(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉本体の下部の流下ノズルを周方向に取り囲むノズル外筒の下端部に連なる結合装置外筒と、該結合装置外筒に昇降可能に内装され且つ下端面がガラス固化体容器の上端面に当接し得る筒体と、前記のノズル外筒及び結合装置外筒に上流端が連通し且つ下流端が減圧手段に連通する減圧管と、該減圧管に設けた流量調整弁と、冷却空気噴射装置より送出される冷却用空気を流下ノズルへ噴射し得る冷却空気噴射管と、流下ノズルの冷却の開始を指令する冷却空気噴射指令器と、前記のノズル外筒及び結合装置外筒の内部空間の圧力を検出する圧力検出器と、圧力制御器とを備え、この圧力制御器を、冷却空気噴射指令器からの冷却空気噴射指令信号に基づき、弁開度を拡大させるための弁開度拡大信号を流量調整弁へ出力し、次いで、予め設定した時間が経過した後に、冷却空気噴射装置に対する作動開始信号を出力し、また、圧力検出器からの圧力検出信号に基づき、弁開度を調整するための弁開度調整信号を流量調整弁へ出力するように構成したことを特徴するガラス固化体容器結合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射性廃液をガラス固化体として処理する際に、原料ガラスを溶融して放射性廃液と混合し、放射性廃液が混合された溶融ガラスをガラス固化体容器に注入するガラス溶融炉に適用するガラス固化体容器結合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力施設において発生する放射性廃液は、廃液処理設備によってガラス固化体として処理された後、放射性廃棄物保管施設に保管される。
【０００３】
上記の廃液処理設備では、ガラス溶融炉の内部において原料ガラスを溶融させた溶融ガラスに放射性廃液を混合させ、この放射性廃液が混合した溶融ガラスをガラス固化体容器に注入し、溶融ガラスを固化させることにより、ガラス固化体を形成させている。
【０００４】
図３及び図４は、従来のガラス固化体容器結合装置の一例を適用したガラス溶融炉を示すものであり、このガラス溶融炉は、上下方向中間部分から下方へ向って徐々に水平開口断面が縮小する形状の溶融空間１が内部に形成された耐火材よりなる溶融炉本体２と、該溶融炉本体２の側部に対峙するように設けた一対の電極３と、容器結合装置４とを備え、両電極３間に溶融ガラスＧを介して電流を通電することにより、溶融ガラスＧを融点以上の温度に保つようにしている。
【０００５】
溶融炉本体２の上部には、溶融空間１への原料ガラスを供給するための原料供給管５と、溶融空間１へ廃液を供給するための廃液供給管６と、溶融空間１において発生したガスをガス処理設備（図示せず）へ送給するためのガス排出管７とが設けられ、該ガス排出管７の所定位置にはブロワ８が配置されている。
【０００６】
溶融炉本体２の下部には、廃液が混入した溶融ガラスＧを溶融空間１からガラス固化体容器９へ流下させるための流下ノズル１０が設けられている。
【０００７】
流下ノズル１０の周囲には、該流下ノズル１０を加熱するための誘導加熱コイル１１と、該誘導加熱コイル１１を周方向に取り囲むノズル外筒１２とが配置されており、該ノズル外筒１２は、溶融炉本体２の下部に固定されている。
【０００８】
また、流下ノズル１０の近傍には、該流下ノズル１０に対して冷却空気を噴射するための冷却空気噴射管１３が配置されており、該冷却空気噴射管１３は、ノズル外筒１２を貫通して配管されている冷却空気供給管１４を介して冷却空気噴射装置１５に接続されている。
【０００９】
上記の誘導加熱コイル１１によって流下ノズル１０が昇温されていない状態では、該流下ノズル１０の内部でガラスが固化しているため、溶融炉本体２から外部への溶融ガラスＧの流下が阻止される。
【００１０】
また、誘導加熱コイル１１によって流下ノズル１０を溶融ガラスＧの温度以上に昇温させると、流下ノズル１０の内部の固化しているガラスが溶融し、溶融炉本体２の内部の溶融ガラスＧが流下ノズル１０を経て外部へ流下する。
【００１１】
更に、誘導加熱コイル１１による流下ノズル１０の加熱を中止したうえ、冷却空気噴射管１３から流下ノズル１０に対して冷却空気を噴射すると、流下ノズル１０の温度の低下に伴って、該流下ノズル１０の内部でガラスが固化し、溶融炉本体２から外部への溶融ガラスＧの流下が停止する。
【００１２】
容器結合装置４は、結合装置外筒１６、内筒１７、及び結合装置駆動部１８とによって構成されている。
【００１３】
結合装置外筒１６は、前記のノズル外筒１２と略同径の外筒上部１９と、該外筒上部１９の下端に連なり且つノズル外筒１２よりもやや大きな径の外筒下部２０と、前記の外筒上部１９の上縁部に設けられたフランジ部２１と、前記の外筒下部２０の下縁部に設けられ且つ中央部に透孔２２を有する環状部２３とを有している。
【００１４】
この結合装置外筒１６は、ノズル外筒１２の直下に該ノズル外筒１２と同軸に位置するように配置され、フランジ部２１がノズル外筒１２の下縁のフランジ部２４に接続されている。
【００１５】
内筒１７は、開放逆四角錐に形成された内筒上部２５と、該内筒上部２５の下端に連なる円筒状の内筒下部２６とを有している。
【００１６】
この内筒１７は、内筒上部２５が結合装置外筒１６の外筒下部２０の内部に同軸に固着され、内筒下部２６が結合装置外筒１６の外筒下部２０の内方に位置している。
【００１７】
結合装置駆動部１８は、ウエイト２７と、ベローズ２８，２９とにより構成されている。
【００１８】
ウエイト２７は、前記の結合装置外筒１６の外筒下部２０に内装され且つ内筒１７の内筒下部２６を周方向に取り囲む環状のウエイト本体３０と、該ウエイト本体３０の下部に連なり且つ内筒下部２６を周方向に取り囲む下部筒体３１と、該下部筒体３１の下縁部に設けられたフランジ部３２とを有しており、内筒下部２６の下端部は、透孔２２を貫通して結合装置外筒１６の環状部２３の下方へ突出した状態になっている。
【００１９】
ベローズ２８，２９は、それぞれ異なる径に形成され、ベローズ２８は、前記のウエイト２７の下部筒体３１を周方向に取り囲むように、また、ベローズ２９は、ベローズ２８を周方向に取り囲むように、それぞれ結合装置外筒１６の外筒下部２０に内装されている。
【００２０】
これらのベローズ２８，２９の上端部は、ウエイト２７のウエイト本体３０の下面に気密に装着され、また、ベローズ２８，２９の下端部は、結合装置外筒１６の環状部２３の上面に気密に装着されている。
【００２１】
上記のベローズ２８，２９と、ウエイト本体３０の下面と、環状部２３の上面とによって囲まれる空間３３には、環状部２３に穿設した空気流通路３４を介して結合装置外筒１６の外部に配置された空気配管３５が接続されており、空気圧縮機（図示せず）から空気配管３５、空気流通路３４を介して前記の空間３３に空気圧を付与すると、該空気圧によりウエイト本体３０及び下部筒体３１が上昇し、また、空間３３に対する空気圧の付与を停止すると、自重によってウエイト本体３０及び下部筒体３１が下降するようになっている。
【００２２】
また、ガラス固化体容器９は、その上部に前記の下部筒体３１の下端部に当接可能な注入口３６を有し、該注入口３６から内部へ溶融ガラスＧが注入されるようになっている。
【００２３】
容器結合装置４とガラス固化体容器９とを結合する際には、図示していない圧縮空気源から空気配管３５及び空気流通路３４を介して空間３３へ空気を供給してウエイト２７を上方へ押し上げた状態において、ガラス固化体容器９の注入口３６の軸芯が溶融炉本体２の結合装置駆動部１８の軸芯と一致するように、ガラス固化体容器９を位置させる。
【００２４】
次いで、空気配管３５及び空気流通路３４を介して空間３３内の空気を排出することによりウエイト２７を降下させ、該ウエイト２７の下部筒体３１のフランジ部３２の下面をガラス固化体容器９の注入口３６の上面に当接させる。
【００２５】
また、容器結合装置４とガラス固化体容器９との結合を解除する際には、図示していない圧縮空気源から空気配管３５及び空気流通路３４を介して空間３３へ空気を供給してウエイト２７を上方へ押し上げ、該ウエイト２７の下部筒体３１のフランジ部３２下面をガラス固化体容器９の注入口３６の上面から隔離する。
【００２６】
このような溶融炉本体２及び容器結合装置４は、大気圧よりもやや低い圧力雰囲気に設定されたセル内に配置され、セル内の空気が外部へ流出することを抑止している。
【００２７】
また、溶融炉本体２の溶融空間１は、ガス排出管７に設けたブロワ８によって、セル内の圧力雰囲気よりも内圧が低くなるように負圧管理され、溶融空間１の空気が外部へ流出することを抑止している。
【００２８】
更に、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部空間は、流量調整弁３７を有する減圧管３８によって前記のガス排出管７に接続されており、冷却空気噴射管１３から流下ノズル１０へ空気を吹き付ける際、または、容器結合装置４とガラス固化体容器９との結合を解除する際に、流量調整弁３７の開度を適宜調整することにより、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部空間が負圧管理されるようになっている。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却空気噴射管１３から流下ノズル１０へ空気を吹き付ける際には、流量調整弁３７の開度を大きくしてノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内圧上昇を抑制する必要があるが、冷却空気噴射管１３からの空気吐出量が過大であると、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部空間がセル内の圧力雰囲気に対して負圧を保ち得なくなる可能性がある。
【００３０】
また、従来は、冷却空気噴射と略同時に流量調整弁３７の弁開度の拡大調整を行なっているため、図５に示すように、流量調整弁３７の弁開度拡大によって、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内圧上昇抑制効果が現われる時間のずれ（タイムラグ）が生じることがある。
【００３１】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ノズル外筒及び結合装置外筒の内部空間の圧力を常時負圧管理し得るガラス固化体容器結合装置を提供することを目的としている。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のガラス固化体容器結合装置では、溶融炉本体の下部の流下ノズルを周方向に取り囲むノズル外筒の下端部に連なる結合装置外筒と、該結合装置外筒に昇降可能に内装され且つ下端面がガラス固化体容器の上端面に当接し得る筒体と、前記のノズル外筒及び結合装置外筒に上流端が連通し且つ下流端が減圧手段に連通する減圧管と、該減圧管に設けた流量調整弁と、冷却空気噴射装置より送出される冷却用空気を流下ノズルへ噴射し得る冷却空気噴射管と、流下ノズルの冷却の開始を指令する冷却空気噴射指令器と、前記のノズル外筒及び結合装置外筒の内部空間の圧力を検出する圧力検出器と、圧力制御器とを備え、この圧力制御器を、冷却空気噴射指令器からの冷却空気噴射指令信号に基づき、弁開度を拡大させるための弁開度拡大信号を流量調整弁へ出力し、次いで、予め設定した時間が経過した後に、冷却空気噴射装置に対する作動開始信号を出力し、また、圧力検出器からの圧力検出信号に基づき、弁開度を調整するための弁開度調整信号を流量調整弁へ出力するように構成している。
【００３３】
本発明のガラス固化体容器結合装置においては、圧力制御器が、冷却空気噴射指令信号に基づき、冷却空気噴射手段を作動させるのに先立って、ノズル外筒及び結合装置外筒から減圧手段に連通する減圧管に設けた流量調整弁の開度を拡大流下ノズルへの冷却用空気の噴射に起因したノズル外筒及び結合装置外筒の内部空間の圧力の上昇を抑止する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例と共に説明する。
【００３５】
図１は本発明のガラス固化体容器結合装置の実施の形態の一例を示すものであり、図中、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００３６】
このガラス固化体容器結合装置は、減圧管３８に設けた流量調整弁４２と、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部空間の圧力を検出する圧力検出器４１と、圧力制御器３９とを備えている。
【００３７】
圧力制御器３９は、流下ノズル１０の冷却の開始を指令する冷却空気噴射指令器４７からの冷却空気噴射指令信号４３に基づき、弁開度を拡大させる弁開度拡大信号４４を流量調整弁４２へ出力し、次いで、予め設定した時間が経過した後に、冷却空気噴射装置１５に対する作動開始信号４５を出力し、また、圧力検出器４１からの圧力検出信号４０に基づき、弁開度を適宜に調整する弁開度調整信号４６を流量調整弁４２へ出力するように構成されている。
【００３８】
溶融炉本体２からガラス固化体容器９への溶融ガラスＧの流下を停止させるために、流下ノズル１０に対して冷却空気噴射管１３から冷却空気を噴射させる際には、冷却空気噴射指令器４７から冷却空気噴射指令信号４３を出力する。
【００３９】
この冷却空気噴射指令信号４３に基づき、圧力制御器３９から流量調整弁４２に対して弁開度拡大信号４４を出力され、流量調整弁４２の開度が拡大する。
【００４０】
これにより、ブロワ８により吸引されて減圧管３８からガス排出管７へ流れる空気流量が増大する。
【００４１】
次いで、予め設定した時間Ｔが経過すると、圧力制御器３９から冷却空気噴射装置１５に対して作動開始信号４５が出力され、冷却空気噴射管１３から冷却用空気が流下ノズル１０へ噴射されて、流下ノズル１０から溶融炉本体２の外部への溶融ガラスＧの流下が停止する。
【００４２】
このとき、図２に示すように、冷却空気噴射管１３からの冷却空気用の噴射に先立って、圧力制御器３９から出力される弁開度拡大信号４４により流量調整弁４２の開度が拡大されているので、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部空間の圧力上昇が抑制される。
【００４３】
また、圧力検出器４１の圧力検出信号４０に基づき、圧力制御器３９から流量調整弁４２に対して弁開度調整信号４６が出力され、図２に示すように、通常制御により流量調整弁４２の開度が調整され、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部圧力が所定値に保持される。
【００４４】
このように、図１に示すガラス固化体容器結合装置では、圧力制御器３９が、冷却空気噴射指令信号４３に基づき、冷却空気噴射装置１５を作動させるのに先立って、減圧管３８に設けた流量調整弁４２の開度を拡大する弁開度拡大信号４４を出力するので、流下ノズル１０への冷却用空気の噴射に起因したノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部圧力の上昇を抑制することが可能になり、よって、ノズル外筒１２及び結合装置外筒１６の内部空間の圧力を常時負圧管理することができる。
【００４５】
なお、本発明のガラス固化体容器結合装置は上述した形態例にのみ限定されるものではなく、たとえば、冷却空気噴射手段による流下ノズルへの冷却用空気の噴射が通常流下停止と緊急流下停止とに設定されている場合に、当該信号に応じて流量調整弁に対する弁開度拡大信号を２段階に設定すること、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。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のガラス固化体容器結合装置によれば、圧力制御器が、冷却空気噴射指令信号に基づき、冷却空気噴射装置を作動させるのに先立って、ノズル外筒及び結合装置外筒から減圧手段に連通する減圧管に設けた流量調整弁の開度を拡大するので、流下ノズルへの冷却用空気の噴射に起因したノズル外筒及び結合装置外筒の内部圧力の上昇を抑制することが可能になり、よって、ノズル外筒及び結合装置外筒の内部空間の圧力を常時負圧管理することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス固化体容器結合装置の実施の形態の一例を適用したガラス溶融炉の概念図である。
【図２】図１に示すガラス固化体容器結合装置における流量調整弁の弁開度とノズル外筒及び結合装置外筒の内部圧力との相対関係線図である。
【図３】従来のガラス固化体容器結合装置の一例を適用したガラス溶融炉の概念図である。
【図４】図３に関連する容器結合装置の拡大図である。
【図５】図３に示すガラス固化体容器結合装置における流量調整弁の弁開度とノズル外筒及び結合装置外筒の内部圧力との相対関係線図である。
【符号の説明】
２          溶融炉本体
４          容器結合装置
７          ガス排出管（減圧手段）
８          ブロワ（減圧手段）
９          ガラス固化体容器
１０          流下ノズル
１２          ノズル外筒
１３          冷却空気噴射管（冷却空気噴射手段）
１４          冷却空気供給管（冷却空気噴射手段）
１５          冷却空気噴射装置（冷却空気噴射手段）
１６          結合装置外筒
３１          下部筒体
３８          減圧管
３９          圧力制御器
４２          流量調整弁
４３          冷却空気噴射指令信号（冷却空気噴射信号）
【図１】
0003997608.tif 000002
【図２】
0003997608.tif 000003
【図３】
0003997608.tif 000004
【図４】
0003997608.tif 000005
【図５】
0003997608.tif 000006