(57)【要約】【課題】不溶残渣の攪拌を効率的に行うことにより、廃液の濃縮の効率化を図る。【解決手段】廃液高さ位置推定部７０は、第１〜第３の温度センサ２１〜２３から送られる温度Ｔ1〜Ｔ3に基づいて、不溶残渣の高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であるか、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２との間であるかを推定する。制御部８０は、廃液高さ位置推定部７０からの情報に基づき、残渣有りの場合、攪拌器１２を駆動して廃液を攪拌する。廃液の攪拌は、残渣の高さ位置が第２の温度センサ２２の上部である場合の方が、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２との間である場合よりも液量が大きくなるように行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液が収容され、上部に排気用開口部が形成された容器と、
廃液を加熱する加熱器と、
廃液を攪拌する攪拌器と、
前記容器に収容された廃液の下部側温度を検出する第１の温度センサと、
前記容器に収容された廃液の上部側温度を検出する第２の温度センサと、
蒸発された廃液の蒸気の温度を検出する第３の温度センサと、
前記第１〜第３の温度センサにより検出された温度に基づいて、廃液中の残渣の有無を判断すると共に、残渣有りと判断した場合は、残渣高さ位置が前記第１の温度センサと第２温度センサとの間であるか、前記第２の温度センサより上部であるかを推定する残渣高さ位置推定部と、
前記残渣高さ位置推定部により廃液中に残渣有りと判断された場合は、前記攪拌器を駆動して廃液を攪拌する攪拌制御部と、を備え、
前記攪拌制御部は、前記残渣高さ位置推定部により残渣高さ位置が前記第２の温度センサより上部であると判断した場合は、残渣高さ位置が前記第１の温度センサと第２温度センサとの間であると判断した場合より攪拌液量が大きくなるように前記攪拌器を駆動する、放射性廃液濃縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射性廃液濃縮装置において、
前記残渣高さ位置推定部は、
前記第３の温度センサが実測値を計測したときに、残渣が無い場合に推定される前記第１の温度センサの推定計測値および前記第２の温度センサの推定計測値と、前記第１の温度センサの計測値と、前記第２の温度センサの計測値とに基づいて残渣高さ位置を推定する第１の推定部と、
前記第２の温度センサが実測値を計測したときに、残渣が無い場合に推定される前記第１の温度センサの推定計測値および前記第３の温度センサの推定計測値と、前記第１の温度センサの計測値と、前記第３の温度センサの計測値とに基づいて残渣高さ位置を推定する第２の推定部と、
前記第１の温度センサが実測値を計測したときに、残渣が無い場合に推定される前記第２の温度センサの推定計測値および前記第３の温度センサの推定計測値と、前記第２の温度センサの計測値と、前記第３の温度センサの計測値とに基づいて残渣高さ位置を推定する第３の推定部と、
を備える、放射性廃液濃縮装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射性廃液濃縮装置において、
前記残渣高さ位置推定部による、残渣高さ位置が前記第１の温度センサと第２温度センサとの間であるとの判断、および残渣高さ位置が前記第２の温度センサより上部であるとの判断は、それぞれ、前記第１〜第３の推定部の少なくとも２つの推定部によって判断された場合に確定する、放射性廃液濃縮装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放射性廃液濃縮装置において、
前記攪拌制御部は、残渣高さが前記第２の温度センサより上部であると判断した場合、残渣高さ位置が前記第１の温度センサと第２温度センサとの間にあると判断した場合よりも攪拌時間が長く、かつ、単位時間当たりの攪拌流量が大きくなるように前記攪拌器を駆動する、放射性廃液濃縮装置。
【請求項５】
請求項３に記載の放射性廃液濃縮装置において、
さらに、表示部と、
前記第１〜第３の推定部のいずれか１つにより、残渣高さ位置が前記第１の温度センサと第２温度センサとの間であると判断された場合、その残渣の高さ位置を前記表示部に表示させる表示制御部とを備える、放射性廃液濃縮装置。
【請求項６】
請求項３に記載の放射性廃液濃縮装置において、
さらに、表示部と、
前記第１〜第３の推定部のいずれか１つにより、残渣高さ位置が前記第２の温度センサの上部であると判断された場合、その残渣の高さ位置を前記表示部に表示させる表示制御部とを備える、放射性廃液濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射性廃液濃縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子炉からでた使用済み核燃料は次のように処理されている。まず、燃料棒のまま細断し、濃硝酸により溶かし、水相の硝酸液抽出槽で有機溶剤に接触してウランおよびプルトニウムを抽出する。酸に溶けない不溶残渣と各種放射性物質の混合体である硝酸系廃液は、蒸発缶により濃縮した後、高レベル放射性廃棄物として処分される。不溶残渣としては、例えば、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、パラジウム等が含まれている。
不溶残渣を蒸発缶により濃縮するには、蒸発缶内に廃液を注入し、加熱器により加熱して廃液を減容して固化する。廃液を減容することにより、廃液の酸は濃縮し、生成物である固形物の容量を小さくすることができる。
【０００３】
加熱器による廃液の濃縮時間効率を図るために、濃縮器を加温する熱交換器に供給する空気を自然循環によらず、空気吹込みノズルにより供給するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献には、蒸発缶内において加熱した廃液が高温になるのを防止するために、温度計により廃液の温度を計測し、廃液温度が沸騰温度に達したときに、空気吹込みラインを閉じることが記載されている。また、空気吹込みノズルから空気吹込みを実施することにより蒸発缶下部に沈降した不溶残渣（スラッジ）を液中に分散させ、廃液と共に貯蔵タンクに移送することにより、構成材料の隙間腐食防止の効果があると、記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１９３４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
廃液中の不溶残渣は比熱が高いため、廃液中に含まれる不溶残渣の濃度が大きくなると蒸発缶内の温度が高温となり、蒸発缶の腐食の進行が大きくなる。上記特許文献１では、廃液温度が沸騰温度に達したときに、空気吹込みラインを閉じることが記載されているが、不溶残渣の状態と廃液の攪拌とを関連付けるものではない。つまり、上記特許文献１には、廃液の濃縮を効率的に行うことができる放射性廃液濃縮装置は示されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の放射性廃液濃縮装置は、廃液が収容され、上部に排気用開口部が形成された容器と、廃液を加熱する加熱器と、廃液を攪拌する攪拌器と、容器に収容された廃液の下部側温度を検出する第１の温度センサと、容器に収容された廃液の上部側温度を検出する第２の温度センサと、蒸発された廃液の蒸気の温度を検出する第３の温度センサと、第１〜第３の温度センサにより検出された温度に基づいて、廃液中の残渣の有無を判断すると共に、残渣有りと判断した場合は、残渣高さ位置が第１の温度センサと第２温度センサとの間であるか、第２の温度センサより上部であるかを推定する残渣高さ位置推定部と、残渣高さ位置推定部により廃液中に残渣有りと判断された場合は、攪拌器を駆動して廃液を攪拌する攪拌制御部と、を備え、攪拌制御部は、残渣高さ位置推定部により残渣高さ位置が第２の温度センサより上部であると判断した場合は、残渣高さ位置が第１の温度センサと第２温度センサとの間であると判断した場合より攪拌液量が大きくなるように攪拌器を駆動する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、廃液の攪拌を、廃液中における残渣高さ位置に応じた適切な液量に変化させるので、廃液の濃縮を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る放射性廃液濃縮装置が設置される原子力プラントにおける放射性廃液の濃縮設備の一実施の形態を示すレイアウト図。
【図２】本発明に係る放射性廃液濃縮装置の一実施の形態を示す模式的断面図。
【図３】本発明に係る放射性廃液濃縮装置の一実施の形態のブロック回路図。
【図４】ダクト温度センサを基準とした廃液中の残渣高さ位置を推定する方法を示す推定フロー図。
【図５】廃液上部温度センサを基準とした廃液中の残渣高さ位置を推定する方法を示す推定フロー図。
【図６】廃液下部温度センサを基準とした廃液中の残渣高さ位置を推定する方法を示す推定フロー図。
【図７】本発明に係る放射性廃液濃縮装置の一実施の形態としての処理フロー図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の放射性廃液濃縮装置の一実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明に係る放射性廃液濃縮装置が設置される原子力プラントにおける放射性廃液の濃縮設備の一実施の形態を示すレイアウト図である。
放射性廃液の濃縮設備には、蒸発缶１０が設置されている。蒸発缶１０の上流には、複数の抽出廃液供給槽５１、５２、５３が設置されている。抽出廃液供給槽５１、５２、５３には、細断した使用済み燃料棒を濃硝酸で溶かした廃液と、酸に溶けない不溶残渣と、各種放射性物質の混合体である硝酸系廃液（以下、廃液という）が収容されている。
【００１０】
抽出廃液供給槽５１、５２、５３に収容された廃液は、移送ポンプ６１、６２、６３により、蒸発缶１０の手前に設置された廃液受槽５４内に移送され、貯留される。廃液受槽５４に貯留された廃液は、給水ポンプ６４により蒸発缶１０内に所定の水位まで注入される。
蒸発缶１０内に注入された廃液は、後述する加熱器により加熱され、蒸発させることにより減容される。濃縮終了となる所定の水位まで下がり、不溶残渣の濃度が大きくなると、濃縮された廃液が排水ポンプ６５により排出貯槽５５に送られる。排出貯槽５５に送られた廃液は、さらに、排水ポンプ６６により固化設備５６に送られ、固化体に処理される。
【００１１】
図２は、本発明に係る放射性廃液濃縮装置の一実施の形態を示す模式的断面図であり、図３は、本発明に係る放射性廃液濃縮装置の一実施の形態のブロック回路図である。
放射性廃液濃縮装置１は、蒸発缶１０の他、蒸発缶１０内に装着された加熱器１１、攪拌器１２、第１〜第３の温度センサ２１、２２、２３、水位計３１、密度計３２等を備える。
蒸発缶１０内には、給液ノズル４１から廃液が注入される。蒸発缶１０内に注入された廃液は、水位計３１により計測され、所定の水位に達した時点で給液が停止される。
【００１２】
蒸発缶１０内に所定量注入された廃液は、加熱器１１により加熱される。蒸発缶１０の上部には、排気ダクト４２が設けられており、加熱器１１により加熱されることにより蒸発した気体は排気ダクト４２から排気される。
廃液が減容され、所定の水位まで下がると、廃液ノズル４３により排出貯槽５５に排出される
【００１３】
加熱器１１により加熱された廃液の温度が高くなり過ぎると、蒸発缶１０や給液ノズル４１、廃液ノズル４３、水位計３１等の廃液に接触する部分の腐食の進行が増大する。
このため、温度センサにより、廃液や気体の温度を検出し、廃液の温度が高温となったら適温まで温度を下げる必要がある。温度を下げるには、攪拌器１２を駆動して、廃液を攪拌する。
【００１４】
また、廃液が減容してくると、不溶残渣（以下、残渣という）が、蒸発缶１０内に、例えば、下部側から溜ってくる。残渣は、例えば、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、パラジウム等の比熱が高い材料を含んでいるため、他の部分より高温となる。残渣が高温となると、より腐食の進行が増大される。
従って、残渣が検出されたら、攪拌器１２を駆動して対流を起こさせ、蒸発缶１０内の廃液全体の性状の均一化を図る必要がある。
【００１５】
しかし、攪拌器１２を駆動すると対流が生じ、水位計３１のノズル先端部に発生する動圧が水位計３１による水位計測に影響を与える。このため、攪拌器１２を停止した状態で水位計３１による計測を行う必要があり、減容処理の効率が低下する。
本発明の一実施の形態として示す放射性廃液濃縮装置１は、このような課題を解決することが可能であり、以下にその詳細を説明する。
先ず、放射性廃液濃縮装置１の構造を説明する。
【００１６】
放射性廃液濃縮装置１の第１の温度センサ（廃液下部温度センサ）２１は、蒸発缶１０の底部付近の廃液温度、つまり、廃液下部の温度Ｔ1を検出する。第２の温度センサ（廃液上部温度センサ）２２は、第１の温度センサ２１により計測する位置よりも上部の廃液の温度Ｔ2を検出する。第３の温度センサ（ダクト温度センサ）２３は、廃液から蒸発した気体が排気される排気ダクト４２内の温度Ｔ3を検出する。
【００１７】
図３に図示されるように、第１〜第３の温度センサ２１〜２３により検出された温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、および密度計３２により検出された密度ｄ、水位計３１により検出された水位Ｈは、残渣高さ位置推定部７０に送られる。残渣高さ位置推定部７０は、第１〜第３の温度センサ２１〜２３から送られる温度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、密度ｄに基づいて、残渣の高さ位置を推定するものである。残渣の高さ位置の推定方法の詳細は後述する。
【００１８】
制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、残渣高さ位置推定部７０を制御して、残渣の高さ位置の推定処理を実行させる。制御部８０は、残渣高さ位置推定部７０において推定された残渣高さ位置に対応する表示を表示部８３に表示させる。表示部８３は、図示はしないが、表示パネルと、表示パネルを制御する表示制御部を備える。
【００１９】
加熱器１１は、加熱器ドライバ８１により駆動制御される。攪拌器１２を駆動する駆動ポンプ１３は、不図示のモータを駆動するモータドライバ８２により制御される。加熱器ドライバ８１およびモータドライバ８２は、制御部８０により制御される。
【００２０】
次に、本発明の放射性廃液濃縮装置における濃縮方法の一実施の形態を説明する。
図４は、第３の温度センサ（ダクト温度センサ）２３を基準とした残渣高さ位置を推定する方法を示す推定フロー図、図５は、第２の温度センサ（廃液上部温度センサ）２２を基準とした残渣高さ位置を推定する方法を示す推定フロー図、図６は、第１の温度センサ（廃液下部部温度センサ）２１を基準とした残渣高さ位置を推定する方法を示す推定フロー図である。
【００２１】
以下に示す残渣高さ位置の推定演算は、第１〜第３の温度センサ２１〜２３のそれぞれの実測値と、第１〜第３の温度センサ２１〜２３の実測値からそれぞれ予測される各温度センサ２１〜２３の推定計測値に基づいて行われる。
【００２２】
一実施の形態の放射性廃液濃縮装置においては次の（１）〜（３）に示すように、あらかじめ定めた３つの残渣高さ位置の推定アルゴリズムを用いる。
（１）残渣が廃液中に存在していないことの推定(以下、第１推定アルゴリズムと呼ぶ)。
（２）残渣が第２の温度センサ２２の温度検出位置、すなわち廃液上部よりも上方に存在していることの推定(以下、第２推定アルゴリズムと呼ぶ)。
（３）残渣が第１の温度センサ２１の温度検出位置と第２の温度センサ２２の温度検出位置との間、すなわち廃液下部と廃液上部との間に生じていることの推定(以下、第３推定アルゴリズムと呼ぶ)。
【００２３】
なお、一実施の形態における廃液下部とは、第１の温度センサ（廃液下部温度センサ）２１が位置する水位であり、一実施の形態における廃液上部とは、第２の温度センサ（廃液上部温度センサ）２２が位置する水位である。
【００２４】
第１推定アルゴリズム〜第３推定アルゴリズムについて説明する。
―第１推定アルゴリズム―
第１推定アルゴリズムでは、実測した第３の温度センサ２３の計測値Ｔ３を基準として演算される第１および第２の温度センサ２１，２２の推定計測値ｔ３１、ｔ３２と、第１および第２の温度センサ２１，２２の実測値Ｔ１，Ｔ２とに基づいて残渣の存在する水位を推定する。すなわち、廃液中に残渣が存在しない条件において、第３の温度センサ２３が計測値Ｔ３を検出するときに第１の温度センサ２１で計測されるべき推定値ｔ３１、および第２の温度センサ２２で計測されるべき推定値ｔ３２を演算し、第１の温度センサ２１の実測値Ｔ１、第２の温度センサ２２の実測値Ｔ２、推定値ｔ３１およびｔ３２を使用して、残渣が廃液中に存在しないことを判定する。
【００２５】
廃液中に残渣が無い場合の判別方法は次のとおりである。
廃液中に残渣が無ければ、第１の温度センサ２１の実測値Ｔ１は、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３から推定した第１の温度センサ２１の推定計測値Ｔ３１とほぼ等しくなる。また、第２の温度センサ２２の実測値Ｔ２は、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３から推定した第２の温度センサ２２の推定計測値Ｔ３２とほぼ等しくなる。
【００２６】
残渣が第２の温度センサ２２よりも上部まで溜まっている場合の判別方法は次のとおりである。
残渣が第２の温度センサ２２よりも上部まで溜まっている場合は、第１の温度センサ２１の実測値Ｔ１は、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３から推定した第１の温度センサ２１の推定計測値Ｔ３１より高く、また、第２の温度センサ２２の実測値Ｔ２も、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３から推定した第２の温度センサ２２の推定計測値Ｔ３２よりも高くなる。
【００２７】
残渣が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間まで溜まっている場合の判別方法は次のとおりである。
残渣が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間まで溜まっている場合は、第１の温度センサ２１の実測値Ｔ１は、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３から推定した第１の温度センサ２１の推定計測値Ｔ３１より高く、また、第２の温度センサ２２の実測値Ｔ２は、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３から推定した第２の温度センサ２２の推定計測値Ｔ３２とほぼ等しくなる。
【００２８】
―第２推定アルゴリズム―
第２推定アルゴリズムでは、実測した第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２を基準として演算される第１および第３の温度センサ２１，２３の推定計測値ｔ２１、ｔ２３と、第１および第３の温度センサ２１，２３の実測値Ｔ１，Ｔ３とに基づいて残渣の存在する水位を推定する。すなわち、廃液中に残渣が存在しない条件において、第２の温度センサ２２が計測値Ｔ２を検出するときに第１の温度センサ２１で計測されるべき推定値ｔ２１、および第３の温度センサ２３で計測されるべき推定値ｔ２３を演算し、第１の温度センサ２１の実測値Ｔ１、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３、推定値ｔ２１およびｔ２３を使用して、残渣が廃液上部の上方に存在していることを判定する。
【００２９】
―第３推定アルゴリズム―
第３推定アルゴリズムでは、実測した第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１を基準として演算される第２および第３の温度センサ２２，２３の推定計測値ｔ１２、ｔ１３と、第２および第３の温度センサ２２，２３の実測値Ｔ２，Ｔ３とに基づいて残渣の存在する水位を推定する。すなわち、廃液中に残渣が存在しない条件において、第１の温度センサ２１が計測値Ｔ１を検出するときに第２の温度センサ２２で計測されるべき推定値ｔ１２、および第３の温度センサ２３で計測されるべき推定値ｔ１３を演算し、第２の温度センサ２２の実測値Ｔ２、第３の温度センサ２３の実測値Ｔ３、推定値ｔ１２およびｔ１３を使用して、残渣が廃液下部と廃液上部との間に存在していることを判定する。
なお、第２および第３の推定アルゴリズムにおける残渣高さ位置の判別方法も、第１の推定アルゴリズムの判別方法と同様に行われる。
【００３０】
これら第１〜第３推定アルゴリズムで使用する実測値、推定値の表記をアルゴリズムごとにまとめると以下のとおりである。
（１）第３の温度センサ（ダクト温度センサ）２３の実測値Ｔ3を基準とした第１推定アルゴリズム
Ｔ3：第３の温度センサ２３の計測値  
ｔ31：第３の温度センサ２３が計測値Ｔ3を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に計測値Ｔ3に基づいて推定される第１の温度センサ２１の推定計測値。
ｔ32：第３の温度センサ２３が計測値Ｔ3を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に計測値Ｔ3に基づいて推定される第２の温度センサ２２の推定計測値。
【００３１】
（２）第２の温度センサ（廃液上部温度センサ）２２の実測値Ｔ２を基準とした第２推定アルゴリズム
Ｔ２：第２の温度センサ２２の計測値
ｔ21：第２の温度センサ２２が計測値Ｔ2を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に計測値Ｔ２に基づいて推定される第１の温度センサ２１の推定計測値。
ｔ23：第２の温度センサ２２が計測値Ｔ2を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に計測値Ｔ２に基づいて推定される第３の温度センサ２３の推定計測値。
【００３２】
（３）第１の温度センサ（廃液下部側温度センサ）２１の実測値Ｔ１を基準とした第３推定アルゴリズム
Ｔ１：第１の温度センサ２１の計測値
ｔ12：第１の温度センサ２１が計測値Ｔ1を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に計測値Ｔ１に基づいて推定される第２の温度センサ２２の推定計測値。
ｔ13：第１の温度センサ２１が計測値Ｔ１を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に計測値Ｔ１に基づいて推定される第３の温度センサ２３の推定計測値。
【００３３】
第１の温度センサ２１が計測値Ｔ1を検出するときに、廃液中に残渣が無いと仮定した場合に第２の温度センサ２２が計測するであろう推定計測値ｔ１２、および第３の温度センサ２３が計測するであろう推定計測値ｔ１３は、密度計３２の計測値に基づいて演算される。すなわち、密度計３２により計測された密度ｄに、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の高さ位置の差と、第１の温度センサ２１と第３の温度センサ２３の高さ位置の差を乗じ、密度ｄの差に影響されない廃液の高さに関連する値に変換して第２および第３の温度センサ２２および２３の計測値を推定する。密度ｄの計測は、廃液の攪拌が行われた直後に行う。
【００３４】
第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づく第１および第３の温度センサ２１と２３の推定計測値ｔ２１ｔ２３、および第３の温度センサ２３の計測値Ｔ３に基づく第１および第２の温度センサ２１と２２の推定計測値ｔ１３、ｔ２３も同様に演算される、
【００３５】
なお、上記において、「残渣が無い」とは、実質的に残渣が無い場合の他、残渣が温度に影響のない程度に微量含まれる場合を含む。
【００３６】
以下の残渣高さ位置の推定フロー図では、第３の温度センサ（ダクト温度センサ）２３で検出された温度Ｔ3は、蒸発缶１０に収容された廃液の表面温度と同一とみなしている。
【００３７】
図４〜図６の残渣高さ位置の推定フローは、残渣高さ位置推定部７０内の処理プログラムを実行して行われる。
【００３８】
先ず、図４を参照して、第３の温度センサ（ダクト温度センサ）２３の実測値Ｔ３を基準とした場合の残渣の高さ位置の推定方法を説明する。
ステップＳ１１において、第１の温度センサ２１により検出された計測値Ｔ1が、第３の温度センサ２３の計測値Ｔ3に基づいて算出される第１の温度センサ２１の推定計測値ｔ31にほぼ等しいか否を判断する。すなわち、計測値Ｔ1が、第１の温度センサ２１の推定計測値ｔ31以上、かつ、（ｔ31＋α）以下であるか否かが判断される。αは、残渣が無いとする温度範囲の上限値であり、例えば、推定値ｔ31の５〜１０％程度の値である。
ステップＳ１１で肯定されれば、ステップＳ１２へ進み、否定されれば、ステップＳ１３へ進む。
【００３９】
ステップＳ１２では、第２の温度センサ２２により検出された計測値Ｔ2が、第３の温度センサ２３の計測値Ｔ３に基づいて算出される第２の温度センサ２２の推定計測値ｔ32以上、かつ、（ｔ32＋α）以下であるか否かを判断する。ここにおいても、αは、残渣が無いとする温度範囲の上限値である。
【００４０】
ステップＳ１２で肯定された場合、残渣は無いことが判る。従って、この場合には、ステップＳ１４において、残渣無し、を示す信号Ａが残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
ステップＳ１４において否定されれば、ステップＳ１１に戻る。
【００４１】
ステップＳ１３では、第２の温度センサ２２により検出された計測値Ｔ2が、第３の温度センサ２３の計測値Ｔ３に基づいて算出される第２の温度センサ２２の推定計測値ｔ2を超えているか否かが判断される。ステップＳ１３が肯定されればステップＳ１５へ進み、否定されればステップＳ１６へ進む。
【００４２】
ステップＳ１１で否定されるのは、第１の温度センサ２１により検出された計測値Ｔ1が、第３の温度センサ２３の計測値Ｔ３に基づいて算出される第１の温度センサ２１の推定計測値（ｔ31＋α）を超えている場合である。
このため、ステップＳ１１で否定され、すなわち、Ｔ1＞（ｔ31＋α）と判断され、ステップＳ１３でＴ2＞（ｔ32＋α）と判断されれば、残渣高さ位置は、第２の温度センサ（廃液上部温度センサ）２２の上部であることが判る。従って、ステップＳ１５において、残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であることを示す信号Ｂが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
【００４３】
ステップＳ１３で否定されるのは、第２の温度センサ２２により検出された計測値Ｔ2が、第３の温度センサ２３の計測値Ｔ3に基づいて算出される第２の温度センサ２２の推定計測値ｔ32以上、かつ、（ｔ32＋α）以下の場合である。このため、ステップＳ１３で否定されれば、すなわち、ｔ32≦Ｔ2≦（ｔ32＋α）と判断されれば、残渣高さ位置は、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２との間であることが判る。従って、ステップＳ１６において、残渣高さ位置が第１の温度センサ１と第２の温度センサ２２の間であることを示す信号Ｃが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
【００４４】
次に、図５を参照して、第２の温度センサ（廃液上部温度センサ）２２の実測値Ｔ２を基準とした場合の残渣の高さ位置の推定方法を説明する。
ステップＳ２１において、第１の温度センサ２１により検出された計測値Ｔ1が、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第１の温度センサ２１の推定計測値ｔ21にほぼ等しいか否かを判断する。すなわち、第１の温度センサ２１により検出された計測値Ｔ1が、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第１の温度センサ２１の推定計測値ｔ21以上、かつ、（ｔ21＋β）以下であるか否かが判断される。βは、残渣が無いとする温度範囲の上限値であり、例えば、推定値ｔ21の５〜１０％程度の値である。βは、αと同一の値としてもよい。
ステップＳ２１で肯定されれば、ステップＳ２２へ進み、否定されれば、ステップＳ２３へ進む。
【００４５】
ステップＳ２２では、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ23以上、かつ、（ｔ23＋β）以下であるか否かを判断する。ここにおいても、βは、残渣が無いとする温度範囲の上限値である。
【００４６】
ステップＳ２２で肯定された場合、残渣は無いことが判る。従って、この場合には、ステップＳ２４において、残渣無し、を示す信号Ａが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
ステップＳ２４において否定されれば、ステップＳ２１に戻る。
【００４７】
ステップＳ２３では、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ23とほぼ同一であるか否かが判断される。つまり、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第２の温度センサ２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ23以上、かつ、（ｔ23＋β）以下であるか否かが判断される。ステップＳ２３が肯定されればステップＳ２５へ進み、否定されればステップＳ２６へ進む。
【００４８】
ステップＳ２１で否定されるのは、第１の温度センサ２１により検出された計測値Ｔ1が、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第１の温度センサ２１の推定計測値（ｔ21＋β）を超えている場合である。
このため、ステップＳ２１で否定され、すなわち、Ｔ1＞（ｔ21＋β）と判断され、ステップＳ２３でｔ23≦Ｔ3≦（ｔ23＋β）と判断されれば、残渣高さ位置は、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であることが判る。従って、ステップＳ２５において、残渣高さ位置が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であることを示す信号Ｃが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
【００４９】
ステップＳ２３で否定されるのは、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ２に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ23未満の場合である。このため、ステップＳ２３で否定されれば、すなわち、Ｔ3＜ｔ23と判断されれば、残渣高さ位置は、第２の温度センサ２２の上部であることが判る。従って、ステップＳ２６において残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であることを示す信号Ｂが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
ここで、計測値Ｔ3が第２の温度センサ２２の推定計測値ｔ23未満となるのは、残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であり、残渣が第２の温度センサ２２の上部まで溜っているので、第２の温度センサ２２の計測値Ｔ2が上昇しているためである。
【００５０】
次に、図６を参照して、第１の温度センサ（廃液下部側温度センサ）２１の実測値Ｔ１を基準とした場合の残渣の高さ位置の推定方法を説明する。
ステップＳ３１において、第２の温度センサ２２により検出された計測値Ｔ2が、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１に基づいて算出される第２の温度センサ２２の推定計測値ｔ12にほぼ等しいか否か判断する。すなわち、計測値Ｔ2が第２の温度センサ２２の推定計測値ｔ12以上、かつ、（ｔ12＋γ）以下であるか否か判断する。γは、残渣が無いとする温度範囲の上限値であり、例えば、推定値ｔ12の５〜１０％程度の値である。γは、αあるいはβと同一の値としてもよい。
ステップＳ３１で肯定されれば、ステップＳ３２へ進み、否定されれば、ステップＳ３３へ進む。
【００５１】
ステップＳ３２では、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ13以上、かつ、（ｔ13＋γ）以下であるか否か判断する。ここにおいても、γは、残渣が無いとする温度範囲の上限値である。
ステップＳ３２で肯定された場合、残渣は無いことが判る。従って、この場合には、ステップＳ３４において、残渣無し、を示す信号Ａが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
ステップＳ３４において否定されれば、ステップＳ３１に戻る。
【００５２】
ステップＳ３３では、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ13とほぼ同一であるか否かが判断される。つまり、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ13以上、かつ、推定値（ｔ13＋γ）以下であるか否かが判断される。ステップＳ３３が肯定されればステップＳ３５へ進み、否定されればステップＳ３６へ進む。
【００５３】
ステップＳ３１で否定されるのは、第２の温度センサ２２により検出された計測値Ｔ2が、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１に基づいて算出される第２の温度センサ２２の推定計測値（ｔ12＋γ）を超えている場合である。
このため、ステップＳ３１で否定され、すなわち、Ｔ2＞（ｔ12＋γ）と判断され、ステップＳ３３でｔ13≦Ｔ3≦（ｔ13＋γ）と判断されれば、残渣高さ位置は、第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であることが判る。従って、ステップＳ３５において、残渣高さ位置が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であることを示す信号Ｃが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
【００５４】
ステップＳ３３で否定されるのは、第３の温度センサ２３により検出された計測値Ｔ3が、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ１に基づいて算出される第３の温度センサ２３の推定計測値ｔ13未満の場合である。このため、ステップＳ３３で否定されれば、すなわち、Ｔ3＜ｔ13と判断されれば、残渣高さ位置は、第２の温度センサ２２の上部であることが判る。従って、ステップＳ３６において残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であることを示す信号Ｂが、残渣高さ位置推定部７０にて生成され、残渣高さ位置推定部７０から制御部８０に送られる。
ここで、計測値Ｔ3が第１の温度センサ２１の推定計測値ｔ13未満となるのは、残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であり、残渣が第１の温度センサ２１の上部まで溜っているので、第１の温度センサ２１の計測値Ｔ1が上昇しているためである。
【００５５】
なお、残渣は、通常、蒸発缶１０内に収容された廃液の下部側から溜ってくる。従って、残渣の濃度が小さく、かつ、廃液全体に一様である場合には、残渣は第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間に検出される。しかし、抽出廃液供給槽５１〜５３から送られてくる廃液中に含まれる残渣の濃度が大きく、かつ、廃液全体に一様、あるいは、ランダムな偏りで包含されている場合には、残渣は、第２の温度センサ２２の上部に検出される。なお、廃液中に含まれる残渣の濃度が大きく、かつ、廃液全体に一様、あるいは、ランダムな偏りで包含される状態となる場合として、以下に示す廃液の濃縮処理を完了し、蒸発缶１０の底部に残った残渣の濃度が高い廃液に未処理の廃液を加えて、再度、同様の濃縮処理を行う場合等もある。
【００５６】
次に、本発明の放射性廃液の濃縮方法の一実施の形態を説明する。
図７は、本発明に係る放射性廃液濃縮装置の一実施の形態としての処理フロー図である。
図７に示す処理フローは、制御部８０内の処理プログラムを実行して行われる。
なお、図７の処理とは別のタスクとして残渣計測処理が所定周期で行われ、図４〜図６の処理により残渣なし信号Ａ、残渣位置信号Ｂ、残渣位置信号Ｃが取得されている。また、スタート状態において、加熱器１１と攪拌器１２は、それら各機器に対する最新の駆動/停止信号により制御されている。
なお、本発明においては、図４〜図６の処理実行中に攪拌器１２を停止する必要はない。
【００５７】
ステップＳ４１で、制御部８０にて、残渣高さ位置推定部７０から残渣無し、を示す信号Ａの有無が判断される。ステップＳ４１で否定されるとステップＳ４２に進み、残渣高さ位置推定部７０から残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部にあることを示す信号Ｂの有無が判断される。ステップＳ４２が否定されるとステップＳ４３に進み、残渣高さ位置推定部７０から残渣高さ位置が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間にあることを示す信号Ｃの有無が判断される。
【００５８】
ステップＳ４３が否定されると、ステップＳ４１に戻り、以下、信号Ａ〜Ｃのいずれかが有りと判断されるまでステップＳ４１〜４３が繰り返される。
上述した如く、図４〜図６に示された処理フローが実行されると、いずれかの処理フローにおいて、信号Ａ〜Ｃが生成され、制御部８０に送られる。
【００５９】
ステップＳ４１において、残渣信号無し、を示す信号Ａが有ると判断されると、ステップＳ４４に進む。ステップＳ４４では、制御部８０から表示部８３に表示の指令が出され、表示部８３にて、残渣無し、を意味する表示がなされる。表示方法は、文字、図形、色、のいずれでもよく、あるいはこれらの複合によるものでもよい。
【００６０】
ステップＳ４２で、残渣高さ位置が、第２の温度センサ２２の上部であることを示す信号Ｂが有ると判断されると、ステップＳ４５に進む。
ステップＳ４５では、制御部８０の制御により、表示部８３にて残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であることを意味する表示がなされる。ステップＳ４５の判断は、図４〜６に図示される、残渣高さ位置を推定する３つの処理フローのいずか１つの処理フローの実行により信号Ｂが生成された場合において確定する。
【００６１】
ステップＳ４５の処理がなされると、ステップＳ４６に進む。ステップＳ４６では、ステップＳ４５において信号Ｂを生成した処理フローとは別の処理フローの実行によっても信号Ｂが生成されたか否かが判断される。つまり、残渣高さ位置を推定する２つの処理フローにおいて信号Ｂが生成されたか否かが判断される。ステップＳ４６が否定されると、ステップＳ４５に戻る。そして、ステップＳ４６が肯定されたときに、残渣高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であるとの判断が確定する。
【００６２】
ステップＳ４３で、残渣高さ位置が、第1の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であることを示す信号Ｃが有ると判断されると、ステップＳ４７に進む。
ステップＳ４７では、制御部８０の制御により、表示部８３にて残渣高さ位置が、第1の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であることを意味する表示がなされる。ステップＳ４７の判断は、図４〜６に図示される、残渣高さ位置を推定する３つの処理フローのいずか１つの処理フローの実行により信号Ｃが生成された場合において確定する。
【００６３】
ステップＳ４７の処理がなされると、ステップＳ４８に進む。ステップＳ４８では、ステップＳ４７において信号Ｃを生成した推定フローとは別の推定フローの実行により信号Ｃが生成されたか否かが判断される。つまり、残渣高さ位置を推定する２つの推定フローにおいて信号Ｃが生成されたか否かが判断される。ステップＳ４８が否定されると、ステップＳ４７に戻る。そして、ステップＳ４８が肯定されたときに、残渣高さ位置が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であるとの判断が確定する。
【００６４】
ステップＳ４６が肯定されると、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０では、制御部８０から指令が出され、加熱器ドライバ８１により加熱器１１がオフされる。また、制御部８０からの指令により、モータドライバ８２により攪拌機１２が駆動され、攪拌器１２による廃液の攪拌が開始される。
廃液の高さ位置が第２の温度センサ２２の上部であると推定された状態では、攪拌時間が長く、攪拌流量が大きい、攪拌量大の攪拌が行われる。例えば、攪拌時間は２０分、攪拌流量は２０Ｌ／minの攪拌が行われる。
【００６５】
ステップＳ４８が肯定されると、ステップＳ５１に進む。ステップＳ５１では、制御部８０から指令が出され、加熱器ドライバ８１により加熱器１１がオフされる。また、制御部８０からの指令により、モータドライバ８２により攪拌機１２が駆動され、攪拌器１２による廃液の攪拌が開始される。
廃液の高さ位置が第１の温度センサ２１と第２の温度センサ２２の間であると推定された状態では、攪拌時間が短く、攪拌流量が小さい、攪拌量小の攪拌が行われる。例えば、攪拌時間は１０分、攪拌流量は１０Ｌ／minの攪拌が行われる。
【００６６】
ステップＳ５０または５１において所定の攪拌が完了すると、ステップＳ５２に進み、攪拌器１２の駆動が停止され、加熱器１１がオンされる。
次に、ステップＳ５３に進む。ステップＳ５３では、水位計３１による検出された水位が濃縮終了位置に達したか否かが判断される。前述したステップＳ４４における残渣無し、を表示した後においても、ステップＳ５３に進む。
ステップＳ５３が否定されれば、ステップＳ４１に戻る。ステップＳ５３が肯定されれば終了する。
【００６７】
以上説明した通り、上記一実施の形態によれば次の作用効果を奏することができる。
（１）廃液が収容された蒸発缶１０内の高さが異なる位置に、それぞれ、温度センサ２１〜２３を配置し、温度センサ２１〜２３の計測値を用いて残渣の高さ位置を検出した。そのため、撹拌器１２を駆動しながら残渣位置を推定することが可能となり、蒸発缶の減容処理の効率化を図ることができる。
（２）残渣の高さ位置に応じて、攪拌時間および攪拌流量が異なる攪拌を行うようにした。
すなわち、残渣が少ない場合には、攪拌時間および攪拌流量が小さい攪拌を行うようにした。したがって、残渣の量に応じて適切な攪拌を行うことができるので、攪拌を効率化することが可能であり、その結果、放射性廃液の濃縮を効率的に行うことができる、という効果を奏する。
【００６８】
（３）上記一実施の形態では、各温度センサ２１〜２３の計測値Ｔ１〜Ｔ３より推定した残渣が無いとした場合の他の温度センサの推定計測値Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ２１、Ｔ２３、Ｔ３１、Ｔ３２に基づいて、残渣高さ位置を判断するようにしている。そして、残渣高さ位置の判断を確定するに際しては、複数の残渣高さ位置の判断が一致した場合に、その残渣高さ位置の判断を確定するようにしている。このため、残渣高さ位置の推定の信頼性が高いものとなる。
【００６９】
（４）上記一実施の形態では、残渣高さ位置が推定されると、その残渣高さ位置を表示部８３により表示するようにしている。従って、放射性廃液濃縮装置の動作が正常であることを確認することができる。
（５）また、上記一実施の形態では、残渣高さ位置の判断を少なくとも２つの推定部が一致した場合にその残渣高さ位置の判断を確定する方法を採用し、残渣高さ位置が最初に推定された時点で、直ちに、その残渣高さ位置を表示している。このため残渣高さ位置の表示により、確定される残渣高さ位置を予め予測することができ、速やかな対応を図ることができる。
（６）また、例えば、残渣高さ位置が、長時間確定されない場合には、放射性廃液濃縮装置の異常を予想し、点検などを行うことができる。
【００７０】
上記一実施の形態を以下のように変形して実施することもできる。
（１）残渣高さ位置が、第２の温度センサ２２の上部であると推定された場合、残渣高さ位置が第１、第２の温度センサ２１、２２間にあると推定された場合より、攪拌時間が長く、単位時間の攪拌流量が大きい攪拌を行うとして例示した。しかし、この場合において、攪拌時間または単位時間の攪拌流量のいずれか一方を大きくするようにしてもよく、要は、攪拌の液量が大きくなるように攪拌すればよい。
【００７１】
（２）上記一実施の形態においては、蒸発缶１０内に収容された廃液中に第１、第２の温度センサ２１、２２の２つの温度センサを配置した構造として例示した。しかし、蒸発缶１０内に収容された廃液中に３つ以上の温度センサを配置し、残渣高さ位置が、いずれの温度センサ間であるかを検出し、それぞれの残渣高さ位置に適した攪拌を行うようにしてもよい。このようにすれば、さらに、攪拌時間が低減することができ、放射性廃液の濃縮を一層、効率化することができる。
【００７２】
（３）上記一実施の形態では、攪拌器１２により廃液を攪拌中は、加熱器１１をオフにするとして例示した。しかし、攪拌器１２による廃液の攪拌中においても、廃液の温度が急上昇しない程度に加熱器１１の加熱量を低減して、加熱を継続してもよい。
【００７３】
その他、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜、変形して適用することが可能であり、要は、蒸発缶内に収容された廃液中に、高さ位置が異なる第１、第２の温度センサを配置し、残渣高さ位置が、いずれの温度センサの上部またはいずれの温度センサ間であるかを検出し、それぞれの残渣高さ位置に適した攪拌を行うようにしたものであればよい。
【符号の説明】
【００７４】
１      放射性廃液濃縮装置
１０      蒸発缶
１１      加熱器
１２      攪拌器
２１      第１の温度センサ
２２      第２の温度センサ
２３      第３の温度センサ
３１      水位計
３２      密度計
７０      残渣高さ位置推定部
８０      制御部
８３      表示部
【図１】
2014095665.tif 000003
【図２】
2014095665.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014095665.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014095665.tif 000008
【図７】
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