(57)【要約】【課題】キャニスタ内に充填する溶融ガラスの流下停止を適正に制御できる溶融炉からの流下量監視装置を提供する。【解決手段】溶融炉１０からキャニスタ１５に溶融ガラス１１を流下させ、キャニスタ１５が設定流下停止重量Ｗｓになったときに流下停止を行う際に、キャニスタ１５の外周面の高さ方向に、予め設定した間隔ｈで上下の温度検出器１９、２０を設けて、その温度の経時変化から、キャニスタ１５内の溶融ガラス１１のレベルＬ１  、Ｌ２  を検出すると共にそのときの重量ｗ１  、ｗ２  から間隔ｈの密度を求め、その密度で、設定流下停止重量Ｗｓを補正して、溶融ガラス１１の流下を停止する演算装置１８を設けたものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉内で高レベル廃液をガラスにてガラス化し、その溶融炉からキャニスタに溶融ガラスを流下させると共にキャニスタが設定流下停止重量になったときに流下停止を行う溶融炉からの流下量監視装置において、キャニスタの外周面の高さ方向に、予め設定した間隔で位置されてキャニスタの温度を検出する上下の温度検出器と、キャニスタの重量を検出する重量検出器と、上下の温度検出器からの検出温度と重量検出器からの重量とが入力され、これに基づいて上下の温度検出器間に充填される溶融ガラスの密度を求めると共にその求めた密度で設定流下停止重量を補正して、溶融ガラスの流下を停止する演算装置とを備えたことを特徴とする溶融炉からの流下量監視装置。
【請求項２】
演算装置は、上下の温度検出器の検出温度の経時変化から、キャニスタ内の溶融ガラスのレベルが、各温度検出器の位置に対応したレベルに達したことを検出すると共にそのときの重量検出器から入力される重量を記憶し、これら重量と両温度検出器の間隔から密度を求めて、その密度に基づいて設定流下停止重量を補正する請求項１記載の溶融炉からの流下量監視装置。
【請求項３】
演算装置は、流下開始から、上下の温度検出器で検出されるキャニスタの検出温度の経時変化から、その検出温度の立ち上がりが飽和したときに、その温度検出器の位置に溶融ガラスのレベルがあるとすると共にそのときの重量を記憶する請求項２記載の溶融炉からの流下量監視装置。
【請求項４】
演算装置は、上下の温度検出器の位置で検出した溶融ガラスのレベルに基づく重量の差分を求め、その重量を上下の温度検出器の間隔で除算して密度補正値を求め、設定流下停止重量をその密度補正値で乗算して密度補正した流下停止重量を求め、その密度補正した流下停止重量にキャニスタ重量が達したときに流下停止を行う請求項３記載の溶融炉からの流下量監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高レベル廃液をガラス固化する溶融炉に係り、特に、その溶融炉からキャニスタに流下するガラスの流下量を監視できる溶融炉からの流下量監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高レベル廃液をガラス固化する際には、溶融炉で高レベル廃液をガラスと共に溶融し、これを溶融炉の下部に設けたキャニスタに流下させ、キャニスタ内の溶融ガラスが所定量溜まったならば溶融炉からの流下を停止し、新たなキャニスタに替えるようにしている。
【０００３】
この流下停止は、キャニスタの重量を検出し、その重量変化にてキャニスタ内の溶融ガラス量を推定して行っている。
【０００４】
図５は、従来の流下量監視回路を示したもので、重量検出器５０の重量検出信号ｗを差分器５１に入力し、その差分器５１に設定流下停止重量Ｓ２を入力し、差分器５０でその設定の重量Ｓ２と重量検出信号ｗとの差分をとり、これを流下停止指令器５３に入力し、重量ｗが設定流下停止重量Ｓ２になったときに、停止指令信号５４を出力して溶融炉からの溶融ガラスの流下を停止するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−７２９９５号公報
【特許文献２】
特開平９−９６６９８号公報
【特許文献３】
特開平９−３２９６９３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、溶融炉から流下される溶融ガラスの密度が一定であれば重量検出にて、キャニスタ内のガラスレベルを推定しても問題はないが、溶融ガラスの性状や高レベル廃液の混合量などで密度が大きく変化する場合には、重量だけでレベルを推定したのでは、密度の低い溶融ガラスが充填された場合に、キャニスタから溶融ガラスがオーバーフローすることが避けられない。
【０００７】
この溶融ガラスの流下作業は、密閉状態で自動的に行われ、例えばガラス固化の運転開始時には、ガラスのみの充填を行い、次に高レベル廃液処理したガラスを充填することが行われているが、通常のガラスの密度は、２．５ｇ／ｃｍ３  であり、高レベル廃液処理したガラスの密度は、２．７５ｇ／ｃｍ３  であり、密度差で１０％の違いがある。
【０００８】
また、密度に限らず、溶融炉から流下するガラスの粘度が高く、キャニスタ内に密に充填されていない場合にも、重量変化で計測したのでは、オーバーフローすることが避けられない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、キャニスタ内に充填する溶融ガラスの流下停止を適正に制御できる溶融炉からの流下量監視装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、溶融炉内で高レベル廃液をガラスにてガラス化し、その溶融炉からキャニスタに溶融ガラスを流下させると共にキャニスタが設定流下停止重量になったときに流下停止を行う溶融炉からの流下量監視装置において、キャニスタの外周面の高さ方向に、予め設定した間隔で位置されてキャニスタの温度を検出する上下の温度検出器と、キャニスタの重量を検出する重量検出器と、上下の温度検出器からの検出温度と重量検出器からの重量とが入力され、これに基づいて上下の温度検出器間に充填される溶融ガラスの密度を求めると共にその求めた密度で設定流下停止重量を補正して、溶融ガラスの流下を停止する演算装置とを備えた溶融炉からの流下量監視装置である。
【００１１】
請求項２の発明は、演算装置は、上下の温度検出器の検出温度の経時変化から、キャニスタ内の溶融ガラスのレベルが、各温度検出器の位置に対応したレベルに達したことを検出すると共にそのときの重量検出器から入力される重量を記憶し、これら重量と両温度検出器の間隔から密度を求めて、その密度に基づいて設定流下停止重量を補正する請求項１記載の流下量監視装置である。
【００１２】
請求項３の発明は、演算装置は、流下開始から、上下の温度検出器で検出されるキャニスタの検出温度の経時変化から、その検出温度の立ち上がりが飽和したときに、その温度検出器の位置に溶融ガラスのレベルがあるとすると共にそのときの重量を記憶する請求項２記載の溶融炉からの流下量監視装置である。
【００１３】
請求項４の発明は、演算装置は、上下の温度検出器の位置で検出した溶融ガラスのレベルに基づく重量の差分を求め、その重量を上下の温度検出器の間隔で除算して密度補正値を求め、設定流下停止重量をその密度補正値で乗算して密度補正した流下停止重量を求め、その密度補正した流下停止重量にキャニスタ重量が達したときに流下停止を行う請求項３記載の溶融炉からの流下量監視装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は、本発明の溶融炉からの流下量監視装置の概略構成図を示したもので、図において、１０は溶融炉で、詳細は図示していないが、使用済み核燃料の再処理で発生した高レベル廃棄物をガラス原料と共に加熱溶融して溶融ガラス１１とするもので、その下方には溶融ガラス１１を流下させる流下ノズル１２を有する。
【００１６】
この流下ノズル１２には、高周波加熱コイル１３が設けられ、その高周波加熱コイル１３が、流下量制御装置１４で、通電制御されることで、加熱中は、流下ノズル１２から溶融ガラス１１が、その下方のキャニスタ１５に流下され、非加熱により、その流下が停止されるようになっている。
【００１７】
キャニスタ１５は、支持台１６にて、順次流下ノズル１２の下方に位置するように搬送され、また溶融ガラス１１の流下中、そのキャニスタ１５の重量が重量検出器１７で検出されると共にその検出重量ｗが演算装置１８に入力される。
【００１８】
キャニスタ１５の高さ方向には、そのキャニスタ１５の温度を検出する上下の温度検出器１９、２０が位置されるようになっている。この温度検出器１９、２０は、キャニスタ１５の予め設定した位置で、かつ上下の温度検出器１９、２０が間隔ｈ離れるように位置されて設けられる。
【００１９】
この温度検出器１９、２０は、キャニスタ１５が流下ノズル１２の下方に搬送されたときに、キャニスタ１５の外周の所定位置に押しつけられて、その外周面の温度を検出するようになっており、検出温度Ｔ１  、Ｔ２  が演算装置１８に入力されるようになっている。
【００２０】
演算装置１８は、上下の温度検出器１９、２０からの検出温度Ｔ１  、Ｔ２  と重量検出器１７からの重量ｗとが入力され、これに基づいて溶融ガラス１１の流下を停止すべく流下停止信号２１を流下量制御装置１４に出力するようになっている。
【００２１】
すなわち、キャニスタ１５は、熱伝達の良好なステンレス鋼で形成され、流下開始時には、略常温であるが、キャニスタ１５内に溶融ガラス１１が流下されると、その溶融ガラス１１の温度になる。この際、キャニスタ１５に対して、所定高さに、上下の温度検出器１９、２０を位置しておくと、上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  は、始めは常温から、溶融ガラス１１のレベルの上昇と共に立ち上がり、溶融ガラス温度まで達すると、検出温度Ｔ１  、Ｔ２  は飽和した状態となるため、その飽和状態に達したときに、温度検出器１９、２０の位置に溶融ガラス１１のレベルＬ１  、Ｌ２  があることが分かる。
【００２２】
そこで、上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  が飽和温度に達したときに、重量検出器１７からの検出重量ｗ１  、ｗ２  を記憶し、その重量ｗ１  、ｗ２  の差分Δを求めると、温度検出器１９、２０の高さｈにおける重量ｗｈが求まる。
【００２３】
この重量ｗｈは、キャニスタ１５の断面積が既知であり、重量ｗｈから高さｈを除算することで、密度情報を求めることができる。
【００２４】
上述のように高レベル廃液のガラスの密度は、２．７５ｇ／ｃｍ３  であり、またキャニスタ１５は、その容積から、最大に充填できる高さＨも既知であり、密度が上述の値であれば、その高さＨに達するまでのキャニスタ重量も既知であるため、その重量を設定流下停止重量Ｗｓとすることができるが、密度が相違すると、設定流下停止重量Ｗｓで停止しても、高さＨが相違する。
【００２５】
そこで、演算装置１８は、高レベル廃液のガラスが、設定密度のときの設定流下停止重量Ｗｓを設定し、その設定密度に対して、密度が相違するときに、設定流下停止重量Ｗｓを密度補正して流下停止重量Ｗｘを設定し、キャニスタ重量が、密度補正した流下停止重量Ｗｘになったときに、流下量制御装置１４に流下停止信号２１を出力し、これに基づいて、流下量制御装置１４が高周波加熱コイル１３への通電を停止して溶融ガラス１１の流下を停止する。
【００２６】
次に、この演算装置１８の詳細回路を図２により、また上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  の経時変化からレベルＬ１  、Ｌ２  を検出する例を図３により説明する。
【００２７】
先ず、図３（ａ）に示すように、キャニスタ１５に流下する溶融ガラス１１が正常に流下した場合の上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  の経時変化を、図３（ｃ）に示した。
【００２８】
図３（ｃ）に示すように、溶融ガラス１１の流下と共に上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  は、常温から立ち上がるが、下方の温度検出器２０は、上方の温度検出器１９より溶融ガラス１１のレベルに近いため、立ち上がりが速く、また溶融ガラス１１が、それぞれ温度検出器２０、１９のレベルＬ２  、Ｌ１  に達すると、溶融ガラス１１の温度ＴＧ  で飽和する温度特性となる。
【００２９】
そこで、演算装置１８は、温度検出器２０、１９の経時変化から飽和になるときを判断し、その時間ｔ２  、ｔ１  における重量検出器１７から入力される検出重量ｗ２  、ｗ１  を記憶する。
【００３０】
さて図２において、演算装置１８は、上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  の変化分を検出する微分器２５、２６を備え、その微分器２５、２６で変化分を監視し、その変化分が少なくなったとき、指令器２７、２８が、飽和になった、すなわち温度検出器１９、２０のレベルに到達したことを第１、第２切替スイッチ２９、３０に、指令ライン３１、３２を介してそれぞれ出力する。
【００３１】
切替スイッチ２９、３０は、重量検出器１７の信号ライン２４に接続され、常時は、接点ｂより重量ｗが取り込まれており、切替スイッチ２９、３０から指令ライン３１、３２を介して飽和に達した信号が入力されたとき、接点ａに切り替えてそのときの重量ｗ２  、ｗ１  を自己保持する。この重量ｗ２  、ｗ１  は、重量差分器３３に入力されて差分を取ることで、上下の温度検出器１９、２０の間隔ｈに基づく重量ｗｈが求められる。この重量差分器３３で求められた重量ｗｈは除算器３４に入力され、設定器３５から除算器３４に入力された間隔ｈで、除算されることで、密度情報が演算され、その密度信号３６が接点ａを介して第３切替スイッチ３７に入力される。
【００３２】
第３切替スイッチ３７には、密度設定器３８から高レベル廃液のガラスの密度Ｓ１（密度値は１．０とする）が接点ｂから入力され、通常は、その密度Ｓ１が第３切替スイッチ３７を介して乗算器３９に入力されているが、指令器２８から指令ライン３２を介して、上部の温度検出器１９の検出温度Ｔ１  が飽和に達した信号が入力されたとき、その除算器３４からの密度信号３６を乗算器３９に入力するように切り替える。
【００３３】
このように、常時は、密度設定器３８からの密度Ｓ１を乗算器３９に入力しておくことで、温度検出器１９、２０の温度検出が不具合になっても、従来の重量制御と同様の制御を補償することができる。
【００３４】
また乗算器３９には、設定器４０より設定流下停止重量Ｗｓが入力されており、乗算器３９は、第３切替スイッチ３７から入力される密度信号を乗算する。これにより設定流下停止重量Ｗｓが密度補正されて、その値が、重量検出器１７の信号ライン３３に接続された重量差分器４１に入力される。
【００３５】
重量差分器４１は、その密度補正された流下停止重量Ｗｘと信号ライン２４から入力される重量ｗの差分をとり、キャニスタ１５の重量ｗが、密度補正された流下停止重量Ｗｘに達したときに、これを指令器４２に出力し、指令器４２から流下停止信号２１が流下量制御装置１４（図１）に出力される。
【００３６】
このように、上下の温度検出器１９、２０を用いて、その温度の経時変化を監視することで、キャニスタ１５内の溶融ガラス１１のレベルを検知し、その温度検出器１９、２０の間隔ｈに基づく重量から密度を求めることで、設定流下停止重量Ｗｓを実際に充填された溶融ガラス１１の密度に応じて適正に設定することで、溶融ガラス１１の密度が違っていても、キャニスタ１５の設定高さＨまで溶融ガラス１１を精度良く充填することができ、密度の少ないときでもそのオーバフローを防止することができる。
【００３７】
また、本発明においては、溶融ガラス１１の密度が違った場合に限らず、流下する溶融ガラス１１の温度が低下して粘性が大となり、キャニスタ１５に密に充填されない場合でも、適正に充填することが可能となる。
【００３８】
これを、図３（ｂ）、図３（ｄ）により説明する。
【００３９】
先ず、図３（ｂ）に示すように、溶融ガラス１１がキャニスタ１５内に密に充填されずトグロを巻いたような形状となり、キャニスタ１５の内壁に対して隙間ｄのあるまま充填された場合、先ず図３（ｄ）に示すように、上下の温度検出器１９、２０の検出温度Ｔ１  、Ｔ２  は、溶融ガラス１１がキャニスタ１５の内壁に接していないため、立ち上がりは、図３（ｃ）のような立ち上がりと違ってやや緩やかな立ち上がりとなり、かつ溶融ガラス温度ＴＧ  まで達しないままに飽和するが、その飽和状態から温度検出器１９、２０の位置に達したレベルを検出できる。
【００４０】
そこで、この飽和に達した時間ｔ２  、ｔ１  における重量検出器１７から入力される検出重量ｗ２  、ｗ１  を同様に記憶し、図２で説明したように演算装置１８で密度補正を行う。この場合、キャニスタ１５内は、溶融ガラス１１が密に充填されておらず、重量差分器３３で求められる重量ｗｈは、密に充填された場合と違って少なくなり、これが除算器３４に入力され、除算器３４にて間隔ｈで除算されるとその密度信号３６は、設定密度（１．０）より小さくなり、その密度信号３６で、設定流下停止重量Ｗｓを乗算することで、密度補正された流下停止重量Ｗｘは少なくなるため、重量検出器１７の重量ｗが流下停止重量Ｗｘに早めに達して、溶融ガラス１１のオーバフローを防止することが可能となる。
【００４１】
図４は、キャニスタ１５に、設定密度（２．７５ｇ／ｃｍ３  、設定値１．０）の高レベル廃液の溶融ガラスが適正に充填された場合の重量・高さ線ｍと、図３（ｂ）に示したように隙間ｄをもって充填された場合、或いはガラスのみなど、密度が低い場合の重量・高さ線ｎの関係を示したものである。
【００４２】
設定密度の重量・高さ線ｍは、密度補正してもその補正係数は、１．０であり、高さＨに到達する重量は、設定流下重量Ｗｓとなるのに対して、密度が低い場合の重量・高さ線ｎは、密度補正することで、高さＨに到達する重量Ｗｘは、設定流下重量Ｗｓに対して充分少ない重量となり、これにより、キャニスタ１５からのオーバフローを防止できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、溶融炉からキャニスタに流下する溶融ガラスの性状が変化した場合でも、自動的に密度補正を行うことができ、キャニスタから溶融ガラスがオーバーフローすることなく、安全に流下作業が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】図１の演算装置の具体的な演算制御回路を示す図である。
【図３】本発明において、キャニスタに充填される溶融ガラスと上下の温度検出器で検出される検出温度の経時変化を示す図である。
【図４】本発明において、溶融ガラスの密度の相違による重量と高さの関係を示す図である。
【図５】従来の流下制御回路を示す図である。
【符号の説明】
１０  溶融炉
１１  溶融ガラス
１５  キャニスタ
１７  重量検出器
１８  演算装置
１９、２０  温度検出器
【図１】
2004345901.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004345901.tif 000007