JP4325025B2 - ガラス溶融炉運転支援装置 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/24—Automatically regulating the melting process
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス溶融炉運転支援装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
原子力施設から発生する放射性廃液は、廃液処理設備によってガラス固化処理された後、廃棄物保管施設に保管される。
【0003】
図3は廃液処理設備を構成するガラス溶融炉の一例であり、このガラス溶融炉は、上下方向中間部分から下方へ向かって水平開口断面が徐々に縮小する形状の溶融空間1を有し且つ耐火材により形成された溶融炉本体2を備えている。
【0004】
溶融炉本体2の上部には、原料供給管3、廃液供給管4、及び排気管5が溶融空間1に連通するように接続されている。
【0005】
溶融炉本体2には、気相部分の温度を検出する熱電対T1と、溶融ガラスGに浸漬するように溶融空間1の上下方向中間部で向き合う一対の主電極6と、該主電極6の温度を検出する熱電対T6と、溶融ガラスGに浸漬するように溶融空間1の底部近傍で向き合う一対の底部電極7と、溶融ガラスGの生地温度を検出する熱電対TGとが設けられている。
【0006】
溶融炉本体2の下部には、溶融空間1に連通する流下ノズル8と、該流下ノズル8を取り囲む誘導加熱コイル9と、流下ノズル8に対して冷却用空気を吹き付け得る空気噴射管10とが設けられている。
【0007】
また、溶融炉本体2の下方には、金属製の固化体容器11が載置される荷重検出器12を有し且つ流下ノズル8の直下へ移動可能な搬送台車13が設けられている。
【0008】
更に、ガラス溶融炉には、荷重検出器12から出力される荷重検出信号12sに応じて固化体容器11内に流入した溶融ガラスGの重量を表示する重量計14と、熱電対T1,T6,TGから出力される温度検出信号1s,6s,Gsに応じて炉内気相温度、主電極温度、ガラス生地温度を表示する温度計15と、主電極6、底部電極7、及び誘導加熱コイル9に対して電力6e,7e,9eを送給する制御盤16とが付帯している。
【0009】
図3に示すガラス溶融炉では、原料供給管3から溶融空間1へ送給した原料ガラスを、溶融炉本体2に付帯するヒータ(図示せず)によって溶融させ、また、主電極6及び底部電極7へ電力6e,7eを送給し、溶融空間1の溶融ガラスGをジュール熱によって固化しないように保温する。
【0010】
このとき、流下ノズル8内でガラスが固化するため、溶融空間1から外部への溶融ガラスGの流出が抑止される。
【0011】
この状態で、原料供給管3から溶融空間1へガラス原料を送給すると、当該原料ガラスが溶融ガラスGに溶融し、また、廃液供給管4から溶融空間1へ廃液を送給すると、該廃液が溶融ガラスGに混入される。
【0012】
廃液のガラス固化処理にあたっては、搬送台車13に固化体容器11を搭載し、該固化体容器11が流下ノズル8の直下に位置するように搬送台車13を移動させておく。
【0013】
次いで、誘導加熱コイル9へ電力9eを送給することにより流下ノズル8を加熱し、該流下ノズル8内で固化しているガラスを溶融させて、廃液が混入した溶融ガラスGを、流下ノズル8から固化体容器11へ流出させる。
【0014】
また、誘導加熱コイル9への電力9eの送給を中断すると、流下ノズル8の温度が徐々に低下し、当該流下ノズル8内でガラスが固化し、溶融空間1から外部への溶融ガラスGの流出が抑止され、固化体容器11内に充填された溶融ガラスGは、自然風冷によって固化し、ガラス固化体が形成される。
【0015】
更に、ガラス溶融炉の稼働時には、運転員が温度計15に表示される炉内気相温度、主電極温度、ガラス生地温度を確認しながら、主電極6に対する投入電力量を増減して、炉内温度を制御している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主電極6への投入電力量を増減するか否かは、運転員の判断に委ねられ、また、投入電力量の増減に応じて炉内温度が変化するまでの応答時間が長いため、ガラス溶融炉の運転操作には熟練を要する。
【0017】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ガラス溶融炉の運転操作を容易にすることを目的としている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のガラス溶融炉運転支援装置では、溶融炉本体内の気相部分の温度を検出する気相温度検出手段と、溶融炉本体の保温用電極の温度を検出する電極温度検出手段と、溶融炉本体内の溶融ガラスの温度を検出するガラス生地温度検出手段と、各温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と気相部分、保温用電極、並びに溶融ガラスのそれぞれについて予め設定された温度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて保温用電極へ送給すべき適正投入電力量を求め且つ気相温度、電極温度、あるいはガラス生地温度のいずれを制御モードとして選択すべきかを判定する演算器と、該演算器からの信号に基づき保温用電極への適正投入電力量、及び選択すべき制御モードを告知する通告手段とを備えている。
【0019】
本発明のガラス溶融炉運転支援装置においては、演算器が選択された制御モードの温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と予め設定された制御モードの目標値との差、及び現時点での保温用電極に対する投入電力量に応じて適正投入電力量を算出し、また、選択されない制御モードの温度検出手段からの信号に基づき、制御モードを変更するか否かを判定し、保温用電極への適正投入電力量、及び制御モードの変更を通告手段を介して運転員に告知する。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1乃び図2は本発明のガラス溶融炉運転支援装置の実施の形態の一例であり、図中、図3と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【0022】
このガラス溶融炉運転支援装置は、熱電対T1,T6,TG、制御盤16、設定器17、演算器18、及び表示器19を備えている。
【0023】
設定器17は、予め設定されたガラス溶融炉の稼働時における炉内気相温度、主電極温度、並びにガラス生地温度の各目標値に応じた目標値信号17aを出力し、運転員が入力設定した炉内気相温度制御モード、主電極温度制御モード、あるいはガラス生地温度制御モードのうちの1つに対応する選択信号17bを出力するように構成されている。
【0024】
演算器18は、設定器17からの選択信号17bに応じた制御モードを選択する機能と、設定器17からの目標値信号17aに基づく目標値と選択された制御モードの熱電対T1,T6,GTからの温度検出信号1s,6s,Gsに基づく温度のプロセス値との差、及び主電極6へ送給している電力6eに応じて制御盤16から出力される現時点での投入電力量信号16sに基づき、微分演算によって主電極6への適正投入電力量αを算出する機能と、選択された制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Xを上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Yを下回ったか否かを判定する機能と、選択されない制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Xに余裕率kを乗算した値を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Yに余裕率kを乗算した値を下回ったか否かを判定する機能と、選択された制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限X、あるいは下限Yをはずれた際、並びに選択されない制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Xに余裕率kを乗算した値、あるいは許容範囲の下限Yに余裕率kを乗算した値をはずれた際に、表示器19に対して運転ガイダンス信号18sを出力する機能とを有している。
【0025】
図1及び図2に示すガラス溶融炉運転支援装置では、ガラス溶融炉の稼働時に、演算器18において、熱電対T1,T6,TGからの温度検出信号1s,6s,Gs、制御盤16からの投入電力量信号16s、及び設定器17からの目標値信号17aと選択信号17bに基づき、下記の手順で判定処理が行われる。
【0026】
まず、設定器17からの選択信号17bに応じて、炉内気相温度制御モード、主電極温度制御モード、ガラス生地温度制御モードのいずれを選択するのが判定される。
【0027】
たとえば、選択信号17bにより主電極温度制御モードが選択されると、目標値信号17aに基づく主電極温度の目標値と熱電対T6からの温度検出信号6sに基づく主電極温度のプロセス値との差、及び主電極6へ送給している電力6eに応じて制御盤16から出力される現時点での投入電力量信号16sに基づき、微分演算によって主電極6への適正投入電力量αが算出される。
【0028】
炉内気相温度制御モードやガラス生地温度制御モードが選択された場合には、目標値信号17aに基づく炉内気相温度やガラス生地温度の目標値と熱電対T1,TGからの温度検出信号1s,Gsに基づく炉内気相温度やガラス生地温度のプロセス値との差、及び制御盤16からの投入電力量信号16sに基づき、微分演算によって主電極6への適正投入電力量αが算出される。
【0029】
次いで、制御盤16から投入電力量信号16sに基づき、主電極6への電力6eの送給の有無が判定される。
【0030】
主電極6に対する電力6eに送給が確認されると、熱電対T6からの温度検出信号6sに基づく主電極温度のプロセス値が、目標値信号17aに基づく主電極温度の目標値に対する許容範囲の上限Xを上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Yを下回ったか否かが判定される。
【0031】
このとき、主電極温度のプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Xを上回っていると、演算器18から出力される運転ガイダンス信号18sによって、表示器19に「電力をαWまで上げてください。」という運転ガイダンスが表示され、主電極温度のプロセス値が目標値に対する許容範囲の下限Yを下回っていると、演算器18から出力される運転ガイダンス信号18sによって、表示器19に「電力をαWまで下げてください。」という運転ガイダンスが表示される。
【0032】
また、先に述べた適正投入電力量αの算出に平行して、選択されていない制御モード、すなわち、炉内気相温度制御モードとガラス生地温度制御モードに関して、熱電対T1,TGからの温度検出信号1s,Gsに基づく炉内気相温度やガラス生地温度のプロセス値が、目標値信号17aに基づく炉内気相温度やガラス生地温度の目標値に対する許容範囲の上限Xに余裕率kを乗算した値を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Yに余裕率kを乗算した値を下回ったか否かが判定される。
【0033】
このとき、炉内気相温度またはガラス生地温度のプロセス値が、目標値に対する許容範囲の上限Xに余裕率kを乗算した値を上回ったり、許容範囲の下限Yに余裕率kを乗算した値を下回ると、現時点で選択させていない温度制御モードにおいて温度変動が生じていることが判定され、演算器18から出力される運転ガイダンス信号18sにより、表示器19に「制御モードを変更して下さい。」という運転ガイダンスが表示される。
【0034】
このように、図1及び図2に示すガラス溶融炉運転支援装置においては、演算器18が、選択された制御モードの熱電対T1,T6,TGからの温度検出信号1s,6s,Gsに基づくプロセス値と設定器17からの目標値信号17aに基づく各制御モードの目標値との差、及び現時点での主電極6に対する投入電力量に応じて適正投入電力量αを算出し、また、選択されていない制御モードの熱電対T1,T6,TGからの温度検出信号1s,6s,Gsに基づき、制御モードを変更するか否かを判定し、主電極6への適正投入電力量α、及び制御モードの変更を表示器19を介して運転員に告知するので、ガラス溶融炉の運転操作を容易にすることが可能になり、よって、運転員の負担が軽減される。
【0035】
なお、本発明のガラス溶融炉運転支援装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、表示器に替えて通告手段に音声告知方式のものを用いること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【0036】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のガラス溶融炉運転支援装置によれば、演算器が選択された制御モードの温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と予め設定された制御モードの目標値との差、及び現時点での保温用電極に対する投入電力量に応じて適正投入電力量を算出し、また、選択されない制御モードの温度検出手段からの信号に基づき、制御モードを変更するか否かを判定し、保温用電極への適正投入電力量、及び制御モードの変更を通告手段を介して運転員に告知するので、ガラス溶融炉の運転操作を容易にすることが可能になり、よって、運転員の負担が軽減される、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガラス溶融炉運転支援装置の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図2】本発明のガラス溶融炉運転支援装置の実施の形態の一例のフローチャート図である。
【図3】ガラス溶融炉の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
T1 熱電対(温度検出手段)
1s 温度検出信号
2 溶融炉本体
6 主電極
T6 熱電対(温度検出手段)
6s 温度検出信号
18 制御器
18s 運転ガイダンス信号
19 表示器(通告手段)
G 溶融ガラス
TG 熱電対(温度検出手段)
Ts 温度検出信号
Claims (1)
- 溶融炉本体内の気相部分の温度を検出する気相温度検出手段と、溶融炉本体の保温用電極の温度を検出する電極温度検出手段と、溶融炉本体内の溶融ガラスの温度を検出するガラス生地温度検出手段と、各温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と気相部分、保温用電極、並びに溶融ガラスのそれぞれについて予め設定された温度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて保温用電極へ送給すべき適正投入電力量を求め且つ気相温度、電極温度、あるいはガラス生地温度のいずれを制御モードとして選択すべきかを判定する演算器と、該演算器からの信号に基づき保温用電極への適正投入電力量、及び選択すべき制御モードを告知する通告手段とを備えてなることを特徴とするガラス溶融炉運転支援装置。
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JP20177299A JP4325025B2 (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | ガラス溶融炉運転支援装置 |
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JP20177299A Expired - Lifetime JP4325025B2 (ja) | 1999-07-15 | 1999-07-15 | ガラス溶融炉運転支援装置 |
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- 1999-07-15 JP JP20177299A patent/JP4325025B2/ja not_active Expired - Lifetime
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