JPH0685841B2 - 腐食性溶液蒸発缶 - Google Patents
腐食性溶液蒸発缶Info
- Publication number
- JPH0685841B2 JPH0685841B2 JP61210897A JP21089786A JPH0685841B2 JP H0685841 B2 JPH0685841 B2 JP H0685841B2 JP 61210897 A JP61210897 A JP 61210897A JP 21089786 A JP21089786 A JP 21089786A JP H0685841 B2 JPH0685841 B2 JP H0685841B2
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- Japan
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、腐食性溶液蒸発缶に係り、特に、原子燃料再
処理施設のように、高放射線環境下で使用する等の理由
で、メンテナンスフリーで、かつ長寿命であることが要
求される腐食性溶液蒸発缶に関する。
処理施設のように、高放射線環境下で使用する等の理由
で、メンテナンスフリーで、かつ長寿命であることが要
求される腐食性溶液蒸発缶に関する。
従来の装置は、特開昭58−36601号に記載のように、蒸
発缶加熱部の缶液に伝熱管を浸すインナーチユーブタイ
プか、蒸発缶加熱部をジヤケツトで覆い、ジヤケツト内
に加熱流体を流すジヤケツトタイプであつた。これらは
いずれも金属製伝熱面を介して缶液を加熱するため、缶
液が腐食性流体である場合、伝熱面は厳しい腐食条件下
におかれていた。また、金属製伝熱面を介して缶液を加
熱するので、伝熱面にスケールが付着しやすく、付着し
たスケールが伝熱効率を著しく低下させることから、ス
ケール除去のメンテナンスが必要であつた。
発缶加熱部の缶液に伝熱管を浸すインナーチユーブタイ
プか、蒸発缶加熱部をジヤケツトで覆い、ジヤケツト内
に加熱流体を流すジヤケツトタイプであつた。これらは
いずれも金属製伝熱面を介して缶液を加熱するため、缶
液が腐食性流体である場合、伝熱面は厳しい腐食条件下
におかれていた。また、金属製伝熱面を介して缶液を加
熱するので、伝熱面にスケールが付着しやすく、付着し
たスケールが伝熱効率を著しく低下させることから、ス
ケール除去のメンテナンスが必要であつた。
上記従来技術は、メンテナンスフリー化および長寿命化
の点についての配慮がなかつた。特に、原子燃料再処理
施設の高レベル廃液蒸発缶のように、高放射線等の厳し
い環境下で使用される場合は、メンテナンスが困難であ
り、高い信頼性が要求されるので、耐食性の点でもメン
テナンス性の点でも不十分な蒸発缶しか得られなかつ
た。
の点についての配慮がなかつた。特に、原子燃料再処理
施設の高レベル廃液蒸発缶のように、高放射線等の厳し
い環境下で使用される場合は、メンテナンスが困難であ
り、高い信頼性が要求されるので、耐食性の点でもメン
テナンス性の点でも不十分な蒸発缶しか得られなかつ
た。
本発明の目的は、腐食条件およびスケール付着の面で最
も問題の多い全属製伝熱面を用いない腐食性溶液蒸発方
法および蒸発缶を提供することである。
も問題の多い全属製伝熱面を用いない腐食性溶液蒸発方
法および蒸発缶を提供することである。
本発明は、上記目的を達成するために、腐食性溶液を入
れて加熱蒸発させる加熱部と、前記加熱部で加熱蒸発し
た蒸気を分留する分留塔とからなる腐食性溶液蒸発缶に
おいて、前記加熱部の缶壁内側に沿って仕切板を設け、
前記仕切板と前記缶壁との間に前記溶液を外部から導入
する缶液導入管の開口部を設け、前記開口部から前記缶
壁と前記仕切板との間に導入された溶液を、前記仕切板
の下方から缶内に流入させるとともに、前記加熱部上部
の前記溶液と接触しない部分に窓を設け、前記窓から前
記溶液にレーザ光を照射し加熱するレーザ発振器を備え
たことを特徴とする。
れて加熱蒸発させる加熱部と、前記加熱部で加熱蒸発し
た蒸気を分留する分留塔とからなる腐食性溶液蒸発缶に
おいて、前記加熱部の缶壁内側に沿って仕切板を設け、
前記仕切板と前記缶壁との間に前記溶液を外部から導入
する缶液導入管の開口部を設け、前記開口部から前記缶
壁と前記仕切板との間に導入された溶液を、前記仕切板
の下方から缶内に流入させるとともに、前記加熱部上部
の前記溶液と接触しない部分に窓を設け、前記窓から前
記溶液にレーザ光を照射し加熱するレーザ発振器を備え
たことを特徴とする。
また、前記レーザ発振器と前記窓との間に、反射鏡等の
光学系を設けたことを特徴とするものである。また、前
記溶液に入射したレーザ光を反射する反射板を前記溶液
中に設けることもできる。
光学系を設けたことを特徴とするものである。また、前
記溶液に入射したレーザ光を反射する反射板を前記溶液
中に設けることもできる。
上記構成によれば、レーザ光により加熱された高温の腐
食性缶液は、仕切板により、また外部から缶壁と仕切板
との間へ連続的に導入される溶液により、缶壁には直接
接触しないので、缶壁が比較的低温に保たれ、缶壁の腐
食条件が緩和されるため、蒸発缶の長寿命化を図ること
ができる。この場合、仕切板に多少のスケールが付着
し、またはピンホール等が生じても、缶壁自体ではない
ので、外部への悪影響は生じない。また、レーザ発振器
は、可視から赤外のレーザ光を出射する。出射されたレ
ーザ光は、蒸発缶加熱部の缶液と接触しない部分に設け
た窓から蒸発缶内へ入射し、缶液を加熱する。こうする
ことにより、金属伝熱面を介することなく、直接に溶液
を加熱するので、高温の腐食性缶液と接触し、厳しい腐
食条件下におかれる金属製伝熱面をなくすことができ
る。また、従来のように、金属製伝熱面を介して缶液を
加熱する場合、缶液成分の析出や缶液中の不溶解成分の
付着等に起因して伝熱面にスケールが付着し、これを除
去するメンテナンスが必要であったが、金属製伝熱面全
体がなくなり、スケール除去が不要となる。
食性缶液は、仕切板により、また外部から缶壁と仕切板
との間へ連続的に導入される溶液により、缶壁には直接
接触しないので、缶壁が比較的低温に保たれ、缶壁の腐
食条件が緩和されるため、蒸発缶の長寿命化を図ること
ができる。この場合、仕切板に多少のスケールが付着
し、またはピンホール等が生じても、缶壁自体ではない
ので、外部への悪影響は生じない。また、レーザ発振器
は、可視から赤外のレーザ光を出射する。出射されたレ
ーザ光は、蒸発缶加熱部の缶液と接触しない部分に設け
た窓から蒸発缶内へ入射し、缶液を加熱する。こうする
ことにより、金属伝熱面を介することなく、直接に溶液
を加熱するので、高温の腐食性缶液と接触し、厳しい腐
食条件下におかれる金属製伝熱面をなくすことができ
る。また、従来のように、金属製伝熱面を介して缶液を
加熱する場合、缶液成分の析出や缶液中の不溶解成分の
付着等に起因して伝熱面にスケールが付着し、これを除
去するメンテナンスが必要であったが、金属製伝熱面全
体がなくなり、スケール除去が不要となる。
さらに、蒸発缶とレーザ発振器との間に反射鏡を設置す
ると、最もメンテナンスが必要だと考えられるレーザ発
振器を蒸発缶本体から離し、メンテナンスの容易な場所
に配置できる。また、溶液が透明な場合は、レーザ光を
複数回往復させる反射板を溶液中に設置すると、加熱蒸
発の効率を上げることができる。
ると、最もメンテナンスが必要だと考えられるレーザ発
振器を蒸発缶本体から離し、メンテナンスの容易な場所
に配置できる。また、溶液が透明な場合は、レーザ光を
複数回往復させる反射板を溶液中に設置すると、加熱蒸
発の効率を上げることができる。
次に、本発明の一実施例を、本発明を原子燃料再処理施
設の高レベル廃液蒸発缶に適用した場合を例にとり、第
１図を用いて説明する。
設の高レベル廃液蒸発缶に適用した場合を例にとり、第
１図を用いて説明する。
加熱部１と分留塔２とからなるケトル式高レベル廃液蒸
発缶において、加熱部上部の缶液と接触しない部分に、
透明度が高くエネルギー吸収の少ない石英ガラス製の窓
４を設ける。この窓４からレーザ光を缶内に入射させる
ように、反射鏡５とEDLレーザ発振器３を配置する。EDL
レーザ発振器３は、通常使用時には高レベル廃液蒸発缶
内の高レベル廃液からの一次放射線を避け、メンテナン
ス時には遮蔽扉６により高レベル蒸発缶を設置したセル
８と隔離できるレーザ発振器用セル７に設置する。
発缶において、加熱部上部の缶液と接触しない部分に、
透明度が高くエネルギー吸収の少ない石英ガラス製の窓
４を設ける。この窓４からレーザ光を缶内に入射させる
ように、反射鏡５とEDLレーザ発振器３を配置する。EDL
レーザ発振器３は、通常使用時には高レベル廃液蒸発缶
内の高レベル廃液からの一次放射線を避け、メンテナン
ス時には遮蔽扉６により高レベル蒸発缶を設置したセル
８と隔離できるレーザ発振器用セル７に設置する。
上記構成の本実施例は、以下のごとく動作する。
缶液である高レベル廃液は、EDLレーザ発振器３から出
射され、反射鏡５で方向を変え、石英ガラス窓４から缶
内に入射するレーザ光により、金属製伝熱面を介するこ
となく、非接触で直接加熱される。
射され、反射鏡５で方向を変え、石英ガラス窓４から缶
内に入射するレーザ光により、金属製伝熱面を介するこ
となく、非接触で直接加熱される。
EDLレーザ発振器３は、反射鏡５を用いて、放射線量率
の高い高レベル廃液蒸発缶と分離してレーザ発振器用セ
ル７に設置し、通常使用時に耐放射線性の低い光学系や
電子回路に一次放射線が照射されないようにする。さら
に、EDLレーザ発振器３のメンテナンス時には、遮蔽扉
６を閉めて、レーザ発振器用セル７を高レベル廃液蒸発
缶の設置されたセル８と隔離して放射線を遮断し、メン
テナンス時の安全性を高めている。
の高い高レベル廃液蒸発缶と分離してレーザ発振器用セ
ル７に設置し、通常使用時に耐放射線性の低い光学系や
電子回路に一次放射線が照射されないようにする。さら
に、EDLレーザ発振器３のメンテナンス時には、遮蔽扉
６を閉めて、レーザ発振器用セル７を高レベル廃液蒸発
缶の設置されたセル８と隔離して放射線を遮断し、メン
テナンス時の安全性を高めている。
本実施例の場合、缶液である高レベル廃液は、多量の核
分裂生成分や廃溶媒を含んでいるため透明度が低く、レ
ーザ光のエネルギーが効率よく缶液に吸収されるが、缶
液の透明度が高い場合、第２図に示すように、缶液の中
に反射板11を設け、レーザ光を缶液中で往復させ、缶液
にエネルギーを吸収させて加熱する。
分裂生成分や廃溶媒を含んでいるため透明度が低く、レ
ーザ光のエネルギーが効率よく缶液に吸収されるが、缶
液の透明度が高い場合、第２図に示すように、缶液の中
に反射板11を設け、レーザ光を缶液中で往復させ、缶液
にエネルギーを吸収させて加熱する。
さらに、蒸発缶加熱部の接液部温度を低く抑える機能を
持たせた実施例を、第３図を用いて説明する。
持たせた実施例を、第３図を用いて説明する。
第３図において、缶液である高レベル廃液は、缶液導入
管12により加熱部内側に設けた仕切板13と加熱部缶壁の
間に導入され、仕切板13と缶壁の間を流れて、仕切板中
央の缶液導入口から缶内へ流入する。EDLレーザ発振器
３からのレーザ光により加熱された缶液は、仕切板13お
よび外部から連続的に供給され仕切板と缶壁との間を流
れる比較的低温の高レベル廃液によつて、蒸発缶加熱部
の缶壁から離されて直接接触しないので、缶壁の温度は
外部から供給される高レベル廃液の温度とほぼ同じに保
たれる。したがつて、蒸発缶加熱部缶壁の腐食条件が緩
和され、蒸発缶の長寿命化に寄与する。一方、仕切板13
は、高温の缶液と接触し、厳しい腐食条件下に置かれる
が、缶壁を内包する一次隔壁ではないから、腐食により
万一ピンホール等の欠陥を生じても、蒸発缶自体の機能
には支障をきたさない。
管12により加熱部内側に設けた仕切板13と加熱部缶壁の
間に導入され、仕切板13と缶壁の間を流れて、仕切板中
央の缶液導入口から缶内へ流入する。EDLレーザ発振器
３からのレーザ光により加熱された缶液は、仕切板13お
よび外部から連続的に供給され仕切板と缶壁との間を流
れる比較的低温の高レベル廃液によつて、蒸発缶加熱部
の缶壁から離されて直接接触しないので、缶壁の温度は
外部から供給される高レベル廃液の温度とほぼ同じに保
たれる。したがつて、蒸発缶加熱部缶壁の腐食条件が緩
和され、蒸発缶の長寿命化に寄与する。一方、仕切板13
は、高温の缶液と接触し、厳しい腐食条件下に置かれる
が、缶壁を内包する一次隔壁ではないから、腐食により
万一ピンホール等の欠陥を生じても、蒸発缶自体の機能
には支障をきたさない。
以上の実施例においては、加熱源としてレーザ光を用い
たが、マイクロ波を加熱源とすることもできる。その場
合、前記反射鏡５に替えて、導波管を用いるのはいうま
でもない。
たが、マイクロ波を加熱源とすることもできる。その場
合、前記反射鏡５に替えて、導波管を用いるのはいうま
でもない。
本発明によれば、蒸発缶の缶壁と仕切板との間へ溶液を
導入することにより缶壁が保護され、レーザ光により缶
液を加熱することにより、金属製伝熱面を介することな
く、腐食性溶液を直接加熱可能となり、高温で腐食性溶
液と接触し、厳しい腐食条件下に置かれ、従来型の蒸発
缶で最も腐食が激しかつた金属製伝熱面自体をなくせる
ので、腐食性溶液蒸発缶自体を長寿命化，メンテナンス
フリー化できる。
導入することにより缶壁が保護され、レーザ光により缶
液を加熱することにより、金属製伝熱面を介することな
く、腐食性溶液を直接加熱可能となり、高温で腐食性溶
液と接触し、厳しい腐食条件下に置かれ、従来型の蒸発
缶で最も腐食が激しかつた金属製伝熱面自体をなくせる
ので、腐食性溶液蒸発缶自体を長寿命化，メンテナンス
フリー化できる。
具体的には、硝酸濃度9.0〜9.5N,圧力155〜170Torr,温
度70〜75℃で減圧蒸発させた場合、SUS304L製の伝熱面
の腐食速度は0.02〜0.05mm/年，同じく浸漬面の腐食速
度は0.01〜0.04mm/年である。本発明により、SUS304Lの
蒸発缶を製作した場合、伝熱面がないから、蒸発缶の腐
食による寿命は、加熱部接液部（浸漬面）の腐食速度で
決まり、従来の金属伝熱面を有する場合と比較して、1.
2〜２倍長くなる。
度70〜75℃で減圧蒸発させた場合、SUS304L製の伝熱面
の腐食速度は0.02〜0.05mm/年，同じく浸漬面の腐食速
度は0.01〜0.04mm/年である。本発明により、SUS304Lの
蒸発缶を製作した場合、伝熱面がないから、蒸発缶の腐
食による寿命は、加熱部接液部（浸漬面）の腐食速度で
決まり、従来の金属伝熱面を有する場合と比較して、1.
2〜２倍長くなる。
また、缶液成分の析出や缶液中の不溶解成分の付着等に
起因する金属伝熱面へのスケールの付着が発生しない。
その結果、伝熱効率を低下させるスケール除去のための
メンテナンスが不要となり、メンテナンスフリー化でき
る。
起因する金属伝熱面へのスケールの付着が発生しない。
その結果、伝熱効率を低下させるスケール除去のための
メンテナンスが不要となり、メンテナンスフリー化でき
る。
さらに、蒸発缶とレーザ発振器とを分離して設置できる
ことから、レーザ発振器のメンテナンスが容易で、使用
環境のよい場所にレーザ発振器を設置して、蒸発缶本体
がメンテナンスフリー化されたメリツトを充分に生かす
ことができる。
ことから、レーザ発振器のメンテナンスが容易で、使用
環境のよい場所にレーザ発振器を設置して、蒸発缶本体
がメンテナンスフリー化されたメリツトを充分に生かす
ことができる。
第１図は本発明を原子燃料再処理施設の高レベル廃液蒸
発缶に適用した一実施例の縦断面図、第２図は缶液の透
明度が高い場合の缶液中にレーザ光反射板を設けた実施
例の縦断面図、第３図は蒸発缶加熱部の缶壁に沿つて仕
切り板を設け缶壁と仕切り板との間に外部から溶液を供
給する実施例の縦断面図である。 １……蒸発缶加熱部、２……蒸発缶分留塔、３……EDL
レーザ発振器、４……石英ガラス窓、５……反射鏡、６
……遮蔽扉、７……レーザ発振器用セル、８……高レベ
ル廃液蒸発缶設置用セル、９……気水分離器、10……バ
ルブキヤツプトレイ、11……レーザ光反射板、12……缶
液導入管、13……仕切板。
発缶に適用した一実施例の縦断面図、第２図は缶液の透
明度が高い場合の缶液中にレーザ光反射板を設けた実施
例の縦断面図、第３図は蒸発缶加熱部の缶壁に沿つて仕
切り板を設け缶壁と仕切り板との間に外部から溶液を供
給する実施例の縦断面図である。 １……蒸発缶加熱部、２……蒸発缶分留塔、３……EDL
レーザ発振器、４……石英ガラス窓、５……反射鏡、６
……遮蔽扉、７……レーザ発振器用セル、８……高レベ
ル廃液蒸発缶設置用セル、９……気水分離器、10……バ
ルブキヤツプトレイ、11……レーザ光反射板、12……缶
液導入管、13……仕切板。
Claims (3)
- 【請求項１】腐食性溶液を入れて加熱蒸発させる加熱部
と、前記加熱部で加熱蒸発した蒸気を分留する分留塔と
からなる腐食性溶液蒸発缶において、前記加熱部の缶壁
内側に沿って仕切板を設け、前記仕切板と前記缶壁との
間に前記溶液を外部から導入する缶液導入管の開口部を
設け、前記開口部から前記缶壁と前記仕切板との間に導
入された溶液を、前記仕切板の下方から缶内に流入させ
るとともに、前記加熱部上部の前記溶液と接触しない部
分に窓を設け、前記窓から前記溶液にレーザ光を照射し
加熱するレーザ発振器を備えたことを特徴とする腐食性
溶液蒸発缶。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の腐食性溶液蒸
発缶において、前記レーザ発振器と前記窓との間に、反
射鏡等の光学系を設けたことを特徴とする腐食性溶液蒸
発缶。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
腐食性溶液蒸発缶において、前記溶液に入射したレーザ
光を反射する反射板を前記溶液中に設けたことを特徴と
する腐食性溶液蒸発缶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210897A JPH0685841B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 腐食性溶液蒸発缶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61210897A JPH0685841B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 腐食性溶液蒸発缶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6365901A JPS6365901A (ja) | 1988-03-24 |
| JPH0685841B2 true JPH0685841B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16596888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61210897A Expired - Lifetime JPH0685841B2 (ja) | 1986-09-08 | 1986-09-08 | 腐食性溶液蒸発缶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685841B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014226587A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 蒸発缶 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4913790A (en) * | 1988-03-25 | 1990-04-03 | Tokyo Electron Limited | Treating method |
| GB2492363A (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-02 | Robert Simpson | Laser Kettle Liquid Heating Appliance |
| CN115155077B (zh) * | 2022-07-04 | 2023-08-18 | 枣庄学院 | 多组分液体微量蒸发装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6239803U (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-10 | ||
| JPS6249901A (ja) * | 1985-08-28 | 1987-03-04 | Toshiba Corp | 真空蒸留装置 |
-
1986
- 1986-09-08 JP JP61210897A patent/JPH0685841B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014226587A (ja) * | 2013-05-21 | 2014-12-08 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 蒸発缶 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6365901A (ja) | 1988-03-24 |
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