(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の炉本体内に挿入され、その内部に堆積した金属スラッジの堆積状況を測定する金属スラッジ測定器において、上記炉本体内に挿入される先端が閉じた管状の測定器本体内に一対の電極を挿入すると共に、その電極を絶縁材でその測定器本体内に絶縁支持し、その測定器本体の挿入先端部側面を開口すると共に、その開口部内に上記電極の先端を露出させて位置させたことを特徴とするガラス溶融炉の金属スラッジ測定器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高レベル放射性廃液をガラス固化する際に用いられるガラス溶融炉に係り、特にそのガラス溶融工程において発生する金属スラッジの測定器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
使用済み核燃料の再処理後に生ずる高レベル放射性廃液は、極めて高い放射線と崩壊熱を有しており、液体のままでは処分が困難であることから、図３及び図４に示すような構造をしたガラス溶融炉１内に送られ、ここでほう珪酸ガラス等のガラス原料と共に高温で溶かし合わされながらキャニスタｃと称される耐食性のステンレス容器内に詰め込まれてガラス固化体として安定化された後、一定期間自然冷却されてから地中深く地層処分することが計画されている。
【０００３】
図示するように、このガラス溶融炉１は、炉本体２の内底部を漏斗状（四角錐状）に窄めると共にその最下端部に炉２内の溶融ガラスを流下する流下孔３を有する底部電極４を備え、さらにその内部に一対の主電極５，５と補助電極６，６とを備えた構造となっている。
【０００４】
そして、この炉本体２の天井壁に設けられた投入口７から高レベル放射性廃液とガラス原料を投入した後、先ず、主電極５，５間に電流を流すことでその表層部付近の高レベル放射性廃液とガラス原料とを十分に溶かし合わせ、次に、その下部に位置する補助電極６，６間に電気を流してその下層部の高レベル放射性廃液とガラス原料とを溶かし合わせ、最後に、底部電極４と主電極５，５間に電気を流して全体を溶融した後、その流下孔３から延びる流下ノズル８をその周囲の電熱コイル９で加熱してその内部に詰まっている固化ガラスを溶かして抜き出すことで炉２内の溶融ガラスをその下部に位置しているキャニスタｃ内に流下させてその内部にガラス固化体として密閉収容するようになっている。
【０００５】
尚、この溶融炉１内で発生したガスはオフガスとして排気口７ａから排気され、図示しないＨＥＰＡフィルター等で放射性物質が完全に捕集除去されて無害化された後、大気中に放出されるようになっている。
【０００６】
【発明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過程においては、高レベル放射性廃液中に含まれているルテニウムやパラジウム等といった白金系金属が金属酸化物として析出して比重の大きい金属スラッジが発生することがあり、これがその底部電極４上に堆積してその傾斜面２ａに沿って成長し、やがて補助電極６あるいは主電極５まで到達して電極同士が短絡し、局部的に大きな電流が流れて電極４，５，６を損傷するといった不都合が考えられる。
【０００７】
そのため、炉本体２内の金属スラッジの堆積の有無及び堆積量を正確かつ迅速に把握する必要が生じてくるが、現在ではそれを正確に把握する方法は提案されていない。
【０００８】
尚、この金属スラッジの流出し易くするために、底部電極４の上面を漏斗状に加工することも考えられるが、そうすると、炉本体の内壁から脱落した煉瓦屑が流下孔３側に落ち込み、これを閉塞してしまうといった問題が生ずるため、得策ではない。
【０００９】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、金属スラッジの堆積の有無及び堆積量を正確に把握することができる新規なガラス溶融炉の金属スラッジ検出器を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ガラス溶融炉の炉本体内に挿入され、その内底部に堆積した金属スラッジの堆積状況を測定する金属スラッジ測定器において、上記炉本体内に挿入される先端が閉じた管状の測定器本体内に一対の電極を挿入すると共に、その電極を絶縁材でその測定器本体内に絶縁支持し、その測定器本体の挿入先端部側面を開口すると共に、その開口部内に上記電極の先端を露出させて位置させたものである。
【００１１】
すなわち、このような金属スラッジ測定器を炉本体内に挿入し、その電極間に通電すると、金属スラッジは溶融ガラスに比べてその導電率が高いため、その電極間の抵抗値を測定することにより、金属スラッジの堆積の有無を検出できることは勿論、その挿入位置を測定することで堆積状況も同時に正確に把握することができる。
【００１２】
また、この検出器本体は挿入先端部が閉じると共に挿入先端部側面が開口し、その側面開口部から金属スラッジが内部に流れ込むことで導電率が測定されるようになっていることから、挿入時に測定器本体の挿入先端部が炉壁や炉底に衝突しても電極が損傷することなく、信頼性の高い検出を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は本発明にガラス溶融炉の金属スラッジ測定器１０の実施の一形態を示したものである。
【００１５】
図示するように、この金属スラッジ測定器１０は、先端が閉じた管状の測定器本体１１内に一対の棒状電極１２，１２を平行に挿入されると共に、その電極１２，１２がセラミック等の耐熱性の絶縁材１３によってその測定器本体１１内に絶縁支持されている。また、この測定器本体１１の挿入先端部の側面には開口部１４が形成されており、その開口部１４内に上記電極１２，１２の先端が露出した状態で位置させた状態となっている。さらに、この電極１２，１２の他端部には電源回路が接続されており、その回路に電流を供給する電源部１５と、その回路を流れる電気抵抗を測定する抵抗測定器１６が接続されている。
【００１６】
そして、このような構成をした本発明の金属スラッジ測定器１０によって金属スラッジの有無及び堆積量を測定するには、先ず、図２に示すように炉本体２の天井壁２ｂに形成された挿入孔２ｃから挿入すると共に、その電極１２，１２間に電流を供給しながらその先端を炉本体２内の任意の位置、例えば、底部電極４上に位置させる。ここで、その底部電極４上に金属スラッジが存在していると、その金属スラッジが測定器本体１１先端の開口部１４からその電極１２，１２内に流れ込んで両電極１２，１２間の電流抵抗値が急激に減少することから、その電流抵抗値を抵抗測定器１６によって検出することでその部位における金属スラッジの存在を確実に把握することができる。
【００１７】
その後、このような状態から図２に示すようにその測定器本体１１の先端を炉壁の斜面２ａに沿って動かすと、金属スラッジが堆積している部分ではその抵抗値が殆ど変化しないが、金属スラッジが無くなった時点でその抵抗値が急激に変化（増加）するため、その測定器本体１１の動きと抵抗値の変化を観察することによって炉本体２内の金属スラッジの有無は勿論、その堆積量、堆積部分等も正確に把握することができる。また、この測定器本体１１はその先端が閉じて電極１２，１２が保護された状態であるため、電極１２，１２が直接炉壁に接触，衝突して破損してしまうおそれもない。
【００１８】
尚、この金属スラッジは必ずしも炉底部、すなわち底部電極４上にのみ発生するとは限らない。すなわち、前述したように溶融初期においては、主電極５，５間にのみ電流を流して上層部のみを溶融し、底部のガラス原料は未溶融状態であるため、その中間部に層状に発生する場合もある。従って、このような溶融状態の場合は、その層界線に沿って本発明の金属スラッジ測定器１０を動かすことによってその層界線上等の金属スラッジの堆積状況も正確に把握することができる。
【００１９】
また、このガラス溶融炉１の内部及びその周囲は、極めて高レベルの放射線下であるため、これらの操作は予めその近傍に設けられたマニュピュレータ及びＩＴＶカメラ等によって遠隔操作で行われることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、金属スラッジの有無及び堆積量等の状況を正確に把握することができるため、炉内電極の短絡事故を未然に回避することが可能となる。また、ガラス溶融炉の試運転又はモックアップ試験等において金属スラッジの堆積状況による短絡事故の発生の虞を予め正確に得ることができるため、炉底構造の改良による効果等を正確に評価することができる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガラス溶融炉の金属スラッジ測定器を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る金属スラッジ測定器を用いた金属スラッジ堆積状況の測定方法を示す概念図である。
【図３】従来のガラス溶融炉の構成を示す説明図である。
【図４】図３中Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図５】図３中ｙ部を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
２  炉本体
10  金属スラッジ測定器
11  測定器本体
12  電極
13  絶縁材
14  開口部
15  電源部
16  抵抗測定器
【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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