(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉本体の流下ノズルから固化体容器へ流入した溶融ガラスの重量を検出する荷重検出器と、溶融ガラスを固化体容器へ充填する際の流下速度の目標値に応じた目標値信号を出力する設定器と、前記荷重検出器からの信号に基づき流下ノズルより流出する溶融ガラスの流下速度をプロセス値として求め且つ該プロセス値と予め設定された溶融ガラスの流下速度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて流下ノズル加熱手段へ送給すべき適正投入電力量を求める演算器と、  該演算器からの信号に基づき流下ノズル加熱手段への適正投入電力量、及び溶融炉本体の保温用電極への投入電力量の増減を告知する通告手段とを備え、
前記演算器が、荷重検出器からの荷重検出信号に基づき、流下ノズルの加熱を終了するか否かを判定する機能と、荷重検出器からの荷重検出信号に基づき、流下ノズルより流出する溶融ガラスの流下速度をプロセス値として算出する機能と、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限を下回ったか否かを判定する機能と、設定器からの目標値信号に基づく目標値とプロセス値との差、及び流下ノズル加熱手段へ電力を送給している制御盤から出力される現時点の投入電力量信号に基づき、微分演算によって流下ノズル加熱手段への適正投入電力量を所定間隔ごとに算出する機能と、適正投入電力量が許容投入電力量の上限値を上回ってＮ回以上続けて算出されたか否か、あるいは許容投入電力量の下限値を下回ってＮ回以上続けて算出されたか否かを判定する機能と、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限あるいは下限をはずれた際、並びに適正投入電力量αが許容投入電力量の上限値あるいは下限値をはずれてＮ回以上算出された際に、表示器に対して運転ガイダンス信号を出力する機能とを有していることを特徴とするガラス溶融炉運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラス溶融炉運転支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力施設から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処理された後、廃棄物保管施設に保管される。
【０００３】
図４は廃液処理設備を構成するガラス溶融炉の一例であり、このガラス溶融炉は、上下方向中間部分から下方へ向かって水平開口断面が徐々に縮小する形状の溶融空間１を有し且つ耐火材により形成された溶融炉本体２を備えている。
【０００４】
溶融炉本体２の上部には、原料供給管３、廃液供給管４、及び排気管５が溶融空間１に連通するように接続されている。
【０００５】
溶融炉本体２内には、溶融空間１の上下方向中間部で向き合う一対の主電極６と、溶融空間１の底部近傍で向き合う一対の底部電極７とが、溶融空間１に貯留される溶融ガラスＧに浸漬するように設けられている。
【０００６】
溶融炉本体２の下部には、溶融空間１に連通する流下ノズル８と、該流下ノズル８を取り囲む誘導加熱コイル９と、流下ノズル８に対して冷却用空気を吹き付け得る空気噴射管１０とが設けられている。
【０００７】
また、溶融炉本体２の下方には、金属製の固化体容器１１が載置される荷重検出器１２を有し且つ流下ノズル８の直下へ移動可能な搬送台車１３が設けられている。
【０００８】
更に、ガラス溶融炉には、荷重検出器１２から出力される荷重検出信号１２ｓに基づき瞬時重力を時間で微分して流下ノズル８より流出する溶融ガラスＧの流下速度を求める演算器１４と、該演算器１４から出力される流速信号１５ｓに基づき溶融ガラスＧの流下速度を表示する流速計１５と、主電極６、底部電極７、及び誘導加熱コイル９に対して電力６ｅ，７ｅ，９ｅを送給する制御盤１６とが付帯している。
【０００９】
図４に示すガラス溶融炉では、原料供給管３から溶融空間１へ送給した原料ガラスを、溶融炉本体２に付帯するヒータ（図示せず）によって溶融させ、また、主電極６及び底部電極７へ電力６ｅ，７ｅを送給し、溶融空間１の溶融ガラスＧをジュール熱によって固化しないように保温する。
【００１０】
このとき、流下ノズル８内でガラスが固化するため、溶融空間１から外部への溶融ガラスＧの流出が抑止される。
【００１１】
この状態で、原料供給管３から溶融空間１へガラス原料を送給すると、当該原料ガラスが溶融ガラスＧに溶融し、また、廃液供給管４から溶融空間１へ廃液を送給すると、該廃液が溶融ガラスＧに混入される。
【００１２】
廃液のガラス固化処理にあたっては、搬送台車１３に固化体容器１１を搭載し、該固化体容器１１が流下ノズル８の直下に位置するように搬送台車１３を移動させておく。
【００１３】
次いで、誘導加熱コイル９へ電力９ｅを送給することにより流下ノズル８を加熱し、該流下ノズル８内で固化しているガラスを溶融させて、廃液が混入した溶融ガラスＧを、流下ノズル８から固化体容器１１へ流出させる。
【００１４】
このとき、荷重検出器１２からの荷重検出信号１２ｓに基づき、流下ノズル８から流出する溶融ガラスＧの流下速度が演算器１４により求められ、該演算器１４からの流速信号１５ｓに応じた溶融ガラスＧの流下速度が流速計１５に表示される。
【００１５】
誘導加熱コイル９への電力９ｅの送給を中断すると、流下ノズル８の温度が徐々に低下し、当該流下ノズル８内でガラスが固化し、溶融空間１から外部への溶融ガラスＧの流出が抑止され、固化体容器１１内に充填された溶融ガラスＧは、自然風冷によって固化し、ガラス固化体が形成される。
【００１６】
固化体容器１１への溶融ガラス充填時には、運転員が流速計１５の表示を確認しながら、誘導加熱コイル９に対する投入電力量を増減して、溶融ガラスＧの流下速度を制御している。
【００１７】
また、誘導加熱コイル９への投入電力量を増大させても溶融ガラスＧの流下速度が速くならない場合や、誘導加熱コイル９への投入電力量を減少させても溶融ガラスＧの流下速度が遅くならない場合には、主電極６や底部電極７に対する投入電力量を増減して、溶融ガラスＧの流下速度を制御している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主電極６あるいは底部電極７への投入電力量を増減するか否かは、運転員の判断に委ねられ、また、投入電力量の増減に応じて溶融ガラスＧの流下速度が変化するまでの応答時間が長いため、ガラス溶融炉の運転操作には熟練を要する。
【００１９】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、ガラス溶融炉の運転操作を容易にすることを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を回避するため、本発明のガラス溶融炉運転支援装置では、溶融炉本体の流下ノズルから固化体容器へ流入した溶融ガラスの重量を検出する荷重検出器と、溶融ガラスを固化体容器へ充填する際の流下速度の目標値に応じた目標値信号を出力する設定器と、前記荷重検出器からの信号に基づき流下ノズルより流出する溶融ガラスの流下速度をプロセス値として求め且つ該プロセス値と予め設定された溶融ガラスの流下速度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて流下ノズル加熱手段へ送給すべき適正投入電力量を求める演算器と、  該演算器からの信号に基づき流下ノズル加熱手段への適正投入電力量、及び溶融炉本体の保温用電極への投入電力量の増減を告知する通告手段とを備え、
前記演算器が、荷重検出器からの荷重検出信号に基づき、流下ノズルの加熱を終了するか否かを判定する機能と、荷重検出器からの荷重検出信号に基づき、流下ノズルより流出する溶融ガラスの流下速度をプロセス値として算出する機能と、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限を下回ったか否かを判定する機能と、設定器からの目標値信号に基づく目標値とプロセス値との差、及び流下ノズル加熱手段へ電力を送給している制御盤から出力される現時点の投入電力量信号に基づき、微分演算によって流下ノズル加熱手段への適正投入電力量を所定間隔ごとに算出する機能と、適正投入電力量が許容投入電力量の上限値を上回ってＮ回以上続けて算出されたか否か、あるいは許容投入電力量の下限値を下回ってＮ回以上続けて算出されたか否かを判定する機能と、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限あるいは下限をはずれた際、並びに適正投入電力量αが許容投入電力量の上限値あるいは下限値をはずれてＮ回以上算出された際に、表示器に対して運転ガイダンス信号を出力する機能とを有している。
【００２１】
本発明のガラス溶融炉運転支援装置においては、演算器が溶融炉本体の流下ノズルより流出する溶融ガラスの流下速度をプロセス値として求め、また、該プロセス値と予め設定された溶融ガラスの流下速度の目標値との差、及び現時点での流下ノズル加熱手段に対する投入電力量に応じて流下ノズル加熱手段への適正投入電力量を算出し、流下ノズル加熱手段への適正投入電力量、及び溶融炉本体の保温用電極への投入電力量の増減を、通告手段を介して運転員に告知する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１乃び図２は本発明のガラス溶融炉運転支援装置の実施の形態の一例であり、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００２４】
このガラス溶融炉運転支援装置は、荷重検出器１２、制御盤１６、設定器１７、演算器１８、及び表示器１９を備えている。
【００２５】
設定器１７には、溶融ガラスＧを固化体容器１１へ充填する際の溶融ガラスＧの流下速度の目標値（図３参照）が予め設定されており、該目標値に応じた目標値信号１７ｓを出力するように構成されている。
【００２６】
演算器１８は、荷重検出器１２からの荷重検出信号１２ｓに基づき、流下ノズル８の加熱を終了するか否かを判定する機能と、荷重検出器１２からの荷重検出信号１２ｓに基づき、流下ノズル８より流出する溶融ガラスＧの流下速度をプロセス値として算出する機能と、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Ｘ（図３参照）を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Ｙ（図３参照）を下回ったか否かを判定する機能と、設定器１７からの目標値信号１７ｓに基づく目標値とプロセス値との差、及び誘導加熱コイル９へ送給している電力９ｅに応じて制御盤１６から出力される現時点の投入電力量信号１６ｓに基づき、微分演算によって誘導加熱コイル９への適正投入電力量αを所定間隔ごとに算出する機能と、適正投入電力量αが許容投入電力量の上限値を上回ってＮ回以上続けて算出されたか否か、あるいは許容投入電力量の下限値を下回ってＮ回以上続けて算出されたか否かを判定する機能と、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限あるいは下限をはずれた際、並びに適正投入電力量αが許容投入電力量の上限値あるいは下限値をはずれてＮ回以上算出された際に、表示器１９に対して運転ガイダンス信号１８ｓを出力する機能とを有している。
【００２７】
図１及び図２に示すガラス溶融炉運転支援装置では、溶融ガラスＧを固化体容器１１へ充填する際に、演算器１８において、荷重検出器１２からの荷重検出信号１２ｓ、制御盤１６からの投入電力量信号１６ｓ、及び設定器１７からの目標値信号１７ｓに基づき、下記の手順で判定処理が行われる。
【００２８】
まず、荷重検出器１２からの荷重検出信号１２ｓに基づき、現時点での固化体容器１１内の溶融ガラスＧの重量が検知され、流下ノズル８の加熱を終了するか否かが判定される。
【００２９】
流下ノズル８の加熱を継続することが確認されると、荷重検出器１２からの荷重検出信号１２ｓに基づき、流下ノズル８より流出する溶融ガラスＧの流下速度がプロセス値として算出され、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Ｘを上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Ｙを下回ったか否かが判定される。
【００３０】
また、設定器１７からの目標値信号１７ｓに基づく目標値とプロセス値との差、及び誘導加熱コイル９へ送給している電力９ｅに応じて制御盤１６から出力される現時点の投入電力量信号１６ｓに基づき、微分演算によって誘導加熱コイル９への適正投入電力量αが所定間隔ごとに算出される。
【００３１】
更に、適正投入電力量αが算出されると、当該適正投入電力量αが許容投入電力量の上限値を上回ってＮ回以上続けて算出されたか否か、あるいは許容投入電力量の下限値を下回ってＮ回以上続けて算出されたか否かが判定される。
【００３２】
このとき、プロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Ｘを上回っていると、演算器１８から出力される運転ガイダンス信号１８ｓによって、表示器１９に「電力をαＷまで上げてください。」という運転ガイダンスが表示され、プロセス値が目標値に対する許容範囲の下限Ｙを下回っていると、演算器１８から出力される運転ガイダンス信号１８ｓによって、表示器１９に「電力をαＷまで下げてください。」という運転ガイダンスが表示される。
【００３３】
また、適正投入電力量αが許容投入電力量の上限値を上回ってＮ回以上続けて算出されると、演算器１８から出力される運転ガイダンス信号１８ｓによって、表示器１９に「主−底部電極間通電の目標値を上げてください。」という運転ガイダンスが表示され、適正投入電力量αが許容投入電力量の下限値を下回ってＮ回以上続けて算出されると、演算器１８から出力される運転ガイダンス信号１８ｓによって、表示器１９に「主−底部電極間通電の目標値を下げてください。」という運転ガイダンスが表示される。
【００３４】
このように、図１及び図２に示すガラス溶融炉運転支援装置においては、流下ノズル８より流出する溶融ガラスＧの流下速度をプロセス値として求め、該プロセス値と予め設定された溶融ガラスＧの流下速度の目標値との差、及び現時点での誘導加熱コイル９に対する投入電力量に応じて誘導加熱コイル９へ送給すべき適正投入電力量αを算出し、当該適正投入電力量α、及び主電極６、底部電極７への投入電力量の増減を、表示器１９を介して運転員に告知するので、ガラス溶融炉の運転操作を容易にすることが可能になり、よって、運転員の負担が軽減される。
【００３５】
なお、本発明のガラス溶融炉運転支援装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、表示器に替えて通告手段に音声告知方式のものを用いること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のガラス溶融炉運転支援装置によれば、溶融炉本体の流下ノズルより流出する溶融ガラスの流下速度をプロセス値として求め、該プロセス値と予め設定された溶融ガラスの流下速度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて流下ノズル加熱手段へ送給すべき適正投入電力量を算出し、当該適正投入電力量、及び溶融炉本体の保温用電極への投入電力量の増減を、通告手段を介して運転員に告知するので、ガラス溶融炉の運転操作を容易にすることが可能になり、よって、運転員の負担が軽減される、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス溶融炉運転支援装置の実施の形態の一例を示す概念図である。
【図２】本発明のガラス溶融炉運転支援装置の実施の形態の一例のフローチャート図である。
【図３】溶融ガラスの流下速度の目標値を示すグラフである。
【図４】ガラス溶融炉の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
２    溶融炉本体
６    主電極
７    底部電極
８    流下ノズル
９    誘導加熱コイル（流下ノズル加熱手段）
１１  固化体容器
１２  荷重検出器
１２ｓ        荷重検出信号
１８  演算器
１８ｓ        運転ガイダンス信号
１９  表示器（通告手段）
【図１】
0004178672.tif 000002
【図２】
0004178672.tif 000003
【図３】
0004178672.tif 000004
【図４】
0004178672.tif 000005