JP2746353B2 - 放射性廃棄物焼却灰の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射性可燃廃棄物を焼
却して生成される放射性廃棄物焼却灰の保管からマイク
ロ波を利用して廃棄処分に至るまでの放射性廃棄物焼却
灰の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、放射性廃棄物焼却灰は、放射性
可燃廃棄物を焼却して生成され、灰を保管する環境及び
それ以外の環境に対して、作業員に被曝等の影響を与え
ない方法で通常は二重蓋付のステンレス鋼製容器からな
る二重蓋付容器に収納され、保管されている。しかし、
この放射性廃棄物焼却灰は、軽く、飛散し易いため、環
境に対して潜在的な汚染拡大の危険性をはらんでいる。
そこで、何らかの方法でこの放射性廃棄物焼却灰を安定
した形状に固化し、廃棄処分することが要求されてい
る。

【０００３】この要求に沿って、放射性廃棄物焼却灰
は、例えば、一時的に設置されたグリーンハウス内で、
全面マスクやタイベックススーツ等の放射能防護衣を着
用した作業員が汎用のモルタルミキサーを用い、少量づ
つセメントミルクと混合して固形化される。

【０００４】また、放射性廃棄物焼却灰は、マイクロ波
を利用した固化処理が行なわれている。マイクロ波によ
る固化処理は、溶融炉の下部にレトルトを装着し、レト
ルト内で溶融・固化を行なうものであり、固化完了後に
レトルトを溶融炉から分離し、このレトルトを廃棄容器
内に充填し、さらにモルタルキャッピングを施し、安定
な廃棄物パッケージとした後に長期保管されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の放射
性廃棄物焼却灰の処理方法にあっては、放射性廃棄物焼
却灰を収容・保管するために二重蓋付容器が用いられ、
この二重蓋付容器は、灰が飛散することにより作業環境
を汚染する等の問題を極力小さくするためのものである
が、その蓋を取り外して放射性廃棄物焼却灰を二重蓋付
容器の外に取り出す作業は工数が掛かり、操作手順が煩
雑で、放射性廃棄物焼却灰のハンドリングの際の汚染に
伴なう作業員に対する被曝の問題や固化体の長期安定性
等の問題があった。

【０００６】また、放射性廃棄物焼却灰は、必ずしも均
質なものとして二重蓋付容器内に保管されているわけで
はなく、固化作業に大きな影響を与える大きな塊も混入
していることもある。放射性廃棄物焼却灰に対してマイ
クロ波による溶融・固化処理を行なう場合には、このよ
うな塊は、二重蓋付容器から取り出す際に目視にて選別
し、別途処理する等の方策が取られ、作業員に対する被
曝の問題があった。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、蓋付容器に収納されてい
る放射性廃棄物焼却灰を、安全に、かつ保管・貯蔵環境
及びそれ以外の外部環境に影響を与えることなく取り扱
い、最終的に安定な廃棄物パッケージを造る放射性廃棄
物焼却灰の処理方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、放射性廃棄物
焼却灰を収容した蓋付灰容器の開口部から蓋を蓋開け手
段のみを用いて取り外し、放射性廃棄物焼却灰を収容し
た蓋付灰容器の開口部をキャップで閉じた状態で、蓋付
灰容器を灰容器昇降装置により上昇させた後、灰容器昇
降装置上にある上昇した位置の蓋付灰容器を反転させ、
蓋付灰容器の開口部からのキャップの取り外しにより蓋
付灰容器からその開口部を介して破砕機内に放射性廃棄
物焼却灰を供給し、破砕機で、放射性廃棄物焼却灰中の
塊を適当な粒度の粒に粉砕し、塊を粉砕した状態の放射
性廃棄物焼却灰を、灰搬送手段を介して溶融炉内に投入
して溶融炉の下部に着脱自在に設けたレトルト内に供給
し、マイクロ波の照射で、レトルト内の放射性廃棄物焼
却灰を溶融・固化して放射性廃棄物固化体を生成した
後、溶融炉の下部に設置されて第１垂直移動装置，第２
垂直移動装置，水平移動装置が内部に配置された固化フ
ード内で、放射性廃棄物固化体を収容したレトルトを、
レトルトホルダーにより把持した状態でレトルトホルダ
ーとともに溶融炉の下部から分離し、このレトルトホル
ダーを第１垂直移動装置により下降させた後、このレト
ルトホルダーを水平移動装置に乗せて所定の距離水平移
送し、レトルトホルダーからレトルトを第２垂直移動装
置のグリッパで把持して持ち上げ、さらに、固化フード
の底部の開口部をその開閉蓋を操作して開き、水平移動
装置を移動した後に第２垂直移動装置によりレトルトを
下降させて固化フードの外側の廃棄容器上に移送するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、放射性廃棄物焼却灰を収容
した蓋付灰容器の開口部から蓋を蓋開け手段のみを用い
て取り外し、放射性廃棄物焼却灰を収容した蓋付灰容器
の開口部をキャップで閉じた状態で、蓋付灰容器を灰容
器昇降装置により上昇させた後、灰容器昇降装置上にあ
る上昇した位置の蓋付灰容器を反転させ、蓋付灰容器の
開口部からのキャップの取り外しにより蓋付灰容器から
その開口部を介して破砕機内に放射性廃棄物焼却灰を供
給し、破砕機で、放射性廃棄物焼却灰中の塊を適当な粒
度の粒に粉砕し、塊を粉砕した状態の放射性廃棄物焼却
灰を、灰搬送手段を介して溶融炉内に投入して溶融炉の
下部に着脱自在に設けたレトルト内に供給し、マイクロ
波の照射で、レトルト内の放射性廃棄物焼却灰を溶融・
固化して放射性廃棄物固化体を生成した後、溶融炉の下
部に設置されて第１垂直移動装置，第２垂直移動装置，
水平移動装置が内部に配置された固化フード内で、放射
性廃棄物固化体を収容したレトルトを、レトルトホルダ
ーにより把持した状態でレトルトホルダーとともに溶融
炉の下部から分離し、このレトルトホルダーを第１垂直
移動装置により下降させた後、このレトルトホルダーを
水平移動装置に乗せて所定の距離水平移送し、レトルト
ホルダーからレトルトを第２垂直移動装置のグリッパで
把持して持ち上げ、さらに、固化フードの底部の開口部
をその開閉蓋を操作して開き、水平移動装置を移動した
後に第２垂直移動装置によりレトルトを下降させて固化
フードの外側の廃棄容器上に移送する。

【００１０】

【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明する。本発明の実施例に係わる放射性廃棄物焼却灰の
固化装置は、コンクリート構造建物の固化室内に設置さ
れ、本実施例は、保管，貯蔵されている二重蓋付容器内
の放射性廃棄物焼却灰を処理するものである。以下、説
明する。

【００１１】図１ないし図３において、符号１はマイク
ロ波発生装置、２はこのマイクロ波発生装置に取り付け
た導波管、３はこの導波管２に設けたパワーモニタであ
り、入射検知器４と反射検知器５とを有し、マイクロ波
の照射状況を監視する。６はＥＨチューナであり、電界
調整器７と磁界調整器８とを有し、電界，磁界の振幅を
調整して被加熱物に最も効率良くマイクロ波を照射でき
るように整合をとる。９は導波管２に設けた２枚のマイ
クロ波透過性の良い物質からなる石英板等の板であり、
マイクロ波は透過するが、ダスト，ヒューム等の放射能
は通さず、ホット領域とコールド領域とを区分するもの
である。２枚の板９の間の空間１０には常時所定圧力の
空気が供給され、板９が破損した時の圧力降下を感知し
て放射能が逆流することを防止する警報装置１１が設け
てある。

【００１２】１２は溶融炉であり、導波管２が連結され
ている。１３は溶融炉１２の上部に設けた広角非接触型
の温度計であり、レトルト１５内の被加熱物の温度を監
視して放射性廃棄物焼却灰の供給量を制御する。１４は
ＩＴＶであり、溶融炉１２内のアーク発生状況及びガス
燃焼状態とレトルト１５内の加熱状況を監視する。この
温度計１３，ＩＴＶ１４が設置されている監視窓へ空気
を吹き付けて灰の付着を防止し、溶融炉１２内の状況を
的確に把握できるようにしている。

【００１３】１６は二重蓋付容器であり、図４に示さ
れ、外蓋１６Ａ及び内蓋１６Ｂを被せて密閉され、放射
性廃棄物焼却灰を、固化装置が設置されている固化室と
は別の集灰保管室内に保管，貯蔵される。１７は二重蓋
付容器１６を搬送する灰容器搬送台車である。

【００１４】１８はエアーシリンダを有してなる外蓋取
外し用マニュピュレータ（第１の蓋開け手段）、１９は
エアーシリンダを有してなる内蓋取外し用マニュピュレ
ータ（第２の蓋開け手段）で、４本の局所フードを有
し、搬送ローラ２０の上方に設置されている。２１は放
射性廃棄物焼却灰の重量計量装置である。

【００１５】２２は灰容器昇降装置で、垂直部と水平部
からなるＬ字状の走行レール２２Ａと、この走行レール
２２Ａを昇降可能な昇降ゲージ２２Ｂとから構成されて
いる。

【００１６】灰容器昇降装置２２に隣接して、灰容器昇
降装置２２の走行レール２２Ａの水平部の下方に、粗粉
砕機２３，微粉砕機２４，焼却灰供給装置２５が順番に
並べて設置されている。上記の内蓋取外し用マニュピュ
レータ１９，重量計量装置２１，灰容器昇降装置２２，
粗粉砕機２３，微粉砕機２４，焼却灰供給装置２５は、
フード２６内に設置されている。

【００１７】２７はスパイラルスプリングフィーダから
なる灰搬送手段で、焼却灰供給装置２５と溶融炉１２と
の間に架け渡されている。２８は溶融炉１２に接続した
排ガス処理装置であり、除塵器２９，フィルタ装置３
０，オフガスファン３１を有し、放射能の流出を防止し
ながら溶融炉１２内の排ガスを排出する。

【００１８】３２は溶融炉１２の下部に設置された固化
フードで、固化フード３２の底部に開口部３３が形成さ
れ、この開口部３３の下方にリフタ３４が設置されてい
る。また、底部には、開口部３３を開閉自在の蓋３３Ａ
が設けられている。

【００１９】３５は固化フード３２に接続された排気ダ
クトで、この排気ダクト３５の途中に排気ＨＥＰＡフィ
ルタ３６，排気ファン３７が装着され、また、固化フー
ド３２には給気フィルタ３８が接続されている。排気フ
ァン３７，給気フィルタ３８で、固化フード３２内を負
圧に維持し、換気が行なわれ、放射能の外部漏洩を防止
している。フード２６も排気ダクト３５に接続されてい
る。

【００２０】前記固化フード３２内に、第１垂直移動装
置３９，第２垂直移動装置４０，水平移動装置４１が配
置され、レトルト１５を溶融炉１２の下部から受けて乗
せる把持搬送手段としてレトルトホルダー４２が用いら
れている。

【００２１】第１垂直移動装置３９は、溶融炉１２の下
方に設置され、レトルトホルダー４２を上下移動させ
る。第２垂直移動装置４０は、第１垂直移動装置３９か
ら所定の距離隔てて固化フード３２の底部の開口部３３
の上方に設置され、レトルトホルダー４２のロード・ア
ンロードが可能なグリッパ４０Ａを有している。

【００２２】水平移動装置４１は、第１垂直移動装置３
９と第２垂直移動装置４０の間でレトルトホルダー４２
を乗せて往復自在に搬送するもので、リニヤベアリング
が装着された台車をレール上でシリンダにより移動させ
るように構成されている。

【００２３】次に、本実施例を、その処理工程に従って
説明する。放射性可燃廃棄物を焼却した放射性廃棄物焼
却灰は、専用の焼却炉で焼却処理で行なった後に発生
し、固化装置が設置されている固化室とは別の集灰保管
室内の二重蓋付容器１６に保管，貯蔵されている。

【００２４】遠隔指示により自動的に、灰容器搬送台車
１７は、二重蓋付容器１６を集灰保管室に受取に行き、
固化室内の所定の場所まで搬送し、搬送ローラ２０上に
乗せる。

【００２５】二重蓋付容器１６の外蓋１６Ａが、外蓋取
外し用マニュピュレータ１８により取り外され、次い
で、フード２６内に搬入され、内蓋１６Ｂが、内蓋取外
し用マニュピュレータ１９により放射性廃棄物焼却灰の
飛散が無いように局所排気フード４３Ａで局所排気しな
がら取り外される。蓋開閉のための操作は、上記マニュ
ピュレータ１８，１９のシリンダの下部に取り付けた電
磁石により、通電時は消磁され、通電を断つと、励磁さ
れ、外蓋１６Ａ，内蓋１６Ｂを持ち上げるように行なわ
れる。そして、バキュームホース４３Ｂにより、局所排
気フード４３Ａで局所排気された空気が吸引される。

【００２６】その後、重量計量装置２１により、二重蓋
付容器１６内の放射性廃棄物焼却灰の重量及び放射線量
率が測定される。灰容器昇降装置２２の昇降ゲージ２２
Ｂには、ダンパ付キャップが装着され、このダンパ付キ
ャップにより二重蓋付容器１６の開口部が覆った状態で
セットされ、二重蓋付容器１６を把持した昇降ゲージ２
２Ｂが走行レール２２Ａ上を上昇する。

【００２７】昇降ゲージ２２Ｂが走行レール２２Ａの水
平部に至ると、上昇した位置の蓋付灰容器１６が反転さ
れるが、ダンパ付キャップにより外部への飛散は防止さ
れている。

【００２８】ダンパ付キャップは粗粉砕機２３の上に至
って反転後、セットされ、ダンパ付キャップのダンパー
が開となり、二重蓋付容器１６からその開口部，キャッ
プを介して粗粉砕機２３に放射性廃棄物焼却灰が供給さ
れる。

【００２９】粗粉砕機２３では、放射性廃棄物焼却灰が
漏れないように二重蓋付容器１６から排出された放射性
廃棄物焼却灰を受け入れて一次粉砕が行なわれ、微粉砕
機２４では二次粉砕が行なわれ、放射性廃棄物焼却灰中
の塊が適当な大きさの粒度の粒に粉砕される。

【００３０】焼却灰供給装置２５では、粗粉砕機２３，
微粉砕機２４で適当な大きさの粒度に粉砕された放射性
廃棄物焼却灰が一時的に貯蔵され、重量及び放射線量率
の測定後遠隔指示により自動的に一定量づつ灰搬送手段
２７を介して溶融炉１２内に投入され、放射性廃棄物焼
却灰はレトルト１５内に供給される。

【００３１】溶融炉１２では、マイクロ波発生装置１か
らのマイクロ波がレトルト１５内の放射性廃棄物焼却灰
に照射され、放射性廃棄物焼却灰が加熱，溶解され、放
冷された後、レトルト１５内に一定の大きさの放射性廃
棄物焼却灰の固化体が生成される。固化完了後に、レト
ルト１５を乗せたレトルトホルダー４２は溶融炉１２の
下部から分離される。

【００３２】そして、レトルト１５を乗せたレトルトホ
ルダー４２は、第１垂直移動装置３９によって下降さ
れ、水平移動装置４１上に移送され、さらに、この水平
移動装置４１で、レトルトホルダー４２は水平移送さ
れ、第２垂直移動装置４０の下で停止する。

【００３３】レトルト１５は第２垂直移動装置４０のグ
リッパ４０Ａで把持され、その状態で、レトルトホルダ
ー４２から取り出され、上方に引き上げられ、レトルト
ホルダー４２が第２垂直移動装置４０の垂直通路域から
外される。

【００３４】次に、固化フード３２の底部の開閉蓋３３
Ａを操作して開口部３３を開いた後、レトルト１５は第
２垂直移動装置４０により下降され、リフタ３４の上に
乗せた廃棄容器３４Ａ上に移送され、第２垂直移動装置
４０のグリップ４０Ａからレトルト１５の把持を解除す
ることにより、廃棄容器３４Ａ内に収容される。

【００３５】この時、固化フード３２に廃棄容器３４Ａ
はリフタ３４にてゴム製パッキン等のシール材を介して
圧着されているので、放射能の固化フード３２からの外
部漏洩を防いでいる。固化体が詰まっているレトルト１
５を収容した廃棄容器３４Ａは、放射線表面線量率を測
定された後、作業員の手により、セメントミルク充填が
行なわれ、蓋を被せて廃棄物パッケージとして廃棄容器
保管台車で固化体一時置場に搬送され、保管される。

【００３６】そして、新しいレトルト１５がリフタ３４
の上に乗せて準備され、上述と逆の手順で溶融炉１２の
下部に装着される。即ち、第２垂直移動装置４０のグリ
ッパ４０Ａでリフタ３４上の新しいレトルト１５を把持
し、固化フード３２の底部の開口部３３を通って上昇さ
せた後、水平移動装置４１を第２垂直移動装置４０の下
に停止させる。新しいレトルト１５は第２垂直移動装置
４０により下降され、レトルトホルダー４２内に収容さ
れ、水平移動装置４１で溶融炉１２の下方に水平移動さ
れ、第１垂直移動装置３９により上昇され、溶融炉１２
の下部に装着される。これで一連の作業が終了する。

【００３７】以上の如き構成によれば、放射性廃棄物焼
却灰を収容した二重蓋付容器１６の開口部から外蓋１６
Ａ，内蓋１６Ｂを、外蓋取外し用マニュピュレータ１
８，内蓋取外し用マニュピュレータ１９のみを用いて取
り外し、さらに、二重蓋付容器１６に収納されている放
射性廃棄物焼却灰を粗粉砕機２３内に人手によることな
く自動的に供給し、粗粉砕機２３及び微粉砕機２４で、
放射性廃棄物焼却灰中の塊を適当な大きさの粒度の粒に
粉砕し、灰搬送手段２７を介して溶融炉１２内に投入す
るので、マイクロ波の照射により放射性廃棄物焼却灰の
溶融・固化を可能にすることができる。

【００３８】そして、放射性廃棄物焼却灰を溶融・固化
して生成される放射性廃棄物固化体を、一連の搬送手段
により人手によることなく自動的に廃棄容器３４Ａ内に
詰め込んで廃棄物パッケージを造り、安全に外部保管す
ることができる。

【００３９】このように、二重蓋付容器１６に収納され
ている放射性廃棄物焼却灰を、安全に、かつ保管・貯蔵
環境及びそれ以外の外部環境に影響を与えることなく取
り扱い、最終的に安定な廃棄物パッケージを造ることが
できる。

【００４０】なお、本実施例においては、灰搬送手段２
７として、スパイラルスプリングフィーダが用いられて
いるが、これに限定されることはない。また、本実施例
においては、粗粉砕機２３，微粉砕機２４と二段の破砕
機が用いられているが、１段で良く、また３段以上にし
たり、粗粉砕機の前段に混入する金属塊状物を除去する
ための金属分離機等を組み合わせて設置することができ
る。

【００４１】さらに、本実施例においては、蓋付灰容器
として、二重蓋付容器１６が用いられているが、一重の
蓋付灰容器でも良い。そして、本実施例においては、廃
棄容器３４Ａには、レトルト１５が１段で収納されてい
るが複数段に収容することもできる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射性廃棄物焼却灰を収容した蓋付灰容器の開口部から
蓋を蓋開け手段のみを用いて取り外し、さらに、蓋付灰
容器に収納されている放射性廃棄物焼却灰を人手による
ことなく破砕機内に自動的に供給し、破砕機で、放射性
廃棄物焼却灰中の塊を適当な大きさの粒度の粒に粉砕
し、灰搬送手段を介して溶融炉内に投入するので、マイ
クロ波の照射により放射性廃棄物焼却灰の溶融・固化を
可能にすることができる。

【００４３】そして、放射性廃棄物焼却灰を溶融・固化
して生成される放射性廃棄物固化体を、一連の搬送手段
により人手によることなく自動的に廃棄容器内に詰め込
んで廃棄物パッケージを造り、安全に外部保管すること
ができる。

【００４４】このように、蓋付灰容器に収納されている
放射性廃棄物焼却灰を、安全に、かつ保管・貯蔵環境及
びそれ以外の外部環境に影響を与えることなく取り扱
い、最終的に安定な廃棄物パッケージを造ることができ
る効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる放射性廃棄物焼却灰の
処理方法の工程を示す全体構成図である。

【図２】図１の前半の工程を示す構成図である。

【図３】図１の後半の工程を示す構成図である。

【図４】本実施例で使用される二重蓋付容器の側面図で
ある。

【符号の説明】

１２ 溶融炉 １５ レトルト １６ 蓋付灰容器（二重蓋付容器） １６Ａ 外蓋 １６Ｂ 内蓋 １８ 外蓋取外し用マニュピュレータ（第１の蓋開け手
段） １９ 内蓋取外し用マニュピュレータ（第２の蓋開け手
段） ２３ 粗粉砕機 ２４ 微粉砕機 ２６ 灰容器昇降装置 ２７ 灰搬送手段 ３２ 固化フード ３３ 開口部 ３３Ａ 開閉蓋 ３４Ａ 廃棄容器 ３９ 第１垂直移動装置 ４０ 第２垂直移動装置 ４０Ａ グリッパ ４１ 水平移動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｆ 9/36 ５３１ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｌ (72)発明者 田村 貢大 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 三機工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−136799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−148896（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−6799（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−7835（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−7835（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射性廃棄物焼却灰を収容した蓋付灰容
   器の開口部から蓋を蓋開け手段のみを用いて取り外し、 放射性廃棄物焼却灰を収容した蓋付灰容器の開口部をキ
   ャップで閉じた状態で、蓋付灰容器を灰容器昇降装置に
   より上昇させた後、 灰容器昇降装置上にある上昇した位置の蓋付灰容器を反
   転させ、蓋付灰容器の開口部からのキャップの取り外し
   により蓋付灰容器からその開口部を介して破砕機内に放
   射性廃棄物焼却灰を供給し、 破砕機で、放射性廃棄物焼却灰中の塊を適当な粒度の粒
   に粉砕し、 塊を粉砕した状態の放射性廃棄物焼却灰を、灰搬送手段
   を介して溶融炉内に投入して溶融炉の下部に着脱自在に
   設けたレトルト内に供給し、 マイクロ波の照射で、レトルト内の放射性廃棄物焼却灰
   を溶融・固化して放射性廃棄物固化体を生成した後、 溶融炉の下部に設置されて第１垂直移動装置，第２垂直
   移動装置，水平移動装置が内部に配置された固化フード
   内で、放射性廃棄物固化体を収容したレトルトを、レト
   ルトホルダーにより把持した状態でレトルトホルダーと
   ともに溶融炉の下部から分離し、このレトルトホルダー
   を第１垂直移動装置により下降させた後、このレトルト
   ホルダーを水平移動装置に乗せて所定の距離水平移送
   し、レトルトホルダーからレトルトを第２垂直移動装置
   のグリッパで把持して持ち上げ、さらに、固化フードの
   底部の開口部をその開閉蓋を操作して開き、水平移動装
   置を移動した後に第２垂直移動装置によりレトルトを下
   降させて固化フードの外側の廃棄容器上に移送すること
   を特徴とする放射性廃棄物焼却灰の処理方法。