(57)【要約】      （修正有）【課題】可燃性の固体放射性廃棄物からなる被処理物の加熱処理に際し、遠隔でシール部を交換することができる回転加熱処理装置を提供する。【解決手段】回転しながら被処理物を移送しつつ加熱処理する横置きされた円筒炉１と、前記円筒炉１の両端に設置された入口フード部２と出口フード部とを備えた回転加熱処理装置であり、円筒炉と入口フード及び出口フード間のシール機構を、独立して取り扱い可能なシールユニット２０とすることにより、シール部２３を遠隔で交換可能なものとする。【選択図】図１
2006266581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略横置きされて回転しながら被処理物を移送しつつ加熱処理する円筒炉と、
前記円筒炉の両端部にそれぞれ設置された固定フードと、前記円筒炉と前記固定フードとの間に形成されたシール構造と、を備えた回転加熱処理装置において、
前記シール構造は、
前記円筒炉の両端部で半径方向外方に突出して全周にわたって設けられる支持板に固定されている第一のシールリングと、前記固定フードに脱着可能に接続されて前記円筒炉の端部を外囲する円筒状のシールユニットと、から構成され、
前記シールユニットは、
前記第一のシールリングと摺接する第二のシールリングと、前記第二のシールリングを第一のシールリングに近接する方向に付勢する付勢手段と、前記第二のシールリングと前記付勢手段とを保持する可撓自在な保持具と、を有し、
遠隔操作用マニピュレータで前記固定フードと脱着可能に接続されている、
ことを特徴とする回転加熱処理装置。
【請求項２】
前記固定フード及び前記脱着可能に接続されているシールユニットを前記円筒炉の軸方向に移動可能な移送治具に載置する工程と、
前記移送治具を前記円筒炉の軸方向外側へ移動して前記載置されたシールユニットを前記円筒炉から離脱させる工程と、
前記離脱されたシールユニットをホットセル内に設けられた昇降手段により保持する工程と、
前記固定フードから前記保持されたシールユニットを分離工程と、
前記分離されたシールユニットを新規のシールユニットと入れ替える工程と、
からなるシールユニットの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性の固体放射性廃棄物からなる被処理物を加熱処理するための、遠隔でシール部が交換可能である回転加熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所においては、施設の運転や点検作業などに伴って、放射能レベルの比較的低い放射性物質、例えば、管理区域の床などの除染・拭き取りに使用するウェス・紙などの可燃性の廃棄物や、ゴム手袋、パッキン類、グローブボックスのグローブなどの難燃性の廃棄物など、いわゆる「低レベル放射性廃棄物」が大量に発生する。これらの低レベル放射性廃棄物は、その性状ごとにそれぞれ分類され処理される。（例えば、非特許文献１を参照。）
具体的には、気体状の放射性廃棄物は、高性能フィルタにより放射能を低減して、排気筒から施設外へ放出される。また、液体状の放射性廃棄物については、水分を蒸発させて減容させた後に、残留物を固化して容器に収納してから専用の貯蔵庫に貯蔵される。
【０００３】
そして、固体状の放射性廃棄物については、原則として、セメントなどでドラム缶に固形化した後に、浅地中にコンクリートピットなどの人工構築物を設置して埋設する方法で処分されることになる。
【０００４】
この人工構築物の限られたスペースに放射性廃棄物を効率的に埋設するためには、放射性廃棄物をできるだけ減容することが必要である。そこで、固体廃棄物のうちで、金属類などの不燃物は圧縮することにより、紙や布などの可燃物については焼却することにより、それぞれ減容化を図っている。
【０００５】
ここで、上記の可燃性の放射性固体廃棄物は、再処理工場など新規の原子力施設の建設などに伴い、将来は大量に発生することが予想されている。そのため、その焼却処理に当たっては、大量の一般廃棄物の処理に現在のところ最も広く採用されているロータリーキルン型の回転加熱処理装置を用いることが計画されている。
【０００６】
ロータリーキルン型の回転加熱処理装置の構造を図６に示す。回転加熱処理装置は、図示しない駆動機構により回転して被処理物を撹拌・移送する円筒炉１、及び固定フードである入口フード２と出口フード３から構成され、被処理物は供給装置７により入口フード２を介して円筒炉１の内部に供給され、外部ヒーター４により加熱された円筒炉１内において加熱処理されて、熱分解残渣及び熱分解ガスとなって出口フード３から排出される。（例えば、特許文献１を参照。）
【０００７】
しかし、再処理工場などの核燃料施設から出る可燃性及び難燃性の放射性廃棄物のなかには、ウランやプルトニウムなどのアルファ線を放出する核種からなる放射性物質により汚染されているものがあるため、それらの飛散による人体の被ばくを防ぐ観点から、施設外において一般の廃棄物と同様の方法により焼却することはできない。
【０００８】
従って、ホットセルと呼ばれる外界から閉じられた区画のなかに前記の回転加熱処理装置を設置して、焼却処理を行う必要がある。
【０００９】
上記のホットセルは、放射性物質の外部への漏洩を防ぐため気密構造となっており、その排気口には放射性物質をトラップするための高性能のフィルターが設置されている。また、ホットセルの周囲は、放射線を遮蔽するために厚さが１〜２メートル余りのコンクリートにより囲まれているが、操作室に面した側にはホットセル内部を見るための鉛ガラスが嵌め込まれている。
【００１０】
ホットセルの内部は放射性物質によりひどく汚染されているため、作業員は容易に内部へ入ることができない。そのため、作業員は前記の鉛ガラス製の窓から内部を肉眼で、又はセル内に設置したＩＴＶにより目視しながら、マニピュレータを用いた遠隔操作により内部に設置された回転加熱処理装置を取り扱わなければならない。
【００１１】
ここで、ロータリーキルン型の回転加熱処理装置において、安定した焼却処理を行うためには、回転加熱処理装置外の空気が円筒炉１内に侵入することを防止しなければならない。酸素を含む空気が装置内に侵入すると、円筒炉内の雰囲気が変化して、被処理物の燃焼が急激に起こるため、安定した加熱処理を行うことが困難になってしまうからである。
【００１２】
そのため、回転部分である円筒炉１と、固定されている入口フード２及び出口フード３との間には、外部との間を完全に遮断するシール機構６が設けられている。このシール機構６に係るシール構造については、これまでに各種の方法が発明されている。
【００１３】
例えば、一般廃棄物を焼却処理する大型のロータリーキルン炉においては、図７に示すように、円筒炉に耐熱ゴム等で製造された断面がＶ字型のリング状のシール１１を巻き付けて、固定フード（図６の場合には入口フード２）内部と連通するシールケース１４の内壁と摺接する接触部１３を形成することにより気密を保持する構造が採用されている。
【特許文献１】特開平８−１０４８８０号公報
【非特許文献１】日本原燃ホームページ（http://www.jnfl.co.jp）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ホットセル内に設置する回転加熱処理装置においても、上記のようなシール機構が必要であることはもちろんである。ここで、前述のように、ホットセル内には作業員は容易に立ち入ることができないため、その内部に設置される回転加熱処理装置のシール機構は、装置の外部から点検ができ、かつ、マニピュレータを用いた遠隔操作により老朽化したシール部の交換が可能な構造でなければならない。
【００１５】
しかし、従来のシール機構の構造は、密封性能を重視するために、外部からは容易に見えない位置に設置されているなど、作業員による直接的な点検・交換が必要とされている。そのため、そのままホットセル内に設置する回転加熱処理装置に適用することはできない。
【００１６】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、マニピュレータを用いた遠隔操作によりシール部を容易に交換することのできる回転加熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成する本発明の回転加熱装置は、略横置きされて回転しながら被処理物を移送しつつ加熱処理する円筒炉と、前記円筒炉の両端部にそれぞれ設置された固定フードと、前記円筒炉と前記固定フードとの間に形成されたシール構造と、を備えた回転加熱処理装置において、前記シール構造は、前記円筒炉の両端部で半径方向外方に突出して全周にわたって設けられる支持板に固定されている第一のシールリングと、前記固定フードに脱着可能に接続されて前記円筒炉の端部を外囲する円筒状のシールユニットと、から構成され、前記シールユニットは、前記第一のシールリングと摺接する第二のシールリングと、前記第二のシールリングを第一のシールリングに近接する方向に付勢する付勢手段と、前記第二のシールリングと前記付勢手段とを保持する可撓自在な保持具と、を有し、前記固定フードとの接続が遠隔操作用マニピュレータで脱着可能である回転加熱処理装置である。
【００１８】
更に、本発明に係る回転加熱処理装置においては、シールユニットを固定フードと接続したまま台車に乗せて円筒炉から離脱させ、ホットセル内に設置されたクレーンなどによりシールユニットを上下方向に保持しつつマニピュレータによる遠隔操作で固定フードから分離して、前記シールユニットを新規のシールユニットと入れ替えることにより老朽化したシール部材を交換することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明は、回転加熱処理装置のシール構造が装置の外側から点検可能であり、かつ、老朽化したシール部材をマニピュレータによる遠隔操作により交換可能な回転加熱処理装置を提供することができるので、ホットセル内において可燃性及び難燃性の固体放射性廃棄物の加熱処理を行い、その減容化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
回転加熱処理装置におけるシール機構６は、図６に示すように、円筒炉１と入口フード２及び出口フー３ドとの間にそれぞれに設けられている。両者はその向きが対称的である他は、構造としては全く同一であるため、ここでは円筒炉１と入口フード２との間のシール機構６について説明する。
【００２１】
本発明に係るシール機構６の構造を、図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、シールユニット２０を入口フード２と接続して、円筒炉１の端部にして取り付けてシールした場合を示したものである。
【００２３】
円筒炉１の端部外周面には、半径方向外側に突出した支持板２１が全周にわたって固定されており、この支持板２１には回転側となるシールリング２２が固着されている。シールリング２２に摺接するための固定側のシールリング２３は、シールユニット２０の支持板２４に、シールリング２２に対向して固定される。
【００２４】
このシールリング２３は、図２に示すように、シールユニット２０の周方向に等間隔に設けられたサポート軸２５により、シールリング２２に摺接自在に付勢される。なお、これらのシールリング２２, ２３には、グランドパッキンが用いられる。
【００２５】
図３は、上記のサポート軸２５に係る付勢手段が設けられている部分の詳細構造を示したものである。
【００２６】
サポート軸２５は、その一端に設けられている軸受け２６を介して、入口フード２側の支持板３２に溶接して固定されている。また、サポート軸２５の他端は保持円筒３０により、円筒炉１の軸方向と平行に移動自在に保持されている。保持円筒３０の内部にはコイルバネ２９が納められており、サポート軸２５の途中に固定されているバネ受け２８と支持板２４との間に生じるバネ力によって、支持板２４に固定されているシールリング２３が、シールリング２２に摺接されるように付勢される。
【００２７】
なお、上記の付勢する手段は、バネ力の他に、空気圧シリンダや油圧シリンダによるものでもよい。
【００２８】
ここで、支持板２４及び支持板３２を固定している円筒状の保持具２７は、円筒炉１の径方向へ可撓自在な構造（例えば、蛇腹構造）を有するため、コイルバネ２９の伸縮を吸収できるようになっている。
【００２９】
なお、保持具２７は前記蛇腹構造をとる他に、高弾性の材質（例えば、高弾性鋼）を用いて製造されてもよい。
【００３０】
このシールユニット２０は、マニピュレータによる遠隔操作で脱着が可能な接続具３１により、支持板３２を介して入口フード２の内側に接続されている。この接続具３１については、頭部が大きくてマニピュレータで容易に取り扱える形状をしているネジが用いられる。
【００３１】
その一例を図４に示すが、ネジの頭部に設けられた板状の突起部をマニピュレータによりつまんで回転させて、ネジ部３１bを入口フード２と支持板３２とに螺入することにより、両者を容易に接続することができる。
【００３２】
このように、本発明に係るシール機構６の構造は、回転加熱処理装置の外側に位置するため、回転加熱処理装置の外部からシール部材を点検することが可能となる。
【００３３】
また、固定側のシール部材であるシールリング２３は、回転加熱処理装置とは独立したシールユニット２０上に設置されていることから、老朽化等したシールリング２３の交換は、このシールユニット２０そのものを交換することにより容易に行うことができる。
【００３４】
更に、本発明に係るシール構造を用いた回転加熱処理装置について、ホットセル内において、遠隔操作により入口フード２側のシールユニット２０を交換する方法を、図５に基づいて説明する。
【００３５】
なお、出口フード３側のシールユニット２０の交換方法については、移動用台車３３の走行方向が逆方向になることのみが異なる。
【００３６】
まず、通常状態の回転加熱処理装置において、入口フード２とシールユニット２０を移動用台車３３に載置して、円筒炉１の外側へ走行させ、シールユニット２０を円筒炉１から離脱させる（第一工程）。
【００３７】
次に、ホットセル内のクレーン３５によりシールユニット２０をに保持しつつ、マニピュレータによる遠隔操作でシールユニット２０と入口フード２とを分離する（第二工程）。
【００３８】
最後に、分離されたシールユニット２０をクレーン３５で適当な場所に移動してから、新しいシールユニットと交換するか、又は可能ならばシールリング２３のみを新しいものと交換する（第三工程）。
【００３９】
なお、回転加熱処理装置への取り付けは、上記の逆の工程で行えばよい。
【００４０】
以上に説明した交換方法により、老朽化したシールリングの交換を、ホットセル内において、遠隔操作により行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】円筒炉と入口フード間のシール装置の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部における断面図である。
【図３】シール構造における付勢手段部分の詳細図である。
【図４】マニピュレータで遠隔操作可能な接続具である。
【図５】シールユニットの交換方法の説明図である。
【図６】回転加熱処理装置の構造図である。
【図７】Ｖ字型リングを用いたシール機構の詳細図である。
【符号の説明】
【００４２】
1  円筒炉
2  入口フード
3  出口フード
４  加熱ヒーター
５  ローラー支持部
６  シール機構
７  供給装置
８  雰囲気ガス入口
９  熱分解ガス出口
１０  熱分解残渣出口
１１  Ｖ字型シールリング
１２  シールリング押さえ
１３  接触部
２０  シールユニット
２１  回転部支持板
２２  回転部シールリング
２３  固定部シールリング
２４  固定部支持板
２５  サポート軸
２６  軸受け
２７  保持具
２８  バネ受け
２９  コイルバネ
３０  保持円筒
３1  接続具
３１a  板状突起部
３１b  ネジ部
32  支持板
３3  移動用台車
３４  台車止め
３５  セル内クレーン
【図１】
2006266581.tif 000003
【図２】
2006266581.tif 000004
【図３】
2006266581.tif 000005
【図４】
2006266581.tif 000006
【図５】
2006266581.tif 000007
【図６】
2006266581.tif 000008
【図７】
2006266581.tif 000009