ゲル化プロセス機器構造の調査

Study for process and equipment design of wet gelation stages in vibropacking process

梅村 昭男*; 菊地 俊明*; 田中 宏和*; 川内 慶征*; 箭内 実*; 高橋 浩*

not registered; not registered; not registered; not registered; not registered; not registered

湿式ゲル化法による振動充填燃料製造のうち、顆粒製造に係わる主要機器構造について概念調査検討を行った。検討対象は外部ゲル化法による炉心燃料製造に係わるゲル化転換装置(滴下、洗浄、乾燥装置等)、焙焼・還元炉、焼結炉、マテリアルハンドリング設備である。 (1)昨年度の検討結果に基づき、焼結炉と焼結球の中間貯蔵庫を含めた検討対象について、プロセスフロー、マスフローを明らかにし、処理系列、系列毎の機器数を明らかにした。 (2)機器の配置検討を実施する前提として、臨界安全性について、機器間の相互干渉、粉末が機器からの漏洩、機器移動時等の相互干渉等の異常時を想定した検討を実施した。 (3)主要機器および保守・補修を含めた遠隔ハンドリング設備の概念設計を実施した。また、主要機器および遠隔ハンドリング設備のセル内配置を検討した。また、必要な保守作業について整理した。 (4)主要機器の機器構造を明確化した。また、主要機器の故障について解析を行い保守・補修方法についてまとめるとともに設備の稼働率を見積もった。 (5)品質管理上また工程管理上必要なサンプルについて検討し、検査項目、分析方法、サンプリング頻度等について整理した。 (6)工程の稼働率について特性を評価するとともに、機器を構成する部品の稼働率データの信頼性、妥当性を考慮し、それぞれのデータを整理した。 (7)設備の運転に必要なユーティリティ、運転員数、また設備から発生する廃棄物量等について明らかにした。 (8)対象とする機器の設備費を検討するとともに、処理量、系列数等を考慮して主工程の設備費と製造量の特徴を整理した。また、他のゲル化法の設備費との比較等を実施した。

Process and layout design of external wet gelation stages in vibropacking process was examined for the feasibility study of commercialized FBR cycle system. In this study, solidification, washing, drying, calcination, reduction, sintering stages including interim storage of sintering particles for the oxide core fuel production line were selected. The main results obtained by this study are as follows: (1)Based on the process examination results conducted last year, process-flow, mass balance and number of production line/equipment included sintering and interim storage stage were clarified. (2)On the basis of equipment layout examination, criticality safety considerations were sort out taking into account of abnormal conditions, such as leakage of particles onto the floor and apparatus-container mutual interference during container transfer. (3)Preliminary design of the main equipment was done. Equipment layout design was done in consideration of material transfer flow and maintenance measures to be applied. A schematic layout drawing was presented and a maintenance procedure was arranged along with a time scheduling. (4)Analytical sample taking points and necessary analytical items were extracted taking into account of quality control and process management. (5)A feature of the operating rate at each process stage was sort by examining a failure rate reliability of each component. (6)Based on the results, utility consumed and number of operators required for the plant operation, an amount of wastes was evaluated. (7)Equipment cost was evaluated for the production capacity of 200 ton-HM/year and capacity-cost interrelation dependency was examined in the view of number of production line.