６へ付ける事により、固形分濃度等の変
化による流速の変化を軽減し、外乱等により抜出し流速
の変化やスラリー中の固形分の分散を促進し配管内での
閉塞ポテンシャルを小さくできる。

第７図に示した実施例においては、抜出し配管２の下端
部に攪拌ブラシ１を取付け、その駆動は該管２を回転さ
せることによって行うようになっている。

第８図は本発明の他の実施例を示し、抜出し配管２、ブ
ラシｌ、そのｇｖＪ機構、これらの支持機構及び抜出し
ポンプ３より構成される部分は＠１図と同様である。抜
出し配管２は上下駆動モータ−７により上下動可能であ
り、廃樹脂等の沈積面との接触による１下動駆動モータ
ー７のトルク値の変動をコントロールユニットが検知し
て駆動モーター７を停止する。次いでブラシ駆動モータ
ー４によりブラシ１を回転させるとともに、Ｘ、Ｙ軸駆
動モーター８．９によりブラシ１と抜出し管２の下端部
とを沈降面に溢りて移動させるとともに抜出しポンプ３
によりスラリーを抜出す。樹脂の濃度は、ＸＹ軸駆動モ
ータ８．９によるブラシＯＸ、Ｙ方向の移動速度及び上
下駆動モーター７による降下速度の調整により、コント
ロールユニット１：、１に二よって調整される。

このように、ブラシ１およびそれと共に抜出し管２下端
部は、ＸＹ軸駆動モーター８．９によシ沈積面全体に互
って移動することができ１さらに上下駆動モーター７に
よる移動ができるので、タンク１０内を３次元的に自由
に移動させることができ、−タンク内の沈積物をくまな
く攪拌し抜出すことが可能である。抜出されたスラリー
は、受タンク１２へ移送される。このタンク１２内で、
デカント・クルゾ１３により廃樹脂の濃度調整するとと
もに、タンク１２内に沈降させ、沈降面レベル計１６に
より、抜出し鳩樹脂の量を計測することにより、所定量
の廃樹脂等を貯蔵タンク１０から抜出す。このような設
備によれば、高濃度にて貯蔵タンク１０より抜出すこと
が可能であることより、受タンク１２を小容量とするこ
とが可能である。

受タンク１２にて濃度及び樹脂量を確認した後、移送ポ
ンプ１４で廃樹脂等処理装置１５へ供給される。

第９図は貯蔵タンク１０内部の洗浄の場合の例を示す。

放射性廃棄物貯蔵タンクの洗浄は、タンクの点検時の作
業者の放射線被ばくの低減及びタンクの健全性の確保の
観点から重要でおる。ブラシ１は、駆動モーター？、８
．９を用いてコントロールユニットの制御により３次元
にタンクの壁面にそって移動される。同時【ブラシ１を
駆動モーター４により回転させてタンク壁面に付着した
廃棄物を掻き取るとともに、掻き取った廃棄物をポンプ
３により配管２を経由してタンク外へ抜出す。抜出され
た廃棄物スラリーは、フィルター１７により廃棄物を除
去した後にタンク内へ戻される。

第１０図は抜出し配管２内の圧力の変動により固形分濃
度を調整して抜出す実施例を示す。これは、一般に、ス
ラリー状物質の圧力損失は、スラリ“−中の固形分濃度
により変化するので、抜出し配管中の圧力変動を測定し
、圧力がある匝以下になった場合、その吸込み口部のリ
リーフ弁１８を開けて該圧力を所定直に保つことにより
、抜出されるスラリー濃度を一定に保持するものである
。

この制御する圧力値は、沈積固形分の物性及び抜出し流
速、抜出しスラＶ−ａＶ等に依って定める。

まず、攪拌ブラシ１で沈積固形分を攪拌し、スラリーと
して抜出し配管を通じてボンｆ３により抜出す。攪拌部
ブラシ１は、ブラシ駆動モーター４により回転される。

抜出し配管２の圧力は圧力センサー１９により測定され
、ある所定の唾を越えた場合には、コントローラ２０に
より、リリーフ弁開閉モーター２１を用いてリリーフ弁
１８を駆動して、該リリーフ弁の外大と円穴との開度を
調整して抜出し管２内の圧力を調整する。

このリリーフ弁１８の構造例を第１１図に示す。

リリーフ弁の内孔２３は抜出し管の下端末広がり部の壁
に設けられ、リリーフ弁の外孔２２は該末広がり部の外
周に嵌められた弁体２４に設けら也弁体２４をリリーフ
弁開閉駆動軸２５によりピニオン２６を介して回動して
、その内外孔２２゜２３の重なりを変えることにより、
リリーフ弁の開度が調節されるものである。

なお、抜出し管内の圧力を検出する代りに、抜出しポン
プの吐出流量およびボンｆ負荷等を検出して、抜出しス
ラリー〇濃度評価を行い、これに応じてリリーフ弁の制
御をするようにしてもよい。

〔発明の効果〕

（１）　　沈積している固形分を高濃度スラリーとして
且つ安定した濃度で排出することができる。

（２）排出固形分濃度を、掻き崩し攪拌部を具えた抜出
し管の移動速度により容易に制御することができる。

（３）沈積固形分が固着していても強制的に崩し攪拌し
て排出することができる。

（４）　　自動化が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概要図、第２図はその掻き
崩し攪拌の状況を示す図、第３図（イ）、　（ＣＩ）は
羽根を用いた攪拌部の立面図と下面図、第４図（イ）、
（ロ）は本発明の二種の実施形態の図、第５図は抜出し
管中のスラリーに与えられる力を示す図、第６図は螺旋
羽根を軸に具えた実施例の図、第７図は抜出し管とブラ
シが一体となった実施例の図、第８図は本発明の更に他
の実施例の概要図、第９図はタンク内の洗浄【適用した
実施例の図、第１０図はスラリー濃度の自動制御を行ｐ
場合の実施例の概要図、第１１図は同実施例におけるリ
リーフ弁の図でおる。 １・・・ブラシ、１′・・・羽根、 ２・・・抜出し管、　　　　　３・・・抜出しボンデ、
５・・・可動ベアリング、　　６・・・攪拌部属動軸、
７・・・上下動用駆動モータ、８，９・・・横移動用駆
動モータ。 為１図 第３図 （イ）　　　　　　　　　　　（ロ） （イ）　　　　　　　　　　　（ロ） 第７図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スラリー状物の沈積固形分の表層を部分的に掻き崩
   し攪拌する回転攪拌機と、該回転攪拌機に対し一定相対
   位置において該回転攪拌機の近傍上部に下端開口を有し
   、攪拌された沈積固形分スラリーを該下端開口から吸引
   する抜出し管と、該抜出し管を通じて該スラリーを抜出
   す吸引ポンプと、該抜出し管に該回転攪拌機と共に三次
   元移動を与える手段と、からなることを特徴とするスラ
   リー状物の沈積固形分の排出装置。 ２、上記回転攪拌機を回転させる駆動軸が上記抜出し管
   内を通つている特許請求の範囲第１項記載の沈積固形分
   の排出装置。 ３、上記抜出し管は下端外側に開度調節自在のリリーフ
   弁を備えている特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   沈積固形分の排出装置。