JPH0556926U - ガラス溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 溶融炉本体に囲まれた溶融槽１４内に、電極
２４，２５を対向状態で設け、電極の間に介在する導電
体に通電して抵抗発熱を生じさせ、該溶融槽１４内でガ
ラス等の被溶融物を溶融状態とするガラス溶融炉１２に
おいて、前記溶融炉本体が横割りに分割された複数の分
割単位を各々接合部材にて着脱自在に接合してなる。 【効果】 各分割単位毎にそれらの寿命に合せて別個に
交換し、劣化し難い部分は継続して使用することができ
るもので、新たな溶融炉を構築する必要がなく、処理コ
ストを低減することができる。特に、放射性廃棄物が付
着している溶融炉は放射性廃棄物として処分しなければ
ならないが、その放射性廃棄物の処理量を格段に低減す
ることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、放射性廃棄物のガラス固化プラント等におけるガラス溶融炉に係わ り、特に、溶融炉本体を横割り分割構造とし、溶融炉本体の各分割単位毎に交換 可能としたガラス溶融炉に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ガラス固化プラントは、原子力発電プラントの使用済燃料再処理関連 施設で発生する高レベル放射性廃液等の廃棄物をガラス固化処理して、取り扱い 性を向上させるために設けられるものである。該ガラス固化プラントでは、セル の気密室に収容されているガラス溶融炉の中に、放射性廃液等の廃棄物およびガ ラス素材を送り込んで溶融させるとともに、これらの溶融混合物を他に用意した 容器内に充填して徐冷固化させ、さらに、漏洩検査のための空気汚染モニターリ ング等の一連のガラス固化処理を実施するようにしている。

【０００３】 図４は、ガラス溶融炉の従来例を示すもので、耐火物、断熱材等を組積させた 構造物で囲まれた溶融槽１０の側壁２に、先端面を内方に臨ませた一対の電極３ が水平状態に設けられ、また、溶融槽１０の底部壁４の中心に、上面を溶融槽１ ０の内部に臨ませた底部電極５が設けられるとともに、溶融槽１０の天井壁６に は、被溶融物の投入を行なうための原料供給口７や、溶融槽１０内で発生したオ フガスの排出口（図示略）等が配設される。

【０００４】 このようなガラス溶融炉においては、被溶融物が前述の高レベル放射性廃棄物 （廃液）やガラス材料であると、一対の電極３の間、あるいは、電極３と底部電 極５との間に介在する導電体である溶融ガラスに電流を流すことによって、抵抗 発熱を生じさせて高温状態を維持し、溶融物である溶融ガラスの中に十分な量の 放射性元素を混入させた状態とした後、底部電極５と一対の電極３との間にも電 流を流して、底部電極５の近傍の溶融ガラス（放射性元素を取り込んだ状態の溶 融ガラス）を加熱して流動性を高め、この溶融ガラスを底部壁４の底部電極５に 開けた排出口８及びその下部の流下ノズル９から容器（キャニスター：図示略） に流下させて必要量充填し、その後の冷却によって徐々に固化状態に導く固化処 理が行なわれる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述した高レベル放射性廃棄物のガラス固化において使用されるガラス溶融炉 では、長期使用により溶融炉各部に種々の劣化が起こるが、その劣化の度合はそ れぞれの部位により異なる。即ち、溶融炉の各部の内でも、流下ノズルや電極及 び溶融槽の下部内面などは溶融ガラスに接していることから劣化を受け易く、一 方、溶融炉本体上部のプレナム部などは、あまり劣化しない。 従来のガラス溶融炉は、溶融炉本体および電極が一体構造になっており、溶融 炉本体の各部あるいは電極を交換して再使用することなく、いずれかの部位が劣 化する以前に溶融炉全体を交換していた。このため溶融炉の寿命は劣化の早い部 位の寿命に左右され、通常は５年程度に設定されていた。この寿命に達すると、 ガラス溶融炉を全て廃棄処分とし、新たな溶融炉を構築しなければならないため に、処理コストが高くなる問題があった。また、廃棄する溶融炉は、放射性廃棄 物が付着しているために、それ自身放射性廃棄物として処分しなければならず、 放射性廃棄物の量を増大させる問題があった。

【０００６】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、溶融槽を囲む構造物を横割り分割 構造とし、複数の分割部分毎に交換可能とし、各部の寿命によって個別に交換す ることができるガラス溶融炉の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案のガラス溶融炉は、溶融炉本体に囲まれた溶融槽内に、電極を対向状態 で設け、該電極の間に介在する導電体に通電することによって抵抗発熱を生じさ せ、該溶融槽内でガラス等の被溶融物を溶融状態とするガラス溶融炉において、 前記溶融炉本体が横割りに分割された複数の分割単位を各々接合部材にて着脱自 在に接合してなることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

溶融炉本体を横割り分割構造とし、該溶融炉本体の複数の分割単位及び電極を 各々分割可能に接合して構成したので、各分割単位毎にそれらの寿命に合せて別 個に交換し、劣化し難い部分は継続して使用するようにしたので、部分的な劣化 によって新たな溶融炉を構築する必要がない。

【０００９】

【実施例】

本考案の一実施例を図１を参照して説明する。 本実施例のガラス溶融炉１２は、従来例の溶融炉と同様に、溶融槽１４を形成 する内側壁３９，４０、勾配底部壁３６、天井壁２６と、電極２４，２５と、天 井壁２６に形成された原料供給口２８と、底部壁に設けられた底部電極２３と流 下ノズル３２から概略構成される。内側壁３９，４０、勾配底部壁３６、天井壁 ２６は耐火レンガ等からなる。 これらの部材は金属製のケーシング１３内に収められ、ケーシング１３と内側 壁３９，４０の間にはレンガ等の断熱材からなる中間断熱層３５，３８，４１と 外側断熱層３７が介在している。 また、勾配底部壁３６の下方にもインナーケーシング３０を介して断熱材から なる炉底レンガ３４が設けられている。

【００１０】 さらに本実施例のガラス溶融炉１２では、横割り分割構造となっている。つま り、本実施例のガラス溶融炉１２は、Ａ−Ａ’線より下方の第１分割部１６と、 Ａ−Ａ’線とＢ−Ｂ’線の間の第２分割部１８と、Ｂ−Ｂ’線とＣ−Ｃ’線の間 の第３分割部２０と、Ｃ−Ｃ’線より上方の第４分割部２２とからなり、これら を接合してなる。即ち、第１分割部１６は、流下ノズル３２とインナーケーシン グ３０と、炉底レンガ３４から概ね構成される。第２分割部１８は、電極２４， ２５と、勾配底部壁３６と中間断熱層３５から構成される。第３分割部２０は、 内側壁３９と、中間断熱層３８と外側断熱層３７から構成される。第４分割部２ ２は、内側壁４０と中間断熱層４１と、天井壁２６と、原料供給口２８から構成 される。

【００１１】 また、第１分割部１６と第２分割部１８の合せ面には金属板（インコネル６９ ０等）４２，４３が、第３分割部２０と第４分割部２２の合せ面には金属板４４ が挿入されている。金属板４２と金属板４３はボルト５１で連結されていると共 に、それらの間にはアルミナ等からなる絶縁材５０が介在している。また、金属 板４４には図２に示すように、スリット４７，４７，・・・が形成されている。こ のスリット４７が形成されていることで金属板４４はその熱膨張による熱歪を抑 制することができる。それぞれの金属板４２，４３，４４の周囲にはファイババ ルク（カオウール等）が充填され、気密性を保っている。

【００１２】 そして、第１分割部１６と第２分割部１８のケーシング１３にはフランジ１７ ，１７が形成され、各々ボルト４８，４８で締着されている。同様に、第３分割 部２０と第４分割部２２のケーシング１３にもフランジ２１，２１が形成され、 ボルト４５，４５で締着されている。

【００１３】 さらに、電極２４，２５には電極スリーブ４６，４６が設けられている。電極 スリーブ４６は図３に示すもので、筒状であってその側部にフランジが形成され ている。スリーブ４６の内側には電極２４，２５が挿入され、フランジ部にてボ ルトで締結される。第２分割部１８と第３分割部２０を分割する際には、ボルト 締めされている電極スリーブ４６を分割してから行なう。

【００１４】 本実施例のガラス溶融炉１２においては、長期使用によってガラス溶融炉１２ の各部に種々の劣化が起きた時にその劣化の起きた箇所を含む分割部のみを交換 して再使用することができる。 各分割部ではその主な劣化要因が各々異なる。劣化要因として例えば、第１分 割部１６では、流下ノズル３２の閉塞、熱疲労、ガラス漏洩等が生じ、第２分割 部１８では、電極２４，２５への白金族元素の堆積、電極間の短絡、電極の腐食 等が生じ、第３分割部２０では、耐火レンガである内側壁３９の侵食等が生じる が、第４分割部２２にはほとんど劣化は生じない。従って各分割部によって寿命 が異なる。 即ち、第１分割部１６や第２分割部１８及び第３分割部２０は、第４分割部２ ２よりも一般に劣化を受ける度合いが大きく、交換頻度が大きくなる。 交換作業は、例えば第１分割部１６の交換であっては、ボルト４８を外した後 にＡ−Ａ’線で第１分割部１６と第２分割部１８を切り離し、クレーン等を使用 した遠隔操作で劣化した第１分割部１６を新しい第１分割部と入れ替えればよい 。

【００１５】 本実施例のガラス溶融炉１２では、各分割部ごとの寿命毎に交換し、劣化し難 い分割部は継続して使用することができるので、新たな溶融炉を構築する必要が なく、処理コストを低減することができる。特に、放射性廃棄物が付着している 溶融炉は放射性廃棄物として処分しなければならないが、その放射性廃棄物の処 理量を格段に低減することができる。従って、解体処理が容易で、固体廃棄物の 量を低減できる。

【００１６】 尚、本実施例では溶融炉を４分割としたが、本考案は４分割に限定されるもの ではなく、必要に応じて２または３分割であったり、または５分割以上であって もかまわない。また、特に寿命の短い側壁耐火物や電極だけを交換することもで きる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案のガラス溶融炉では、溶融炉本体を横割り分割構造とし、該溶融炉本体 の複数の分割単位及び電極を各々分割可能に接合して構成したものであり、各分 割単位毎にそれらの寿命に合せて別個に交換し、劣化し難い部分は継続して使用 することができるもので、新たな溶融炉を構築する必要がなく、処理コストを低 減することができる。特に、放射性廃棄物が付着している溶融炉は放射性廃棄物 として処分しなければならないが、その放射性廃棄物の処理量を格段に低減する ことができる。従って、解体処理を簡易化することができ、固体廃棄物の量を低 減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のガラス溶融炉の側断面図である。

【図２】金属板の部分平面図である。

【図３】電極スリーブの斜視図である。

【図４】従来例のガラス溶融炉の側断面図である。

【符号の説明】

１ 溶融炉 ２ 側壁 ３ 電極 ５ 底部電極 １０ 溶融槽 １２ 溶融炉 １４ 溶融槽 １６ 第１分割部 １８ 第２分割部 ２０ 第３分割部 ２２ 第４分割部 ２３ 底部電極 ２４ 電極 ２５ 電極 ４５ ボルト ４６ 電極スリーブ ４８ ボルト ５１ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 坂井 彰 東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融炉本体に囲まれた溶融槽内に、電極
   を対向状態で設け、該電極の間に介在する導電体に通電
   することによって抵抗発熱を生じさせ、該溶融槽内でガ
   ラス等の被溶融物を溶融状態とするガラス溶融炉におい
   て、前記溶融炉本体が横割りに分割された複数の分割単
   位を着脱自在に接合してなることを特徴とするガラス溶
   融炉。