(57)【要約】【課題】放射性物質含有汚染水から放射性物質を効果的に吸着出来るようにした、放射性物質含有汚染水処理用ドラムを提供する。【解決手段】金属製円筒体１の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層３を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層３を内周に設けていない金属製円筒体１の内部の他方の開口側にフィルター層４を設け、当該フィルター層４は少なくともセラミック活性炭層４ａ、泥岩層４ｂ、セラミックカーボン含浸不織布層４ｃを積層させて成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層を内周に設けていない金属製円筒体の内部の他方の開口側にフィルター層を設け、当該フィルター層は少なくともセラミック活性炭層、泥岩層、セラミックカーボン含浸不織布層を積層させて成ることを特徴とした、放射性物質含有汚染水処理用ドラム。
【請求項２】
金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層を内周に設けていない金属製円筒体の内部の他方の開口側にフィルター層を設け、当該フィルター層は少なくともセラミック活性炭層、泥岩層、セラミックカーボン含浸不織布層を積層させて成る放射性物質含有汚染水処理用ドラムと、
前記放射性物質含有汚染水処理用ドラムの支持手段と、
当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムの両端の開口を閉じる密閉手段と、
当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムを中心軸を中心に回転させる駆動手段と、
当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムを外側から低周波加熱する加熱手段と、
当該放射性物質含有汚染水処理用ドラム内の空気を前記開口から吸引して減圧する吸引手段と、
当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムの前記開口から耐熱セラミック層の内周に放射性物質含有汚染水を散水するノズルと、から成る略箱型の基台を設け、
前記金属製円筒体を前記基台に支持し、当該金属製円筒体を前記低周波加熱手段で加熱しながら当該金属製円筒体を前記駆動手段で回転させ、
この状態で、前記金属製円筒体の一方の開口部から前記密閉手段を通して前記ノズルを金属製円筒体内に入れて、放射性物質含有汚染水をノズルから散水し、散水した放射性物質含有汚染水は前記耐熱セラミック層に接触して水分は熱により蒸発し、放射性物質は前記耐熱セラミック層内に吸着され、
前記蒸気を前記金属製円筒体のフィルター層を有する他方の開口部から前記密閉手段を通して前記吸引手段で吸引し、前記蒸気内の放射性物質をフィルター層に吸着させ、水分のみを金属製円筒体から排気する構成としたことを特徴とする、放射性物質含有汚染水処理装置。
【請求項３】
金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層を内周に設けていない金属製円筒体の内部の他方の開口側にフィルター層を設け、当該フィルター層は少なくともセラミック活性炭層、泥岩層、セラミックカーボン含浸不織布層を積層させて成り、
これらの構成によって、放射性物質含有汚染水処理用ドラムを形成し、
前記放射性物質含有汚染水処理用ドラムを外側から低周波加熱しながら前記金属製円筒体の中心軸を中心に適宜の駆動手段で回転させ、
この状態で、前記金属製円筒体の一方の開口部を密閉手段で密閉し、当該密閉手段を通してノズルを前記金属製円筒体内に入れて、放射性物質含有汚染水をノズルから散水し、散水した放射性物質含有汚染水は前記耐熱セラミック層に接触して水分は熱により蒸発し、放射性物質は前記耐熱セラミック層内に吸着され、
前記蒸気を金属製円筒体のフィルター層を有する他方の開口部を密閉手段を密閉して当該密閉手段を通して吸引し、前記蒸気内の放射性物質をフィルター層に吸着させ、水分のみを金属製円筒体から排気し、
この様にして耐熱セラミック層に吸着された放射性物質及びフィルター層に吸着された放射性物質が一定量になった際、各密閉手段を外して前記金属製円筒体のフィルター層を有する他方の開口部をガラス質で被い、また、前記耐熱セラミック層の円筒体を有する一方の開口部からガラス質を注入して、前記耐熱セラミック層及びフィルター層を覆うことを特徴とする、放射性物質含有汚染水の処理方法。
【請求項４】
前記ノズルは、前記金属製円筒体の内部でノズルの軸方向に前後に動きながら放射性物質含有汚染水を散水させることを特徴とする、前記請求項３の発明に記載の放射性物質含有汚染水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、原子力発電所における事故等で、当該原子力発電所の原子炉の炉心を形成する部品を冷却するために使用された大量の放射性物質含有汚染水の処理用ドラム、当該ドラムを用いた処理装置及び放射性物質含有汚染水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所における事故等により、原子炉の炉心の部品である燃料棒等を冷却しなければならない事態が発生した場合、大量の水が使用されることになる。そして、この様にして使用された大量の水は、放射性物質で汚染されたものとなり、そのまま排水出来るものではない。
【０００３】
この場合、放射性物質含有汚染水処理装置によって、有害な放射性物質を除去し、極力無害な状態と成る様に汚染水が処理される。この様な処理装置として、特許文献１に記載された放射能汚染水処理装置が有る。
【０００４】
この特許文献１の放射能汚染水処理装置は、放射能汚染水を吸引するポンプと、前記ポンプから給水管を通じて放射能汚染水を入れるためのタンクと、前記タンクの外側にコンクリートを充填するためのコンテナと、前記タンクの中でゼオライトを含む吸着剤を通じてろ過された水を別の貯蔵層へ移送するための排水ポンプと、一定期間経過後、前記タンクを含むコンテナを搭載したトレーラーとからなる。
【０００５】
前記放射能汚染水処理装置は、前記タンクの中に活性炭を充填し、さらに、この活性炭の下にゼオライトを充填し、給水管を通じて、超吸引作業車によってピットの汚染水を処理タンク内に吸引し、前記活性炭層とゼオライト層を通してろ過し、配水管を通じて外部へ排水すると言うものである。
【特許文献１】特開２０１２−２２９９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の放射能汚染水処理装置では、超吸引作業車によってピットの汚染水を処理タンク内に吸引し、汚染水を活性炭層とゼオライト層に通してろ過して、ろ過後の水を外部へ排水すると言うものであるが、処理タンク内において、活性炭層とゼオライト層をただろ過して、どの程度の効果を得ることが出来るかは疑問の余地も残る。
【０００７】
この発明は、これらの点に鑑みて為されたもので、放射性物質を効果的に吸着出来るようにした、放射性物質含有汚染水処理用ドラム、当該ドラムを用いた処理装置及び放射性物質含有汚染水処理方法を提供して前記課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層を内周に設けていない金属製円筒体の内部の他方の開口側にフィルター層を設け、当該フィルター層は少なくともセラミック活性炭層、泥岩層、セラミックカーボン含浸不織布層を積層させて成る放射性物質含有汚染水処理用ドラムとした。
【０００９】
請求項２の発明は、金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層を内周に設けていない金属製円筒体の内部の他方の開口側にフィルター層を設け、当該フィルター層は少なくともセラミック活性炭層、泥岩層、セラミックカーボン含浸不織布層を積層させて成る放射性物質含有汚染水処理用ドラムと、前記放射性物質含有汚染水処理用ドラムの支持手段と、当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムの両端の開口を閉じる密閉手段と、当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムを中心軸を中心に回転させる駆動手段と、当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムを外側から低周波加熱する加熱手段と、当該放射性物質含有汚染水処理用ドラム内の空気を前記開口から吸引して減圧する吸引手段と、当該放射性物質含有汚染水処理用ドラムの前記開口から耐熱セラミック層の内周に放射性物質含有汚染水を散水するノズルと、から成る略箱型の基台を設け、前記金属製円筒体を前記基台に支持し、当該金属製円筒体を前記低周波加熱手段で加熱しながら当該金属製円筒体を前記駆動手段で回転させ、この状態で、前記金属製円筒体の一方の開口部から前記密閉手段を通して前記ノズルを金属製円筒体内に入れて、放射性物質含有汚染水をノズルから散水し、散水した放射性物質含有汚染水は前記耐熱セラミック層に接触して水分は熱により蒸発し、放射性物質は前記耐熱セラミック層内に吸着され、前記蒸気を前記金属製円筒体のフィルター層を有する他方の開口部から前記密閉手段を通して前記吸引手段で吸引し、前記蒸気内の放射性物質をフィルター層に吸着させ、水分のみを金属製円筒体から排気する構成とした放射性物質含有汚染水処理装置とした。
【００１０】
請求項３の発明、金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設け、当該耐熱セラミック層を内周に設けていない金属製円筒体の内部の他方の開口側にフィルター層を設け、当該フィルター層は少なくともセラミック活性炭層、泥岩層、セラミックカーボン含浸不織布層を積層させて成り、  これらの構成によって、放射性物質含有汚染水処理用ドラムを形成し、前記放射性物質含有汚染水処理用ドラムを外側から低周波加熱しながら前記金属製円筒体の中心軸を中心に適宜の駆動手段で回転させ、この状態で、前記金属製円筒体の一方の開口部を密閉手段で密閉し、当該密閉手段を通してノズルを前記金属製円筒体内に入れて、放射性物質含有汚染水をノズルから散水し、散水した放射性物質含有汚染水は前記耐熱セラミック層に接触して水分は熱により蒸発し、放射性物質は前記耐熱セラミック層内に吸着され、前記蒸気を金属製円筒体のフィルター層を有する他方の開口部を密閉手段を密閉して当該密閉手段を通して吸引し、前記蒸気内の放射性物質をフィルター層に吸着させ、水分のみを金属製円筒体から排気し、この様にして耐熱セラミック層に吸着された放射性物質及びフィルター層に吸着された放射性物質が一定量になった際、各密閉手段を外して前記金属製円筒体のフィルター層を有する他方の開口部をガラス質で被い、また、前記耐熱セラミック層の円筒体を有する一方の開口部からガラス質を注入して、前記耐熱セラミック層及びフィルター層を覆う放射性物質含有汚染水の処理方法とした。
【００１１】
請求項４の発明、前記ノズルは、前記金属製円筒体の内部でノズルの軸方向に前後に動きながら放射性物質含有汚染水を散水させる前記請求項３の発明に記載の放射性物質含有汚染水の処理方法とした。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、金属製円筒体の内周の一方の開口側に耐熱セラミック層を略筒状に設けているので、この耐熱セラミック層に放射性物質含有汚染水を接触させることで、放射性物質をより効果的に吸着させることが出来る。さらに、フィルター層を有する他方の開口側から吸引することにより、放射性物質をフィルター層に吸着させ、水分のみを排出するため、放射性物質をより効果的に水分と分離させることが出来、さらには、放射性物質を処理することが出来る。
【００１３】
請求項２及び３の各発明によれば、耐熱セラミック層を回転させているので、遠心力を利用して放射性物質を効果的に吸着させることが出来、放射性物質をより効果的に処理することが出来る。また、汚染水の供給には高圧を必要とせず、それ故、汚染水漏れと言うことが無く、無駄な手間や時間がかかるおそれが無い。それ故、信頼性が高いものである。
【００１４】
請求項４の発明によれば、記ノズルは、前記金属製円筒体の内部でノズルの軸方向に前後に動きながら放射性物質含有汚染水を散水させることとしたので、耐熱セラミック層の内周面全面に汚染水を接触出来、より効果的に汚染水を処理することが出来、放射性物質含有汚染水の処理方法として信頼性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態例の処理用ドラムを横にした状態の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態例の処理用ドラムの正面図である。
【図３】この発明の実施の形態例の処理用ドラムのＸ―Ｘ線断面図である。
【図４】この発明の実施の形態例の処理用ドラムを基台に設置した状態の一部断面図である。
【図５】この発明の実施の形態例の処理用ドラムを基台に設置した状態の一部省略正面図である。
【図６】この発明の実施の形態例の処理用ドラムの内側にノズルを軸方向に移動自在に設けた様子を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態例の処理用ドラムにガラスカレットを噴射して放射性物質を覆った状態の断面図である。
【図８】この発明の実施の形態例の処理用ドラムを複数個まとめて設置した状態を示す一部省略平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態例）
以下、この発明の実施の形態例の放射性物質含有汚染水処理用ドラム、当該ドラムを用いた処理装置及び放射性物質含有汚染水処理方法を図に基づいて説明する。
【００１７】
放射性物質含有汚染水処理用ドラム（以下、単に、「処理用ドラム」と言う。）Ａの形成に当たっては、金属製円筒体として、ステンレス製の一定長のパイプから成る円筒体１を使用する。図１、図２及び図３に示す様に、この円筒体１の両端及び内側の一部には夫々環状の鍔部２ａ、２ｂを設けて、これらの各鍔部２ａ、２ｂの中央には円形状の開口が設けられている。この円筒体１の内側の前記鍔部２ｂによって仕切られた一方の側の内周に耐熱セラミック層３を一定長の筒状に設けて配置されている。
【００１８】
この耐熱セラミック層３は素焼き状に仕上げられており、その表面には無数の細孔を有しており、釉薬は塗布されていない。また、この耐熱セラミック層３は特別に成形されて、１２００度までは熱による収縮が無いように、また、急激な昇温や急冷に耐えられるように成形されている。
【００１９】
また、前記円筒体１の耐熱セラミック層３を設けていない、前記鍔部２ｂによって仕切られた他方の内部にはフィルター層４を設けている。このフィルター層４は少なくともセラミック活性炭層４ａ、９００度で焼成した泥岩層４ｂ、セラミックカーボン含浸不織布層４ｃを積層して形成されている。このセラミックカーボンは常時マイナス０．３Ｖの電圧を発生し、プラス電荷の不純物を電気的に吸着することが出来る。以上の様にして、処理用ドラムＡは形成される。
【００２０】
次に、この処理用ドラムＡを用いた放射性物質含有汚染水処理装置（以下、単に、「処理装置」と言う。）Ｂを説明する。この処理装置Ｂは、処理用ドラムＡと基台Ｃによって形成される。この基台Ｃは、図４及び図５に示す様に、箱型の枠体から成り、その内側には前記処理用ドラムＡを支持する空間５を設けており、この空間５には、前記処理用ドラムＡの両端の鍔部２ａの開口を塞ぐ、開閉自在な蓋６を夫々設けている。また、基台Ｃの正面には、前記蓋６に隣接して、後述するノズル７及びこのノズル７の支持具７ａ、このノズル７を前後方向に移動自在に移動させるサーボモータ８を設けている。
【００２１】
また、この基台Ｃの正面及び背面には、前記処理用ドラムＡの固定密閉用の蓋６のためのエアシリンダ９を夫々設けている（背面側のエアシリンダの図示省略）。さらに、この基台Ｃの正面の下部にはソレノイドバルブ１０ａが付けられた汚染水のタンクに接続された汚染水配管１０が設けられており、この汚染水配管１０から前記ノズル７の後端部に向けて配管１０ｂが設けられている。また、前記基台Ｃの背面には処理用ドラムＡを中心軸で回転させるためのサーボモータ１１が設けられており、当該背面の下部には前記処理用ドラムＡの内部を真空状態にする真空ポンプ（図示省略）に接続された、温度センサー付きの真空配管ソレノイドバルブ１２が設けられている。さらに、図４に示すように、前記真空配管ソレノイドバルブ１２から真空配管１２ａが導出され、その先端が前記蓋６を通して処理用ドラムＡの開口に突出している。また、この基台Ｃの内側の前記処理用ドラムＡが支持される位置の両脇には、低周波加熱器１３が夫々設けられている。
【００２２】
続いて、実際に、この処理用ドラムＡを使用する様子を説明する。基台Ｃの正面の蓋６を開けて、前記処理用ドラムＡを横にした水平な状態で挿入し、設置する。この時の挿入設置は、何かの金属製の容器から成る詰め替え用のカートリッジを挿入し、カチッと音がして設置されるようなものと同じである。その後、この蓋６を閉めて各エアシリンダ９をロックし、処理用ドラムＡを固定し、当該処理用ドラムＡ内部を密封する。
【００２３】
その後、前記処理用ドラムＡをサーボモータ１１によって回転させ、また、前記低周波加熱器１３のスイッチをオンにし、前記処理用ドラムＡを加熱し始める。同時に、前記真空ポンプを作動させ、前記処理用ドラムＡの背面の開口から吸引してこの処理用ドラムＡ内部を１０−３程度の減圧状態にする。前記処理用ドラムＡの耐熱セラミック層３が３００度程度の温度に加熱されたら、前記ノズル７の先端から、前記耐熱セラミック層３の内周面に向かって汚染水を噴霧する。このノズル７は、図６に示すように、当該ノズル７の軸方向を前後に移動させて汚染水を効果的に噴霧出来る。
【００２４】
前記ノズル７から噴霧された汚染水のうちの水分は、前記耐熱セラミック層３の加熱された内周面に接触し、一瞬にして蒸気となり蒸発する。同時に、汚染水に含有されている放射性物質は前記耐熱セラミック層３の無数の細孔の中に吸着される。また、処理用ドラムＡはサーボモータ１１によって回転しているので、前記耐熱セラミック層３に向かって噴霧された汚染水にも遠心力がかかり、当該耐熱セラミック層３の内周面に広がりが深く、吸着されることとなる。
【００２５】
また、この時、耐熱セラミック層３で囲まれた空間に発生した蒸気は、前記真空ポンプによって、この処理用ドラムＡの背面の鍔部２ａの開口の真空配管１２ａから吸引されているので、前記フィルター層４に導かれ、当該蒸気の中に残っている放射性物質は、当該フィルター層４の中に吸着され、放射性物質が除去された蒸気のみが処理用ドラムＡ外に排出されることとなる。また、当該真空ポンプによる吸引を円滑に、また、効果的に行うために、基台Ｃの耐熱セラミック層３側の蓋６の一部に開閉自在な極小孔を設けて（図示省略）、極僅かな空気を搬送用ガスとして注入するようにすることも出来る。
【００２６】
この後、処理用ドラムＡの背面の鍔部２ａの開口部からは蒸気が回収される。この回収された蒸気は、熱交換器（図示省略）を経由させて常温の水とし、リサイクル等することが出来る。
【００２７】
以上の様に処理される間、常時、放射能計測器（図示省略）によって、耐熱セラミック層３に吸着された放射性物質及びフィルター層４に吸着された放射性物質の放射能の量を処理用ドラムＡの外から測定し、放射能の量が一定量となると、図６に示す様に、前記処理用ドラムＡの正面の開口から前記ノズル７を後退させ、処理用ドラムＡの両端の開口から蓋６を夫々外し、この処理用ドラムＡを前記基台Ｃから引き抜き、次の固化工程に進める。
【００２８】
この固化工程では、図７に示す様に、処理用ドラムＡの背面のフィルター層４が露出している開口部に溶融したガラスカレットＤを噴射してこの開口部を完全に覆う。また、同様に、この処理用ドラムＡの正面の開口から前記耐熱セラミック層３の内周面に向かって溶融したガラスカレットＤを噴射して、耐熱セラミック層３の内周面を全て覆う。
【００２９】
また、前記全ての作業及び工程は、安全性の確保のため、全て自動的にロボット１４（図８参照）等の機械によって行われることとする。
【００３０】
なお、前記実施の形態例では、１つの処理用ドラムＡを使用して放射性物質含有汚染水から放射性物質を除去する様子を説明したが、図８に示す様に、この処理用ドラムＡを複数個まとめて設置し、稼働させる様にしても良い。その際、処理用ドラムＡの供給と排出を人手に依らず、全てロボット１４等に機械によって自動で行うようにする。
【００３１】
また、処理用ドラムＡを設置する基台Ｃとして具体的に記載しているが、基台Ｃとしては、処理用ドラムＡの作用効果が不都合なく奏されるものであるならば、もちろん、他の構成のものでも良い。さらに、処理後の処理用ドラムＡを覆うガラス質として、ガラスカレットＤを使用しているが、使用出来るのはガラスカレットＤに限らず、もちろん他のガラス質、例えば石英ガラスなどでも良い。
【００３２】
また、真空ポンプによって、前記処理用ドラムＡの背面の鍔部２ａの開口から吸引しているが、吸引するのは必ずしも真空ポンプに限るものでは無く、もちろん他の吸引装置を使用しても良い。さらに、汚染水を耐熱セラミック層３の内周面に散水するのに、噴霧することにより行っているが、耐熱セラミック層３の内周面に効果的に接触させることが出来るのであれば、汚染水散水の形態は不問である。
【００３３】
また、フィルター層４を少なくともセラミック活性炭層４ａ、９００度で焼成した泥岩層４ｂ、セラミックカーボン含浸不織布層４ｃを積層して形成しており、前記実施の形態例及び図１では積層する順番を明らかにしているがフィルター層４のセラミック活性炭４ａ等の積層する順番はこれらに限定するものでは無い。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ    処理用ドラム        Ｂ    処理装置        Ｃ    基台
Ｄ    ガラスカレット
１    円筒体              ２ａ  鍔部            ２ｂ  鍔部
３    耐熱セラミック層    ４    フィルター層
４ａ  セラミック活性炭層  ４ｂ  泥岩層
４ｃ  セラミックカーボン含有不織布層
５    空間                ６    蓋              ７    ノズル
７ａ  支持具              ８    サーボモータ
９    エアシリンダ      １０    汚染水配管
１０ａ  ソレノイドバルブ  １０ｂ  配管
１１    サーボモータ      １２    ソレノイドバルブ
１３    低周波加熱器      １４    ロボット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015096814.tif 000009
【図８】
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