(57)【要約】【課題】圧力容器内の冷却水中を沈降する固体スラグを、圧力容器内の圧力の低下を抑えつつ、効率良く圧力容器の外部に搬出する。【解決手段】溶融スラグ２１と冷却水４０との接触によって生成される固体スラグ２０が貯留している冷却水４０中を沈降するスラグ熱回収装置における圧力容器１０は、円筒状の胴部１０１と、該胴部１０１の下端に連なる円錐形状に形成されて頂部にスラグ排出口１０３ａを有した底部１０３と、を備え、圧力容器１０には、圧力容器１０内に冷却水４０を噴射して圧力容器１０内の冷却水４０に、中心軸線回りに旋回する渦流を形成する渦流形成機構５０を備えて、スラグ排出口１０３ａに誘導された固体スラグ２０を圧力容器１０の外部に搬出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器内に注ぎ込まれる溶融スラグと前記圧力容器内に供給される冷却水との接触によって発生する蒸気のエネルギーでタービンを駆動するスラグ熱回収装置において、前記溶融スラグと前記冷却水との接触によって生成されて前記圧力容器内に貯留される冷却水中を沈降する固体スラグを前記圧力容器の外部に搬出するスラグ搬出装置であって、
中心軸線を上下方向に向けた円筒状の胴部と、該胴部の下端に連なり下方に向かって凸の円錐形状に形成されると共に円錐形状の頂部にスラグ排出口を有した底部と、を備える前記圧力容器と、
前記圧力容器内に冷却水を噴射して前記圧力容器内に貯留している冷却水に、前記中心軸線回りに旋回する渦流を形成する渦流形成機構と、
を備えて、
前記スラグ排出口に誘導された前記固体スラグを前記圧力容器の外部に搬出することを特徴とするスラグ搬出装置。
【請求項２】
前記圧力容器の底部の内面には、前記渦流に乗って前記底部の内面に沿って移動する固体スラグを前記スラグ排出口に誘導するガイド羽根を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスラグ搬出装置。
【請求項３】
前記スラグ排出口の開口度を調整する第一ゲートと、
前記圧力容器の下部に前記スラグ排出口を介して前記圧力容器と連通する貯留空間を形成して、前記スラグ排出口から排出される冷却水及び固体スラグを一時貯留すると共に、貯留している固体スラグ及び冷却水を外部に搬出するためのスラグ搬出口を底部に備えたスラグ貯留槽と、
前記スラグ搬出口を開閉する第二ゲートと、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスラグ搬出装置。
【請求項４】
前記スラグ貯留槽は、前記圧力容器の胴部と同心の円筒状の貯留槽胴部と、該貯留槽胴部の下端に連なり下方に向かって凸の円錐形状に形成されると共に円錐形状の頂部に前記スラグ搬出口を有した貯留槽底部と、を備えることを特徴とする請求項３に記載のスラグ搬出装置。
【請求項５】
前記第一ゲート及び第二ゲートは、開口を塞ぐゲート部材が、開口に対して垂直方向に移動することで、開口を開閉することを特徴とする請求項３または４に記載のスラグ搬出装置。
【請求項６】
前記渦流形成機構は、前記圧力容器から前記スラグ貯留槽内に流入した冷却水を汲み上げて前記圧力容器内に噴射することを特徴とする請求項３〜５のいずれか1項に記載のスラグ搬出装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか1項に記載のスラグ搬出装置を用いて前記スラグ貯留槽に貯留している固体スラグを外部に搬出するスラグ搬出方法であって、
前記スラグ搬出口を開いて前記スラグ貯留槽内の固体スラグを外部に搬出するときには、前記第一ゲートにより前記スラグ排出口の開口度を絞って、前記圧力容器内の圧力低下を軽減しつつ、前記スラグ排出口から前記スラグ貯留槽へ流入する冷却水の流動によって前記スラグ搬出口からの固体スラグの流出を促進させることを特徴とするスラグ搬出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラグ熱回収装置における圧力容器内の冷却水中を沈降する固体スラグを、前記圧力容器の外部に搬出するスラグ搬出装置及びスラグ搬出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなスラグ搬出装置の一例として、例えば、以下の特許文献１に開示されているものがある。
【０００３】
このスラグ搬出装置は、冷却水を貯留する圧力容器の底部を、一側に傾斜する平面状の傾斜面とすると共に、傾斜面の下端縁に垂直下方に延出する排出用筒部を装備した構造になっている。そして、排出用筒部には、垂直方向に離間した２箇所に、当該排出用筒部を開閉するゲートを装備している。それぞれのゲートは、前記排出用筒部を横断する水平方向への移動動作によって、排出用筒部を開閉する。
【０００４】
特許文献１に記載のスラグ搬出装置の場合、圧力容器の冷却水中を沈降してきて底部に堆積する固体スラグを、底部の傾斜により、底部の下端縁に位置している排出用筒部に誘導する。そして、排出用筒部に流入した固体スラグは、垂直方向に離間した２箇所のゲートを交互に開くことで、外部に搬出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−６８７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、スラグ搬出装置を使用するスラグ熱回収装置では、前記圧力容器内で発生する蒸気のエネルギーを効率よく利用するために、圧力容器内の圧力を規定の高圧状態に維持することが要求される。
しかし、特許文献１に記載のスラグ搬出装置では、上段のゲート上に堆積している固体スラグを下段のゲート上に落下させるために、上段のゲートを開くときには、一挙に圧力容器内の冷却水が上下のゲート間の空間に流れるため、圧力容器内の圧力が急激に減少してしまうという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載のスラグ搬出装置では、底部の傾斜面を下る固体スラグは傾斜面の下端縁の全長に渡って散在し、固体スラグを一点に集約させて効率良く搬出することができない。
また、圧力容器内の冷却水中を沈降する固体スラグは、略静止状態の冷却液中を自重による自由落下によって沈降するため、沈降速度が遅く、この点でも、固体スラグを効率良く搬出することが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、圧力容器内の冷却水中を沈降する固体スラグを、圧力容器内の圧力の低下を抑えつつ、効率良く圧力容器の外部に搬出することができるスラグ搬出装置及びスラグ搬出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、請求項１の発明は、圧力容器内に注ぎ込まれる溶融スラグと前記圧力容器内に供給される冷却水との接触によって発生する蒸気のエネルギーでタービンを駆動するスラグ熱回収装置において、前記溶融スラグと前記冷却水との接触によって生成されて前記圧力容器内に貯留される冷却水中を沈降する固体スラグを前記圧力容器の外部に搬出するスラグ搬出装置であって、中心軸線を上下方向に向けた円筒状の胴部と、該胴部の下端に連なり下方に向かって凸の円錐形状に形成されると共に円錐形状の頂部にスラグ排出口を有した底部と、を備える前記圧力容器と、前記圧力容器内に冷却水を噴射して前記圧力容器内に貯留している冷却水に、前記中心軸線回りに旋回する渦流を形成する渦流形成機構と、を備えて、前記スラグ排出口に誘導された前記固体スラグを前記圧力容器の外部に搬出することを特徴とする。
【００１０】
これにより、圧力容器内の冷却水中を沈降する固体スラグは、圧力容器の底部の円錐形状により、円錐形状の頂部のスラグ排出口に誘導されるため、固体スラグを円錐形状の頂部の一点に集約させて効率良く搬出することができる。
また、圧力容器内に貯留されている冷却水には、渦流形成機構によって、圧力容器の中心軸回りに旋回する渦流が形成される。そして、この渦流が、冷却水中に浮遊する固体スラグを渦の中心に位置するスラグ排出口に運ぶ作用を発揮するため、冷却水中の固体スラグの沈降速度を速めて、固体スラグの搬出効率を向上させることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスラグ搬出装置において、前記圧力容器の底部の内面には、前記渦流に乗って前記底部の内面に沿って移動する固体スラグを前記スラグ排出口に誘導するガイド羽根を備えたことを特徴とする。
これにより、渦流に乗って底部の内面に沿って移動する固体スラグは、底部の内面に備えられたガイド羽根によって、強制的に円錐形状の頂部に位置するスラグ排出口に誘導されるため、固体スラグが浮遊等によって滞留することが防止され、固体スラグの搬出効率を更に向上させることができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のスラグ搬出装置において、前記スラグ排出口の開口度を調整する第一ゲートと、前記圧力容器の下部に前記スラグ排出口を介して前記圧力容器と連通する貯留空間を形成して、前記スラグ排出口から排出される冷却水及び固体スラグを一時貯留すると共に、貯留している固体スラグ及び冷却水を外部に搬出するためのスラグ搬出口を底部に備えたスラグ貯留槽と、前記スラグ搬出口を開閉する第二ゲートと、を備えたことを特徴とする。
これにより、圧力容器の底部に沈降した固体スラグをスラグ貯留槽に移す場合には、スラグ貯留槽内に冷却水が充満するまでは、スラグ排出口の開口度を第一ゲートによって小さく規制して、スラグ排出口からスラグ貯留槽への冷却水の流出を抑えることで、圧力容器内の圧力の急激な低下を抑えることができる。そして、スラグ貯留槽内に冷却水が充満した後は、スラグ排出口の開口度を第一ゲートによって増加させることで、固体スラグのスラグ貯留槽への流動を促進して、固体スラグのスラグ貯留槽への移動を効率化することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３に記載のスラグ搬出装置において、前記スラグ貯留槽は、前記圧力容器の胴部と同心の円筒状の貯留槽胴部と、該貯留槽胴部の下端に連なり下方に向かって凸の円錐形状に形成されると共に円錐形状の頂部に前記スラグ搬出口を有した貯留槽底部と、を備えることを特徴とする。
これにより、スラグ貯留槽においても、貯留した固体スラグを円錐形状の頂部の一点に集約させて効率良く搬出することができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項３または４に記載のスラグ搬出装置において、前記第一ゲート及び第二ゲートは、開口を塞ぐゲート部材が、開口に対して垂直方向に移動することで、開口を開閉することを特徴とする。
これにより、ゲート部材を水平移動させて開口を開閉する構造のゲートと比較して、固体スラグ粒の噛み込みの発生を抑止して、ゲート部材による密閉性やゲート部材の移動動作の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれか１項に記載のスラグ搬出装置において、前記渦流形成機構は、前記圧力容器から前記スラグ貯留槽内に流入した冷却水を汲み上げて前記圧力容器内に噴射することを特徴とする。
これにより、第二ゲートが閉じていて、スラグ貯留槽が圧力容器と連通した密封容器状態になっていても、圧力容器の底部の内のスラグ排出口では、圧力容器側からスラグ貯留槽に冷却水が流入する流動状態が維持され、冷却水の流動によって、圧力容器内の固体スラグを円滑にスラグ貯留槽に排出することができるため、圧力容器における固体スラグの排出性能を向上させることができる。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項３〜６のいずれか1項に記載のスラグ搬出装置を用いて前記スラグ貯留槽に貯留している固体スラグを外部に搬出するスラグ搬出方法であって、前記スラグ搬出口を開いて前記スラグ貯留槽内の固体スラグを外部に搬出するときには、前記第一ゲートにより前記スラグ排出口の開口度を絞って、前記圧力容器内の圧力低下を軽減しつつ、前記スラグ排出口から前記スラグ貯留槽へ流入する冷却水の流動によって前記スラグ搬出口からの固体スラグの流出を促進させることを特徴とする。
これにより、スラグ排出口を完全に閉じてスラグ貯留槽内に堆積している固体スラグを自由落下によってスラグ搬出口から流出させる場合と比較して、スラグ貯留槽内に堆積している固体スラグのスラグ搬出口への流動が容易になり、固体スラグの搬出を短時間に終了させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、圧力容器内の冷却水中を沈降する固体スラグは、圧力容器の底部の円錐形状により、円錐形状の頂部のスラグ排出口に誘導されるため、固体スラグを円錐形状の頂部の一点に集約させて効率良く搬出することができる。
また、請求項１の発明によれば、圧力容器内に貯留されている冷却水には、渦流形成機構によって、圧力容器の中心軸回りに旋回する渦流が形成される。そして、この渦流が、冷却水中に浮遊する固体スラグを渦の中心に位置するスラグ排出口に運ぶ作用を発揮するため、冷却水中の固体スラグの沈降速度を速めて、固体スラグの搬出効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、渦流に乗って底部の内面に沿って移動する固体スラグは、底部の内面に備えられたガイド羽根によって、強制的に円錐形状の頂部に位置するスラグ排出口に誘導されるため、固体スラグが浮遊等によって滞留することが防止され、固体スラグの搬出効率を更に向上させることができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、圧力容器の底部に沈降した固体スラグをスラグ貯留槽に移す場合には、スラグ貯留槽内に冷却水が充満するまでは、スラグ排出口の開口度を第一ゲートによって小さく規制して、スラグ排出口からスラグ貯留槽への冷却水の流出を抑えることで、圧力容器内の圧力の急激な低下を抑えることができる。そして、スラグ貯留槽内に冷却水が充満した後は、スラグ排出口の開口度を第一ゲートによって増加させることで、固体スラグのスラグ貯留槽への流動を促進して、固体スラグのスラグ貯留槽への移動を効率化することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、スラグ貯留槽においても、貯留した固体スラグを円錐形状の頂部の一点に集約させて効率良く搬出することができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、ゲート部材を水平移動させて開口を開閉する構造のゲートと比較して、固体スラグ粒の噛み込みの発生を抑止して、ゲート部材による密閉性やゲート部材の移動動作の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、第二ゲートが閉じていて、スラグ貯留槽が圧力容器と連通した密封容器状になっていても、圧力容器の底部の内のスラグ排出口では、圧力容器側からスラグ貯留槽に冷却水が流入する流動状態が維持され、冷却水の流動によって、圧力容器内の固体スラグを円滑にスラグ貯留槽に排出することができるため、圧力容器における固体スラグの排出性能を向上させることができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、スラグ排出口を完全に閉じてスラグ貯留槽内に堆積している固体スラグを自由落下によってスラグ搬出口から流出させる場合と比較して、スラグ貯留槽内に堆積している固体スラグのスラグ搬出口への流動が容易になり、固体スラグの搬出を短時間に終了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態のスラグ搬出装置の概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】一実施形態の圧力容器の底部のスラグ排出口が開かれている状態の説明図である。
【図５】図１に示したスラグ搬出装置において、圧力容器内を沈降する固体スラグを、スラグ貯留槽を経て外部に搬出する一連の工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るスラグ搬出装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、一実施形態のスラグ搬出装置の概略構成図である。
この一実施形態のスラグ搬出装置１は、スラグ熱回収装置において使用される圧力容器１０内で生成される粒状の固体スラグ２０を、圧力容器１０の外部に搬出する装置である。
【００２６】
上記スラグ熱回収装置は、高炉３０から圧力容器１０内に注ぎ込まれる溶融スラグ２１を、圧力容器１０内に循環供給される冷却水４０との接触による水砕によって細粒化し、溶融スラグ２１と冷却水４０との接触時に発生する蒸気のエネルギーでタービンを駆動する。
【００２７】
圧力容器１０の上部には、高炉３０から供給される溶融スラグ２１を圧力容器１０内に注ぎ込むスラグ注入容器１１と、圧力容器１０内に注ぎ込まれた溶融スラグ２１に冷却水４０を噴射する冷却水噴射管１２と、圧力容器１０の上部に溜まる高温・高圧蒸気をタービンに送る蒸気出力管１３と、が接続される。
【００２８】
冷却水噴射管１２には、第一の冷却水循環装置１５により、圧力容器１０内に貯留されている冷却水４０が供給される。第一の冷却水循環装置１５は、圧力容器１０に連通し圧力容器１０内の冷却水４０が流入する沈砂槽１５ａと、この沈砂槽１５ａに貯留されている冷却水４０を冷却水噴射管１２に圧送する循環ポンプ１５ｂと、を備えている。
沈砂槽１５ａは、槽内における冷却水の流れを上下方向に蛇行させる複数の邪魔板が槽内に配置されていて、冷却水中に含まれている微細なスラグ粒等を底部に沈降させる。沈砂槽１５ａ内に貯留する冷却水４０の上澄み部分が、循環ポンプ１５ｂによって冷却水噴射管１２に送られる。
【００２９】
本実施形態のスラグ搬出装置１は、溶融スラグ２１と冷却水４０との接触によって生成されて圧力容器１０内に貯留されている冷却水４０中を沈降する粒状の固体スラグ２０を、圧力容器１０の外部に搬出する。本実施形態のスラグ搬出装置１は、図１に示すように、圧力容器１０と、渦流形成機構５０と、第一ゲート６０と、スラグ貯留槽７０と、第二ゲート８０と、外部搬送手段９０と、を備えている。
【００３０】
圧力容器１０は、中心軸線を上下方向に向けた円筒状の胴部１０１と、該胴部１０１の上端に連なる天井部１０２と、胴部１０１の下端に連なる底部１０３と、を備える。
【００３１】
胴部１０１の上端寄り位置には、前述の蒸気出力管１３が気密に接続されている。
【００３２】
圧力容器１０の天井部１０２は、上方に凸の截頭円錐形で、前述のスラグ注入容器１１や冷却水噴射管１２が、気密に取り付けられている。
【００３３】
圧力容器１０の底部１０３は、下方に向かって凸の円錐形状に形成されている。また、底部１０３は、円錐形状の頂部にスラグ排出口１０３ａを有している。スラグ排出口１０３ａは、円形の開口である。
【００３４】
底部１０３の内面には、図２に示すように、スラグ排出口１０３ａの周囲から略放射状に延在するように、複数のガイド羽根１０３ｂが設けられている。本実施形態の場合、ガイド羽根１０３ｂは、スラグ排出口１０３ａの周方向に等間隔で、６カ所に装備されている。また、ガイド羽根１０３ｂは、図２に示す平面視で、底部１０３の外周部からスラグ排出口１０３ａに向かって、円弧状の湾曲状態に延設されている。前記円弧状の湾曲は、後述の渦流形成機構５０が形成する渦流に向かって凹をなす湾曲である。また、ガイド羽根１０３ｂは、側方から見た場合であっても、底部１０３の内面から冷却水の流れ方向（図３の矢印Ｙ１方向）に向かって凹をなす湾曲とされていて、冷却水の流れを確実に受け止める。それぞれのガイド羽根１０３ｂは、後述の渦流形成機構５０が形成する渦流によって底部１０３内面近くを流れる冷却水４０を、図２の矢印Ｒ２で示すように、スラグ排出口１０３ａに向かって流れ込む縮流に転換する。従って、ガイド羽根１０３ｂは、後述の渦流形成機構５０が形成する渦流に乗って底部１０３の内面に沿って移動する固体スラグ２０をスラグ排出口１０３ａに誘導する。
【００３５】
渦流形成機構５０は、図１及び図２に示すように、胴部１０１の下端寄りの位置に配置した複数の冷却水噴射ノズル５１によって圧力容器１０内に冷却水４０を噴射して、圧力容器１０内に貯留している冷却水４０に、当該圧力容器１０の中心軸線回りに旋回する渦流を形成する。本実施形態の場合、冷却水噴射ノズル５１は、胴部１０１の周方向に等間隔で、４カ所に装備されている。また、各冷却水噴射ノズル５１は、噴射する冷却水が直接ガイド羽根１０３ｂに当たらないように、底部１０３から適宜長上方に離れた位置に装備されている。
【００３６】
本実施形態の場合、上記の渦流を形成し易いように、それぞれのノズルの噴射方向を、水平で、胴部１０１の内周の接線方向に近づけているが、必ずしも厳密に接線方向にする必要はない。
【００３７】
渦流形成機構５０の各冷却水噴射ノズル５１には、第２の冷却水循環装置５３により、スラグ貯留槽７０内に貯留されている冷却水４０が供給される。第２の冷却水循環装置５３は、スラグ貯留槽７０に連通しスラグ貯留槽７０内の冷却水４０が流入する沈砂槽５３ａと、この沈砂槽５３ａに貯留されている冷却水４０を各冷却水噴射ノズル５１に圧送する循環ポンプ５３ｂと、を備えている。
【００３８】
沈砂槽５３ａは、槽内における冷却水の流れを上下方向に蛇行させる複数の邪魔板が槽内に配置されていて、冷却水中に含まれている微細なスラグ粒等を底部に沈降させる。沈砂槽５３ａ内に貯留する冷却水４０の上澄み部分が、循環ポンプ５３ｂによって各冷却水噴射ノズル５１に送られる。
【００３９】
換言すると、渦流形成機構５０は、圧力容器１０からスラグ貯留槽７０内に流入した冷却水４０を汲み上げて、圧力容器１０内に噴射する。
【００４０】
第一ゲート６０は、ゲート部材６１により、圧力容器１０の内側から、開口であるスラグ排出口１０３ａを塞ぐ。ゲート部材６１は、図４に示すように、スラグ排出口１０３ａ側が円錐状に形成されていて、スラグ排出口１０３ａに対して垂直方向（図４では、矢印Ｘ１方向）に移動することで、スラグ排出口１０３ａの開口度を、任意値に調整する。
【００４１】
ゲート部材６１がスラグ排出口１０３ａから上昇して、スラグ排出口１０３ａが開いている状態では、圧力容器１０内の冷却水４０及び固体スラグ２０が、図４に矢印Ｒ１で示すように、ゲート部材６１の全周囲からスラグ排出口１０３ａに流入し、圧力容器１０の下に配置されているスラグ貯留槽７０に流入する。
【００４２】
スラグ貯留槽７０は、図１に示すように、圧力容器１０の下方に配置される。このスラグ貯留槽７０は、圧力容器１０の下部にスラグ排出口１０３ａを介して圧力容器１０と連通する貯留空間７１を形成して、スラグ排出口１０３ａから排出される冷却水４０及び固体スラグ２０を一時貯留する。スラグ貯留槽７０は、圧力容器１０の胴部１０１と同心の円筒状の貯留槽胴部７０１と、該貯留槽胴部７０１の下端に連なり下方に向かって凸の円錐形状に形成されると共に円錐形状の頂部にスラグ搬出口７２を有した貯留槽底部７０２と、を備える。スラグ搬出口７２は、貯留空間７１にスラグ貯留槽７０は、貯留している固体スラグ２０及び冷却水４０を外部に搬出するための円形の開口である。
【００４３】
第二ゲート８０は、図５に示すように、ゲート部材８１により、スラグ搬出口７２を開閉する。ゲート部材８１は、スラグ貯留槽７０の外側から、スラグ搬出口７２に対して垂直方向（図１の矢印Ｘ１方向）に移動することで、スラグ搬出口７２を開閉する。
【００４４】
外部搬送手段９０は、図１に示すように、スラグ貯留槽７０のスラグ搬出口７２の下に配置されてスラグ搬出口７２から落下する冷却水４０及び固体スラグ２０を受けるスラグ受け槽９１と、該スラグ受け槽９１内の固体スラグ２０を外部のスラグ保管位置に搬送するスラグ搬送コンベヤ９２と、スラグ受け槽９１内の固体スラグ２０をスラグ搬送コンベヤ９２に載せるスラグ移載手段９３と、を備えている。
【００４５】
以上に説明したスラグ搬出装置１は、圧力容器１０内の水砕処理によって発生してスラグ排出口１０３ａに誘導された固体スラグ２０を、圧力容器１０の下方のスラグ貯留槽７０に一時貯留した後、スラグ貯留槽７０からスラグ受け槽９１に移して、外部のスラグ保管位置に搬送する。
【００４６】
次に、圧力容器１０の底部１０３に沈降する固体スラグ２０を、スラグ貯留槽７０、スラグ受け槽９１に順に搬出する際の、第一ゲート６０及び第二ゲート８０の動作を、図５に基づいて説明する。
【００４７】
まず、図５（ａ）に示すように、第二ゲート８０を閉じた状態にすると共に、第一ゲート６０を開いた状態にして、貯留空間７１に圧力容器１０側から流下する冷却水４０を満たしておく。この状態では、圧力容器１０内での水砕によって生成された固体スラグ２０は、圧力容器１０内をスラグ排出口１０３ａに向かって沈降し、図５（ｂ）に示すように、スラグ排出口１０３ａからスラグ貯留槽７０の貯留槽底部７０２上に堆積していく。
圧力容器１０内で固体スラグ２０の沈降が発生している状態のときは、冷却水噴射ノズル５１による渦流の形成が行われる。この渦流の形成によって、固体スラグ２０のスラグ排出口１０３ａの移動が加速される。また、冷却水噴射ノズル５１を作動させることで、圧力容器１０内から貯留空間７１へ冷却水が移動するため、圧力容器１０内に沈降する固体スラグ２０を、速やかに貯留空間７１に送ることが可能になる。
【００４８】
そして、図５（ｃ）に示すように、スラグ貯留槽７０内における固体スラグ２０の貯留量が規定量に達したら、図５（ｄ）に示すように、第一ゲート６０を閉じ気味にすると共に、第二ゲート８０を開き、貯留空間７１内の固体スラグ２０を外部搬送手段９０に排出する。
図５（ｄ）に示すように、スラグ搬出口７２を開いてスラグ貯留槽７０内の固体スラグ２０を外部に搬出するときには、スラグ排出口１０３ａを完全に閉じるのではなく、第一ゲート６０により前記スラグ排出口１０３ａの開口度を絞って、圧力容器１０内の圧力低下を軽減しつつ、スラグ排出口１０３ａからスラグ貯留槽７０内への少量の冷却液の流入を許容し、スラグ排出口１０３ａからスラグ貯留槽７０へ流入する冷却液の流動によって、スラグ搬出口７２からの固体スラグ２０の流出を促進させる。
なお、固体スラグ２０を払い出す際に、第一ゲート６０を完全に閉じた状態にしてもよい。
【００４９】
なお、図５（ａ）に示すように、第二ゲート８０を閉じた状態にしておいて、第一ゲート６０を開く場合に、圧力容器１０内が所定の昇圧状態にあれば、圧力容器１０内の圧力が急激に低下しないように、第一ゲート６０によってスラグ排出口１０３ａの開口度を調整することは、言うまでもない。
【００５０】
以上に説明した一実施形態のスラグ搬出装置１では、圧力容器１０内の冷却水４０中を沈降する固体スラグ２０は、圧力容器１０の底部１０３の円錐形状により、円錐形状の頂部のスラグ排出口１０３ａに誘導されるため、固体スラグ２０を円錐形状の頂部の一点に集約させて効率良く搬出することができる。
また、圧力容器１０内に貯留されている冷却水４０には、渦流形成機構５０によって、圧力容器１０の中心軸回りに旋回する渦流が形成される。そして、この渦流が、冷却水４０中に浮遊する固体スラグ２０を渦の中心に位置するスラグ排出口１０３ａに運ぶ作用を発揮するため、冷却水４０中の固体スラグ２０の沈降速度を速めて、固体スラグ２０の搬出効率を向上させることができる。
【００５１】
また、一実施形態のスラグ搬出装置１では、渦流に乗って底部１０３の内面に沿って移動する固体スラグ２０は、底部１０３の内面に備えられたガイド羽根１０３ｂによって、強制的に円錐形状の頂部に位置するスラグ排出口１０３ａに誘導される。そのため、固体スラグ２０が浮遊等によって滞留することが防止され、固体スラグ２０の搬出効率を更に向上させることができる。
【００５２】
また、一実施形態のスラグ搬出装置１では、第一ゲート６０はスラグ排出口１０３ａの開口度を調節できる構成になっている。そのため、圧力容器１０の底部１０３に沈降した固体スラグ２０をスラグ貯留槽７０に移す場合には、スラグ貯留槽７０内に冷却水４０が充満するまでは、スラグ排出口１０３ａの開口度を第一ゲート６０によって小さく規制して、スラグ排出口１０３ａからスラグ貯留槽７０への冷却水４０の流出を抑えることで、圧力容器１０内の圧力の急激な低下を抑えることができる。そして、スラグ貯留槽７０内に冷却水４０が充満した後は、スラグ排出口１０３ａの開口度を第一ゲート６０によって増加させることで、固体スラグ２０のスラグ貯留槽７０への流動を促進して、固体スラグ２０のスラグ貯留槽７０への移動を効率化することができる。
【００５３】
また、一実施形態のスラグ搬出装置１では、スラグ貯留槽７０の貯留槽底部７０２も、圧力容器１０における底部１０３と同様の円錐形状になっており、円錐形状の頂部にスラグ搬出口７２を有している。そのため、スラグ貯留槽７０においても、貯留した固体スラグ２０を円錐形状の頂部の一点に集約させて効率良く搬出することができる。
【００５４】
また、一実施形態のスラグ搬出装置１では、第一ゲート６０や第二ゲート８０は、ゲート部材６１，８１を開口に対して垂直方向に移動させることで開口を開閉する構造である。そのため、ゲート部材を水平移動させて開口を開閉する構造のゲートと比較して、固体スラグ２０粒の噛み込みの発生を抑止して、ゲート部材６１，８１による密閉性やゲート部材の移動動作の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また、一実施形態のスラグ搬出装置１の場合、渦流形成機構５０は、圧力容器１０からスラグ貯留槽７０内に流入した冷却水４０を汲み上げて圧力容器１０内に噴射する。そのため、第二ゲート８０が閉じていて、スラグ貯留槽７０が圧力容器１０と連通した密封容器状になっていても、圧力容器１０の底部１０３の内のスラグ排出口１０３ａでは、圧力容器１０側からスラグ貯留槽７０に冷却水４０が流入する流動状態が維持され、冷却水４０の流動によって、圧力容器１０内の固体スラグ２０を円滑にスラグ貯留槽７０に排出することができる。従って、圧力容器１０における固体スラグ２０の排出性能を向上させることができる。
【００５６】
また、一実施形態のスラグ搬出装置１において、スラグ搬出口７２を開いてスラグ貯留槽７０内の固体スラグ２０を外部に搬出するときには、第一ゲート６０によりスラグ排出口１０３ａの開口度を絞って、圧力容器１０内の圧力低下を軽減しつつ、スラグ排出口１０３ａからスラグ貯留槽７０へ流入する冷却液の流動によってスラグ搬出口７２からの固体スラグ２０の流出を促進させる。そのため、スラグ排出口１０３ａを完全に閉じてスラグ貯留槽７０内に堆積している固体スラグ２０を自由落下によってスラグ搬出口７２から流出させる場合と比較して、スラグ貯留槽７０内に堆積している固体スラグ２０のスラグ搬出口７２への流動が容易になり、固体スラグ２０の搬出を短時間に終了させることができる。
【００５７】
なお、本発明に係るスラグ搬出装置において、冷却水噴射ノズルの装備数やガイド羽根の装備数は、上記実施形態に限らない。それぞれの装備数は、１以上の任意数に設定することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    スラグ搬出装置
１０    圧力容器
２０    固体スラグ
２１    溶融スラグ
４０    冷却水
５０    渦流形成機構
６０    第一ゲート
７０    スラグ貯留槽
７１    貯留空間
７２    スラグ搬出口
８０    第二ゲート
１０１    胴部
１０３    底部
１０３ａ  スラグ排出口
１０３ｂ  ガイド羽根
７０１      貯留槽胴部
７０２    貯留槽底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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