JP4360158B2

JP4360158B2 - ガラス溶融炉

Info

Publication number: JP4360158B2
Application number: JP2003311129A
Authority: JP
Inventors: 慶造児嶋
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: JP2005075704A

Description

本発明はガラス溶融炉に関するものである。

原子力施設等において発生する放射性物質は、放射性廃棄物保管施設にガラス固化体として保管するために溶融ガラスに混入させる必要があり、溶融ガラスはガラス溶融炉でガラスを溶融させることにより生成される。

而して、従来のガラス溶融炉の一例は図２に示されている。図中、１はガラス溶融炉で、このガラス溶融炉１は、上下方向中間部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２を有し、且つ平面形状が矩形状の溶融炉本体３を備えている。

溶融炉本体３の上部には、原料供給管６及び排気管５が溶融空間２に連通するように接続されている。

溶融炉本体３には、溶融空間２の上下方向中間部で対向配置された一対の主電極７と、溶融空間２の底部近傍において主電極７に対し位相を９０度ずらして対向配置された一対の補助電極８とが、溶融炉本体３を水平方向に貫通して一端が溶融空間２に貯留された溶融ガラスＧに曝されるよう設けられている。又、溶融炉本体３の下部には、主電極７との間で通電するための底部電極１８及び溶融空間２に連通する流下ノズル９が設けられている。

溶融炉本体３の主電極７の周りの構造は、図２において詳細な断面で示されている。すなわち、主電極７の周囲近傍において、溶融炉本体３は、溶融空間２に面した側に耐火煉瓦１０を備えており、耐火煉瓦１０の溶融空間２とは反対側には、壁状に配置した耐火煉瓦１１が設けられている。

耐火煉瓦１１の耐火煉瓦１０とは反対側には、キャスタブル１２が充填されており、キャスタブル１２の耐火煉瓦１１とは反対側には、壁状の断熱ボード１３が設けられている。又、断熱ボード１３の外側は鋼板製のケーシング１４により包囲されている。

主電極７は耐火煉瓦１０，１１、キャスタブル１２、断熱ボード１３、ケーシング１４を貫通し、その溶融空間２側端部は溶融空間２内に露出し、ケーシング１４側の端部はケーシング１４を貫通している。又、図中１５はケーシング１４の外側において蓋体１６に内嵌され、主電極７に外嵌されたパッキンである。

上記ガラス溶融炉１においては、ガラス原料は原料供給管６から溶融空間２内に溶融している溶融ガラスＧに投入され、高レベル廃液は同じく原料供給管６から溶融空間２の溶融ガラスＧへ供給される。又、対向配置された一対の主電極７には電圧が印加されるため、溶融ガラスＧを通り主電極７，７間に電流が流れてジュール熱が発生し、供給されたガラス原料は加熱されて溶融される。ガラス原料が溶融する際に発生するガスは排気管５から排気される。

又、対向配置された一対の補助電極８，８間、及び主電極７と底部電極１８間にも電圧が印加されるため、補助電極８，８間、及び主電極７と底部電極１８間には電流が流れてジュール熱が発生する。このため、溶融空間２で溶融した溶融ガラスＧは、溶融空間２の下部で固化することなく円滑に流下し、流下ノズル９から下方へ排出されて、高レベル廃液と共に図示してない容器に収納される。

上記ガラス溶融炉１においては、主電極７は溶融炉本体３を構成する耐火煉瓦１０，１１、キャスタブル１２、断熱ボード１３、ケーシング１４を貫通しているため、溶融空間２で溶融した溶融ガラスＧは、主電極７の溶融炉本体３貫通部表面を伝わって流出する可能性があり、溶融ガラスＧがケーシング１４まで到達すると、主電極７とケーシング１４との間の絶縁が低下し、漏電を生ずる虞がある。

なお、従来の一般的なガラス溶融炉としては、例えば特許文献１がある。
特開２００２−３２８１９７号公報

本発明は、上述の実情に鑑み、主電極等の電極の溶融炉本体に対する貫通部を通り溶融ガラスが溶融炉本体の外側面であるケーシングまで流出しないようにして、電極とケーシングとの間に漏電が生じることを防止し得るようにしたガラス溶融炉を提供することを目的としてなしたものである。

請求項１のガラス溶融炉は、外周にケーシングを備えた溶融炉本体を水平方向へ貫通して一端が溶融空間内に露出し他端がケーシング外へ突出する電極の外周部に、前記溶融炉本体内に位置するよう、流出防止板を固設し、
前記流出防止板は、溶融空間から電極の表面を伝わって流出した溶融ガラスがケーシングに到達することを防止するように構成され、
前記電極はガラス原料を溶融させるための主電極であり、ケーシングは導電性であるものである。

請求項２のガラス溶融炉は、溶融炉本体内において、流出防止板が電極の軸線方向へ複数個固設されているものである。

本発明の請求項１〜２に記載のガラス溶融炉によれば、電極の溶融炉本体内における外周には流出防止板が溶接により固設されているため、例え溶融ガラスが流出防止板まで流出しても、更にケーシングまで流出するには流出防止板を迂回しなければならず、従って、溶融空間から電極の表面を伝わって流出した溶融ガラスがケーシングに到達することは殆どなく、その結果、漏電を生ずる虞が低下し、装置の信頼性が向上する、という優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。而して、ガラス溶融炉の基本的な構成は図２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、キャスタブル１２が充填された位置において、主電極７の外周を包囲するようにフランジ状の流出防止板１７を外嵌し、流出防止板１７と主電極７とを周方向に対する連続溶接により固設した点にある。

なお、ガラス溶融炉１の組立時には、キャスタブル１２は主電極７をキャスタブル１２の充填されていない状態の溶融炉本体３に取付けられた後で、モルタル状のキャスタブル１２が耐火煉瓦１１と断熱ボード１３との間の空間に充填される。

次に、上記図示例の作動を説明する。
上記ガラス溶融炉１においては、主電極７は溶融炉本体３を構成する耐火煉瓦１０，１１、キャスタブル１２、断熱ボード１３、ケーシング１４を貫通しているため、溶融空間２で溶融した溶融ガラスＧは、主電極７の溶融炉本体３貫通部表面を伝わって、耐火煉瓦１０，１１、キャスタブル１２まで流出する虞がある。

しかし、主電極７の外周にはキャスタブル１２内で流出防止板１７が溶接により固設されているため、例え溶融ガラスＧがキャスタブル１２まで流出しても、更にケーシング１４まで流出するには流出防止板１７を迂回しなければならず、従って、溶融空間２から主電極７の表面を伝わって流出した溶融ガラスＧがケーシング１４に到達することは殆どなく、その結果、漏電を生ずる虞が低下し、装置の信頼性が向上する。

なお、本発明のガラス溶融炉においては、１個の主電極に１枚の流出防止板を取付ける場合について説明したが、主電極の軸線方向（主電極が溶融炉本体を貫通する水平方向）へ複数枚取付けても実施可能なこと、主電極以外に補助電極等、溶融炉本体を貫通する全ての電極に適用可能なこと、その他、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。

本発明のガラス溶融炉の実施の形態の一例を示す、主電極の近傍の断面を詳細に示す正面図である。従来のガラス溶融炉の一例を示す、主電極の近傍の断面を詳細に示す正面図である。

符号の説明

１ガラス溶融炉
２溶融空間
３溶融炉本体
７主電極（電極）
１４ケーシング
１７流出防止板
Ｇ溶融ガラス

Claims

外周にケーシングを備えた溶融炉本体を水平方向へ貫通して一端が溶融空間内に露出し他端がケーシング外へ突出する電極の外周部に、前記溶融炉本体内に位置するよう、流出防止板を固設し、
前記流出防止板は、溶融空間から電極の表面を伝わって流出した溶融ガラスがケーシングに到達することを防止するように構成され、
前記電極はガラス原料を溶融させるための主電極であり、ケーシングは導電性であることを特徴とするガラス溶融炉。
溶融炉本体内において、流出防止板は電極の軸線方向へ複数個固設されている請求項１に記載のガラス溶融炉。