(57)【要約】【課題】スラリー流量の測定誤差を低減し、電磁流量計の指示の信頼性を向上させることで、安定運転の継続性向上に寄与することを可能とする。【解決手段】廃液を貯蔵する廃液貯蔵タンク１と、この廃液貯蔵タンクに水頭圧によって廃液を移送するヘッドタンク２と、廃液貯蔵タンクからヘッドタンクに廃液を移送する廃液移送ポンプ４と、ヘッドタンクから廃液貯蔵タンクに移送する廃液の流量を調整することによりヘッドタンク内の水位を調整する水位調整弁５と、スラリーを収容して乾燥させる乾燥機８と、この乾燥機にヘッドタンクからスラリーを移送するスラリー移送配管６と、スラリーの移送量を電磁力によって計測する電磁流量計１１と、スラリーの水位を制御するスラリー制御装置とを有するスラリー移送装置において、水頭圧によりヘッドタンクから乾燥機８へ移送するスラリーの流量に脈動を与える脈動印加手段１８とを備える。【選択図】  図１
2012173122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液を貯蔵する廃液貯蔵タンクと、水頭圧により廃液を移送するヘッドタンクと、前記廃液貯蔵タンクから前記ヘッドタンクへ廃液を移送する廃液移送ポンプと、前記ヘッドタンクから前記廃液貯蔵タンクに戻る廃液の流量を調整することにより前記ヘッドタンクの水位を調整する水位調整弁と、乾燥機と、前記ヘッドタンクから前記乾燥機へスラリーを移送するスラリー移送配管と、スラリー移送量を計測する流量計と、前記水位調整弁の弁開度を制御する水位制御装置とから構成されるスラリー移送装置において、水頭圧により前記ヘッドタンクから前記乾燥機へ移送するスラリー流量に脈動を与える脈動付与手段を備えたことを特徴とするスラリー移送装置。
【請求項２】
前記脈動付与手段は、内面に螺旋状の溝あるいは螺旋羽根が形成された配管と、この配管に管継手を介して連結されて当該配管を軸回りに回転させる駆動装置と、この駆動装置の回転速度を周期的に可変速制御する制御装置とした請求項１記載のスラリー移送装置。
【請求項３】
前記脈動付与手段は、前記ヘッドタンクの水位に脈動を与える手段である請求項１記載のスラリー移送装置。
【請求項４】
前記脈動付与手段は、ポンプの回転速度を可変速制御する機能および可変速制御を周期的に実施させるタイマ機能を備える速度制御装置と、廃液貯蔵タンクからヘッドタンクへ廃液を移送するポンプとを備えた請求項３記載のスラリー移送装置。
【請求項５】
前記脈動付与手段は、前記ヘッドタンクの水位を制御する水位制御弁と、電磁流量計で測定されたヘッドタンクから乾燥機へ移送されるスラリーの流量に応じて水位調整弁の弁開度を制御する水位制御装置と、この水位制御装置に前記水位制御弁の弁開度を周期的に変化させる電気信号を発する機能を与えるタイマを備えた請求項３記載のスラリー移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力施設等で発生する廃液に含まれるスラリーを処理するためのスラリー処理装置に係り、特に沈降性スラリーを水頭圧によって乾燥機等に移送するスラリー移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力施設においてホウ酸含有廃液の処理方法として、セメント固化法を適用することが知られている。このセメント固化法では、廃液を化学処理等によって固化することで生じる沈降性スラリーを、乾燥機へ移送して乾燥させ、この乾燥処理によって生じた紛体とセメントとを混練して、セメント固化体を形成させる方法である。
【０００３】
このセメント固化法のうち、スラリーの乾燥工程において、乾燥機の処理可能な容量に応じて沈降性スラリーを乾燥機へ移送する方法が知られている。
【０００４】
図９は、上記方法を実施するための従来例によるスラリー移送装置の構成および作用を示す系統構成図である。
【０００５】
図９に示すように、従来では原子力施設で生じた廃液１００に含まれる小流量の沈降性スラリーをスラリー移送装置によって乾燥機１０８に移送する場合、廃液貯蔵タンク１０１とその上方に配置したヘッドタンク１０２との間で循環配管１０３ａ，１０３ｂを介してスラリーを循環させ、ヘッドタンク１０２内の廃液１００の水位に応じた水頭圧により、ヘッドタンク１０２からスラリー移送配管１０６を介してスラリーを乾燥機１０８へ移送して乾燥することが行われている。
【０００６】
なお、従来では大流量のスラリーを移送する技術として、移送元から移送先に接続されたスラリー移送用の移送配管上に渦巻きポンプ１０４を設置し、スラリー流量に脈動を与えるシステムは公知の技術として知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の廃液乾燥工程において、廃液１００を化学処理したスラリーを乾燥機１０８へ移送する工程については、水頭圧によりヘッドタンク１０２から乾燥機１０８へ移送するスラリーの流量を電磁流量計１１１で測定しており、測定した流量を電気信号として、ヘッドタンク１０２からスラリーを貯蔵する廃液貯蔵タンク１０１への戻り配管（循環配管１０３ｂ）に設置した水位調整弁１０５へフィードバック制御している。
【０００９】
このフィードバック制御によりヘッドタンク１０２の水位、すなわち水頭圧によるスラリー移送流量を制御している。
【００１０】
しかし、電磁流量計１１１からなる測定部にスラリーが沈降すると、流量の測定上の配管径が小さくなるため、実際の流量よりも小さい値として検知され、流量指示に誤差が生じる可能性がある。
【００１１】
上記の誤差が発生した場合には、流量のフィードバック制御により水位調整弁１０５の開度が小さくなり、ヘッドタンク１０２内の廃液の水位が上昇することとなり、システム運転が不安定となる。また、スラリーの沈降が進むと、スラリー移送配管１０６が閉塞する可能性がある。
【００１２】
このように、従来のセメント固化法においては、スラリー状のホウ酸含有廃液の流量を測定する流量計測定部にスラリーが堆積し、流量指示に誤差が生じる可能性がある。
【００１３】
また、スラリー状のホウ酸含有廃液のスラリー移送配管１０６上の水位調整弁（絞り弁）１０５で閉塞を起こす可能性がある。
【００１４】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、沈降性スラリー流量の測定誤差を低減し、流量計の指示の信頼性を向上させることで、安定運転の継続性向上に寄与することを可能とするスラリー移送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】
【００１５】
本発明では、廃液を貯蔵する廃液貯蔵タンクと、水頭圧により廃液を移送するヘッドタンクと、前記廃液貯蔵タンクから前記ヘッドタンクへ廃液を移送する廃液移送ポンプと、前記ヘッドタンクから前記廃液貯蔵タンクに戻る廃液の流量を調整することにより前記ヘッドタンクの水位を調整する水位調整弁と、乾燥機と、前記ヘッドタンクから前記乾燥機へスラリーを移送するスラリー移送配管と、スラリー移送量を計測する流量計と、前記水位調整弁の弁開度を制御する水位制御装置とから構成されるスラリー移送装置において、水頭圧により前記ヘッドタンクから前記乾燥機へ移送するスラリー流量に脈動を与える脈動付与手段を備えたことを特徴とするスラリー移送装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、スラリー流量の測定誤差を低減することにより、流量計の指示の信頼性を向上することができる。また、スラリー移送配管が閉塞する可能性を低減することで、安定運転の継続に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形によるスラリー移送装置の全体系統を示す構成図。
【図２】図１に示したスラリー移送装置の移送配管内部を拡大して示す斜視断面図。
【図３】図２に示した移送配管回転部を一部断面として示す拡大図。
【図４】本発明の第１実施形態の作用を時間軸に沿って説明するためのグラフ。
【図５】本発明の第２実施形態によるスラリー移送装置の全体系統を示す構成図。
【図６】本発明の第２実施形態の作用を時間軸に沿って説明するためのグラフ。
【図７】本発明の第３実施形態によるスラリー移送装置の全体系統を示す構成図。
【図８】本発明の第３実施形態の作用を時間軸に沿って説明するためのグラフ。
【図９】従来例によるスラリー移送装置の構成および作用を示す系統構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係るスラリー移送装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
［第１実施形態］（図１−図４）
図１は、本発明の第１実施形態によるスラリー移送装置Ａ１の全体構成図である。
【００２０】
この図１に示すように、本実施形態のスラリー移送装置Ａ１は、原子力施設等で発生した廃液Ｌ１を貯蔵する廃液貯蔵タンク１と、この廃液貯蔵タンク１の上方に配置されて水頭圧により廃液Ｌ１を廃液貯蔵タンク１に移送するための縦長筒状のヘッドタンク２とを備えている。
【００２１】
廃液貯蔵タンク１の上壁部には、この廃液貯蔵タンク１からヘッドタンク２の底部側に連結されて廃液Ｌ１をヘッドタンク２内に還流させるための還流配管３ａが設けられるとともに、ヘッドタンク２の側壁部から廃液貯蔵タンク１に廃液Ｌ１を送出する送出配管３ｂが設けられている。
【００２２】
還流配管３ａには廃液移送ポンプとしての循環ポンプ４が設けられており、この循環ポンプ４により廃液貯蔵タンク１側からヘッドタンク２側に廃液Ｌ１を移送するようにしてある。
【００２３】
ヘッドタンク２の下方の側面と乾燥機８との間にはスラリー移送配管６が接続されており、ヘッドタンク２の水頭圧によってヘッドタンク２から乾燥機８へスラリーを移送し、乾燥を行う。
【００２４】
スラリー移送配管６の内周面には、このスラリー移送配管６の軸心に沿って螺旋状の溝が形成された移送配管回転部７が設けてあり、これらのスラリー移送配管６と移送配管回転部７とは管継手１０により同軸上で連通接続されて、移送配管回転部７がドリブンギア１４ａ、ドライブギア１４ｂにより一体回転する構成となっている。
【００２５】
移送配管回転部７は、ギア機構からなる回転駆動部（軸）９を有するとともに、この移送配管回転部７の回転速度を可変速制御する機能および周期的に変速するためのタイマ機能を有する速度制御装置１３ａを備えている。
【００２６】
スラリー移送配管６には電磁流量計１１等の流量計が設置され、スラリー移送配管６を流れるスラリーの流量を計測することができる。また、スラリー移送配管６を流れるスラリーの流量に応じてヘッドタンクの水位を制御するために、作動する水位調整弁５の弁開度を制御する水位制御装置１２が設けられている。
【００２７】
図２は、図１に示したスラリー移送装置Ａ１の移送配管回転部７の内部を拡大し、その内周面部を詳細に示す斜視断面図である。
【００２８】
図２に示すように、スラリー移送配管６の移送配管回転部７の内部には、この移送配管回転部７の軸心部を中心とする螺旋状の溝７ａが形成されており、この溝７ａにより、移送配管回転部７内を流れるスラリーＳに螺旋送り作用が付与され、強制的に送られる。
【００２９】
このように、スラリー移送配管６の移送配管回転部７の内部に螺旋状の溝７ａを形成し、移送配管回転部７をその軸心まわりに可変周期で回転することで、スラリー移送配管６の内部を流れるスラリーＳにらせん状の溝６ａによって軸方向の流線束（螺旋送り）を与えること（すなわち流量に変化を与えること）ができる。移送配管回転部７は、内部に螺旋溝７ａを形成する代りに、螺旋羽根（図示省略）を内部に設けてもよい。
【００３０】
したがって、回転駆動部９と速度制御装置１３ａにより、移送配管回転部７に所要周期で回転速度を与え、スラリー移送配管６の内部を流れるスラリーの流量に脈動を与え、強制的に送ることができる。
【００３１】
図３は、図２に示した移送配管回転部７の一部を断面として示す拡大図である。
【００３２】
この図３に示すように、移送配管回転部７の軸方向端部付近にはドリブンギア１４ａが設置されており、このギア１４ａはモータ１５の軸に連結された駆動用のドライブギア１４ｂに噛合して回転する。
【００３３】
モータ１５は、速度制御装置１３ａからの電気信号により可変速回転する構成としてあり、このモータ１５の駆動によって移送配管回転部７を可変速で回転させることができる。
【００３４】
速度制御装置１３ａは、速度制御部１６ａと、タイマ１７ａとから構成されており、速度制御部１６ａは、複数の回転速度の設定点を有している。
【００３５】
そして、タイマ１７ａによって周期的に設定点を切り替える機能を与えることにより、モータ１５の回転速度を周期的に変化させる構成となっている。
【００３６】
図４は、上記構成に基づいて実施される作用を時間軸に沿って説明するためのグラフである。
【００３７】
この図４に示すように、速度制御装置１３ａによって移送配管回転部７の回転数（Ｎ）を高めると、これに追随してスラリー流量（Ｗ）に脈動が発生し、脈動付与手段１８を構成している。この脈動付与手段１８に対応してヘッドタンク水位（Ｈ）が昇降する。
【００３８】
脈動付与手段１８は、スラリー流量（Ｗ）に脈動が発生することにより、ヘッドタンク２内の水頭圧を変化させることができる。結果的に、脈動付与手段１８は、ヘッドタンク２内の水頭圧の変化によっても、ヘッドタンク２から乾燥機８に移送させるスラリー流量に脈動を与えることができる。
【００３９】
このため、脈動付与手段１８は、移送配管回転部７の回転数（Ｎ）に基づいてスラリーの流れに脈動が与えられ、このスラリー流量（Ｗ）に従ってヘッドタンク水位（Ｈ）に脈動が発生する。
【００４０】
ヘッドタンク水位の脈動により、スラリーの沈降が抑制され、スラリー流量の計測時において水位調整弁５の開度（Ｖ）の誤差を生じる可能性を低減することができ、安定運転を継続することが可能となる。
【００４１】
本実施形態によれば、小流量のスラリー流量の測定誤差を低減することにより、電磁流量計１１の指示の信頼性を向上することができる。また、スラリー移送配管６が閉塞する可能性を低減することで、安定運転の継続に寄与することが可能となる。
【００４２】
［第２実施形態］（図５、図６）
図５は第２実施形態によるスラリー移送装置Ａ２の全体系統を示す構成図であり、図６は第２実施形態による作用を時間軸に沿って説明するためのグラフである。
【００４３】
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態で適用したスラリー移送装置Ａ２は移送配管回転部７と、回転駆動部９と、管継手１０と、速度制御装置１３ａに代えて、循環ポンプ４に回転速度を周期的に変化させる制御を実施する速度制御装置１３ｂを備える構成としたことにある。
【００４４】
すなわち、第２実施形態においては、循環ポンプ４が速度制御装置１３ｂからの信号により可変速制御する構成としてある。この速度制御装置１３ｂは、第１実施形態で示した速度制御装置１３ａの構成と同様に、速度制御部１６ｂと、タイマ１７ｂとから構成される。
【００４５】
このため、循環ポンプ４の回転速度を周期的に変化させることで、ヘッドタンク２の水位を周期的に上昇あるいは昇降させる。ヘッドタンク２の水位が上昇（または下降）することにより、水頭圧によりスラリー移送配管６を流れるスラリーの流量が大きく（または小さく）なる。
【００４６】
そして、電磁流量計１１で検出した流量を水位制御装置１２にフィードバックし、水位制御装置１２からの電気信号により水位調整弁５を動作させて、ヘッドタンク水位を上昇前の状態に戻すように制御される。これにより、ヘッドタンク２内の水位に脈動を与えることができ、結果として図６に示すように、スラリー移送配管６を流れるスラリーの流量に脈動を与えることができ、脈動付与手段１８ｂを構成している。脈動付与手段１８ｂは、ヘッドタンク２の水位に脈動を与える手段であり、タイマ１７ｂを有する速度制御装置１３ｂにより、循環ポンプ４の回転速度を周期的に変化させることで構成される。
【００４７】
本実施形態によっても、小流量のスラリー流量の測定誤差を低減することにより、流量計の指示の信頼性を向上することができる。また、スラリー移送配管６が閉塞する可能性を低減することで、安定運転の継続に寄与することが可能となる。
【００４８】
［第３実施形態］（図７、図８）
図７は第３実施形態によるスラリー移送装置Ａ３全体を示す系統構成図であり、図８は図７に示した構成に基づいて行われる作用を示している。なお、図８では、水位調整弁開度Ｖ０、ヘッドタンク水位Ｈおよびスラリー流量Ｗの変動作用を、時間軸に沿って説明するためのグラフとして示している。
【００４９】
図７に示すように、本実施形態のスラリー移送装置Ａ３では、第１実施形態で適用した循環ポンプ４に接続される速度制御装置１３ａに代えて、水位制御装置１２にタイマ１７ｃを具備する構成を適用している。
【００５０】
タイマ１７ｃは水位制御装置１２へ周期的に電気信号を発振する機能を与えるものである。すなわち、水位制御装置１２は水位調整弁５の弁開度が小さくなる電気信号を発信した場合に、ヘッドタンク２から廃液貯蔵タンク１へ流れるスラリーの量が小さくなるため、ヘッドタンク２の水位は上昇する。
【００５１】
このヘッドタンク２の水位上昇により、本実施形態では第２実施形態と同様に、スラリー移送配管６を流れるスラリーＳの流量に脈動を与え、脈動付与手段１８ｃを構成している。
【００５２】
脈動付与手段１８ｃは、ヘッドタンク２内の水位に脈動を付与する手段である。この脈動付与手段１８ｃは、ヘッドタンク２内の水位を制御する水位制御弁５と、電磁流量計１１で測定されたヘッドタンク２から乾燥機８へ移送されるスラリー流量に応じて水位調整弁５の弁開度を制御する水位制御装置１２と、この水位制御装置１２に水位制御弁５の弁開度を周期的に変化させる電気信号を発する機能を与えるタイマ１７ｃとから構成される。
【００５３】
脈動付与手段１８ｃは、ヘッドタンク２内の水位に脈動を与えることにより、スラリー移送配管６を流れるスラリー流動に脈動を付与することができる。
【００５４】
そして、図８にはスラリー移送配管６を流れるスラリー流量に脈動を与える状態を示すグラフを示している。このグラフに示すように、水位調整弁開度Ｖ０は、動作時の初段階で次第に小さく閉じ、その後に漸増する。さらにその後、略水平状態を維持し、１作用サイクル後には、上記同様の作用が行われる。
【００５５】
上記作用により、小流量のスラリーに脈動が与えられ、スラリー流量の測定誤差を低減することができ、流量計の指示の信頼性向上が図れる。また、スラリー移送配管６が閉塞する可能性を低減することで、安定運転の継続に寄与することが可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１  廃液貯蔵タンク
２  ヘッドタンク
３ａ  還流配管
３ｂ  送出配管
４  循環ポンプ（廃液移送ポンプ）
５  水位調整弁
６  スラリー移送配管
７  移送配管回転部
８  乾燥機
９  回転駆動部
１０  管継手
１１  流量計（電磁流量計）
１２  水位制御装置
１３ａ  速度制御装置
１３ｂ  速度制御装置
１４ａ  ドリブンギア
１４ｂ  トライブギア
１５  モータ
１６ａ  速度制御部
１６ｂ  速度制御部
１７ａ  タイマ
１７ｂ  タイマ
１７ｃ  タイマ
１８，１８ｂ，１８ｃ  脈動付与手段（脈動印加手段）
Ａ１，Ａ２，Ａ３  スラリー移送装置
【図１】
2012173122.tif 000003
【図２】
2012173122.tif 000004
【図３】
2012173122.tif 000005
【図４】
2012173122.tif 000006
【図５】
2012173122.tif 000007
【図６】
2012173122.tif 000008
【図７】
2012173122.tif 000009
【図８】
2012173122.tif 000010
【図９】
2012173122.tif 000011