JPH0933697A - ガラス溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流下ノズルからの液状ガラスの流下開始初期
における温度差を最小限に抑制し得、地絡を発生させる
ことなく流下ノズルから液状ガラスをガラス固化体容器
内へ真っ直ぐに流下させ得るガラス溶融炉を提供する。 【解決手段】 流下ノズル１３の下方所要位置に、該流
下ノズル１３下端部の温度を均一化させるための反射板
２５を設け、上段加熱コイル１９と下段加熱コイル２０
とによって発生する輻射熱を流下ノズル１３下端部に反
射させるよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス溶融炉に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、原子力施設等において発生する
放射性廃液は、廃液処理施設におけるガラス溶融炉の内
部において、ガラス原料を溶融させた液状ガラスに混入
された後、ガラス溶融炉からキャニスタ等のガラス固化
体容器に充填されて固化され、該ガラス固化体容器内に
ガラス固化体として封入された状態で、放射性廃棄物保
管施設に保管されるようになっている。

【０００３】図２及び図３は従来のガラス溶融炉の一例
を示すもので、ガラス溶融炉は、耐熱レンガ製の溶融炉
本体１を有している。

【０００４】溶融炉本体１の内部には、上下方向中間部
よりも上側に位置する部分が円筒形空間で且つ上下方向
中間部よりも下側に位置する部分が下方に向って徐々に
内径が減少する略逆円錐形空間になった貯留空間２が形
成されている。

【０００５】溶融炉本体１の頂部には、該溶融炉本体１
の外部と前記貯留空間２とを連通するように、ガラス原
料供給口３、廃液供給口４、ガス排出口５が設けられて
いる。

【０００６】このうち、ガラス原料供給口３には、原料
供給ノズル６が挿入されており、該原料供給ノズル６の
上端部近傍に接続された原料供給管７から順次供給され
る短円柱形状のガラス原料８が、原料供給ノズル６を経
て前記貯留空間２へ投入されるようになっている。

【０００７】一方、廃液供給口４には、図示していない
廃液供給管を介して廃液タンクが接続されており、該廃
液タンクから前記貯留空間２に廃液９が送給されるよう
になっている。

【０００８】又、ガス排出口５には、図示していないガ
ス排出管を介してガス処理装置が接続されており、前記
貯留空間２の内部で発生するガス１０をガス処理装置へ
送出するようになっている。

【０００９】前記溶融炉本体１の両側部には、該溶融炉
本体１の側壁部分を貫通して対向するように一対の電極
１１，１１が設けられており、前記貯留空間２に液状ガ
ラス１２が貯留された状態において両電極１１，１１の
間に液状ガラス１２を介し所定値の電流を導通させるこ
とにより、ジュール熱によって液状ガラス１２が加熱保
温されるようになっている。

【００１０】又、溶融炉本体１の内部には、電気ヒータ
（図示せず）が内装されており、貯留空間２に液状ガラ
ス１２が貯留されていない状態からガラス溶融炉を稼働
状態にさせる場合には、貯留空間２に投入されたガラス
原料８を前記電気ヒータによって溶融させることにより
液状ガラス１２を得るようにしている。

【００１１】溶融炉本体１の底部には、溶融炉本体１の
内部に貯留された液状ガラス１２を流下させるための流
下ノズル１３と、該流下ノズル１３を包囲するように配
設され且つ下端開口部にガラス固化体容器１４を接続す
るための結合装置１５とが設けられている。

【００１２】前記流下ノズル１３の外周部には、溶融炉
本体１からの液状ガラス１２の流下開始時に通電されて
流下ノズル１３を高周波加熱し且つ前記液状ガラス１２
の流下停止時に通電が停止される上段加熱コイル１９と
下段加熱コイル２０とが配設されると共に、前記液状ガ
ラス１２の流下停止時に冷却エア２１を流下ノズル１３
外周部に吹き付ける上段冷却エアリング２２と下段冷却
エアリング２３とが配設されている。尚、２４は前記上
段加熱コイル１９と下段加熱コイル２０に通電を行う給
電装置である。

【００１３】又、溶融炉本体１の側部と底部は、断熱部
材１６を介してケーシング本体１７によって覆われ、且
つ溶融炉本体１の頂部は、断熱部材１６を介して前記ケ
ーシング本体１７の上縁部に密着するケーシング蓋部１
８によって覆われている。

【００１４】前述の如き図２及び図３に示される従来の
ガラス溶融炉においては、溶融炉本体１の貯留空間２に
液状ガラス１２が貯留された状態で、両電極１１，１１
の間に液状ガラス１２を介して所定値の電流を導通さ
せ、液状ガラス１２を加熱保温すると共に、図示してい
ない廃液タンクから廃液供給管及び廃液供給口４を介し
て貯留空間２に廃液９を送給し、該廃液９を液状ガラス
１２に混入させる。尚、この段階においては、流下ノズ
ル１３は加熱されていないため、流下ノズル１３内には
ガラスが固化した状態で詰っており、前記貯留空間２内
の液状ガラス１２が流下しないようになっている。又、
貯留空間２の内部で発生するガス１０は、ガス排出口５
及び図示していないガス排出管を介してガス処理装置へ
送出され、該ガス処理装置において処理される。

【００１５】流下ノズル１３の下端部に結合装置１５を
介してガラス固化体容器１４が接続されると、給電装置
２４から先ず上段加熱コイル１９へ通電が行われ、流下
ノズル１３の上部が加熱されて液状ガラス１２の流下の
準備が行われ、続いて、下段加熱コイル２０にも通電が
行われ、流下ノズル１３全体が加熱され、該流下ノズル
１３内で固化していたガラスが溶け、貯留空間２に貯留
されている液状ガラス１２が流下ノズル１３から流下
し、ガラス固化体容器１４に流入する。

【００１６】前記ガラス固化体容器１４に廃液９が混入
された液状ガラス１２が所定量充填されると、上段加熱
コイル１９への通電が停止され、上段冷却エアリング２
２に冷却エア２１が供給され、流下ノズル１３の上部が
急速に冷却され、流下ノズル１３内の上部の液状ガラス
１２が固化するようにされ、且つ流下ノズル１３内の下
端部の液状ガラス１２が流下するようにされ、この後、
下段加熱コイル２０への通電が停止されると共に、下段
冷却エアリング２３に冷却エア２１が供給され、流下ノ
ズル１３全体が冷却され、該流下ノズル１３内のガラス
が完全に固化され、流下ノズル１３からの液状ガラス１
２の流下が完全に停止される。尚、前記上段冷却エアリ
ング２２及び下段冷却エアリング２３から結合装置１５
内へ供給されたエアと、液状ガラス１２から出るガス
は、結合装置１５に形成された図示していないガス排出
口からガス排出管を介してガス処理装置へ送出され、該
ガス処理装置において処理されると共に結合装置１５内
と溶融炉本体１の貯留空間２内の負圧状態を維持してい
る。

【００１７】この後、ガラス固化体容器１４の内部の液
状ガラス１２が自然冷却により固化されてガラス固化体
が形成されると、該ガラス固化体容器１４が結合装置１
５から離脱されて放射性廃棄物保管施設へ搬送され、次
のガラス固化体容器１４が前記結合装置１５に接続さ
れ、以下、前述と同様の操作が繰り返し行われる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如き従来のガラス溶融炉では、流下ノズル１３からの液
状ガラス１２の流下開始初期には、該液状ガラス１２は
表面のみ溶け内部は固まった状態にあり、しかも、上段
加熱コイル１９と下段加熱コイル２０とによって高周波
加熱される流下ノズル１３下端部の温度は、その周方向
において必ずしも均一ではなく、温度差が生じるため、
図３に示される如く、流下ノズル１３下端部における温
度がｔ₁＞ｔ₂である場合、温度の高い側の液状ガラス１
２の粘性は小さく、温度の低い側の液状ガラス１２の粘
性は大きくなり、その結果、流下ノズル１３から流下す
る液状ガラス１２は、温度が低く粘性の大きい側へ偏心
しつつ湾曲して行き、図３中仮想線で示されるように、
上段加熱コイル１９や下段加熱コイル２０に接続された
給電線等と接触し、地絡が発生すると共に、液状ガラス
１２がガラス固化体容器１４内へ流下せずに結合装置１
５内で堆積してしまい、液状ガラス１２のガラス固化体
容器１４への充填作業を停止しなければならなくなると
いう欠点を有していた。

【００１９】本発明は、斯かる実情に鑑み、流下ノズル
からの液状ガラスの流下開始初期における温度差を最小
限に抑制し得、地絡を発生させることなく流下ノズルか
ら液状ガラスをガラス固化体容器内へ真っ直ぐに流下さ
せ得るガラス溶融炉を提供しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、液状ガラスが
貯留される溶融炉本体と、該溶融炉本体内の液状ガラス
を流下せしめる流下ノズルと、前記溶融炉本体内の液状
ガラスを流下ノズルから流下させる際に該流下ノズルを
加熱する加熱コイルとを備えたガラス溶融炉において、
流下ノズルの下方所要位置に、該流下ノズル下端部の温
度を均一化させるための反射板を設けたことを特徴とす
るものである。

【００２１】従って、流下ノズルが加熱コイルによって
加熱され、該流下ノズルから液状ガラスが流下し始める
際、前記加熱コイルによって発生する輻射熱は、反射板
により流下ノズル下端部に反射されるため、流下ノズル
下端部における温度はその周方向において略均一とな
り、流下ノズルから流下する液状ガラスの粘性もその周
方向においてほとんど変化が生じなくなる。

【００２２】その結果、流下ノズルから流下する液状ガ
ラスは、湾曲せずに略鉛直に垂れ下がって行く形とな
り、加熱コイルに接続された給電線等と接触して地絡が
発生したりすることなく、ガラス固化体容器内へ流入す
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００２４】図１は本発明を実施する形態の一例であっ
て、図中、図２及び図３と同一の符号を付した部分は同
一物を表わしており、基本的な構成は図２及び図３に示
す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とすると
ころは、図１に示す如く、流下ノズル１３の下方所要位
置に、該流下ノズル１３下端部の温度を均一化させるた
めの反射板２５を設けた点にある。

【００２５】前記反射板２５は、底部を開放した擂り鉢
状で、流下ノズル１３の下端部と対峙するよう結合装置
１５内に取り付けられており、上段加熱コイル１９と下
段加熱コイル２０とによって発生する輻射熱を反射さ
せ、流下ノズル１３下端部に照射するようになってい
る。

【００２６】次に、上記図示例の作動を説明する。

【００２７】流下ノズル１３が上段加熱コイル１９と下
段加熱コイル２０とによって高周波加熱され、該流下ノ
ズル１３から液状ガラス１２が流下し始める際、前記上
段加熱コイル１９と下段加熱コイル２０とによって発生
する輻射熱は、反射板２５により流下ノズル１３下端部
に反射されるため、図１に示す如く、流下ノズル１３下
端部における温度はその周方向において略均一となって
ｔ₁≒ｔ₂となり、流下ノズル１３から流下する液状ガラ
ス１２の粘性もその周方向においてほとんど変化が生じ
なくなる。

【００２８】その結果、流下ノズル１３から流下する液
状ガラス１２は、図１中仮想線で示すように、湾曲せず
に略鉛直に垂れ下がって行く形となり、上段加熱コイル
１９や下段加熱コイル２０に接続された給電線等と接触
して地絡が発生したり、結合装置１５内で堆積したりす
ることもなく、ガラス固化体容器１４内へ流入する。

【００２９】こうして、流下ノズル１３からの液状ガラ
ス１２の流下開始初期における温度差を最小限に抑制し
得、地絡を発生させることなく流下ノズル１３から液状
ガラス１２をガラス固化体容器１４内へ真っ直ぐに流下
させ得る。

【００３０】尚、本発明のガラス溶融炉は、上述の図示
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のガラス溶
融炉によれば、流下ノズルからの液状ガラスの流下開始
初期における温度差を最小限に抑制し得、地絡を発生さ
せることなく流下ノズルから液状ガラスをガラス固化体
容器内へ真っ直ぐに流下させ得るという優れた効果を奏
し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例の要部拡大断面図
である。

【図２】従来例の全体概要断面図である。

【図３】図２に示す従来例の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 溶融炉本体 １２ 液状ガラス １３ 流下ノズル １９ 上段加熱コイル（加熱コイル） ２０ 下段加熱コイル（加熱コイル） ２５ 反射板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液状ガラスが貯留される溶融炉本体と、
   該溶融炉本体内の液状ガラスを流下せしめる流下ノズル
   と、前記溶融炉本体内の液状ガラスを流下ノズルから流
   下させる際に該流下ノズルを加熱する加熱コイルとを備
   えたガラス溶融炉において、 流下ノズルの下方所要位置に、該流下ノズル下端部の温
   度を均一化させるための反射板を設けたことを特徴とす
   るガラス溶融炉。