(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で放射性廃棄物を溶融させるキャニスタと、このキャニスタの外周に設けられた誘導加熱コイルとの間に配設され、温度測定用穴が貫通形成された放射性廃棄物溶融炉用断熱壁において、
温度測定用穴のキャニスタ側の開口部の周囲に、溶湯付着防止凹部を凹陥形成したことを特徴とする放射性廃棄物溶融炉用断熱壁。
【請求項２】
溶湯付着防止凹部の上部を、上方に先鋭した形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の放射性廃棄物溶融炉用断熱壁。
【請求項３】
温度測定用穴のキャニスタ側の開口部の下端から溶湯付着防止凹部の下端に向かって徐々にキャニスタ側に張り出した斜面を有する溶湯滞留防止凹部を、溶湯付着防止凹部に凹陥形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか記載の放射性廃棄物溶融炉用断熱壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射性廃棄物溶融炉用断熱壁の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子力発電所などの放射性物質取扱施設から発生する放射性廃棄物の処理方法として、放射性廃棄物を焼却処理し、焼却残渣である焼却灰の形態に減容し、これをさらに溶融、固化して放射性物質を固化体内に封入した後、ドラム缶などに収容して所定貯蔵施設に保管する方法が実用化されている。
【０００３】
そして、その放射性物質を溶融するための放射性廃棄物溶融炉としては、特許文献１に示されるような放射性廃棄物溶融炉が従来から広く用いられている。この放射性廃棄物溶融炉５０は、図３に示されるように、被溶融物５１を収容するキャニスタ５２を昇降自在に配設し、このキャニスタ５２の外周に誘導加熱コイル５３を配設したものである。誘導加熱コイル５３から発生する交番磁束によりキャニスタ５２内の被溶融物５１を加熱して溶融するようになっている。なお、この放射性廃棄物溶融炉５０には、誘導加熱コイル５３を、キャニスタ５２の輻射熱から保護するために、キャニスタ５２と誘導加熱コイル５３の間に、円筒形状の断熱壁５４を設けている。
【０００４】
この放射性廃棄物溶融炉５０では、キャニスタ５２内の温度を所望の温度（例えば１５００℃）にするために、キャニスタ５２内の温度を測定する必要がある。そこで、特許文献２に示されるような、放射温度計がある。この放射温度計は、物体から放射される赤外線の強度を測定するものであるが、図３に示されるように、断熱壁５４に貫通形成された温度測定用穴５４ａに、外側から測定用中空ノズル６０の一方端部６０ａを当接させ、この測定用中空ノズル６０により、キャニスタ５２側の断熱壁５４の赤外線を放射温度計本体６１に誘導し、赤外線の強度を測定して温度を測定するように構成したものである。
【０００５】
しかしながら、溶融運転中に、温度測定用穴５４ａが閉塞し、正確な温度測定ができなくなるという問題があった。これは、溶融運転中にキャニスタ５２内部から溶湯が突沸し、断熱壁５４の内壁面付着し、図４に示されるように、付着した溶湯７０が、温度測定用穴５４ａまで垂れ下がり、温度測定用開口５４ａを閉塞することが原因である。
【０００６】
図５に実際のキャニスタ５２の温度と測定されたキャニスタ５２の温度の関係のグラフを示す。溶湯７０が温度測定用開口５４ａを閉塞すると、キャニスタ５２から放射される赤外線が溶湯７０によって遮られるため、放射温度計本体６１は、実際の温度に比べて、低く温度（図５の破線で示される温度）を測定してしまう。このため、キャニスタ５２の温度が所望の温度以下に低下したと判断され、図５に示されるように、誘導加熱コイル５３の出力を上げる運転がなされキャニスタ５２の温度（図５の実線で示される温度）が所望の温度以上に上昇してしまう。そして、温度測定用開５４ａの溶湯の閉塞がなくなった際には、所望の温度以上になった実際のキャニスタ５２の温度が測定されるため、高温による、放射性廃棄物溶融炉５０の緊急停止がなされる。緊急停止がなされると、処理中の放射性廃棄物は不良固化体となり、現状では最終廃棄処分が不可能な廃棄物となってしまうという問題があった。
【特許文献１】特公平３−２４４０号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
溶湯により温度測定用口が閉塞されることを防止し、正常に放射性廃棄物溶融炉のキャニスタの温度を測定することができる放射性廃棄物溶融炉用断熱壁を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明は、内部で放射性廃棄物を溶融させるキャニスタと、このキャニスタの外周に設けられた誘導加熱コイルとの間に配設され、温度測定用穴が貫通形成された放射性廃棄物溶融炉用断熱壁において、温度測定用穴のキャニスタ側の開口部の周囲に、溶湯付着防止凹部を凹陥形成したことを特徴とする。
【０００９】
なお、溶湯付着防止凹部の上部を、上方に先鋭した形状にすることが好ましい。
【００１０】
また、温度測定用穴のキャニスタ側の開口部の下端から溶湯付着防止凹部の下端に向かって徐々にキャニスタ側に張り出した斜面を有する溶湯滞留防止凹部を、溶湯付着防止凹部に凹陥形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
温度測定用穴のキャニスタ側の開口部の周囲に、溶湯付着防止凹部を凹陥形成したので、溶湯が温度測定用穴の上方に付着した場合であっても、溶湯が溶湯付着防止凹部の外縁に沿って流動し、溶湯が温度測定用穴を塞ぐことがなく、正常に放射性廃棄物溶融炉のキャニスタの温度を測定することが可能となる。このため、放射性廃棄物溶融炉が緊急停止することがなく、緊急停止による不良固化体が生成されることがない。不良固化体の撤去作業が不要となり、作業員の被曝低減に寄与することが可能となる。
【００１２】
なお、溶湯付着防止凹部の上部を上方に先鋭した形状にすると、温度測定用穴の上方に溶湯が付着した場合であっても、溶湯が溶湯付着防止凹部の先鋭部で左右に分岐して流動するので、溶湯が溶湯付着防止凹部の上部から垂れ下がって、温度測定用穴を塞ぐことを防止することが可能となる。
【００１３】
また、温度測定用穴のキャニスタ側の開口部の下端から溶湯付着防止凹部下端に向かって徐々にキャニスタ側に張り出した斜面を有する溶湯滞留防止凹部を、溶湯付着防止凹部に凹陥形成すると、溶湯が温度測定用穴を塞いだ場合であっても、溶湯が溶湯滞留防止凹部の斜面に沿って流動し、溶湯を温度測定用穴から容易に排出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】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。本発明の放射性廃棄物溶融炉用断熱壁が適用される放射性廃棄物溶融炉は、例えば原子力発電所などの放射性物質取扱施設から発生する放射性雑固体廃棄物の減容処理に用いられる高周波熔融炉であって、その基本的構造は従来公知のものと格別変わるところはない。以下図１を参照して、放射性廃棄物溶融炉の説明をする。
【００１５】
（放射性廃棄物溶融炉の構造）
図１において、１は放射性廃棄物溶融炉である。この放射性廃棄物溶融炉１の内部に、導電性セラミックで構成された有底筒状のキャニスタ２を昇降自在に配設している。このキャニスタ２の内部には、放射性廃棄物である被溶融物２０が投入され、キャニスタ２で被溶融物２０を収容するようになっている。
【００１６】
キャニスタ２の外周には、誘導加熱コイル３が配設されている。この誘導加熱コイル３からは、交番磁束が発生するようになっている。この交番磁束により、キャニスタ２及び被溶融物２０の少なくとも一方に、渦電流が流れて約１５００℃に加熱され、被溶融物２０が溶融するようになっている。
【００１７】
４は断熱壁であり、アルミナやムライト等の耐熱断熱材で構成されている。この断熱壁４は、キャニスタ２と誘導加熱コイル３の間に配設され、本実施形態では、略円筒形状をしている。断熱壁４は、誘導加熱コイル３を、高温に熱するキャニスタ２の輻射熱から保護するためのものである。断熱壁４には、１もしくは複数の温度測定用穴４ａが貫通形成されている。
【００１８】
（放射温度計）
以下に放射温度計の説明をする。放射性廃棄物溶融炉１に使用される放射温度計の構造は、特許文献２に詳細に説明されている。以下に、概要を説明する。１１は放射温度計である。この放射温度計１１は、被測定物が放射している赤外線の放射エネルギーを測定することにより、被測定物の温度を測定するものである。放射温度計１１は、誘導加熱コイル３の外側に配設されている。
【００１９】
１０は測定用中空ノズル１０であり、耐熱材料で構成され、略円筒形状をしている。測定用中空ノズル１０の先端１０ａは、温度測定用穴４ａの誘導加熱コイル３側開口部に当接もしくは埋入している。一方で、測定用中空ノズル１０の他端１０ｂは、放射温度計１１に取り付けられている。
【００２０】
本発明に使用される放射温度計１１は、キャニスタ２が発する赤外線を、測定用中空ノズル１０の内部を通過させて検出して、キャニスタ２の温度を測定するようになっている。なお、キャニスタ２の複数箇所を測定して、温度測定の精度を向上させるために、図１に示されるように、放射温度計１１及び測定用中空ノズル１０を複数設けることが好ましい。
【００２１】
（温度測定用穴）
図２に温度測定用穴４ａの詳細図を示し、以下に温度測定用穴４ａの説明をする。図２に示されるように、本発明では、温度測定用穴４ａのキャニスタ２側の開口部の周囲に、溶湯付着防止凹部４ｂが凹陥形成されている。本実施形態では、溶湯付着防止凹部４ｂは、先端を上側にした涙形状（言い換えると雫形状）をしていて、溶湯付着防止凹部４ｂの上部が、上方に先鋭した形状となっている。
【００２２】
本実施形態の、溶湯付着防止凹部４ｂの上部は上側に先鋭した形状をしているが、溶湯付着防止凹部４ｂの下部の外縁は、半円形状をしていて、温度測定用穴４ａと同心円上に形成されている。本実施形態では、温度測定用４ａ穴の直径が２０ｍｍに対して、溶湯付着防止凹部４ｂの下部の外縁の直径は８０ｍｍとなっている。なお、本実施形態では、放射性廃棄物溶融炉用断熱壁４の厚さは６５ｍｍであり、溶湯付着防止凹部４ｂの深さは１０ｍｍとなっている。
【００２３】
なお、本発明の溶湯付着防止凹部４ｂの形状は、前述した涙形状に限定されず、三角形状等であっても差し支えない。
【００２４】
図２に示されるように、溶湯付着防止凹部４ｂの下部には、溶湯滞留防止凹部４ｃが凹陥形成されている。この溶湯滞留防止凹部４ｃは、温度測定用穴４ａのキャニスタ２側の開口部の下端４ｅから溶湯付着防止凹部の下端４ｆに向かって徐々にキャニスタ２側に張り出した斜面４ｄを有している。斜面４ｄの下端は、溶湯付着防止凹部４ｂの面と交差するようになっている。なお、本実施形態では、温度測定用穴４ａのキャニスタ２側の開口部の下端４ｅの、言い換えると斜面４ｄの上端の、溶湯付着防止凹部４ｂの面からの深さ寸法は、２０ｍｍとなっている。
【００２５】
放射性廃棄物溶融炉用断熱壁４は、型に耐熱断熱材の原材を流し込み、焼成して製作されるが、従来の型に溶湯付着防止凹部４ｂや溶湯付着防止凹部４ｃの形状に合わせた突起を設けるだけで、簡単に溶湯付着防止凹部４ｂや溶湯滞留防止凹部４ｃを凹陥形成することができる。
【００２６】
（本発明の作用）
キャニスタ内部の被溶融物２０が突沸し、被溶融物２０の溶湯２１が、温度測定用穴４ａの上方に付着した場合であっても、図２に示されるように、溶湯２１は溶湯付着防止凹部４ｂの外縁に沿って流動するので、温度測定用穴４ａを塞ぐことがない。また、溶湯付着防止凹部４ｂの上部を上方に先鋭した形状にすると、温度測定用穴４ｂの上方に付着した溶湯２１は、溶湯付着防止凹部４ｂの先鋭部４ｇで左右に分岐して流動するので、溶湯２１が、溶湯付着防止凹部４ｂの上部から垂れ下がって、温度測定用穴４ａを塞ぐことがない。
【００２７】
もし、溶湯２１が温度測定用穴４ａを塞いだ場合であっても、溶湯２１が溶湯滞留防止凹部４ｃの斜面４ｄに沿って流動し、温度測定用穴４ａから容易に排出されるようになっている。
【００２８】
なお本発明の溶湯付着防止凹部４ｂの大きさは前述した大きさに限定されず、溶湯付着防止凹部４ｂの下部の外縁の直径を、温度測定用穴４ａの直径よりも４０ｍｍ〜１００ｍｍ大きく構成すれば、溶湯２１は溶湯付着防止凹部４ｂの外縁に沿って流動して、溶湯２１が温度測定用穴４ａを塞ぐことはない。また、溶湯付着防止凹部４ｂを５ｍｍ以上の深さにすれば、溶湯２１は溶湯付着防止凹部４ｂの外縁に沿って流動する。しかし、放射性廃棄物溶融炉用断熱壁４の強度低下や断熱効果の減少を防ぐために、溶湯付着防止凹部４ｂが凹陥形成された部分の放射性廃棄物溶融炉用断熱壁４の厚さを、４５ｍｍ以上確保することが好ましい。
【００２９】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う放射性廃棄物溶融炉用断熱壁もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。      
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】放射性廃棄物溶融炉の全体図である。
【図２】温度測定用穴の詳細図である。
【図３】従来の放射性廃棄物溶融炉の全体図である。
【図４】温度測定用穴の詳細図である。
【図５】実際のキャニスタの温度と測定されたキャニスタの温度の関係のグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１      放射性廃棄物溶融炉
２      キャニスタ
３      誘導加熱コイル
４      断熱壁
４ａ    温度測定用穴
４ｂ    溶湯付着防止凹部
４ｃ    溶湯滞留防止凹部
４ｄ    斜面
４ｅ    開口部の下端
４ｆ    溶湯付着防止凹部の下端
４ｇ    溶湯付着防止凹部の先鋭部
１０    測定用中空ノズル
１０ａ  測定用中空ノズルの一端
１０ｂ  測定用中空ノズルの他端
１１    放射温度計
２０    被溶融物
２１    溶湯
５０    放射性廃棄物溶融炉
５１    被溶融物
５２    キャニスタ
５３    誘導加熱コイル
５４    断熱壁
５４ａ  温度測定用穴
６０    測定用中空ノズル
６０ａ  測定用中空ノズルの一方端部
６１    放射温度計本体
７０    溶湯
【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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