インキャン式焼却溶融炉のキャニスタ耐久性試験

• Material Type: 文書・図像類
• Title: インキャン式焼却溶融炉のキャニスタ耐久性試験
• Author/Editor: 菅谷 敏克; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
• Author Heading: 菅谷 敏克; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
• Publication Date: 2001-09
• Publication Date (W3CDTF): 2001-09
• Alternative Title: The canister durability tests of the in-can type incineration-melting furnace
• Periodical title: JNC TN9410 2001-018
• Text Language Code: jpn
• Target Audience: 一般
• Note (General): インキャン式焼却溶融炉を主要処理プロセスとする焼却溶融設備を設置した (仮称)固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)の建設計画を進めている。インキャン式焼却溶融炉は、セラミック製キャニスタ内で放射性廃棄物の焼却・溶融固化を行い、キャニスタごと廃棄することを特徴とする。一方、焼却量がキャニスタ容積で制限されることから、焼却量を増やす運転方法として、焼却後に残る焼却灰を溶融減容後、更に焼却を繰り返す運転が考えられる。しかし、本運転法は焼却-溶融を繰り返し行うことにより、溶融とキャニスタの接触時間が延長することでキャニスタ母材の減耗量が減少したり、キャニスタにかかる熱負荷(熱サイクル)が増え、キャニスタ母材の材料強度の低下といったキャニスタの健全性を損なうことが考えられた。そこで、本試験は、廃棄物収納容器として使用しているセラミック製キャニスタに、模擬廃棄物を投入し、焼却温度1000$^{\circ}C$、溶融温度1500$^{\circ}C$を繰り返し(1,3,10バッチ)負荷し、キャニスタの減耗速度、高温曲げ強度の変化を確認した。以下に結果を示す。(1)溶湯のキャニスタ母材との接触時間の延長による減耗量の増加は、今回の試験の最大減耗速度が0.09mm/hであり、従来の減耗速度1mm/hと比較しても十分少ない値であった。また、キャニスタ母材の高温曲げ強度は、平均で3Mpaであり、熱負荷をかける試験の前後で変化は見られなかった。(2)今回の試験から、焼却温度1000$^{\circ}C$、溶融温度1500$^{\circ}C$の繰り返しによってキャニスタの健全性を損なう要因は、キャニスタ母材の酸化を防止するために塗布されているグレーズ(ガラス製コ ーティング材)の母材からの剥がれによって、母材が酸化劣化を起こし、ぜい化により脆くなった部分が溶湯と接触することで、局部的に減耗することが要因であることが分った。(3)グレーズは、耐熱温度が1300$^{\circ}C$程度で、溶融運転温度1500$^{\circ}C$では耐熱温度を超えることになるため、温度変化の繰り返しによってガラスであるグレーズが溶融と固化を繰り返したことから、キャニスタ母材との熱膨張率の違いも影響し、キャニスタ内面のグレーズに剥がれが発生したと考える。 (4)グレーズが剥がれた部分のキャニスタ母材の酸化劣化量 (キャニスタ壁面から母材内部への酸化劣化の進行深さ)は、キャニスタ強度計算から算出した許容減耗量である4.; Construction of LEDF (Large equipment dismantling facility) which has the in-can type incineration-melting furnace is planned. The in-can type incineration-melting furnace performs incineration and melting solidification of radioactive waste within the canister made from ceramics, and is characterized by discarding the canister. On the other hand, as for this furnace, the amount of incineration is restrained to canister capacity, Therefore, how to repeat incineration and melting can be considered as a method of increasing the amount of incineration. However, we were anxious about the contact time of the melt and a canister extending, the amount of wear of canister base material increasing, or the heat load (heat cycle) to a canister increasing, and the material intensity of canister base material falling, in order that this method may repeat incineration and melting. then, the tests used imitation waste, are the conditions which repeat (1,3, 10 bathes) the incineration temperature of 1000 $^{\circ}$C, and the melt temperature of 1500 $^{\circ}$C, and investigated change of the amount of wear of canister base material and high temperature bend strength. The result is as follows. (1) The amount of wear of canister base material was 0.09 mm/h at the maximum. This result was a sufficiently few value, even if compared with the conventional result (1.0 mm/h). Moreover, the high temperature bend strength of canister base material is about 3 Mpa on an average, and change was seen before and after the examination to which heat load is applied. (2) These tests showed that the factor which spoils the soundness of a canister was oxidization degradation of the canister base material by peeling from the base material of Glaze (glass coating material). The portion embrittlement by oxidization degradation is locally worn down by contact of the melt. (3)Heat-resistant temperature of Glaze is about 1300 $^{\circ}$C. At the melting operation temperature of 1500 $^{\circ}$C, and ...
• Source: /JNC-TN9410-2001-018.pdf （fulltext）; https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JNC-TN9410-2001-018.pdf
• Access Restrictions: 限定公開
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System

• Summary, etc.: インキャン式焼却溶融炉を主要処理プロセスとする焼却溶融設備を設置した (仮称)固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)の建設計画を進めている。インキャン式焼却溶融炉は、セラミック製キャニスタ内で放射性廃棄物の焼却・溶融固化を行い、キャニスタごと廃棄することを特徴とする。一方、焼却量がキャニスタ容積で制...