(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液タンクに貯蔵された放射性有機廃液を蒸発器内に送り込んで気化ガスとし、この気化ガスを燃焼器内に送り込みつつ燃焼した後に、燃焼ガスを熱交換器を介して気液分離するように処理する放射性有機廃液の焼却装置において、
タンクと蒸発器とを連通する送流管に付設され、管内を送流する放射性有機廃液を常に非固化状態に保つ加熱機構と、放射性有機の粘性による固化と加熱による炭化を防止すべく、放射性有機廃液の蒸発の後に放射性有機廃液中の界面活性剤の蒸発を行なう多段蒸発機構を備え、且つ、水冷ジャケット化された蒸発器内に臨む送流管と、ジェット流として燃焼器に送気される気化ガス中より混在する金属片などの不純物を除去すべく、水冷ジャケット化された蒸発器と燃焼器とを連通する送気管と、煙道と排気管内に配備され、噴出される洗浄水により燃焼器，煙道，熱交換器，気液分離器，排気管などの洗浄を自動的に行い、洗浄促進と腐食防止の促進を図る排気系用の洗浄機構と、装置本体内における燃焼器，煙道，熱交換器，気液分離器，排気管など排気系の壁面にテフロン加工を施し、洗浄促進と腐食の防止を図る排気系壁面用の保護・強化層とを具備することを特徴とする放射性有機廃液の焼却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、放射性有機廃液の燃焼処理に際し、特に稼勘率の向上を図ることが可能な放射性有機廃液の焼却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射性有機廃液を処理する焼却装置の基本構成は、廃液タンクに貯蔵した放射性有機廃液を燃焼器内へ噴出するように導入し、これをガスバーナなどで燃焼する構成とされている。
【０００３】
放射性有機廃液には、親脂性のトルエン系またはキシレン系や親水性のチオキサン系あるいは界面活性剤を含んだもの、ハロゲン系、組織可溶剤で生物試科を分解した有機廃液のものなど、多種多様な状態のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放射性有機廃液は含有されている有機溶媒や界面括性剤などが多層化したりゲル化したりするため、そのままの状態では常に流動性のある均一な状態としておくことができず、が蔵中に廃液タンク内で固化状態となったり、送流中に管内で詰まった状態となったりする。
【０００５】
また、放射性有機廃液中には金属片などの固形物や種々の残査か不純物として混在しているため、特に燃焼時にこれらの不純物が燃焼バーナを詰まらせることがしばしばある。
【０００６】
さらに、放射性有機廃液は焼却時に完全に燃焼ガス化されず、煙道や熱交換器の内壁にペースト状物が付着し固形化した状態で堆積するため、従来のこの種の装置は頻繁に装置内部の洗浄を行なわなければならなかった。
【０００７】
また、燃焼ガスなどにより装置内部の壁面の腐食や劣化が激しいなどの問題があり、特に従来の装置では、燃焼により強酸気液となるハロゲン系の放射性有機廃液の処理は、壁面の腐食や劣化が激しいために行なうことができないという問題を有していた。
【０００８】
例えば、廃液タンクに貯蔵された放射性有機廃液を蒸発器内で気化ガスとし、この気化ガスを燃焼器内で燃焼した後に燃焼ガスを熱交換器を介して気液分離するようような従来の焼却装置は、原理的には稼働可能であるが、放射性有機廃液の固形化や堆積の回避策、装置内部における壁面の耐久性向上策などが考慮されていないため、長時間・連続してスムーズな運転が行なえず、補修や部品交換など保守，点検の手間かかかり、装置の稼勘率が悪く、実用には耐え得ない。
【０００９】
この発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、放射性有機廃液の燃焼処理に際し、特に稼勘率の向上を図ることが可能な放射性有機廃液の焼却装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記のような目的を達成するために、請求項１記載の如く、廃液タンクに貯蔵された放射性有機廃液を蒸発器内に送り込んで気化ガスとし、この気化ガスを燃焼器内に送り込みつつ燃焼した後に、燃焼ガスを熱交換器を介して気液分離するように処理する放射性有機廃液の焼却装置において、
タンクと蒸発器とを連通する送流管に付設され、管内を送流する放射性有機廃液を常に非固化状態に保つ加熱機構と、放射性有機の粘性による固化と加熱による炭化を防止すべく、放射性有機廃液の蒸発の後に放射性有機廃液中の界面活性剤の蒸発を行なう多段蒸発機構を備え、且つ、水冷ジャケット化された蒸発器内に臨む送流管と、ジェット流として燃焼器に送気される気化ガス中より混在する金属片などの不純物を除去すべく、水冷ジャケット化され蒸発器と燃焼器とを連通する送気管と、煙道と排気管内に配備され、噴出される洗浄水により燃焼器，煙道，熱交換器，気液分離器，排気管などの洗浄を自動的に行い、洗浄促進と腐食防止の促進を図る排気系用の洗浄機構と、装置本体内における燃焼器，煙道，熱交換器，気液分離器，排気管など排気系の壁面にテフロン加工を施し、洗浄促進と腐食の防止を図る排気系壁面用の保護・強化層とを具備することを特徴とする。
【００１１】
【作用】
放射性有機廃液の燃焼処理に際し、送流中に管内で詰まった状態となる、放射性有機廃液中における金属片など種々の残査の不純物混在により燃焼時に燃焼バーナが詰まる、未燃焼ガスが内壁にペースト状に付着し固形化した状態で堆積し装置内部の壁面の腐食や劣化が激しい、特に燃焼により強酸気液となるハロゲン系の放射性有機廃液による壁面の腐食や劣化が激しいなどの各要因を総合して解決し、長時間・連続してスムーズな運転が行なえる稼勘率の高い装置となる。
【００１２】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１は、この発明に係る装置の内部を示す概略構成図であり、基本構成としては、放射性有機廃液を貯蔵する廃液タンク１、廃液タンク１からの放射性有機廃液を気化ガスとする蒸発器２、この気化ガスを燃焼する燃焼器３、燃焼器３からの燃焼ガスを気液分離する熱交換器４などにより構成される。
【００１３】
廃液タンク１は、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）などにより形成され、例えば約１０１の放射性有機廃液を貯蔵することができる。尚、廃液タンク１の注入口１１には、図示しないが、１５０メッシュなどのフィルタが装備され、放射性有機廃液中の固形物および残渣をろ過し、別途に廃棄処分する。
【００１４】
また、廃液タンク１には液位計（図示略）〔ガラス（パイレックス）製１０Φ×３００ｍｍカバー付〕が設けられ、放射性有機廃液の注入容量を検知可能とし、注入時における外部への洩れや周囲への汚染，引火などを防止するとともに、残量の検知を可能とする。
【００１５】
１２は放射性有機廃液の撹絆機であり、１３は底板側に設けられたヒータで約４０℃の温度でコントロールされる。この両者により、放射性有機廃液中の有機溶媒・界面活性剤などが多層化したりゲル化したりする状態を解消し、常に均一な流動状態を保って放射性有機廃液の安定した燃焼を可能な状態とする。
【００１６】
放射性有機廃液としては、下記の濃度上限の５核種のものが貯蔵される。
３Ｈ：３７Ｂｑ／ｃｍ３（１×１０−３μＣｉ／ｃｍ３）
１４ｃＣ：３７Ｂｑ／ｃｍ３（１×１０−３μＣｉ／ｃｍ３）
３２Ｐ：３．７Ｂｑ／ｃｍ３（１×１０−４μＣｉ／ｃｍ３）
３５Ｓ：３７Ｂｑ／ｃｍ３（１×１０−３μＣｉ／ｃｍ３）
４５４Ｃ：３．７Ｂｑ／ｃｍ３（１×１０−４μＣｉ／ｃｍ３）
【００１７】
尚、含水率５０％の放射性有機廃液についても、前処理および助燃剤を必要とせず、例えばトルエン・ジオキサン・プレー溶液・プソイドクメン・キシレンベースのシンチレータカクテルなど各種廃液の焼却が可能である。
【００１８】
送流管５は、ステンレスパイプ（ＳＵＳ３０４，１２Φ）などにより形成され、その経路中に設けられた定量ポンプＰにより、放射性有機廃液が廃液タンク１から蒸発器２へ強制的に送液される。尚、定量ポンプＰはダイヤフラム式のものが好適で、ダイヤプラムはテフロン製のものが好適である。
【００１９】
また、送流管５の外周には加熱器５１が付設され、廃液タンク１から蒸発器２へ送液される間の放射性有機廃液を非固化状態とし、送流管５内で詰まることを防ぎ常にスムーズな送液状態を確保する。
【００２０】
蒸発器２は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１０）などの耐熱板によって形成され、送流管５から送り込まれる放射性有機廃液を蒸発し気化ガスとする。このため、蒸発器２の下部にはガスバーナ６１やガスセンサ６２，給気部などにより構成される加熱器６が設けられている。
【００２１】
また、この蒸発器２内は、蒸発器２内に臨む送流管５の下方に斜めに下向する蒸発板２１が配置され、底板はステンレス耐熱板などによって形成される熱板２２とされている。従って、放射性有機廃液は蒸発板２１に滴下されてまず放射性有機者の蒸発が行われ、次に界面括性剤などが熱板２２に滴下されて蒸発される。
【００２２】
このように、蒸発器２は多段蒸発機構とされているので、効率のよい気化ガス化が図られ、従来のように放射性有機廃液をノズルから噴出させるものに比して構造も簡単で、しかも放射性有機廃液の構度が高い場合でも、その廃液がノズル部などに固化して堆積され詰まることがない。
【００２３】
また、蒸発器２に臨む部分の送流管５には、水冷機構５２が付設されている（水冷ジャケット化）。このため、蒸発器２内が加熱状態にあっても蒸発器２に臨む部分の送流管５の炭化を防ぐことができる。
【００２４】
燃焼器３は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などによって形成され、その周囲は高温，高熱化を防ぐために水冷機構３１が設けられ、燃焼器３内には燃焼バーナ３２（図３参照）と、安定的な燃焼を得るためにパイロットバーナ３３が設けられている。このパイロットバーナ３３は、運転中には常時点火されている。
【００２５】
蒸発器２と燃焼器３とは送気管７によって連通され、蒸発器２上部から気化ガスを燃焼器３に送り込む。さらに、蒸発器２と燃焼器３とを明確に区画し安全性を確保するという作用も有している。
【００２６】
また、この送気管７は、この実施例では図３に示したように、第１の給気手段７２と第２の給気手段７３とによって構成されている。第１の給気手段７２は、送気管７の始瑞側（蒸発器２側）の開口に臨むように設けられ、蒸発された気化ガスに空気を混合しつつ蒸発器２から送気管７内に導入させる。
【００２７】
第２の給気手段７３は、送気管７の終端側（燃焼器３側）の開口に臨むように設けられ、送気管７内を送流する混気・気化ガスにさらに空気を導入しつつ燃焼器３内にジェット流で噴入させる。
【００２８】
勿論、気化ガスに対する空気量は図示しないがバルプなどの開開によって調整可能とされ、また送風機などにより一定量の空気がジェット流として燃焼器３内に安定的に送り込まれる。このような方式により、燃焼器３内においては放射性有機廃液に対して効率のよい完全燃焼が行われる。
【００２９】
また、この送気管７も水冷機構７１が設けられている，気化ガス中には、前述したように金属片などの不純物が混合しているため、そのまま気化ガスが燃焼器３内に送り込まれると、この不純物により燃焼バーナ３２が詰まって支障を起こすことがあるが、この水冷機構７１により気化ガスに対する冷却が行われ、気化ガス中に混在している不純物は乾留されて蒸発器２内に戻される。
【００３０】
従って、ピュアな気化ガスのみが燃焼器３内に送り込まれるので、燃焼器３内では安定して長時間良好な焼却を行なうことができる。尚、３４はフレームセンサであり、燃焼ガスの着火状態を検出する。
【００３１】
燃焼器３０の上部からは、煙道８が引き出され、コンデンサよりなる熱交換器４に接続されている。熱交換器４の下部には気液分離器９が設けられ、この気液分離器９の下部には、燃焼器３の下部から引き出された排水路９１と合流する凝縮水の排水路９１引き出されている。
【００３２】
また、気液分離器９の側部からは、排風機Ｂを設けた排気管９２が引き出されている。煙道８と排気管９２内には、洗浄水を噴出する洗浄機構８２が配備されでおり、この洗浄機構８２から噴出される洗浄水により、煙道８，排気管９２，燃焼器３など洗浄が行われる（図４参照）。
【００３３】
さらに、蒸発器２内に図示しない注入管から注入され洗浄水を蒸発させてスチーム洗浄させることもでき、細部にわたる洗浄作業を自動的に行なうよう構成される。
【００３４】
図２に示すように、燃焼器３．煙道８，熱交換器４，気液分離器９．排気管９２など、特に排気系３の内壁面は、壁面を形成する鋼板Ｘにテフロン加工が施されて保護・強化層Ｙが形成されている。すなわち、スチーム洗浄のみでは完全に内壁面の洗浄を行なうことは出来ず、燃焼器３内など腐食が進行しやすいが、特に上記した排気系の部分がテフロン・コーティングされることにより、燃焼器３から排気管９２に至る部分の壁面の腐食や劣化の方止を図る。
【００３５】
尚、このような保護・強化層Ｙは、排気系以外の部分でも必要に応じて形成する。係る構成としたことにより、壁面の腐食や劣化の方止が著しく図られるので、従来は行なえなかったハロゲン系の放射性有機廃液の焼却処理など、総ての系の放射性有機廃液の焼却処理が行なえるようになる。
【００３６】
また、図１に示す１００は冷却水入口、１０１は冷却水出口であり、図中矢印を伴って説明した線路を経て循環する。
【００３７】
尚、装置本体の外面は図示しないが、その正面側に開閉屏、燃焼運転スイッチ（ＳＷ），燃焼停止ＳＷ，手動洗浄運転ＳＷ，手動洗浄停止ＳＷ，異常リセットＳＷ，ブザー停止ＳＷ，燃焼器失火リセットＳＷ，蒸発器失火リセットＳＷなどの各種スィッチよりなる操作盤か設けられる。
【００３８】
また、電源ランプ（ＬＰ），クーリングタワーＬＰ，準備ＬＰ，運転ＬＰ，燃接器パイロットバーナＬＰ，蒸発器加熱バーナＬＰ，アフターパージＬＰ，洗浄ＬＰ，停止ＬＰ，異常ＬＰなどの表示部や、炉壁温度指示計などが設けられる。
【００３９】
さらに、装置本体の上部側には排気口、扉の中央部には燃焼器覗窓、その下部側には蒸発器覗窓や液面計親窓が、装置本体の下面には移助用のキャスタなどが設けられる。
【００４０】
上記操作盤の各スイッチ類は、装置本体内に組み込まれているシーケンサ回路に接続され、装置の各部の動作を全自動的に制御する。
【００４１】
従って，廃液タンク１内に処理すべき放射性有機廃液を貯蔵した後、まず操作盤の燃焼運転スィッチをＯＮにすると、約１分間プレバージをした後に燃焼器３のパイロットバーナ３３が着火し、その後加熱器６のガスバーナ６１が着火する。
【００４２】
そして、蒸発器２の温度が４５０℃〜６００℃になると、準備ランブが消灯し、運転ランプが点灯すると定量ポンプＰが動作し、廃液タンク１内の放射性有機廃液が送流管５を過って蒸発器２へと送液される。この際、送流管５に付設されている加熱器５１により、廃液タンク１から蒸発器２へ送液される間の放射性有機廃液は非固化状態とされ、送流管５内での詰まりを防ぎ常にスムーズな送液状態を確保する。
【００４３】
蒸発器２では、始めに有機の蒸発が起こり、少し遅れて界面活性剤の蒸発が起こるが、炎の元が有機ガスで青色，外側が界面活性剤のガスでオレンジ色となるように空気を調整する。具体的には、送液されてきた放射性有機廃液は約１６０℃に加熱された蒸発板２１に滴下されて１次蒸発が行われ、さらに４５０℃〜６００℃に加熱された熱板２２上に滴下されて２次蒸発が行われるので、放射性有機廃液は効率よく蒸発されて気化ガスとされる。
【００４４】
また、蒸発器２に臨む送流管５の部分は、水冷機構５２が付設されでいるので、蒸発器２内が加熱状態にあっても蒸発器２に臨む部分の送流管５は、酸化を防ぐことができる。
【００４５】
次いで、この気化ガスはまず第１の給気手段７２によって空気が混合されつつ送気管７内に導入され、しかる後に第２の給気手段７２によりさらに空気を供給しつつ燃焼器３内にジェット流として送り込まれる。
【００４６】
この際、送気管７の水冷機構７１により気化ガスに対する冷却が行われ、気化ガス中の不純物は乾留されて蒸発器２内に戻され、ピュアな気化ガスのみが燃焼器２０内に送り込まれるので、燃焼器３内では安定して長時間良好な焼却を行なうことができる。
【００４７】
燃焼ガスは、燃焼器３の上部から煙道８内に引き出され、熱交換器４を介して気液分離器９に送り込まれ、この気液分離器９の下部からは凝縮水が、また最部からは排気管９２を介しで気体分が取り出される。
【００４８】
煙道８と排気管９２に設けられている洗浄機構８２からは、洗浄水が噴出され煙道８，排気管９２，燃焼器３などの洗浄を行なう。
【００４９】
廃液タンク１内に放射性有機廃液がなくなると、約２０分間蒸発器２と燃焼器３のガスバーナ６１，３２が点火しているが、その後５分間のアフターパージし停止ランプが点灯し装置の動作が停止される。
【００５０】
尚、上記した実施例では、ガス式バーナを用いた例により説明したが、電気式のものでもよく、この場合には、燃焼器３は高圧トランスでスパークさせるようにし、加熱器６はヒータを用いる構成とする。
【００５１】
このように、この発明に係る焼却装置は、廃液タンク，蒸発器２，燃焼器３が互いに隔離されているので、引火の防止となり安全面での向上を図ることができる。また、廃液タンク１内においては、放射性有機廃液を加熱攪拌して流動性のよい状態を維持し、蒸発器２では、放射性有機廃液を気化ガスとして蒸発させ、この気化ガスを燃焼器３内で完全燃焼する。
【００５２】
また、放射性有機廃液の燃焼処理に際し、装置の内壁面に放射性有機廃液や不純物が固形化して堆積するのを防ぎ、壁面の腐食や劣化を防ぐことにより、長時間にわたる連続したスムーズな運転を可能とし、補修や部品交換など保守・点検の手間を少なくして装置の稼動率を向上させる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、放射性有機廃液を気化ガス化し燃焼した後に気液分離して処理する焼却に際し、送流管の加熱機構により放射性有機廃液は常に非固化状態に保たれて蒸発器へ送流され、多段蒸発機構と水冷ジャケット機構により、蒸発器内で気化ガス化される放射性有機物の固化と炭化を防止し、燃焼器への送気管における水冷ジャケット機構により、ジェット流として燃焼器に送気される気化ガス中に混在する金属片などの不純物を除去することができる。
また、煙道と排気管内に配備され洗浄水を噴出する洗浄水機構により、燃焼器，煙道，熱交換器，気液分離器，排気管などの排気系の洗浄を自動的に行なうと共に、燃焼器，煙道，熱交換器，気液分離器，排気管など排気系の壁面に施されたテフロン加工による保護・強化層と煙道と排気管内に配備される洗浄機構とにより、排気系壁面の洗浄浄化と腐食の防止を図ることができる。
よって、燃焼処理系と排気系の双方において総合的に稼動停止による補修・点検の回数を著しく低減化することができると共に、安全性の向上を図ることができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る放射性有機廃液の焼却装置における内部構造の概略構成図。
【図２】テフロン加工による保護・強化層を示す断面図。
【図３】燃焼器と送気管を示す説明図。
【図４】煙道を示す説明図。
【符号の説明】
１    廃液タンク
２    蒸発器
３    燃焼器
３    燃焼器の水冷機構
４    熱交換器
５    送流管
５１  加熱器
５２  送流管の水冷機構
７    送気管
８    煙道
８１  洗浄機構
９    気液分離器
９２  排気管
【図１】
0003648571.tif 000002
【図２】
0003648571.tif 000003
【図３】
0003648571.tif 000004
【図４】
0003648571.tif 000005