(57)【要約】【課題】燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する。【解決手段】装填部２１ａと昇降部２１ｂとの段差位置下部において、外径が装填部２１ａの径に等しく、内径が昇降部２１ｂに等しい耐熱材からなるスペーサリング１４２が固着され、このスペーサリング１４２の下面とキャニスタ１２の頂部との高さ方向の隙間寸法ｄを最小に設定する。この隙間寸法ｄは、例えば、キャニスタ１２の外径が５４ｃｍである場合に、実寸法で３ｃｍとすることが好ましく、これに応じてスペーサリング１４２の厚みを設定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部の内径が上部の内径より大きく、下部と上部の境界部分は段差を有する内径の異なる円筒形状を有し、円筒形内側下部にキャニスタを設置する装填部と、
円筒形内側上部にキャニスタに溶融対象物を供給する投入容器を設置する昇降部と、
前記キャニスタの外周面温度を測定する放射温度計とを備え、
該放射温度計の検出信号に基づき、溶融炉内の温度制御を行う溶融炉であって、
前記キャニスタの頂部と前記装填部の上端との隙間を燃焼用酸素が供給できる最小寸法に設定したことを特徴とする燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造。
【請求項２】
前記装填部と前記昇降部との段差位置下部において、外径が装填部の内径に等しく、内径が昇降部に等しいスペーサリングを固定し、該スペーサリングとの下面と、キャニスタの頂部との隙間を燃焼用酸素が供給できる最小寸法に設定したことを特徴とする請求項１に記載の燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造。
【請求項３】
前記隙間の最小寸法が３ｃｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所で発生する低レベル放射性廃棄物のうち雑固体廃棄物は、ドラム缶に詰められ、モルタル等の充填材にて充填されて所定の埋設場に埋設処分されるが、埋設場の広さには限りがあるので、雑固体廃棄物を減容し、埋設されるドラム缶の数を少なくすることが好ましい。そこで、雑固体廃棄物の減容方法として、例えば、高周波誘導加熱方式による溶融減容設備が導入されている。
【０００３】
溶融設備では、高周波誘導コイルが螺旋状に巻回されている溶融炉内にセットしたキャニスタ内部を１５００℃程度に昇温させ、雑固体廃棄物を溶融して減容させる。そして、キャニスタ内に余裕ができると投入容器内の溶融対象物を順次キャニスタ内に追加投入しながら溶融させ、所定の溶湯レベルに至るまで追加投入を継続する。
【０００４】
溶融状態は、キャニスタの円周方向の溶融炉本体の内部に直交４方向に放射温度計が配置されキャニスタの外表面温度を測定し、管理されている。各温度計の検出信号は制御室内に設けた温度制御部に入力され、温度制御部ではこの検出値に基づきキャニスタ内の温度を一定に保つために高周波誘導コイルに対する電圧の制御等がなされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の溶融炉の構造は、キャニスタの頂部と装填部及び昇降部の段差との隙間が大きく開いているために、低融点金属を多く含む溶融対象物がキャニスタ内に投入されると溶融対象物が瞬時に燃焼して炎上し、この燃焼炎が隙間を通り、キャニスタの外周に数秒間連続して回り込んでいた。キャニスタの外周面温度を監視している放射温度計は、この燃焼炎をキャニスタの異常発熱であると判断して自動的にインターロック機能を作動させ、溶融炉を停止させる必要が無いにも関わらず溶融炉を停止させるという問題点があった。
【０００６】
そこで、炎上を防止するために低融点金属と高融点金属との割合を一定とすることは、かえって選別作業に時間がかかり、溶融作業が遅延するという問題点があった。
【０００７】
そして、検出防止対策としてシーケンサのプログラムにタイマー機能を追加し、放射温度計がある一定時間以内の連続高温状態は燃焼炎であると判定して、溶融炉を停止させないようにする対策が行われた。
【０００８】
しかし、タイマーを追加したとしても、燃焼炎が数秒程度発生する場合には効果的であるものの、数十秒間連続して発生する場合においては、燃焼炎による高温なのかキャニスタの異常発熱なのかを判定するしきい値となる時間が決定できず、この対策も完全ではないという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決する本発明の燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造は、下部の内径が上部の内径より大きく、下部と上部の境界部分は段差を有する内径の異なる円筒形状を有し、円筒形内側下部にキャニスタを設置する装填部と、円筒形内側上部にキャニスタに溶融対象物を供給する投入容器を設置する昇降部と、前記キャニスタの外周面温度を測定する放射温度計とを備え、該放射温度計の検出信号に基づき、溶融炉内の温度制御を行う溶融炉であって、前記キャニスタの頂部と前記装填部の上端との隙間を燃焼用酸素が供給できる最小寸法に設定したことを特徴とする（第１の発明）。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記装填部と前記昇降部との段差位置下部において、外径が装填部の内径に等しく、内径が昇降部に等しいスペーサリングを固定し、該スペーサリングとの下面と、キャニスタの頂部との隙間を燃焼用酸素が供給できる最小寸法に設定したことを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記隙間の最小寸法が３ｃｍであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、燃焼炎がキャニスタの外周への回り込みが無くなり、放射温度計の燃焼炎温度の検出を防止でき、もって溶融炉の自動停止を未然に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の第一実施形態における放射性廃棄物処理設備の全体構成を示す図である。この雑固体廃棄物溶融設備は、雑固体廃棄物を仕分けする前処理設備１と、仕分けされた雑固体廃棄物のうち溶融可能な廃棄物を溶融するための溶融設備２と、溶融終了後の溶融廃棄物を収納したドラム缶に、モルタルを充填して充填固化体とするモルタル固化設備３と、充填固化体を一時保管する保管設備４からなる。
【００１５】
前処理設備１にて、原子力発電施設にて発生する多種類の性状（材質、寸法、形状等）の異なる低レベル放射性廃棄物の雑固体廃棄物は処理対象外廃棄物６、直接充填物７、溶融対象物８の３区分に分別される。
【００１６】
前処理設備１にて分別される溶融対象物８は、溶融により減容化がはかれる、例えば、炭素鋼、ステンレス等の金属類、コンクリート、保温材、ガラスの無機物類の不燃物であり、手作業又はコンベア等の収納手段１３により投入容器１１又はキャニスタ１２に収納され、クレーン又はコンベア等の搬出手段１４により溶融設備２へ搬出される。
【００１７】
図２は本発明の第一実施形態における燃焼炎のキャニスタの外周への回り込みを防止する溶融炉構造を備えた溶融設備を示す図である。図２に示すとおり、溶融設備２は、円筒形状を有し、円筒形内側には下部開口したキャニスタ１２装填用の装填部２１ａが形成され、その上部にはこの装填部２１ａより一段小径化され、かつ上端開口した投入容器１１が挿通される円筒形の昇降部２１ｂが開口され、この通路２１ｂに連通してその一方側には煙道２６、他方側には監視カメラ孔１２０がそれぞれ分岐状態に形成され、円筒形内側表面の下部分に高周波誘導コイル２０が螺旋状に巻回されている溶融炉２１と、溶融炉２１の下部側から初期装荷として予め溶融対象物８を詰め込んだキャニスタ１２を上昇させ、高周波誘導コイル２０の内側に装填し、溶融終了後はキャニスタ１２を下降させ、冷却装置２２まで移動させる移動装置２３と、初期装荷した溶融対象物８が溶融して減容するとキャニスタ１２内に余裕ができるので、溶融対象物８を溶融炉２１の上部側から投入容器１１を降下させ、この下部のゲートを開けることでキャニスタ１２内に溶融対象物８を投入する投入装置２４と、排気中の粉塵を濾過するフィルター２７と、排気を吸引する排ガスブロワと、排ガスブロワにより吸引した排気を無害化する排気処理装置２９とを備える。
【００１８】
また、装填部２１ａの円周方向の溶融炉本体の内部には直交４方向の上下２列に計８台の放射温度計１４０が配置され、各温度計１４０の検出信号は制御室内に設けた温度制御部１４１に入力され、温度制御部１４１ではこの検出値に基づき高周波誘導コイル２０に対する電圧の制御がなされる。
【００１９】
図３は本発明の第一実施形態における燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造を備えた溶融炉を示す図である。図３に示すとおり、装填部２１ａと昇降部２１ｂとの段差位置下部において、外径が装填部２１ａの径に等しく、内径が昇降部２１ｂに等しい耐熱材からなるスペーサリング１４２が固着され、このスペーサリング１４２の下面とキャニスタ１２の頂部との高さ方向の隙間寸法ｄを最小に設定している。
【００２０】
この隙間寸法ｄは、例えば、キャニスタ１２の外径が５４ｃｍである場合に、実寸法で３ｃｍとすることが好ましく、これに応じてスペーサリング１４２の厚みを設定する。
【００２１】
この理由として、単位時間当たりの溶融対象物の燃焼に必要な酸素量と、単位時間当たりのキャニスタ１２の頂部と装填部２１ａ及び昇降部２１ｂの段差との隙間を通過できる酸素量とが等しくなる隙間寸法ｄが３ｃｍである。
【００２２】
また、その他にも、隙間寸法ｄが３ｃｍよりも小さい場合においては、キャニスタ１２の装填作業時において、スペーサリング１４２の下端に衝突し、スペーサリング１４２を破損する可能性があった。
【００２３】
そして、隙間寸法ｄが３ｃｍよりも大きい場合においては、燃焼炎が生じた場合に、燃焼炎の一部がこの隙間を通過してキャニスタ１２の外表面に回り込み、前述した放射温度計１４０の誤検出の原因となる。
【００２４】
したがって、本発明者らは、前述のごとき各部の相対寸法の中で、高さ方向に３ｃｍ程度の隙間寸法に設定することで、この隙間寸法ｄは燃焼炎の流動空間としては作用しない知見を得た。
【００２５】
図４は本発明の第一実施形態におけるキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造を備えた溶融炉のキャニスタ内に溶融対象物を投入したときの燃焼炎の発生状況を示す図である。
【００２６】
図４に示すように、投入容器１１を下降させ、ゲートを開いてその内容物を溶融物内蔵のキャニスタ１２内に投入した状態で、内容物中に多量の低融点金属が存在し、急激な燃焼が生じた場合においても、その燃焼炎は全て昇降部２１ｂ側に立上るのみであり、キャニスタ１２の外周面への回り込みを防止する。
【００２７】
また、上記の実施形態以外に、キャニスタ１２の高さ寸法の変更や、支持台１２上に設置されたキャニスタ１２設置用のスペーサ１２ａの厚み変更も可能であるが、キャニスタ１２自体が規格品であり、規格の変更はコストアップにつながること及び現在のキャニスタ１２の装填位置と高周波誘導コイル２０との位置関係が最適効率となる位置であることから第一実施形態のごとくスペーサリング１４２を介在させることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態における放射性廃棄物処理設備の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態における燃焼炎のキャニスタの外周への回り込みを防止する溶融炉構造を備えた溶融設備を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態における燃焼炎のキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造を備えた溶融炉を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態におけるキャニスタ外周への回り込みを防止する溶融炉構造を備えた溶融炉のキャニスタ内に溶融対象物を投入したときの燃焼炎の発生状況を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  前処理設備                        ２  溶融設備
３  モルタル固化設備                  ４  保管設備
５  雑固体廃棄物                      ６  処理対象外廃棄物
７  直接充填物                        ８  溶融対象物
９  仕分け台                          １０  切断機
１１  投入容器                        １２  キャニスタ
１３  収納手段                        １４  搬出手段
１５  ドラム缶                        １６  搬出手段
２０  高周波誘導コイル                ２１  溶融炉
２１ａ  装填部                        ２１ｂ  昇降部
２２  冷却装置                        ２３  移動装置
２４  投入装置                        ２５  監視カメラ
２６  煙道                            ２７  フィルター
２９  排気処理装置                    ３０  煙道配管
３１  溶融廃棄物                      ３２  ドラム缶
１４０  放射温度計                    １４１  温度制御部
１４２  スペーサリング                ｄ  隙間寸法
【図１】
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【図２】
2007271184.tif 000004
【図３】
2007271184.tif 000005
【図４】
2007271184.tif 000006