JP2002071891A - ガラス溶融炉内抵抗測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス溶融炉内の金属スラッジの発生の有無
及び堆積量等を正確かつ容易に把握できる新規なガラス
溶融炉内抵抗測定器の提供。 【解決手段】 パイプ状の測定器本体11内にこれを貫通
するように一対の電極用ケーブル12,12 を備え、その測
定器本体11の挿入先端にこれら各電極用ケーブル12,12
に接続される一対の電極13,13 を一定の距離を隔てて固
定し、かつ上記測定器本体11内に冷却空気を吹き込むエ
アーパイプ15を挿入する。これによって、金属スラッジ
Ｓが存在する場合、その電極12,12 間の抵抗値が変わる
ため、その抵抗値を検出することによって金属スラッジ
Ｓの有無及び堆積状況を正確に把握できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高レベル放射性廃
液をガラス固化する際に用いられるガラス溶融炉に係
り、特にそのガラス溶融炉内の溶融ガラスの電気抵抗値
を測定して金属スラッジの有無を検出するガラス溶融炉
内抵抗測定器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】使用済み核燃料の再処理後に生ずる高レ
ベル放射性廃液は、極めて高い放射線と崩壊熱を有して
おり、液体のままでは処分が困難であることから、図３
及び図４に示すような構造をしたガラス溶融炉１内に送
られ、ここでほう珪酸ガラス等のガラス原料と共に高温
で溶かし合わされながらキャニスタｃと称される耐食性
のステンレス容器内に詰め込まれてガラス固化体として
安定化された後、一定期間自然冷却されてから地中深く
地層処分することが計画されている。

【０００３】このようなガラス固化に用いられるガラス
溶融炉１は、図示するように耐火煉瓦からなる炉本体２
の底部にその内部の溶融ガラスを流下する流下孔３を有
する底部電極４を備えると共にその側壁に一対の主電極
５，５と補助電極６，６とを備えた構造となっている。

【０００４】そして、この炉本体２の天井壁に設けられ
た投入口７から高レベル放射性廃液とガラス原料を投入
した後、主電極５，５間に電流を流すことで高温に加熱
された溶融ガラスからの熱を受けて高レベル放射性廃液
とガラス原料とが十分に溶かし合わされる。また、炉内
で製造された溶融ガラスが所定量となった時点で、その
下部に位置する補助電極６，６間と底部電極４及び主電
極５，５間に電気を流して下層部のガラスを溶融すると
共に、流下孔３から延びる流下ノズル８をその周囲の電
熱コイル９で加熱して炉内の溶融ガラスをその下部に位
置しているキャニスタｃ内に流下させてガラス固化体と
して収容するようになっている。

【０００５】尚、この溶融炉１内で発生したガスはオフ
ガスとして排気口１０から排気され、図示しないＨＥＰ
Ａフィルター等で放射性物質が完全に捕集除去されて無
害化された後、大気中に放出されるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ガラス溶融過程においては、図５に示すように高レベル
放射性廃液中に含まれているルテニウムやパラジウム等
といった白金系金属が金属酸化物として析出して比重の
大きい金属スラッジＳが発生することがあり、これがそ
のまま炉底部に沈降して底部電極４上に堆積することが
考えられる。

【０００７】そして、このような現象をそのまま放置し
ておくとその金属スラッジＳが傾斜面２ａに沿って成長
し、やがて補助電極６あるいは主電極５まで到達して底
部電極４間で短絡して溶融に必要なジュール熱が発生し
なくなり、その結果、ガラス溶融時間が極端に長くなっ
たり、最悪の場合にはガラス溶融自体が全く行えなくな
って炉本体２内でそのまま固化してしまうといったこと
が考えられる。

【０００８】そのため、この金属スラッジＳが発生して
もそれがそのまま流出するように、底部電極４の上面を
炉壁と面一となるように漏斗状に加工することも考えら
れるが、そうすると、仮に炉本体２の煉瓦壁の一部が煉
瓦屑となって脱落した場合、その煉瓦屑がそのまま流下
孔３側に落ち込んでこれを閉塞してしまうといった別の
問題を招くことがあるため、底部電極４の形状を変える
ことは得策ではない。

【０００９】従って、このような金属スラッジが発生し
た場合には、その発生状況、すなわち、金属スラッジの
発生量（堆積量）や堆積位置を正確かつ迅速に把握する
必要が生じてくるが、現状ではそれを正確かつ迅速に把
握するための具体的な方法が提案されていない。

【００１０】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、溶
融ガラスの電気抵抗値を測定することで金属スラッジの
発生の有無及び堆積量等を正確かつ容易に把握できる新
規なガラス溶融炉内抵抗測定器を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、請求項１に示すように、ガラス溶融炉内に
挿入され、その内部の電気抵抗値を測定するための装置
において、パイプ状の測定器本体内にこれを貫通するよ
うに一対の電極用ケーブルを備え、その測定器本体の挿
入先端にこれら各電極用ケーブルに接続される一対の電
極を一定の距離を隔てて固定し、かつ、上記測定器本体
内に冷却空気を吹き込むエアーパイプを挿入してなるも
のである。

【００１２】従って、この一対の電極側をガラス溶融炉
内に挿入してその底部に位置させた後、その電極間に通
電すると、その電極の位置に金属スラッジが発生してい
る場合には、その電気抵抗値が溶融ガラスよりも小さく
なるため、その抵抗値を測定することによって金属スラ
ッジの発生の有無とその堆積状況を正確に把握すること
ができる。また、この測定時において測定器本体内に、
エアーパイプから冷却空気を吹き込んでその内部の電極
用ケーブルを冷却するようにすれば、溶融炉内の熱によ
る電極用ケーブルの溶断や電極用ケーブル自体の抵抗変
動値を抑制できるため、正確な測定を実施することがで
きる。

【００１３】また、請求項２に示すように、この電極用
ケーブルとして、耐熱性及び耐放射線性に優れたＭＩ
（ミネラルアイソレーション）ケーブルを用いることで
より安定した測定を実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を添付図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１（Ａ）は本発明に係るガラス溶融炉内
抵抗測定器（以下、抵抗測定器という）１０の実施の一
形態を示す一部破断側面図、図１（Ｂ）はそのＡ−Ａ線
断面図である。

【００１６】図示するように、この抵抗測定器１０は、
両端が開口したパイプ状の測定器本体１１内にこれを貫
通するように一対の電極用ケーブル１２，１２が挿入さ
れている。

【００１７】また、この電極用ケーブル１２，１２の先
端には、金属棒状をした一対の電極１３，１３がそれぞ
れ電気的に接続されており、これら電極１３，１３は、
その測定器本体１１の挿入先端部に一体的に設けられた
先端固定部１４によって一定の距離を隔てて固定されて
いる。

【００１８】この先端固定部１４は、耐火煉瓦等の耐熱
性絶縁体１４ａから構成されたブロック状に形成されて
おり、図示するように、一対の電極１３，１３を一定の
距離（例えば１００ｍｍ）を隔てて固定すると共に、測
定器本体１１の先端を閉じて溶融ガラスや金属スラッジ
等が侵入するのを阻止するような構造となっている。

【００１９】電極用ケーブル１２，１２は、図１（Ｂ）
に示すように、Ｃｕ等からなる導体１２ａの周囲をＭｇ
Ｏ等からなる絶縁体１２ｂで被覆すると共に、その周囲
をＳＵＳ等の被覆材１２ｃで被覆した、いわゆるＭＩ
（ミネラルアイソレーション）ケーブルであり、優れた
耐熱性及び耐放射線性を発揮するようになっている。ま
た、この電極用ケーブル１２，１２には抵抗測定部１７
が接続されており、この電極用ケーブル１２，１２を介
して電極１３，１３に給電すると共に、その電極１３，
１３間の電気抵抗値を検出するようになっている。

【００２０】一方、この測定器本体１１内の軸心部に
は、その他端から先端固定部１４方向に延びるエアーパ
イプ１５が挿入されており、図示するように、その他端
から供給される冷却空気をその挿入先端に形成された吹
出口１６から吹き出して測定器本体１１内を強制的に空
冷するようになっている。

【００２１】そして、図２に示すように、このような構
成をした本発明の抵抗測定器１０を溶融炉１の投入口７
近傍に形成された測定孔１８から挿入し、その先端固定
部１４、すなわち、電極１３，１３を炉底部に位置さ
せ、通電し、その電気抵抗値を抵抗測定部１７によって
測定することで、その先端固定部１４が位置している部
分での金属スラッジＳの発生の有無を検出することがで
きる。

【００２２】すなわち、その先端固定部１４が位置して
いる部分に金属スラッジＳが発生（堆積）していると、
その電極１３，１３間の電気抵抗値が溶融ガラスの場合
よりも大幅に低下し、反対に金属スラッジＳが無いとそ
の電気抵抗値が大きくなるため、その電気抵抗値を抵抗
測定部１７によって測定することで金属スラッジＳの発
生の有無を確実に知ることができるのみならず、電極１
３，１３間に通電した状態でこの抵抗測定器１０、すな
わち先端固定部１４を任意の位置に動かすことでその発
生位置及び発生量をも確実に把握することが可能とな
る。

【００２３】また、この抵抗測定時においては、溶融ガ
ラスの溶融熱（９５０〜１０００℃）によってこの抵抗
測定器１０が高熱に加熱されることになるが、上述した
ようにその測定器本体１１内は、エアーパイプ１５から
供給される冷却空気によって常時空冷された状態となる
ため、高熱による電極用ケーブル１２，１２の溶断や劣
化，電気抵抗値の変動等といった不都合を回避すること
ができる。また、その先端固定部１４は耐熱性に優れた
耐火煉瓦等の耐熱材料１４ａから構成されているため、
高熱にも十分に耐え得ることが可能であると共に、測定
器本体１１内への溶融ガラス等の侵入も確実に防止する
ことができる。さらに、この電極用ケーブル１２，１２
として、上述したような耐熱性及び耐放射線性に優れた
ＭＩケーブルを用いれば、極めて高レベルの放射線や高
熱に晒されても優れた導電性を長期に亘って維持するこ
とが可能となる。

【００２４】尚、この測定の結果、大量の金属スラッジ
Ｓが発生していると認められた場合には、この抵抗測定
器１０をスクレーパ（掻取器）として用い、炉底部に溜
まっている金属スラッジＳを流下口３側に掻き落とし、
流下口３から排出するようにすることもできる。また、
このガラス溶融炉１の内部及びその周囲は、極めて高レ
ベルの放射線下であるため、これらの操作は予めその近
傍に設けられたマニュピュレータ及びＩＴＶカメラ等に
よって遠隔操作で行われることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、金属スラ
ッジの有無及び堆積量等を正確かつ容易に把握すること
ができるため、金属スラッジによる炉内電極の短絡事故
等を未然に回避することが可能となる。また、ガラス溶
融炉の試運転又はモックアップ試験等において金属スラ
ッジの堆積状況による短絡事故の発生の虞を予め正確に
得ることができるため、炉底構造の改良による効果等を
正確に評価することができる等といった優れた効果を発
揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明に係るガラス溶融炉内抵抗測
定器の実施の一形態を示す一部破断側面図である。
（Ｂ）は、図１（Ａ）中Ａ−Ａ線断面図である。

【図２】本発明に係るガラス溶融炉内抵抗測定器の作用
例を示す説明図である。

【図３】従来のガラス溶融炉の構成を示す縦断面図であ
る。

【図４】図３中Ｘ−Ｘ線断面図である。

【図５】ガラス溶融炉における金属スラッジの発生状況
を示す概念図である。

【符号の説明】

１０ 抵抗測定器 １１ 測定器本体 １２ 電極用ケーブル １３ 電極 １４ 先端固定部 １５ エアーパイプ １６ 吹出口 １７ 抵抗測定部 Ｓ 金属スラッジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス溶融炉内に挿入され、その内部の
   電気抵抗値を測定するための測定器において、パイプ状
   の測定器本体内にこれを貫通するように一対の電極用ケ
   ーブルを備え、その測定器本体の挿入先端にこれら各電
   極用ケーブルに接続される一対の電極を一定の距離を隔
   てて固定し、かつ、上記測定器本体内に冷却空気を吹き
   込むエアーパイプを挿入してなることを特徴とするガラ
   ス溶融炉内抵抗測定器。
2. 【請求項２】 上記電極用ケーブルが、ＭＩ（ミネラル
   アイソレーション）ケーブルであることを特徴とする請
   求項１に記載のガラス溶融炉内抵抗測定器。