原子力廃棄物処理プラント向けプロセス計装

導入事例 | 原子力

  • Mo-99 放射性医薬品製造から発生する液体放射性廃棄物の安全かつ持続可能な処理
  • 流量、レベル、圧力、温度測定用機器の供給
  • 放射性廃棄物の測定、ホットセル圧力制御、薬品注入にも対応
  • 原子力関連に加え、その他用途向けの計測機器も併せて供給
原子力廃棄物処理プラント向けプロセス計装

背景

オーストラリア原子力科学技術機構(ANSTO)は、オーストラリア内で最大の公的研究機関の一つです。原子力科学技術の分野における国際的な研究機関として、広く認知されています。

ANSTO が開発を進めている Synroc® 技術は、アクチニド含有物質、放射性ヨウ素、使用済燃料由来の溶融塩などを含む複雑な核廃棄物を安全に処理するための、国際的なベストプラクティスとして評価を受けています。この技術の有効性は、ANSTO がシドニー近郊で運営している自動化プロセスプラント Synroc Waste Treatment Plant において実証されています。プラントの目的は、核医学用医薬品モリブデン-99(Mo-99)の製造で発生する液体副産物を処理することです。

測定要求事項

Mo-99 の製造工程で発生する液体廃棄物は、タンクに回収、貯蔵され、特性評価が行われます。その後、ホットセル内で Synroc 処理剤の投入によって処理されます。専用に調整された液体添加剤は混合工程を経た後、乾燥処理によって粒状粉末へと変換されます。この粉末は専用のキャニスターへ充填され、キャニスターは密封状態で熱間等方圧加圧装置(HIP) に入れられます。そこに熱と圧力を加えることで、廃棄物を固化します。最終的に得られる固体製品は、体積が小さくなるとともに、高い耐久性が備わり、廃棄物としてそのまま処分可能な形態となります。

Mo-99 の製造工程で発生する液体廃棄物は放射性のため、設備の運転開始前に各種装置部品を検査し、使用されている材料が環境に耐えられるかどうかを確認する必要がありました。主な課題の一つは、放射線環境での実績がある計装サプライヤーを見つけることでした。

KROHNE ソリューション

原子力分野における長年の実績を有し、耐放射線設計の製品やコンポーネントを幅広く取り扱う KROHNE が、優先計装サプライヤーとして採用されました。

まず、Mo-99 廃棄物と直接接触する計測機器が選定されました。その中の一つが、原子力環境向けに設計された電磁流量計 POWERFLUX 5300 です。この機器は、廃棄物の供給や供給制御に使用されています。また、設置機器の中でも特に重要なのが、廃棄物タンクのレベル測定に使用されるダブルリモート型のマイクロパルスレベル伝送器 POWERFLEX 2200 です。このほか、ホットセル内の換気が外に漏れることを防ぐため、差圧伝送器 OPTIBAR DP 7060 を複数台使用して圧力を制御、監視しています。

これらの機器の組み合わせにより、流量、レベル、圧力、温度測定をはじめとした多様な用途に対応することができます。また、Mo-99 廃液、薬品、プロセス凝縮水、清水など、さまざまな媒体の測定が可能です。KROHNE は、主に以下のような機器を供給しました。

ほとんどの機器が、頑丈なステンレス製ハウジング仕様で提供されました。重要な機器については、Synroc Waste Treatment Plant への供給前に、小規模パイロットプラントで実証試験が行われ、設計の妥当性が確認されました。

ユーザーベネフィット

KROHNE 製機器の導入により、ANSTO は放射線環境における測定、一般用途での測定にまとめて対応することができました。原子力分野の豊富な実績を持つ KROHNE は、核廃棄物との接触を伴う特殊な測定に適した機器を提供しました。

KROHNE は、原子力発電分野に限らず、原子力関連用途向けの機器を幅広く扱っています。その多くは IEEE 323、IEEE 344、RCC-E 規格への対応が可能で、ASME Section III や RCC-M などの原子力建設規格に基づいて設計されています。

使用製品

POWERFLEX 2200 S マイクロパルス(TDR)レベル伝送器  - センサー延長付きコンパクト仕様

原子力産業向けマイクロパルス(TDR)レベル伝送器

  • レベル 距離 体積 質量 誘電率の連続測定
  • 原子力産業に特化して設計 試験されたモデル
  • 測定範囲: 0.6…40 m / 2…131 ft
  • -50…+150°C / -58…+302°F; -1…100 barg / -14.5…1450 psig
OPTIBAR DP 7060

流量、レベル、差圧、密度、界面の測定向け差圧伝送器

  • ライン圧測定を内蔵した高性能差圧伝送器
  • 測定レンジ: 30 mbar…16bar / 0.44…232 psi; ライン圧: 最大 700 bar / 10,153 psi
  • 基準精度 ±0.065%
  • 2線式, 4…20 mA/HART®, FF, Profibus-PA, Bluetooth®
OPTIBAR PM 5060 圧力伝送器

プロセス圧力、レベル用途向け圧力伝送器

  • 高圧レンジおよびサニタリー要件に適した、完全溶接金属隔膜を備えた耐久性に優れた設計
  • 100 mbar…1000 bar / 1.45…14500 psi
  • 各種ねじ、フランジ、無菌接続など、多様なプロセス接続に対応
  • 2線式 4…20 mA/HART®, FF, Profibus-PA, Bluetooth®
OPTIFLUX 5300 C 電磁流量計 - フランジ接続、コンパクト仕様

高度プロセスおよびマスターメーター用途向け電磁流量計

  • 最高精度 ±0.15%、腐食性および研磨性液体(固形分最大 70%)対応のセラミック管採用、最大温度 +180°C / +356°F
  • 認証:OIML R117、MI-005等
  • フランジ接続: DN15...300 / ½...12"、最大圧力 PN40 / ASME Cl 300; ウエハ形: DN2.5...100 / ⅒...4"
  • 3 x 4...20 mA、HART®、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET
OPTIFLUX 4100 C 電磁流量計 - コンパクト仕様

耐摩耗 耐腐食性液体向け 耐久型用途用電磁流量計

  • 耐薬品性に優れた構造で、導電率5 μS/cm以上、含固率10%以下の液体に対応
  • 最高 +180°C / +356°F
  • フランジ口径: DN2.5...1200 / ⅔...48"、最大圧力 PN40 / ASME Cl 600
  • 4…20 mA, パルス、周波数、ステータス、 HART®
OPTIMASS 6400 C コリオリ質量流量計 - フランジ接続コンパクト仕様

先端プロセス用途向けコリオリ質量流量計

  • 高精度(±0.05%フラット)、極低温から高温までの流体用(-200...+400°C /-328...+752°F)、EGMTM により広範な気相分率や複雑な流量条件下でも安定して動作
  • SIL 2/3; 取引計量: OIML R117, R137, MI-005, MI-002; API, AGA;サニタリー仕様認証
  • フランジ接続: DN10...300 / ½...12", 最大 PN 160 / ASME Cl 1500
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応
H250 M40 面積式流量計 - フランジ付き標準仕様

液体、気体向け面積式流量計

  • モジュール設計:メカニカルインジケータから4...20 mA/HART®7、FF、Profibus-PAおよびトータライザーまで対応
  • 取付け方向は自由:垂直、水平、または下降配管にも対応
  • フランジ: DN15...150 / ½...6"; NPT、G、サニタリー接続などにも対応。
  • -196 ~ +400°C / -320 ~ +752°F;最大 1000 barg / 14500 psig
OPTIMASS 7400 C コリオリ質量流量計 - フランジ接続コンパクト仕様

先端プロセス用途向けコリオリ質量流量計

  • 高精度(±0.1%)、粘性 腐食性 剪断感受性流体対応。幅広いガス分率および複雑流動条件下でも安定動作(EGMTM)
  • 国際規格準拠: OIML R117、MI-005; API; 衛生認証
  • フランジ: DN10...100 / ½...4"、最大 PN100 / ASME Cl 600; その他
  • 3 x 4...20 mA、HART®7、Modbus、FF、Profibus-PA/DP、PROFINET、PROFINET (Ethernet-APL)、EtherNet/IP™、Bluetooth®対応
OPTIWAVE 7500 – 80 GHz(FMCW) マイクロ波レベル伝送器(狭いタンク内の内部障害物を伴う液体向け)

狭小タンク内の液体の高度な用途向けマイクロ波レベル伝送器

  • 攪拌機や内部構造物のある小型 狭小タンクにおける、連続 非接触レベル測定に対応
  • 80 GHz レーダ採用、フラッシュマウント型レンズアンテナ
  • 測定範囲: 0…100 m / 328 ft
  • -50…+200°C / -58…+392°F; -1…40 barg / -14.5…580 psig
BM26A-1000

一般的な液体用途向け磁気式レベル指示計

  • 電源不要で、低コストのレベル計測が可能
  • 測定範囲: 0.3…5.5 / 1...18 ft (その他範囲も要望に応じて対応)
  • 密度: 700…1200 kg/m / 43.7…74.91 lb/ft3
  • -70…+200°C / -94…+392°F; -1…40 barg / -14.5…580 psig