(57)【要約】  【課題】溶湯の跳ね散りによる流出を防止するとともに、この流出防止部材を簡単に取外して再利用でき、材料コストや処分コストを削減し、二次廃棄物量が発生しない。  【解決手段】放射性雑固体廃棄物を含む各種廃棄物を溶融するための溶融用キャニスタであって、その溶融時には、キャニスタ本体２の上端２１に、黒鉛を１０％以上含有する耐熱スポーリング性セラミックからなり、取外し可能な耐熱筒状体３を載置し、組み合わせるものであり、この耐熱筒状体３は、放射性雑固体廃棄物を溶融するに先立ってキャニスタ本体２の上端２１に組み合わされ、溶融処理後にそのキャニスタ本体２から取り外される。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を溶融するための溶融用キャニスタであって、キャニスタ本体の上端に、取外し可能な耐熱筒状体を組み合わせて溶融するようにしたことを特徴とする溶融用キャニスタ。
【請求項２】
前記耐熱筒状体が、耐熱スポーリング性セラミックである請求項１に記載の溶融用キャニスタ。
【請求項３】
前記耐熱スポーリング性セラミックが黒鉛を１０ｗｔ％以上含有する請求項２に記載の溶融用キャニスタ。
【請求項４】
前記耐熱筒状体の高さが１００ｍｍ以上に形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の溶融用キャニスタ。
【請求項５】
前記キャニスタ本体の上端面に対して、前記耐熱筒状体の下端面が外側、内側のいずれか片側もしくは両側方向にオーバーハング形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶融用キャニスタ。
【請求項６】
前記キャニスタ本体の上端の厚みをキャニスタ本体胴部より減少させ、上端面を前記耐熱筒状体の下端面に対して狭小に形成した請求項５に記載の溶融用キャニスタ。
【請求項７】
前記耐熱筒状体の下端面の少なくとも内側、外側のいずれか片側部分が、前記キャニスタの上端面角部に覆い被さる垂下形状に形成されている請求項６に記載の溶融用キャニスタ。
【請求項８】
前記キャニスタ本体の上端面と前記耐熱筒状体の下端面との間に融着防止層を介在させるようにした請求項１〜７のいずれかに記載の溶融用キャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種廃棄物を溶融固化処理するために使される溶融用キャニスタの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所その他の原子力関連施設から発生する金属、コンクリート、ガラスなどの放射性雑固体廃棄物は、高周波誘導加熱炉１０において溶融、固化して減容処理されており、このためにセラミックス製のキャニスタ１１（図３を参照）が用いられている。これら廃棄物は、キャニスタ１１内で１４００〜１５００℃程度の高温で溶融処理されるが、廃棄物中に低沸点成分が含まれていると、それが溶湯１２中で急激に気化して発泡し、溶湯表面から多量の跳ね散り１３ａが生じたり、一時的に溶湯表面が上昇して、その一部がキャニスタ外部に流出することがあり、この流出湯１３が多量になると、キャニスタの昇降部材１４に付着して昇降が円滑に行えなくなったり、炉内に溶融物が付着するという問題を生じた。
【０００３】
この対策として、多量の低沸点物質を含むような廃棄物を処理する場合には、前処理工程において、低沸点物質を含んだ固体廃棄物とそれ以外の固体廃棄物に分別したうえ、前者から先に溶融処理する方法が提案されている（特許文献１を参照）。しかし、この方法では、分別前処理の手間が無視できないうえ、完全に除去できなかった低沸点成分による溶湯の跳ね散りを防止できないという課題があった。
【特許文献１】特開平６−２７３５９０号公報：請求項１、請求項２
【０００４】
なお、本件出願人は、これらの問題を解決するものとして、すでに特願２００３−８６７６９号特許出願において改良された溶融用キャニスタを提案している。すなわち、図４に示すように、溶融用キャニスタ１１の上部開口縁１１ａに内方に張出した庇部１５ａを形成した溢流防止リング１５を設けるものである。
【０００５】
このものは、溢流防止リング１５の内方に張出した庇部１５ａによって溶湯の跳ね散りを防止しようとするものである。リング１５の高さを高くすることが溢流防止に有効であったが、ドラム缶収納のために高さに制約があったため、溢流防止効果がさほど大きくなく、溢流発生原因物質(低沸点物質、可燃物)の混入許容量が少なかった。また、仮にリング高さを高くしてもドラム缶に収納するため溶融処理後にリングを切断する必要があり、二次廃棄物量が増加した。また、使い捨てリングのため１個のキャニスタにつき必ずリング１個分の処分費が加算され、処分コストが増加するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、処理廃棄物量を減らすことなく、溶湯の跳ね散りによる流出を防止するとともに、この流出防止部材を簡単に取外して再利用することを可能とし、材料コストや処分コストを削減し、二次廃棄物量が発生しない溶融用キャニスタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題は、廃棄物を溶融するための溶融用キャニスタであって、キャニスタ本体の上端に、取外し可能な耐熱筒状体を組み合わせて溶融するようにしたことを特徴とする溶融用キャニスタによって、解決することができる。また、本発明は、前記耐熱筒状体が、黒鉛を、好ましくは１０ｗｔ％以上含有する耐熱スポーリング性セラミックである形態、あるいは前記耐熱筒状体の高さが１００ｍｍ以上に形成されている形態の溶融用キャニスタとして具体化される。
【０００８】
また、本発明の溶融用キャニスタは、前記キャニスタ本体の上端面に対して、前記耐熱筒状体の下端面が外側、内側のいずれか片側もしくは両側方向にオーバーハング形状に形成されていることを特徴とする形状が好ましい。また、前記キャニスタ本体の上端の厚みを減少させ、上端面を前記耐熱筒状体の下端面に対して狭小に形成した形態に具体化でき、さらには、前記前記耐熱筒状体の下端面の少なくとも内側、外側のいずれか片側部分が、前記キャニスタ本体の上端面角部に覆い被さる垂下形状に形成されている形態に具体化される。また、前記キャニスタ本体の上端面と前記耐熱筒状体の下端面との間に融着防止層を介在させて組み合わせるようにするのが好適である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の溶融用キャニスタは、このように、その溶融時には、キャニスタ本体の上端に溶融処理後に、取り外しして再利用可能な耐熱筒状体を組み合わせて用いるので、ドラム缶高さに基づく制約は無く、その耐熱筒状体がキャニスタ本体の上端から直立する壁を形成して、溶湯の跳ね散りによる流出を効果的に遮断して、防止できる。かくして、跳ね散り防止のために処理廃棄物量を減らす必要もないのである。
【００１０】
さらに、この耐熱筒状体は、黒鉛を含有する耐熱スポーリング性セラミックから構成され、または前記キャニスタ本体の上端面を前記耐熱筒状体の下端面に対して狭小に形成し、前記耐熱筒状体の下端面をオーバーハング形状に形成したり、あるいは耐熱セラミック質または炭素質のシートからなる融着防止層を介在させるなどして、耐熱筒状体は取外し可能に組み合わせられるので、溶融処理後に耐熱筒状体を溶融用キャニスタから取り外すことができ、再利用可能であり、従来のようなドラム缶収納のための切断は不要であり、従って二次廃棄物量が増えない利点が得られる。
【００１１】
また、前記前記耐熱筒状体の下端面の少なくとも内側、外側のいずれか片側部分が、前記キャニスタ本体の上端面角部に覆い被さる垂下形状に形成されている形態に具体化した場合は、それぞれの組み合わせがずれにくくなり所定の位置に位置決めされるので、取り扱いが簡便になるという利点も得られる。よって本発明は、従来の問題点を解消した溶融用キャニスタとして、一般の産業廃棄物処理に広く利用でき、その工業的価値はきわめて大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の溶融用キャニスタに係る実施形態について、図１、２を参照しながら説明する。
本発明の溶融用キャニスタは、放射性雑固体廃棄物を含む各種廃棄物を溶融するための溶融用キャニスタであって、図１に示すように、その溶融時には、キャニスタ本体２の上端２１に、取外し可能な耐熱筒状体３を載置し、組み合わせて用いるようにした点に特徴がある。この耐熱筒状体３は、放射性雑固体廃棄物を溶融するに先立ってキャニスタ本体２の上端２１に組み合わされ、溶融処理後にキャニスタ本体２から取り外されるものである。
【００１３】
このキャニスタ本体２自体は、高周波による誘導加熱ができる導電性容器であって、この材質自体は公知である。例えば、カーボンを含有させ導電性を付与したアルミナ系またはジルコニア系などのセラミックスよりなり、その形状は、例えば内径４８０ｍｍ、高さ７９０ｍｍ、厚さ３０ｍｍに成形されている。
【００１４】
そして、キャニスタ本体２の上端２１に、取外し可能に載置して組合される耐熱筒状体３は、キャニスタ本体２に接合可能である範囲の肉厚を有した筒状耐熱体である。この耐熱筒状体３の材質は、キャニスタ本体２と同程度の耐熱性を有し、溶融時の高温状態においてキャニスタ本体２と反応しにくい材料が好ましく、具体的には、黒鉛を含有する耐熱スポーリング性セラミックが好適である。この場合、この黒鉛の含有量は１０ｗｔ％以上が好ましく、さらに好ましくは２０％以上とするのが高い耐熱スポーリング性が得られるので好適である。
【００１５】
この耐熱筒状体３は、キャニスタ本体２の上端２１上に防壁を構成することにより溶湯の流出を防止するのであるから、その高さはキャニスタ本体２の形状に応じた十分な高さが必要であるが、少なくとも１００ｍｍの高さを確保する必要があり、好ましくは２００ｍｍ以上とするのがよい。
【００１６】
また、図１に示すように耐熱筒状体３の上部先端に開口を狭めている返し部３４を設けると、溶湯の流出防止のために効果的であるが、本発明には必ずしも必須の構造ではない。
なお、キャニスタ本体２および耐熱筒状体３には通常表面にグレーズを塗布するが、融着を避けるためそれぞれの組合せ面にはグレーズを塗布しないのが適当である。
【００１７】
さらに、本発明では、図２の数例が示すような、キャニスタ本体２の上端２１と耐熱筒状体３の下端壁３１の組合せ形状を採用するのが好ましい。すなわち、前記キャニスタ本体の上端面２１に対して、前記耐熱筒状体３の下端壁３１が外側、内側の両側方向にオーバーハング形状に形成される組合せ形状である。
【００１８】
この場合、図２（Ａ）のように、前記耐熱筒状体３の下端壁３１の厚さをキャニスタ本体２の上端２１より大きくしたり、図２（Ｂ）のように、キャニスタ本体２の上端２１の厚みをテーパ２２によって減少させたり、図２（Ｃ）のように、同じく上端２１の厚みを段差２３を設けて減少させて、上端２１の上面を耐熱筒状体３の下端壁３１に対して狭小としたオーバーハング形状に具体化できる。こような実施形態によれば、この耐熱筒状体３に内面まで飛着した溶湯が流下するときにキャニスタ本体２の上端２１と耐熱筒状体３の下端壁３１との間に流入しにくくなり、両者が融着するのを効果的に抑止でき、溶融終了後に耐熱筒状体３を容易に取り外すことができる。
【００１９】
さらに、図２（Ｄ）（Ｅ）に示すように、前記耐熱筒状体３の下端壁３１の内側、外側のいずれか片側部分を、前記キャニスタ本体の上端２１角部に覆い被さる垂下部３２、３３に形成すると、両者の組み合せ位置がずれ難くなり、所定の位置に位置決めされるので、組合せが安定して取り扱いが簡便になる利点が得られる。
【００２０】
さらに、図２（Ｆ）のように、耐熱筒状体３の下端部分を内側、外側の双方に下方傾斜する下端壁３１ａとし、キャニスタ本体２の上端を先端Ｒ状壁２１ａとすれば、両者は面接触ではなく線接触になり、接触面積が小さくなることからより固着しにくいものとなる。
【００２１】
前記キャニスタ本体２の上端２１上面と前記耐熱筒状体３の下端壁３１下面との間に融着防止層（図示せず）を介在させるのが好ましい。
この融着防止層４は、溶融加熱時に、キャニスタ本体２と耐熱筒状体３とを融着させる原因となる溶湯の侵入を防止するためのもので、耐熱セラミック粒子、例えば純度９９％以上のアルミナまたはジルコニア粒子の集合体、または溶湯と反応性のない炭素質シート、例えば、厚さ１ｍｍ程度のカーボンシートを利用するのが適当である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の溶融用キャニスタを説明するための要部縦断面図。
【図２】実施形態（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）を示す部分断面図。
【図３】従来の溶融用キャニスタにおける溶湯流出状態を説明するための模式的断面図。
【図４】先願の溶融用キャニスタを示す縦断面図。
【符号の説明】
【００２３】
２：キャニスタ本体、２１：上端
３：耐熱筒状体、３１：下端壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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