JPH071596U - 溶融炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融炉に係り、溶融槽内の溶融対象物を迅速
に溶解し、かつ、均一な溶融状態の溶融物の形成を図
る。 【構成】 溶融対象物Ｇを貯留する導電体よりなる溶融
槽２１と、該溶融槽２１に取り付けられ該溶融槽２１自
体を発熱させる誘導加熱手段２２と、溶融対象物Ｇ内
に、溶融槽２１内壁面に対向状態に投入され溶融槽２１
との間に通電する投入電極２３とを具備しており、誘導
加熱手段２２によって溶融槽２１自体を発熱させること
により溶融対象物Ｇを迅速に溶解し、溶融槽２１と投入
電極２３との間に通電することにより、溶融対象物Ｇの
広範囲に亘る発熱を実施させる。

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核燃料再処理関 連設備で発生する高レベル放射性廃液等の放射性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（溶融炉）の中に、放射性廃液 等の放射性廃棄物およびガラス素材を送り込んで溶解させるとともに、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２はガラス溶融炉１の従来例を示すもので、耐火材からなる溶融槽２の側壁 部２ａに内向状態の対向電極３・４を一対設けるとともに、溶融槽２の底壁部５ に、対向電極３・４との間に電位差を付与する底部電極６を設けて、溶融槽２の 内部に投入されたほうけい酸ガラス等の溶融対象物Ｇに直接通電し、該溶融対象 物Ｇ自身の抵抗発熱によって全体を均一な溶融状態に保持しようとするものであ る。図中、符号７は、溶融槽２の外底部に設けた流下ノズルであって、底部電極 ６を貫通する流下孔８に連通して、溶融槽２内部の溶融物を排出するようになっ ている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このようなガラス溶融炉１を立ち上げる際には、溶融槽２内に貯留 される溶融対象物Ｇが固体状態であって導電性がなく、電極３・４・６への通電 による抵抗発熱が発生しにくい。このため、該電極３・４・６への通電の前に溶 融対象物Ｇを一部溶融状態とする（いわゆる熱上げをする）必要があり、溶融槽 ２の上部に貫通状態にヒーター９を挿入して溶融対象物Ｇに近接状態に配し、加 熱することが行われる。

【０００５】 しかしながら、このような加熱方法であると、溶融対象物Ｇに近接させられる ヒーター９が、貫通状態に挿入し得るので、小さいものとならざるを得ず、溶融 対象物Ｇに対して局部的に加熱を行うために溶解速度を高めることができず、し かも、溶融槽２の側壁２ａに配される対向電極３・４の近傍までを溶融状態とす るのに、多大な時間を要するという不都合があった。 さらに、上記のようなガラス溶融炉１であると、溶融槽２の側壁２ａの一部に 対向電極３・４が配されているために、抵抗発熱させられる溶融対象物Ｇの範囲 が限られることになり、溶融槽２内に不均一な温度分布が生じ、コールドトップ が発生する等の問題点があった。

【０００６】 本考案は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、溶融槽内の溶融物を 迅速に均一な溶融状態とすることができる溶融炉を提供することを目的としてい る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、溶融対象物を貯留する導電体よりなる 溶融槽と、該溶融槽に取り付けられ該溶融槽自体を発熱させる誘導加熱手段と、 溶融対象物内に、溶融槽内壁面に対向状態に投入され溶融槽との間に通電する投 入電極とを具備する溶融炉を提案している。

【０００８】

【作用】

本考案に係る溶融炉によれば、誘導加熱手段を作動させることにより、導電体 よりなる溶融槽自体が発熱し、該溶融槽に接触状態に貯留される溶融対象物がそ の接触部から溶解されることになる。また、溶融対象物に投入された投入電極と 溶融槽との間に電位差を付与することにより、溶融対象物に直接通電されて、該 溶融対象物が均一、かつ、迅速に溶解されることになる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案に係る溶融炉の一実施例について図１を参照して説明する。 なお、本実施例の溶融炉において、図２の溶融炉の従来例と共通する箇所に同 一符号を付し、説明を簡略化する。

【００１０】 本実施例の溶融炉２０もガラス溶融炉であって、溶融槽２１の内部に投入する ガラス原料Ｍおよび放射性廃液等Ｆの混合物よりなる溶融対象物Ｇを溶解させて その後段に配される容器（図示略）に供給するための施設である点で、従来例の ガラス溶融炉１と共通している。 しかし、本実施例のガラス溶融炉２０は、その溶融槽２１が、例えば、ニッケ ル系金属であるインコネル６９０よりなる導電体で形成されているとともに、該 溶融槽２１自体を発熱させる誘導加熱手段２２と、溶融対象物Ｇ内に溶融槽２１ 内壁面に対向状態に投入される投入電極２３とを具備している点で、従来例のガ ラス溶融炉１と相違している。

【００１１】 前記溶融槽２１は、有底円筒状に形成されているとともに、その径寸法を、従 来よりも小さく設定することにより、その内部に配される溶融対象物Ｇに接触す る溶融槽２１内壁面の接触面積を従来に比して増大させるようにしている。図中 、符号Ｘは耐火材よりなる断熱壁、Ｙは流下ノズル７から排出させる溶融物の排 出量を制御するノズル加熱設備である。

【００１２】 前記誘導加熱手段２２は、例えば、溶融槽２１の外壁面に近接状態に配される 誘導加熱コイル２２ａと該誘導加熱コイルに接続された電源２２ｂであって、該 誘導加熱コイル２２ａに通電することによって、導電体である溶融槽２１に誘導 電流を発生させて、溶融槽２１自体を発熱させるようになっている。

【００１３】 前記投入電極２３は、例えば円柱状の部材であって、前記溶融槽２１と同心に 配されて、その外表面を溶融槽２１の内壁面に対して対向状態に配置されている 。該投入電極２３と前記溶融槽２１との相互間隔寸法は、各位置においてほぼ一 定値となるように溶融槽２１内の溶融対象物Ｇ内にその先端部を埋没状態に配値 され、該投入電極２３と溶融槽２１との間の溶融対象物Ｇの抵抗値が均一になる ように配慮されている。そして、溶融対象物Ｇが導電性を有する溶融物となった ときには、該投入電極２３と溶融槽２１との間に、電位差を付与することにより 、溶融対象物Ｇ内に通電して、該溶融対象物を抵抗発熱させるようになっている 。

【００１４】 このように構成された溶融炉２０において、放射性廃液Ｆとガラス原料Ｍとを 混合した溶融物を生成するには、まず、放射性廃液Ｆとガラス原料Ｍとを適当な 割合に混合してなる溶融対象物Ｇが、溶融槽２１内に貯留された状態で、誘導加 熱手段２２に通電する。これにより、導電体よりなる溶融槽２１に誘導電流が発 生して該溶融槽２１自体が発熱し、該溶融槽２１の内壁面に接触している溶融対 象物Ｇが外方から溶解させられることになる。この場合にあって、溶融槽２１は 溶融対象物Ｇの外周全面に亘って接触しているので、溶融対象物Ｇを広い範囲か ら加熱することになる。

【００１５】 次いで、溶融対象物Ｇが半溶融状態となったときには、該溶融対象物Ｇ内に投 入された投入電極２３と溶融槽２１との間に電位差を付与することにより、溶融 対象物Ｇに通電する。ガラス原料Ｍは溶融状態となると、導電性を有するように なるため、該溶融対象物Ｇが抵抗発熱して溶融が進行させられることになる。

【００１６】 したがって、本実施例の溶融炉２０によれば、立ち上げに際して、溶融対象物 Ｇを広い範囲から加熱し、しかも、その加熱は、溶融対象物Ｇに接触状態とされ る溶融槽２１の発熱によって直接実施されるので、該溶融対象物Ｇを迅速に溶融 状態とすることができ、溶融炉２０の立ち上げ時間を大幅に短縮することができ るという効果を奏する。 また、溶融状態となった溶融対象物Ｇは、該溶融対象物Ｇ全体を覆う溶融槽２ １と該溶融槽２１内壁面に対向状態に溶融対象物Ｇ内に配される投入電極２３と の間に通電されることによって抵抗発熱させられるので、溶融槽２１内において 均一な溶融状態に維持されることになる。その結果、該溶融炉２０の後段に供給 される溶融物の品質を均一化することができるとともに、コールドトップの発生 等による電力の浪費を回避して省エネルギを図ることができる。

【００１７】 なお、本考案の溶融炉２０にあって、溶融槽２１を構成する導電体として、イ ンコネル６９０を使用することとしたが、これに代えて、任意の導電性材料を使 用することとしてもよい。また、溶融槽２１を有底円筒状としたが、これに代え て、任意形状に形成することとしても、本考案の趣旨を逸脱するものでないこと はいうまでもない。

【００１８】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案に係る溶融炉は、溶融対象物を貯留する導電体よ りなる溶融槽と、該溶融槽に取り付けられ該溶融槽自体を発熱させる誘導加熱手 段と、溶融対象物内に、溶融槽内壁面に対向状態に投入され溶融槽との間に通電 する投入電極とを具備しているので、以下の効果を奏する。 溶融対象物の外周全体に亘って接触状態に配される溶融槽自体を発熱させる ので、溶融対象物の溶解速度を向上して、溶融炉の立ち上げ時間を大幅に短縮す ることができる。 上記のように溶融対象物の外周全体を覆う溶融槽と、溶融対象物内に投入状 態に配される投入電極との間に通電するので、溶融対象物を広い範囲に亘って発 熱させ、不溶部分の形成を回避することができる。その結果、溶融物を均一化し 、かつ、均一な溶融物を形成するための消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る溶融炉の一実施例を示す縦断面図
である。

【図２】溶融炉の従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

７ 流下ノズル ８ 流下孔 ２１ 溶融槽 ２２ 誘導加熱手段 ２２ａ 誘導加熱コイル ２２ｂ 電源 ２３ 投入電極 Ｆ 放射性廃液 Ｍ ガラス原料 Ｇ 溶融対象物 Ｘ 断熱壁 Ｙ ノズル加熱設備

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融対象物を貯留する導電体よりなる溶
   融槽と、該溶融槽に取り付けられ該溶融槽自体を発熱さ
   せる誘導加熱手段と、溶融対象物内に、溶融槽内壁面に
   対向状態に投入され溶融槽との間に通電する投入電極と
   を具備することを特徴とする溶融炉。