JP5720730B2 - 導電性物質の堆積抑制方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、放射性廃液に含まれる白金族類元素(ロジウム、パラジウム、ルテニウム)は所定の条件下で析出、クラスター化して炉底部に堆積しやすく、また粘性が非常に高いために、白金族類元素が炉底部に堆積すると溶融ガラスは炉壁に停滞して炉壁に沿って流下ノズルに安定して流動することが困難となる。
第1の発明は、耐火煉瓦により形成された溶融空間に少なくとも一対の電極が露出して配置され、前記溶融空間に貯留された溶融ガラスに通電可能とされるとともに前記溶融空間の下方、あるいは側面に接続された流下ノズルから前記溶融ガラスを排出するように構成されたガラス溶融炉であって、前記耐火煉瓦の前記溶融空間側の表面に導電性物質が堆積するのを抑制する堆積抑制手段を備え、前記堆積抑制手段は、通電状態の溶融ガラスに前記通電電流と直交する方向の磁界を付与する磁力源を有していることを特徴とする。
また、原因物質を炉壁から離間する方向に振動させた場合、堆積状態によって堆積物を炉壁から効率的に剥離させることができる。
その結果、ガラス溶融炉を安定して運転するとともにガラス溶融炉の寿命を延ばすことができる。
図1は、本発明の第1の実施形態から第3の実施形態に係るガラス溶融炉の一例の概略を示す図であって、符号1はガラス溶融炉を示している。
第1の実施形態から第3の実施形態に係るガラス溶融炉1は、例えば、ガラスビーズを原料として溶融ガラスGを生成し、この溶融ガラスGに放射性廃液を混合してガラス固化体とする放射性廃液物再処理用のガラス溶融炉とされ、溶融炉本体10と、図1において図示しない電気コイル(磁力源)とを備えている。
図2は、導出部11Aを平面視した図であり、中央部に形成された開口部に底部電極18が配置されて溶融空間11側が導出部11Aに露出して配置されるようになっている。また、図2において斜線で示したのは四角錘の稜線部であり、導電性物質が堆積する一例を指している。
廃液供給管14は、ガラス溶融炉の上部に配置されていて、例えば、核燃料製造施設において核燃料生成の際に排出される放射性廃液を溶融空間11に投入するものであり、放射性廃液には白金族類元素(ロジウム、パラジウム、ルテニウム)が含有されている。
また、底部電極18は平面視して、例えば中央部に形成された流路を流下ノズル19の流路と連通されており溶融ガラスGを流下ノズル19に流通させることができるようになっている。
なお、この実施形態において、溶融ガラスGに通電する電流は交流電流とされている。
なお、流下ノズル19は、高周波加熱コイルが流路を取り囲むようにして形成されており、これにより流路内を通過する溶融ガラスGの温度を調整可能とされている。
次いで、溶融空間11内にガラスビーズ及び放射性廃液を投入し、ガラスビーズを溶融ガラスGに溶解、溶融するとともに溶融ガラスGに放射性廃液を混合し、放射性廃液が混合された溶融ガラスGを流下ノズル排出してキャニスター21内に充填して固化するようになっている。
次に、図3、図4を参照して、第1の実施形態に係るガラス溶融炉1について説明する。
図3(A)は、第1の実施形態に係るガラス溶融炉1における電気コイル(磁力源)30の概略平面図を、図3(B)はIII矢視の縦断面図を示している。なお、図5(B)、図6に示した主電極16は、電流I1を図示するために便宜上平面図と一致しない部位に表示している。
電気コイル30は、主電極16と底部電極18間に通電する電流I1と、電気コイル30により発生させた磁界B1によって原因物質に導出部11Aの稜線部から離間させる場合の例である。この実施形態において電流I1は交流電流とされている。
図3(B),図4に示した電流I1及び磁界B1は、ある瞬間における方向を示したものである。
その結果、図4に示すように通電状態の溶融ガラスGに稜線部から離間する方向の力F1が発生し原因物質が導出部11Aの稜線部から離間する方向に移動する。
また、一つの電気コイル30により磁力源を構成して溶融炉本体10を平面視した中央を中心として周回することにより、図3に示した電気コイル30の位置を順次移動して磁界B1を付与する構成としてもよい。
また、電気コイル30への通電は、必ずしも連続的に行なう必要はなく、電流を継続(連続、間欠を含む)して流すことによって原因物質を溶融ガラスG内に浮遊させて炉壁に近づけないにしてもよい。
次に、図5を参照して、第2の実施形態に係るガラス溶融炉1について説明する。
図5(A)は、第2の実施形態に係るガラス溶融炉1における電気コイル(磁力源)40の概略平面図を、図5(B)はV矢視断面図を示している。
電気コイル40は、主電極16と底部電極18間に通電する電流I2と、電気コイル30により発生させた磁界B2によって原因物質に導出部11Aの稜線部から離間させる場合の例である。
なお、電気コイル40は鉄心を有しない中空構造に形成されていてもよい。また、電気コイル40を稜線部が伸びる方向に沿って移動させることにより稜線部全体に渡り又は導電性物質が堆積され易い部位に重点的に磁界B2を付与する構成としてもよい。
なお、通電電流I2と磁界B2の交番タイミングを同期させない構成とすることにより原因物質に振動を生じさせてクラスター化した原因物質を破砕する構成としてもよい。
また、電気コイル40への通電は、電気コイル30の場合と同様に継続(連続、間欠を含む)して流すことによって原因物質を溶融ガラスG内に浮遊させて炉壁に近づけないにしてもよい。
次に、図6を参照して、第3の実施形態に係る溶融ガラスGの力F3を発生させる場合について説明する。
図6は、第3の実施形態における溶融ガラスGに力F3を発生させる場合の例を説明する図である。
その結果、通電状態の溶融ガラスGに上方への力F3が発生し、原因物質を効率的に浮上させて炉壁から離間させることができる。
なお、電流I3と磁界B3とを同期して交番させて力F3を上方に維持するか、電流I3と磁界B3とを同期させずに力F3により振動を生じさせてクラスター化した原因物質を破砕する構成とするかについては自在に設定可能である。
次に、図7を参照して、第4の実施形態に係る溶融ガラスGに力F4を発生させる場合の例を説明する。
図7は、第4の実施形態における溶融ガラスGに力F4を発生させる場合の例を説明する図である。
図7において、便宜のため力F4を示す矢印を斜め方向に表示しているが、電流I4と磁界B4の両方と直交する方向、すなわち溶融空間の水平方向に発生するようになっている。
その結果、原因物質を効率的に水平方向に移動されて炉壁から離間させることができる。
上述のように、電流I1、I2、I3、I4と磁界B1、B2、B3、B4のいずれか一方を交番させる場合において、電流I1、I2、I3、I4と磁界B1、B2、B3、B4の方向を原因物質が炉壁から離間する方向とし、又は振動させてクラスター化した原因物質を破砕し又は炉壁から剥離する構成とするかは自在に設定可能である。
I1、I2、I3、I4 電流(溶融ガラスを流れる電流)
F1、F2、F3、F4 力(通電された溶融ガラスに生じる力)
G 溶融ガラス
1 ガラス溶融炉
10 溶融炉本体
11 溶融空間
16 主電極
17 補助電極
18 底部電極
30、40 電気コイル(磁力源)
Claims (1)
- 耐火煉瓦により形成された溶融空間に少なくとも一対の電極が露出して配置され、前記溶融空間に貯留された溶融ガラスに通電可能とされるとともに前記溶融空間の下方に接続された流下ノズルから前記溶融ガラスを排出するように構成されたガラス溶融炉の、前記耐火煉瓦の前記溶融空間側の表面に導電性物質が堆積するのを抑制するガラス溶融炉における導電性物質の堆積抑制方法であって、前記溶融ガラスに通電された交流電流と直交すると共に当該交流電流と同期しない交番磁界を前記溶融ガラスに付与し、前記導電性物質を振動させることを特徴とするガラス溶融炉における導電性物質の堆積抑制方法。
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