JPH04332859A - 高温融体中の導電性不溶解成分の検知装置 - Google Patents

高温融体中の導電性不溶解成分の検知装置

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JPH04332859A
JPH04332859A JP13193691A JP13193691A JPH04332859A JP H04332859 A JPH04332859 A JP H04332859A JP 13193691 A JP13193691 A JP 13193691A JP 13193691 A JP13193691 A JP 13193691A JP H04332859 A JPH04332859 A JP H04332859A
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JP
Japan
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sensor probe
conductive
temperature melt
electrodes
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP13193691A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadasumi Aono
青野 忠純
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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Publication date
Application filed by Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan, Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp filed Critical Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24Automatically regulating the melting process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融ガラス等の高温融
体中に存在する導電性不溶解成分の挙動を検知する装置
に関するものである。更に詳しく述べると、高温融体中
に挿入するセンサープローブと、該センサープローブの
複数の電極間での電流値及び/又は抵抗値を計測する検
出計を具備し、高温融体成分と不溶解成分との電気的特
性の差を利用して不溶解成分の拡散・堆積状況を検知す
る装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高レベル放射性廃液の固化処理・処分方
法の代表的な例としてガラス固化法がある。この方法で
は、廃液とガラス原料を混ぜてガラス溶融炉の中に入れ
、加熱してガラスを溶融し、溶けたガラスを容器に注入
して固化する。ガラス溶融炉において、溶融ガラス中の
不溶解成分が堆積すると溶融ガラス抜出し孔の閉塞が生
じ炉の運転を続行できなくなる。また溶融ガラスに直接
電流を通してジュール発熱で溶融させる「直接通電型ガ
ラス溶融炉」の場合には、導電性不溶解成分(特に白金
族元素など)が存在すると加熱電極間以外での電気的短
絡現象が発生しガラス溶融能力が低下する問題もある。
【0003】そこで高温(1200℃程度)溶融ガラス
中の導電性不溶解成分の挙動を解明する必要があり、そ
のためガラス溶融炉からの流下ガラスや炉内残留ガラス
のサンプリングを実施したり、あるいは炉内直接サンプ
リングを行うことが考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが様々な状況下
で試験した結果、流下ガラスや残留ガラスのサンプル分
析値とガラス溶融炉の内部状態とは必ずしも対応してい
ないことが判明した。また炉内溶融ガラスの直接サンプ
ル分析値も、炉内非定常熱流動条件下においては炉内状
態に対応していない。そのためサンプリング法では高温
溶融ガラス中の導電性不溶解成分の挙動を正確に解明す
ることは出来ないことが分かった。更に高温溶融ガラス
のサンプリング作業は、安全上特段の配慮を必要とする
特殊作業であり、特に高レベル放射性廃液処理などの場
合は実施が困難である。
【0005】本発明の目的は、上記のような従来技術の
課題を解決し、高温溶融ガラス中の導電性不溶解成分の
存在状況及びその挙動を解明でき、ガラス溶融炉等の安
全運転管理に貢献できる高温融体中の導電性不溶解成分
の検知装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高温融体中
の導電性不溶解成分の検知装置は、高温融体中に挿入す
るセンサープローブと、該センサープローブの複数の電
極間の電流値及び/又は抵抗値を計測する検出計とを具
備している。前記センサープローブは、一部が露出して
電極となる検知用導電性接触子と、その外側を覆う電気
絶縁被覆と、更にその外側を取り囲む保護用外被からな
り、それらは高温融体に対して耐熱性、耐熱衝撃性、耐
食性を有する材料で構成されている。そして前記検知用
導電性接触子と前記検出計とを信号線で接続してある。
【0007】より好ましい構成としては、2本の検知用
導電性接触子が先端部でのみ露出している2極形センサ
ープローブを複数本、それらの先端部がガラス溶融炉の
任意の測定箇所に位置するように配列し、それにより同
時に多数の炉内位置での導電性不溶解成分の挙動を測定
する装置がある。
【0008】
【作用】検出器は、高温融体中に挿入したセンサープロ
ーブの任意の電極間での電気抵抗値を測定したり、電極
間に定電圧を印加してその時の電流値を測定する。高温
融体中に存在する融体成分と不溶解成分との間で電導度
などの電気的特性に差があると、上記の測定によって融
体中における不溶解成分の挙動が明らかになる。つまり
異なる電極位置で測定したり、経時的に測定を行うこと
で、導電性不溶解成分の拡散状況や堆積状況を正確に把
握できる。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係る導電性不溶解成分の検知
装置の一実施例を示す説明図であり、高放射性廃液のガ
ラス溶融炉に適用した例である。本検知装置は、ガラス
溶融炉10内の高温融体12中に挿入するセンサープロ
ーブ14と、該センサープローブ14の先端の電極間で
の電流値及び抵抗値を計測する検出計16とを具備して
おり、両者間を信号線18で接続した構成である。ここ
で検出計16は、電極間に定電圧を印加して電極間の電
流値を測定したり、電極間の抵抗値を測定するものであ
る。なお符号11は溶融ガラス抜出し孔を示している。
【0010】この実施例で使用しているセンサープロー
ブ14は2極形であり、その詳細を図2に示す。Aは部
分断面を表し、Bは端面を表している。図2から明らか
なように、このセンサープローブ14は、2本の検知用
導電性接触子20と、その外周を別々に覆う電気絶縁被
覆22と、更にその外側を取り囲む保護用外被24から
なる。前記検知用導電性接触子20の先端部は楔形状に
なっていて露出し電極26となり、それらの先端辺が一
直線状をなすように配列して一体化してある。なお各部
材は高温融体12に対して耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性
、耐放射線性の優れた材料で構成されている。例えば、
検知用導電性接触子20としてはインコネル690等の
ニッケル系合金、チタンやチタン系合金などが使用でき
、電気絶縁被覆22としてはアルミナ系あるいはシリカ
系等のセラミック材を使用する。また保護用外被24と
しては実験室規模ではステンレス系材料が使用でき、高
放射性廃液の処理のためにはインコネル690等のニッ
ケル系合金、チタン及びチタン系合金などが好ましい。
【0011】センサープローブは図3に示すような単極
形でもよい。その場合は、複数本のセンサープローブを
使用する。図3において、Aは部分断面を表し、Bは端
面を表している。各センサープローブ34の構造は、検
知用導電性接触子20が唯1本であることを除けば、基
本的には上記のものと同じであるから、対応する部材に
は同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
【0012】図1に示す構成の検知装置を用いた測定結
果の例を図4及び図5に示す。図4はセンサープローブ
14先端の電極が炉内の中間部(高温融体中)に位置す
るように保持し、電極間電流を測定した結果を示してい
る。原料供給に対応してガラス溶融炉10内の高温融体
12中の導電性不溶解成分の濃度が増大すると、図4に
示すように電極間の電流は導電性不溶解成分濃度に比例
して増加し、時間経過とともに飽和する傾向になる。こ
れによって電極位置での導電性不溶解成分の濃度変化を
検知できる。また図5はセンサープローブ14先端の電
極を、ガラス溶融炉10の底部で移動した場合における
各位置での電極間抵抗の変化を示している。炉底部の導
電性不溶解成分40の堆積部とセンサープローブ14の
電極接触状態に対応して、センサープローブ電極間の電
気抵抗は明確な相違を示す。このように2極方式におい
ては、センサープローブ14をガラス溶融炉10の炉内
任意の位置に移動し測定することにより、容易にガラス
溶融炉10内での導電性不溶解成分の拡散状況、及び炉
底部での導電性不溶解成分40の堆積状況などを検知す
ることが出来る。
【0013】図6及び図7はガラス溶融炉10に多数の
センサープローブを組み込んだ例であり、図6は傾斜底
型のガラス溶融炉の場合、図7は平底型のガラス溶融炉
の場合である。炉自体の基本構成は前記図1と同様であ
る。これらの実施例では、いずれも図面では3本のセン
サープローブを挿入している様子を描いてあるが、実際
は更に多くの本数挿入した方がよい。センサープローブ
の電極間信号の取り出し方は前記2極形の場合と同様で
あるが、本実施例では同時に連続して高温融体12中お
よび炉底部など各部の導電性不溶解成分40の挙動を検
知できるようにしてある。
【0014】図6及び図7において、実線で描いたセン
サープローブ位置(符号14−1で示す位置)で得られ
る信号の例を図8に、また仮想線で示すように炉底部ま
で降ろしたセンサープローブ位置(符号14−2で示す
位置)で得られる信号の例を図9に示す。
【0015】図8は、ガラス溶融炉10内の各部の高温
融体12中の導電性不溶解成分の濃度変化を電極間の電
流変化として示してある。符号a,b,cは図6及び図
7の検出計出力a,b,cに対応する測定結果であり、
各部位によって濃度に差のあることが明らかとなってい
る。また図9は、炉底部への導電性不溶解成分40の堆
積状況の変化を示したもので、各検出計の挿入位置が変
化するのにともなって導電性不溶解成分40の堆積状況
が変化していくのが明瞭に表れている。この場合も、符
号a,b,cは各検出計出力a,b,cに対応する測定
結果である。
【0016】センサープローブの先端形状は、必ずしも
楔形である必要はない。ガラス溶融炉の炉底部の構造に
応じて適宜変更してよい。例えば錐状に尖ったり半球状
に膨らんだ形状にして炉底部に点接触するようにしても
よいし、先端を平面状にして面接触するようにしてもよ
い。各センサープローブ先端の位置は、一直線上に配置
したり、上下方向に高さの差をもたせるなど、炉底部の
構造や条件を考慮して自由に対応しうる。また、測定す
る必要のない場合は、センサープローブを取り付けてい
る駆動装置を用いて溶融ガラス中から引き上げておくよ
うに構成することもできる。
【0017】
【発明の効果】本発明は、高温融体中にセンサープロー
ブを直接挿入し、その電極間の抵抗値や電極間を流れる
電流値を測定するように構成したから、高温融体中に拡
散・堆積する導電性不溶解成分の挙動を明確にできる。 即ち導電性不溶解成分の拡散濃度及び堆積状況を、セン
サープローブ電極間の電流値や抵抗値との相関として、
濃度については較正式や較正曲線を用いて定量でき、堆
積状況については抵抗値変化により堆積場所、大きさや
厚さ、分布などの定量を行える。これによってガラス溶
融炉の運転・管理上、有益な情報が得られる。
【0018】本発明ではセンサープローブを高温融体中
に挿入するだけだから、特殊なサンプリング作業等は不
要であり、例えば高レベル放射性廃液のガラス溶融炉に
適用するような場合でも、容易に実施でき、安全性も高
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る導電性不溶解成分の検知装置の一
実施例を示す概略構成図。
【図2】本発明で使用するセンサープローブの一例を示
す説明図。
【図3】センサープローブの他の例を示す説明図。
【図4】図1の装置での電極間の電流特性の一例を示す
グラフ。
【図5】図1の装置での電極間の抵抗特性の一例を示す
グラフ。
【図6】傾斜底型の炉での多極センサープローブの使用
状態の説明図。
【図7】平底型の炉での多極センサープローブの使用状
態の説明図。
【図8】図6又は図7の装置における炉内各部での電極
間の電流特性を示すグラフ。
【図9】図6又は図7の装置における炉底部での電極間
の抵抗特性を示すグラフ。
【符号の説明】
10  ガラス溶融炉 12  高温融体 14  センサープローブ 16  検出計 18  信号線 20  検知用導電性接触子 22  電気絶縁被覆 24  保護用外被 26  電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  高温融体中に挿入するセンサープロー
    ブと、該センサープローブの複数の電極間の電流値及び
    /又は抵抗値を計測する検出計を具備し、前記センサー
    プローブは、一部が露出して電極となる検知用導電性接
    触子と、その外側を覆う電気絶縁被覆と、更にその外側
    を取り囲む保護用外被からなり、それらは高温融体に対
    して耐熱性、耐熱衝撃性、耐食性を有する材料で構成さ
    れ、前記検知用導電性接触子と前記検出計とを信号線で
    接続した高温融体中の導電性不溶解成分の検知装置。
JP13193691A 1991-05-08 1991-05-08 高温融体中の導電性不溶解成分の検知装置 Pending JPH04332859A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002071891A (ja) * 2000-08-30 2002-03-12 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガラス溶融炉内抵抗測定器
JP2009057253A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Japan Atomic Energy Agency ガラス溶融炉
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