JPS588324A - 電気加熱炉の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気加熱デの温度制御装置に係シ、特に硝酸ク
ラニル、硝酸プルトニウムの拠金１良は単体ｓ液の脱硝
後に得られるケーキを焙焼・還元して核燃料物質に変換
させる電気加熱炉に適用するのに好適な温度制御偏置に
関する。

従来、硝酸ウラニル、硝酸プルトニウムの混合オ九は単
体溶液の脱硝後に得られるケーキを焙焼・還元して被燃
料物質に変換させる電気加熱炉においては、そＯｉ１度
を制御する手段として、炉心管およびヒれを加熱すゐヒ
ータがそれぞれ配され九炉体内に温度針を挿入配置し、
こＯ温度計によ）前記ヒータを０Ｎ−ＯＦＦ制御する方
法を採っている。

しかしながらこの種の方法で拡、前記するように０Ｎ−
ＯＦＦ制御であるため炉心管内温度を一定にするために
は制御幅を小さくしなければならないが、制御幅を小さ
くすると０Ｎ−ＯＦＦＩＩ数が増大してヒータＯ寿命が
短かくな夛メンテナンスが容品でない。ｔたメンテナン
スの頻度を少なくする丸めに制御幅を大きくすると、均
一加熱が離しくホットスポット現象が発生するため好ま
しくない。

ｉ九焙焼・還元するためには炉心管内温度を少なくとも
７００℃以上に保持する必要があるため、これを冷却す
る場合には、１ｌｌｌ造破壊Ｏｖｆ止の細点から自然放
冷あるいは空冷のように炉心管に熱衝撃をかけずに冷却
する必要がある。このため、冷却時間が相轟長（なって
稼動効率および核燃料物質の生産性が悪い等０ＪＩＩ１
点もある。

本発明はかかる現−況に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、炉の構造的舗全性を維持しクク均一加
熱および冷却時間ＯＭｌ縮を図ることができる電気加熱
炉の温度制御装置を提供するにある。

本発明は、炉体内に、内部を冷却材が循環する冷却ジャ
ケットを挿脱可能に配設してその炉体内への挿入量を調
節可能とし、この挿入量の調節によシ炉心管の温度制御
を行なうようにし九４０である。

以下本発明を第１図に示す一実施例に基づいて説明する
。

図においてｌは、レンガ等の耐火物で形成され九炉体で
あシ、この炉体ｌ内申央部には１例えばＮＣＦＩ　　（
インコネル）等の耐熱合金で形成される炉心管２が配設
され、この炉心管２を介してそＯ上下位置に、は、炉心
管２を加熱するためのヒータ３がそれぞれ配設されてい
る。また炉体ｌの上面壁には、第１図に示すように炉体
１内の圧力が急激に上昇した際に炉体ｌ内の圧力を逃し
て炉心□管２の損傷を防止するための破裂板４が設けら
れている。

このように構成された炉体ｌの両ｍ面上下端部には、′
１１６１図に示すよう番ζ上下方向のスリット５がそれ
ぞれ設けられてシシ、各スリン）ＤＣは。

駆動装置６により炉体ｌ内に出段する冷却ジャケット７
がそれぞれ挿入配置されている。これら各冷却ジャケッ
ト７には、冷却水の往管８と流量調節弁ｌＯを有する造
管９とがそれぞれ接続され、選管９の下ｆＩ１．端と往
管８０土流端との間には、上流側から熱交換用流体Ｏ導
管１１ａ、ｌｌｂ　　を備えた熱交換器１１と循環ボン
プルとが順次介設されている。

そして昇温し九冷却水を熱交換器１１で熱交換し。

降温した冷却水を循環ポンプＵで送水して冷却ジャケッ
ト７内に冷却水をｌｌＲさせるよ５Ｉどなっている。

前記熱交換器１１と循環ポンプ１２との間には、冷却水
温度を検出する温度指示調節計１３が取付けられている
。

次ζζ作用について説明する。

炉２は常時通電されるヒータ３にょシ常温から７００’
Ｙ）ｔで加熱され、かつ炉体ｌによシその放熱が阻止さ
れる。この加熱時においては、冷却ジャケット７は第１
図の下ＭＰｉζ示すように炉体ｌ外に引出されている。

この冷却ジャケット７内には、循環ポンプ１２の駆動に
より冷却水が常時循環しておシ、その流量は各流量調節
弁１０Ｊこよって調節される。

炉心管ｚ内の温度が７００℃に到達すると、伺えば７０
０υ±（資）℃程度の温度幅で炉心管内を均一温度に保
持する丸め、冷却ジャケット７は駆動装置６によシ徐々
尋ζ炉体１内に挿入される。この際。

駆動装置６は温度指示調節計１３からの信号によ〕作動
するようになってシシ、し九がって、温度指示１Ｎｊｅ
ｉ計１３で測定され要冷却水温ＩＲが予め設定された冷
却水温度と一致するように冷却ジャケット７の挿入スト
ロークが自動制御される。冷却ジャケット７が炉体ｌ内
に挿入されると、冷却ジャケット７は輻射伝熱によル熟
を吸収し、この吸収された熱は冷却水を介して熱交換器
１１で熱交換される。

ところで、前記冷却ジャケット７は前記するように高温
中に炉体１内に挿入されるが、例えば炉心管内７００℃
で冷却水温ｊ［２０ｔｌの場合、冷却ジャケット７の板
厚方向温度差は丸かだか１３℃である。

冷却ジャケット７は七の木材として耐熱合金等を使用す
る必要はなくステンレス鋼で充分である。

しかして、炉体１内に挿脱される冷却ジャケット７の挿
入ストロークを変化さ゛せることにより輻射伝熱量が調
節され、炉心管内温度を容易に制御することが可能とな
る。

焙焼・還元は、７００℃以上で通常５時間鵬度実施され
、ウランを例に採ると次の反応を示して還元後番こ核燃
料物質が生成される。

脱硝後　→焙焼後　→還元後　・・・・・・（１）（Ｕ
Ｏｓ）　　　　　　　（Ｕｓ’ｓ）　　　　　　　（Ｕ
Ｏ會　）焙焼・還元後、ヒータ３への通電が遮断され、
冷却ジャケット７は第１図の上半に示すようｌζその全
ストロークが炉体ｌ内に挿入される。これによル炉心管
内が冷却される。との場合、例えば炉心管内温度を７０
０℃からω℃以下まで冷却するのに要する時間は約１３
時間である。

このように本夾施例によれば、冷却ジャケットの挿入ス
トａ−りの調節によシ炉心管内温度が確実に制御され、
ホストスポット現象等を発生させることなく目的とする
核燃料物質を得ることかで龜る。また、炉心管内の冷却
を無理なく短時間で行なうことができるので、熱衝撃等
による構造損傷のおそれがない。ま九ヒータは常時通電
されているのでとｍ−寿命が長くなり、メンテナンスが
容易である。さもに炉体には破裂板が設けられているの
で、冷却ジャケットが破断した場合等炉心管内圧力が急
激に上昇した場合でも炉の損傷を有効に防止することが
できる。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、前記実施例
における炉体１に代え、断熱性とともにｒ線および中性
子、１ｌｌＯ層蔽機能をも有する炉体２１とし良もので
ある。

すなわち、・炉体２１は、第２図１こ示すようにレンガ
等の耐火物で形成される断熱材２１１と、その外面側に
配置され巌素鋼、ステンレス鋼あるいは鉛板等で形成さ
れるｒ＠總蔽体２１ｂと、そＯ外大側番ζ配置されポリ
エチレン板等で形成される中性子線遮蔽体２１ｅとから
構成されている。そしてｒ＠遮蔽体２１ｂの材質はｒ線
の強度に応じて適宜使い分けるようになっている。

しかして、炉心管内に核燃料物質が保有されている場合
でも、充分な放射１ｍｊ１蔽が可能となシ、放射線被曝
量の低減を図ることができる。

以上本発明を好適な実施例に基づいて説明したが、本発
明は炉心管内温度の制御（冷却を含む）を炉体に挿脱さ
れる冷却ジャケットの炉体内へＯ挿入量の調節ｌこよシ
行なうよう化しているので。

炉心管の構造的傭全性を維持しつつ均一加熱および冷却
時間の短縮を図ることができ、ま九メンテナンスも容易
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を一部ブロック系統図で示す
概略縦断面図、第２図は本０発明の他の実施例を示す要
部断面図である。 １．２１・・・炉体、２・・・炉心管、３・・・ヒータ
、６・・・駆動装置、７・・・冷却ジャケット、１１・
・・熱交換器。 １２・・・循環ポンプ、２１ｍ・・・断熱材％２１ｂ・
・・ｒ線値蔽体、２１ａ・・・中性子線遮蔽体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱性を有する炉体内に炉心管およびこれを加熱す
   るヒータをそれぞれ配した電気加熱炉において、前記炉
   体内に、内部を冷却材が循環する冷却ジャケットを挿脱
   可能に配設してその炉体内への挿入量を調節可能とした
   ことを特徴とする電気加熱炉の温度制御装置。 ２、炉体がｒ＠シよび中性子線の纏蔽機能を有している
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１ｙＸ記載の電気加
   熱−〇温度制御装置。 ３、炉体の壁に破裂板が設けられていると、とを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電気加熱炉
   の温度制御装置。