(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部にジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を回転させるターンテーブルが設けられ、蒸気熱を利用する加熱ジャケットが外装されると共に、真空引きのための排気口が設けられてなる乾燥容器と、この乾燥容器の廃棄物処理容器の出し入れ部を気密可能に閉蓋する開閉自在な天蓋と、この天蓋に設けられ、前記廃棄物処理容器を閉蓋する閉じ蓋を保持すると共に、この閉じ蓋で前記ターンテーブルに積載されている廃棄物処理容器を閉蓋する蓋装着装置と、前記乾燥容器の内壁に付設され、前記ターンテーブルに積載されている廃棄物処理容器と閉じ蓋との合わせ部を溶接する溶接用トーチとからなることを特徴とする放射性固体廃棄物の乾燥装置。
【請求項２】
ジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を乾燥装置の乾燥容器に収容して密閉すると共に真空引きし、次いで前記乾燥容器の外部からの蒸気加熱により前記廃棄物処理容器内のジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を乾燥し、乾燥終了後に前記乾燥容器内において前記廃棄物処理容器を密封し、この密封した前記廃棄物処理容器を乾燥容器から取出した後に圧縮処理することを特徴とする放射性固体廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄物を１５０℃以下の温度に加熱して乾燥することを特徴とする請求項２に記載の放射性固体廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記乾燥容器を真空引きした後に、この乾燥容器内を不活性ガスで置換すると共に、前記廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄物を１５０℃以下の温度に加熱して乾燥することを特徴とする請求項２に記載の放射性固体廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を乾燥すると共に処理する放射性固体廃棄物の乾燥装置および放射性固体廃棄物の処理方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、切断処理された使用済みのウラン燃料用の燃料制御棒、燃料被覆管、イオン交換樹脂等の放射性同位物質や放射性汚染物質である放射性固体廃棄物は、そのまま水と共にステンレス材からなる廃棄物処理容器に収納されると共に、貯蔵プール内に入れるか、あるいは貯蔵室において水中に浸漬されることにより保管されていた。ところで、放射性固体廃棄物を保管するに際しては、この放射性固体廃棄物を減容安定化処理することが、限りのある保管場所の有効活用や環境汚染（放射能汚染）防止にとって好ましい。
【０００３】
放射性固体廃棄物の減容安定化処理手段としては、例えば溶解処理、熱間静水圧加圧処理、圧縮処理、焼却処理等があるが、この放射性固体廃棄物をそのまま減容安定化処理すると、処理中において水蒸気爆発が発生したり、水蒸気やガスの発生により廃棄物処理容器の内圧が上昇して固化不能になったり、燃焼し難いという問題があるので、減容安定化処理する前に放射性固体廃棄物を乾燥する必要がある。放射性固体廃棄物を乾燥する乾燥装置や乾燥方法は、例えば本願出願人の出願になる特開平３−８９２００号公報や特開平３−１６２６００号公報に開示されている。
【０００４】
先ず、特開平３−８９２００号公報に開示されている従来例１に係る放射性固体廃棄物の乾燥装置を、その模式的断面構成説明図の図２（ａ）と、廃棄物処理容器の断面構成説明図の図２（ｂ）とを参照しながら、同明細書に記載されている同一名称と同一符号とを以て以下に説明すると、図２（ａ）に示す符号１は、底部付近の外側にドレン管１ｃを有する乾燥容器で、この容器１の上部には密封機能を有する開閉自在な天蓋１ａが設けられ、底部に後述する収容容器５が載置される支持台１ｄが設けられると共に、内部に支持台１ｄに載置された収容容器５を囲む電気式のヒータ１ｂが設けられている。この容器１の上部付近には、脱ガス装置２の吸引管が連通していて脱ガスし得るようになっている。さらに、この容器１の底部の中央には、シート座４ｂを有する口金具が突設され、この口金具のガス導入部３に不活性ガス供給源３ｂからガスヒータ３ａを介して不活性ガスが供給されるようになっている。また、前記収容容器５の底部中央には、開閉弁５ｂが内設されてなる内筒状フィルタ５ａが設けられていて、収容容器５が前記支持台１ｄに載置されると、開閉弁５ｂが上方に押上げられて開弁されると共に、収容容器５によるシート座４ｂの下方移動により口金具から円筒状フィルタ５ａ内に不活性ガスが流入するように構成されている。
【０００５】
従って、上記構成になる放射性固体廃棄物の乾燥装置によれば、放射性固体廃棄物は下記の手順で乾燥される。
(1)  先ず、放射性固体廃棄物Ｗを収容容器５に充填する。
(2)  天蓋１ａを開け、収容容器５を乾燥容器１に入れると共に、天蓋１ａを閉める。（閉弁状態の開閉弁が開弁され、不活性ガスを導入し得る状態になる。）
(3)  脱ガス装置２作動により乾燥容器１から空気を吸引して収容容器５内の放射性固体廃棄物Ｗを脱水する。
(4)  次いで、不活性ガス導入部３から口金具を通してガスヒータ３ａで加熱した不活性ガスを導入して収容容器５内の放射性固体廃棄物Ｗを乾燥する。
(5)  さらに、ヒータ１ｂに通電して収容容器５を加熱し、この収容容器５内の放射性固体廃棄物Ｗを乾燥する。なお、放射性固体廃棄物Ｗの乾燥が終了すると、乾燥容器１から収容容器５が取出される。次いで、乾燥済みの放射性固体廃棄物Ｗが収容容器５から取出され、取出された乾燥済みの放射性固体廃棄物Ｗは溶解処理、熱間静水圧加圧処理、圧縮処理、あるいは焼却処理されて減容安定化される。
【０００６】
次に、特開平３−１６２６９９号公報に開示されている従来例２に係る放射性固体廃棄物の脱水方法および乾燥方法の概要を、放射性固体廃棄物の脱水状態説明図の図３（ａ）と、放射性固体廃棄物の乾燥装置の模式的断面構成説明図の図３（ｂ）と参照しながら、同明細書に記載されている同一名称と同一符号とを以て説明すると、図３（ａ）に示すように、放射性固体廃棄物が充填される収容容器５の底板５２は、多数の微小孔ｈを有するパンチドメタルからなっている。放射性固体廃棄物Ｗが充填された収容容器５は、内側に突出縁６３を有する円胴体６１と、固体分離材ｆを有する漏斗状体６２とからなるホッパー６の前記突出縁６３に載置される。これにより放射性固体廃棄物に付着し、あるいは含まれている水を微小な切断粉等と共に微小孔ｈからホッパー６内に滴下させ、固体分離材ｆを通して水だけをホッパー６の下部ドレン管６４から排水して一次脱水を行う。次いで、放射性固体廃棄物Ｗが充填された収容容器５を乾燥容器１に収容して天蓋１１の閉蓋により密封した後に、上記従来例１の場合と同様に、脱ガス装置２の作動により乾燥容器１から空気を吸引し、不活性ガス導入部からガスヒータ３１で加熱した不活性ガスを導入し、さらにヒータ１２で収容容器５を加熱して、この収容容器５内の放射性固体廃棄物Ｗを乾燥させるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例１または２に係る技術によれば、放射性固体廃棄物が脱水、乾燥され、減容安定化処理に際しての水蒸気爆発、水蒸気やガスの発生による固化不能、あるいは燃焼に対する恐れがなくなるので、それなりに有効である。しかしながら、これら従来例には下記に説明するような解決すべき課題がある。
【０００８】
例えば、減容安定化処理として高圧圧縮を採用する場合、乾燥済みの放射性固体廃棄物を圧縮用密閉容器に移し換えて脱気しなければならず、減容安定化処理前作業が煩雑で放射性固体廃棄物の減容安定化処理作業能率が悪いばかりでなく、放射性固体廃棄物の圧縮用密閉容器への移し換え時の機械的衝撃等による微小な切断粉であるファインが発火する恐れがあった。
【０００９】
さらに、電気式のヒータ加熱による乾燥方法を採用しているため、断線の恐れがあって乾燥装置の信頼性が劣るという問題もあった、
【００１０】
従って、本発明の目的とするところは、乾燥済みの放射性固体廃棄物の圧縮用密閉容器への移し換え作業を要せず、かつ信頼性に優れた放射性固体廃棄物の乾燥装置および放射性固体廃棄物の処理方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る放射性固体廃棄物の乾燥装置が採用した手段は、底部にジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を回転させるターンテーブルが設けられ、蒸気熱を利用する加熱ジャケットが外装されると共に、真空引きのための排気口が設けられてなる乾燥容器と、この乾燥容器の廃棄物処理容器の出し入れ部を気密可能に閉蓋する開閉自在な天蓋と、この天蓋に設けられ、前記廃棄物処理容器を閉蓋する閉じ蓋を保持すると共に、この閉じ蓋で前記ターンテーブルに積載されている廃棄物処理容器を閉蓋する蓋装着装置と、前記乾燥容器の内壁に付設され、前記ターンテーブルに積載されている廃棄物処理容器と閉じ蓋との合わせ部を溶接する溶接用トーチとからなることを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
本発明の請求項２に係る放射性固体廃棄物の処理方法が採用した手段は、ジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を充填した廃棄物処理容器を乾燥装置の乾燥容器に収容して密閉すると共に真空引きし、次いで前記乾燥容器の外部からの蒸気加熱により前記廃棄物処理容器内のジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を乾燥し、乾燥終了後に前記乾燥容器内において前記廃棄物処理容器を密封し、この密封した前記廃棄物処理容器を乾燥容器から取出した後に圧縮処理することを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３に係る放射性固体廃棄物の処理方法が採用した手段は、請求項３に記載の放射性固体廃棄物の処理方法において、前記廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄物を１５０℃以下の温度に加熱して乾燥することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４に係る放射性固体廃棄物の処理方法が採用した手段は、請求項３に記載の放射性固体廃棄物の処理方法において、前記乾燥容器を真空引きした後に、この乾燥容器内を不活性ガスで置換すると共に、前記廃棄物処理容器内の放射性固体廃棄物を１５０℃以下の温度に加熱して乾燥することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る放射性固体廃棄物の乾燥装置を、その模式的構成説明図の図1を参照しながら説明する。
【００１７】
即ち、同図に示す符号１は、ジルコニウムまたはその合金を含む放射性固体廃棄物を乾燥させる乾燥装置で、この乾燥装置１は、上部付近外側に突出する真空引きのための排気口２ａを有し、底部の中央位置に、下方に突出するドレン管２ｃを有する円形容器状の後述する乾燥容器２と、この乾燥容器２の排気口２ａの相反する外周部に突設されてなるシリンダ取付ブラケット２ｂにヘッド側が枢着されてなるエアシリンダ３の伸縮ロッドの伸縮作動で開閉される密封機能（気密ガスケットによる。）を有する後述する天蓋４とから構成されている。なお、符号２ｄ，２ｄを付したものは、乾燥容器２を支持する支持部である。
【００１８】
上記乾燥容器２の排気口２ａやシリンダ取付ブラケット２ｂの下側位置には、蒸気入口５ａと凝縮水排出用ドレン５ｂとが突設されてなる加熱ジャケット５が外装され、その底部の上面には放射性固体廃棄物１０が充填された廃棄物処理容器８が載置され、載置された廃棄物処理容器８を回転させるターンテーブル６が設けられている。この乾燥容器２の内壁には、上記ターンテーブル６に載置された廃棄物処理容器８の上端部の外周部に先端を向けた溶接用トーチ７が設けられている。
【００１９】
さらに、上記天蓋４には、廃棄物処理容器８の上方位置においてこれを閉蓋する閉じ蓋８ａを保持し、この閉じ蓋８ａをターンテーブル６に載置された廃棄物処理容器８の廃棄物入口に合わせて下降させると共に、廃棄物処理容器８に載置した後に閉じ蓋８ａを放す蓋装着装置９が設けられている。より詳しくは、この蓋装着装置９は、一端側が天蓋４に固着され、他端側に下方に伸縮すると共に軸心回りに回転され、下端部に、相対する方向に向いたときに、上記閉じ蓋８ａの外周付近の下面を支えると共に、回転により閉じ蓋８ａを放す保持爪９ｂを有する一対の伸縮・回転装置９ａ，９ａから構成されている。
【００２０】
以下、上記構成になる乾燥装置１の使用態様を説明すると、放射性固体廃棄物１０の乾燥作業は、下記の手順にしたがって行われる。
(1)  廃棄物処理容器８に放射性固体廃棄物１０を充填する。
(2)  エアシリンダ３を作動させて天蓋４を明け、放射性固体廃棄物１０が充填されている廃棄物処理容器８を乾燥容器２の底部に設けられたターンテーブル６の上に載置し、天蓋４を閉じて密封する。
(3)  排気口２ａからの真空引きで乾燥容器２内を真空にする。真空引きによる真空減圧で水分の蒸発が促進され、放射性固体廃棄物１０の内部も乾燥される。
(4)  蒸気入口５ａから加熱ジャケット５に加熱蒸気を供給して乾燥容器２を加熱し、廃棄物処理容器８内の放射性固体廃棄物１０を１５０℃以下の温度でさらに強制乾燥させる。
(5)  蓋装着装置９を作動させて、保持している閉じ蓋８ａを廃棄物入口に合わせて廃棄物処理容器８の上に載置する。
(6)  ターンテーブル６を回転させて溶接用トーチ７により、廃棄物処理容器８と閉じ蓋８ａとの合わせ部を溶接して密封する。
【００２１】
なお、放射性固体廃棄物１０を１５０℃以下の温度で加熱するのは、加熱温度が１５０℃を超えるとファインが発火する恐れがあるからである。勿論、真空引きによりファインは発火し難くなっているが、安全性を考慮して１５０℃以下の温度で放射性固体廃棄物１０を加熱するようにしたものである。また、乾燥で発生した水分は大部分が水蒸気であるため真空ポンプによる吸引で排出口２ａから排出され、溜まった凝縮水は減圧下でドレン管２ｃから排水される。その後、天蓋４が開けられ、溶接用トーチ７による溶接で密封された廃棄物処理容器８が乾燥容器２から取出され、取出された廃棄物処理容器８は熱間静水圧加圧処理、圧縮処理が施されることにより減容安定化されることとなる。
【００２２】
このように、本発明に係る乾燥装置１によれば、廃棄物処理容器８が放射性固体廃棄物１０の乾燥時の収容容器として、さらにそのまま圧縮用密閉容器として兼用される。従って、従来例１または２のように、減容安定化処理前に乾燥済みの放射性固体廃棄物１０の圧縮用密閉容器への移し換え作業や、密閉のための脱気作業（真空容器が必要である。）を行う必要がなくハンドリング工程が削減されるので、乾燥から減容安定化処理までの一連の放射性固体廃棄物１０の処理作業能率が向上すると共に、乾燥済みの放射性固体廃棄物１０の圧縮用密閉容器への移し換え時の機械的衝撃等によるファインの発火の恐れもなくなり、放射性固体廃棄物１０の減容安定化処理作業の安全性も向上する。
【００２３】
さらに、本発明に係る乾燥装置１によれば、従来例１または２のような電気ヒータ加熱による乾燥方法でなく加熱蒸気による乾燥方法を採用しているため、乾燥手段の信頼性が優れるだけでなく、電力とのコスト比較において放射性固体廃棄物１０の乾燥処理コストに関して経済的に有利になる。
【００２４】
以上では、排気口２ａから真空引きして乾燥容器２内を真空にした後に、蒸気入口５ａから加熱ジャケット５に加熱蒸気を供給して乾燥容器２を外部過熱し、廃棄物処理容器８内の放射性固体廃棄物１０を１５０℃の温度で乾燥させたが、乾燥容器２内を真空にした後に、例えば窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスを供給し、次いで加熱蒸気を供給して乾燥容器２を加熱するようにしても良い。さすれば、不活性ガスが対流して熱伝達媒体として作用するので、放射性固体廃棄物１０の乾燥促進に対する効果がある。但し、圧縮処理により放射性固体廃棄物１０を減容安定化する場合は、乾燥容器２内から不活性ガスを排出すると共に、再び真空にする必要があるので、上記実施の形態に比較して、乾燥から減容安定化処理まで一連の放射性固体廃棄物１０の処理作業能率の低下や処理コスト増をきたすことになる。
【００２５】
また、減容安定化のために放射性固体廃棄物を溶解処理や焼却処理する場合には、廃棄物処理容器を閉蓋すると共に密閉する必要がない。従って、乾燥装置を放射性固体廃棄物が充填された廃棄物処理容器が収容され、上部付近の外側に突出する真空引きのための排気口を有し、底部の中央位置に、下方に突出するドレン管を有する円形容器状の乾燥容器と、この乾燥容器の排気口の相反する外周部に突設されてなるシリンダ取付ブラケットにヘッド側が枢着されてなるエアシリンダの伸縮ロッドの伸縮作動により開閉される密封機能を有する天蓋４と、この乾燥容器の排気口やシリンダ取付ブラケットの下側位置に外装され、蒸気入口と凝縮水排出用ドレン口とが突設されてなる加熱ジャケットとからなる構成にすることができる。この乾燥装置によっても、乾燥手段が加熱蒸気を用いる加熱ジャケットであって信頼性が優れているので、乾燥装置の信頼性が向上すると共に，放射性固体廃棄物の乾燥処理コストを削減することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る放射性固体廃棄物の乾燥装置およびその処理方法によれば、廃棄物処理容器が放射性固体廃棄物の乾燥時の収容容器として、さらにそのまま圧縮用密閉容器として兼用されるので、従来例１または２のように、減容安定化処理前に乾燥済みの放射性固体廃棄物の圧縮用密閉容器への移し換え作業や、密閉のための脱気作業を行う必要がなくハンドリング工程が削減され、乾燥から減容安定化処理までの一連の処理作業能率が向上し、圧縮用密閉容器への移し換え時の機械的衝撃等によるファインの発火の恐れもなくなり、減容安定化処理作業の安全性も向上する。
【００２７】
さらに、従来例１または２のような電気ヒータ加熱による乾燥方法でなく、加熱蒸気による乾燥方法を採用しているため、乾燥手段の信頼性が優れるだけでなく、電力とのコスト比較において放射性固体廃棄物１０の乾燥処理コストに関して経済的に有利になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係る放射性固体廃棄物の乾燥装置の模式的断面構成説明図である。
【図２】  従来例１に係り、図２（ａ）は放射性固体廃棄物の乾燥装置の模式的断面構成説明図であり、図２（ｂ）は廃棄物処理容器の断面構成説明図である。
【図３】  従来例２に係り、図３（ａ）は放射性固体廃棄物の脱水状態説明図であり、図３（ｂ）は放射性固体廃棄物の乾燥装置の模式的断面構成説明図である。
【符号の説明】
１…乾燥装置、２…乾燥容器，２ａ…排気口，２ｂ…シリンダ取付ブラケット，２ｃ…ドレン管，２ｄ…支持部，３…エアシリンダ，４…天蓋，５…加熱ジャケット、５ａ…蒸気入口，５ｂ…凝縮水排出用ドレン口，６…ターンテーブル，７…溶接用トーチ，８…廃棄物処理容器，８ａ…閉じ蓋，９…蓋装着装置，９ａ…伸縮・回転装置，９ｂ…保持爪，１０…放射性固体廃棄物
【図１】
0003831000.tif 000002
【図２】
0003831000.tif 000003
【図３】
0003831000.tif 000004