(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速炉金属ナトリウムを水酸化ナトリウムに化学変化させて廃棄処理する高速炉金属ナトリウム用廃棄処理装置において、分量容器と分量容器内に設けられた液面計により廃棄する原子炉内金属ナトリウムを処理単位毎に一定量を計量してガス圧移送方式により送りだす金属ナトリウムの分量手段と、金属ナトリウム注入ノズルと前記ノズルの閉塞を防止するために不活性ガス流入口を前記ノズル回りに配したガス分散リングから構成される金属ナトリウムの注入手段と、滴下する金属ナトリウムを細かく飛散させるために羽板支持ロッドを介して多段に設けたプロペラ形状の羽板と羽板に付着した金属ナトリウムを水蒸気及び温水と反応させるための水蒸気および温水用の複数の通流口を装備する金属ナトリウムの洗浄具から構成される金属ナトリウムの反応処理手段を備える高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置。
【請求項２】
金属ナトリウム注入ノズルはノズル詰り除去口を備える請求項１に記載の高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置。
【請求項３】
多段に設けたプロペラ形状の各羽板は相互に所定角度のピッチで配置される請求項１に記載の高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高速炉で使用する多量の金属ナトリウムを化学的に安定な状態にして廃棄処理する高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように高速炉では、原子炉の冷却材として金属ナトリウムを使用する。金属ナトリウムは、約１００℃以下で固体であるがそれを越える温度では液体という性状を持っており、両相の金属ナトリウムは水と激しく反応し安定な水酸化ナトリウムと水素を生成する。高速炉では炉内燃料交換等に際して交換機器に金属ナトリウムが付着するため、機器の保守にあたっては金属ナトリウムの洗浄除去が行われる。また高速炉の廃棄措置時には燃料搬出後に多量の金属ナトリウムが廃棄物として残る。
【０００３】
図８は従来のアルコール洗浄方法を示す模式図である。洗浄対象物である燃料交換機８１の金属ナトリウム付着部８２が交換機ドアバルブ８３と洗浄槽ドアバルブ８４を介して洗浄槽８５内のアルコール８６に浸漬される。金属ナトリウムはアルコール中の水分と反応した後にナトリウムアルコラートとしてアルコールとともに排出される。機器の再利用を考慮し反応速度を緩やかにする必要のある場合に採用される。
【０００４】
図９は従来の水蒸気洗浄と水洗浄方法を示す模式図である。
洗浄対象物である燃料交換機８１に水蒸気８７をかけ、ある程度反応が終わってから温水８８に浸漬し固形物等の除去を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら高速炉廃棄措置時の多量のナトリウムの処理方法に関しては現在定かな方法がない。処理方法としては常温下で密封し保管する方法または水と反応させ化学的に安定な水酸化ナトリウムとして処理する方法が考えられる。しかし多量の金属ナトリウムの長期密封保管は、厳重な管理を必要とし、また多大の危険性を伴う。一方上述のようなアルコ−ルまたは蒸気洗浄方法のように洗浄毎にタンク内に金属ナトリウムを持ち込む方法は、処理に膨大な時間を要し実際的でない。
【０００６】
この発明は上記の点に鑑みてなされその目的は、高速炉から発生すると予想される多量の廃棄金属ナトリウムを安全且つ効率的に処理することが可能な高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的はこの発明によれは高速炉金属ナトリウムを水酸化ナトリウムに化学変化させて廃棄処理する高速炉金属ナトリウム用廃棄処理装置において、分量容器と分量容器内に設けられた液面計により廃棄する原子炉内金属ナトリウムを処理単位毎に一定量を計量してガス圧移送方式により送りだす金属ナトリウムの分量手段と、金属ナトリウム注入ノズルと前記ノズルの閉塞を防止するために不活性ガス流入口を前記ノズル回りに配したガス分散リングから構成される金属ナトリウムの注入手段と、滴下する金属ナトリウムを細かく飛散させるために羽板支持ロッドを介して多段に設けたプロペラ形状の羽板と羽板に付着した金属ナトリウムを水蒸気および温水と反応させるための水蒸気および温水用の複数の通流口を装備する金属ナトリウムの洗浄具から構成される金属ナトリウムの反応処理手段を備えることにより達成される。
【０００８】
上述の発明において金属ナトリウム注入ノズルはノズル詰り除去口を備えること、または多段に設けたプロペラ形状の各羽板は相互に所定角度のピッチで配置されることが有効である。
金属ナトリウムの分量手段は廃棄する原子炉内金属ナトリウムを処理単位毎に一定量を計量して送りだし、後述する反応処理手段において金属ナトリウムを水蒸気および水と逐次反応させる。
【０００９】
金属ナトリウムの注入手段におけるガス分散リングは金属ナトリウム注入ノズル回りに不活性ガス流入口を配しており、不活性ガス流入口より供給される不活性ガスが金属ナトリウム注入ノズル回りの水蒸気と置換して、注入される金属ナトリウムと水蒸気の反応を防止し、金属ナトリウム注入ノズルの閉塞が回避される。
【００１０】
金属ナトリウムの反応処理手段におけるプロペラ形状の羽板は滴下する金属ナトリウムを細かく飛散させる。水蒸気および温水用の複数の通流口を装備する洗浄具は細かく飛散した金属ナトリウムに水蒸気および水を効率良く供給する。
ノズル詰り除去口は金属ナトリウム注入ノズルの閉塞という不測の事態がおこった際にノズル詰りを除去する。
【００１１】
多段に設けたプロペラ形状の各羽板が相互に所定角度のピッチで配置されると、滴下する金属ナトリウムが各段の羽板に平均して堆積し、金属ナトリウムと水蒸気との反応面積が大きくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置を示す系統図である。
廃棄処理する液体の金属ナトリウムは、原子炉内から予め減圧状態の分量手段１に受け入れる。金属ナトリウムの分量手段１は１回の処理量を受入れる。金属ナトリウムの分量手段１内を加圧すると連続的に金属ナトリウムが注入手段２に送り込まれる。金属ナトリウムの注入手段２から注入される液体金属ナトリウム５は、金属ナトリウムの反応処理手段２５において洗浄槽４内の洗浄具３に落下し、予め水蒸気雰囲気下にある洗浄槽４内部の水蒸気６と緩やかに反応して水酸化ナトリウム溶液または水酸化ナトリウム固形物を生成する。反応を完全なものにするために、また次の処理を行うために洗浄槽４に温水循環装置を介して温水７を注入且つ循環し次いで水酸化ナトリウムを含む温水を排水して廃液処理タンクに貯蔵することにより一連の廃棄金属ナトリウムの処理を完了する。
【００１３】
図２は高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置の分量手段を示す断面図である。
保温材被覆のヒータ１４で所定の温度に維持される分量容器９は金属ナトリウムを金属ナトリウム供給管１０より受入れて液面計１３で検知し、金属ナトリウム５を安全に処理できる規定量を受け入れる。分量容器９の内部を加圧することにより、金属ナトリウムを金属ナトリウム排出管１１に送りだす。圧力計１２は、この際の加圧の程度および原子炉からの廃棄金属ナトリウムを分量容器９に受け入れる際の負圧の程度を検出する。
【００１４】
図３は高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置の注入手段を示す断面図である。
洗浄槽上部のバルブ８上に設置された注入手段は金属ナトリウム排出管１１を経由して分量容器９から送られてくる金属ナトリウムを金属ナトリウム注入ノズル１５から洗浄具３に注入する。滴下する液体金属ナトリウム５がナトリウム滴下口２０から上昇する洗浄槽４内の水蒸気６により、金属ナトリウム注入ノズル１５を詰まらせないように、不活性ガス注入ノズル１９から窒素ガス等の不活性ガスが不活性ガス流入口１６を介して金属ナトリウム注入ノズル１５の周辺にブロ−ダウンされる。不活性ガス流入口１６は金属ナトリウム注入ノズル１５を離間して被覆するガス分散リング１７上に穿設されている。金属ナトリウム注入ノズル１５が閉塞した場合は、ノズル詰り除去口１８から注入ノズル内の金属ナトリウムを除去することができる。注入手段は保温材被覆のヒータ１４で所定の温度に維持される。
【００１５】
図４は高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置の反応処理手段を示す破砕階段断面図である。
図５は図４に示す反応処理手段のＡＡ矢視断面図である。
図６は図４に示す反応処理手段のＢＢ矢視断面図である。
図７は図４に示す反応処理手段のＣＣ矢視断面図である。
【００１６】
羽板２４はプロペラ状であり、捩じりを有して注入手段２よりバルブ８を介して滴下する金属ナトリウム５が飛散し易い構造である。羽板２４は洗浄具３に支持される羽板支持ロッド２２を介して多段に設けられる。各段の羽板２４は相互に所定の角度回転した状態て固定され、金属ナトリウムの滴下方向に目視したときに間隙を生じることがなく、滴下した金属ナトリウムは各段の羽板２４に一様に堆積する。洗浄具３には通気口２３を上下円周方向に多数設けているので、洗浄槽４より供給される水蒸気６及び温水７が金属ナトリウム５と容易に反応する。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置は次の効果を奏する。
（１）水蒸気雰囲気下の羽板は金属ナトリウムの注入手段から滴下した金属ナトリウムを細かく飛散させるが急激な反応は抑止して安定且つ速やかな金属ナトリウム処理を実現する。
【００１８】
（２）金属ナトリウムと水蒸気の反応によって生成した水酸化ナトリウムは従来技術である温水循環により除去される。
（３）金属ナトリウムの注入手段に不活性ガスブロ−ダウン構造を採用し且つ金属ナトリウム分量手段を設置したので金属ナトリウムの閉塞を起こすことなく金属ナトリウムの安定したバッチ処理ができる。
【００１９】
（４）金属ナトリウムの分量手段にガス圧移送方式を採用したので、一般にナトリウム移送に用いられる配管口径を部分的に細くした電磁式ポンプを不要とし、電磁ポンプを用いる際の口径の細さに起因する金属ナトリウム詰りがない。
（５）本発明は高速炉金属ナトリウムの廃棄処理装置に限らず一般の金属ナトリウムの安定な処理を必要とする場合に応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置を示す系統図
【図２】高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置の分量手段を示す断面図
【図３】高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置の注入手段を示す断面図
【図４】高速炉金属ナトリウム廃棄処理装置の反応処理手段を示す破砕階段断面図
【図５】図４に示す反応処理手段のＡＡ矢視断面図
【図６】図４に示す反応処理手段のＢＢ矢視断面図
【図７】図４に示す反応処理手段のＣＣ矢視断面図
【図８】従来のアルコール洗浄方法を示す模式図
【図９】従来の水蒸気洗浄と水洗浄方法を示す模式図
【符号の説明】
１  金属ナトリウムの分量手段
２  金属ナトリウムの注入手段
３  洗浄具
４  洗浄槽
５  金属ナトリウム
６  水蒸気
７  温水
８  バルブ
９  分量容器
１０  金属ナトリウム供給管
１１  金属ナトリウム排出管
１２  圧力計
１３  液面計
１４  保温材被覆のヒータ
１５  金属ナトリウム注入ノズル
１６  不活性ガス流入口
１７  ガス分散リング
１８  ノズル詰り除去口
１９  不活性ガス注入ノズル
２０  金属ナトリウム滴下口
２２  羽板支持ロッド
２３  通気口
２４  羽板
２５  金属ナトリウムの反応処理手段
８１  燃料交換機
８２  金属ナトリウム付着部
８３  交換機ドアバルブ
８４  洗浄槽ドアバルブ
８５  洗浄槽
８６  アルコール
８７  水蒸気
８８  温水
【図１】
0003711716.tif 000002
【図２】
0003711716.tif 000003
【図３】
0003711716.tif 000004
【図４】
0003711716.tif 000005
【図５】
0003711716.tif 000006
【図６】
0003711716.tif 000007
【図７】
0003711716.tif 000008
【図８】
0003711716.tif 000009
【図９】
0003711716.tif 000010