(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス溶融炉の流下口とその下部のキャニスタ間に鉛直に形成される糸状の残留ガラスを切断する方法において、上記キャニスタと上記流下口間のカッターケーシング内にコの字形のカッターフレームからなるカッター部材を水平移動自在に設け、そのカッターフレームに、鉛直な残留ガラスに対して水平に熱線を設けると共にその熱線を上記残留ガラスの高さ方向上下に複数設け、これら熱線を残留ガラスの融点以上に通電加熱させ、これら複数の熱線をカッターフレームにて上記残留ガラスに接触させてその部分の残留ガラスを溶かして、溶融ガラスを上下多段に切断するようにして、その切断後のガラス片をそのまま鉛直に落下させてキャニスタに収納するようにしたことを特徴とするガラス溶融炉の残留ガラス切断方法。
【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炉の流下口とその下部のキャニスタ間に形成される糸状の残留ガラスを切断する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
使用済核燃料の再処理後に生ずる高レベル放射性廃液は、液体のままでは処分が困難であることから、ガラス溶融炉内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と称される耐食性の筒状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】
このガラス固化処理に用いられるガラス溶融炉１としては、図４に示すように、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ための流下ノズル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を備えた構造のものが提案されている。
【０００４】
すなわち、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、主電極５，５間に電流を流すことで高温に加熱された溶融ガラスの熱を受けて高レベル放射性廃液とガラス原料とが十分に溶かし合わされる。また、炉２内で製造されたガラスが所定量となった時点で、その下部に位置する補助電極６，６間と底部電極４及び主電極５，５間に電気を流して下層部のガラスを溶融すると共に、流下ノズル３をその周囲の高周波加熱コイル８で加熱して炉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収容するようにしている。
【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】
また、図示するようにこのガラス溶融炉１の流下ノズル３が設けられる流下口９とキャニスタｃ間には、流下ガラスから放射性物質が周囲に飛散するのを防止するための結合装置１０の他に、その下部にガラスカッター１１が付設されており、このガラスカッター１１によって流下終了後に流下口９とキャニスタｃ間に形成される糸状の残留ガラスを切断して除去してからキャニスタｃを次工程に移動するようになっている。
【０００７】
すなわち、上述したようにしてキャニスタｃ側に所定量の溶融ガラスが溜まったならば、高周波加熱コイル８による流下ノズル３の加熱を停止すると共に、流下ノズル３を冷却空気により強制的に冷却してその内部のガラスを固化させることで溶融ガラスの流下を停止するようにしているため、この流下終了後においては流下しているガラスがそのまま固化して流下口９とキャニスタｃ間に糸状に繋がった直径約０．５ｍｍ程度の残留ガラスとして残る。
【０００８】
そのため、従来では、図５（１）及び（２）に示すように、結合装置１０とキャニスタｃ間に設けられたガラスカッター１１のカッター部材１２を図示しないマニュピュレータによって流下路内を横断するように押し込むことでこの糸状の残留ガラスＧを強制的に切断した後、同図（３）及び（４）に示すように結合装置１０の金属ベローズ１３内に空気を送り込んでガラスカッター１１全体を上昇させてこれをキャニスタｃから完全に分離することでキャニスタｃ内への溶融ガラスの注入が完了することになる。尚、図中１４は、流下途中のガラスの一部を取り出してサンプリングすべくガラスカッター１１内に収容されたサンプリング容器である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の残留ガラス切断方法では、残留ガラスＧに対してカッター部材１２を衝突させることでこれを強制的に破壊して切断するようになっているため、例えば図５（４）及び図６に示すように、そのガラス片の一部がその切断時の勢いによって周囲に飛び散ってガラスカッター１１内に引っかかり、これが次のキャニスタｃの移し替えの際に床面に落下して周囲を汚染したり、あるいはガラスカッター１１内の流下路を横断するように残って流下炉内を閉塞する要因となるおそれがある。
【００１０】
また、このような従来の切断方法では、キャニスタｃ側の残留ガラスＧがその入口よりも大きく突出するため、マニュピュレータによってその突出した残留ガラスＧをさらに切断して除去する必要があり、その作業が煩わしい上にこの作業によってマニュピュレータが汚染されてしまうといった不都合もある。
【００１１】
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、ガラス溶融炉の流下口とキャニスタ間に形成される糸状の残留ガラスを確実かつ良好に切断除去することができる新規なガラス溶融炉の残留ガラス切断方法を提供するものである。
【００１２】
【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、ガラス溶融炉の流下口とその下部のキャニスタ間に鉛直に形成される糸状の残留ガラスを切断する方法において、上記キャニスタと上記流下口間のカッターケーシング内にコの字形のカッターフレームからなるカッター部材を水平移動自在に設け、そのカッターフレームに、鉛直な残留ガラスに対して水平に熱線を設けると共にその熱線を上記残留ガラスの高さ方向上下に複数設け、これら熱線を残留ガラスの融点以上に通電加熱させ、これら複数の熱線をカッターフレームにて上記残留ガラスに接触させてその部分の残留ガラスを溶かして、溶融ガラスを上下多段に切断するようにして、その切断後のガラス片をそのまま鉛直に落下させてキャニスタに収納するようにしたものである。
【００１３】
これによって、従来方法のように切断時の衝撃によってガラス片が飛び散ってガラスカッター内に引っかかるようなことがなくなるため、周囲を汚染したり、流下路を塞いでしまう等といった不都合を確実に回避することができる。
【００１４】
そして、この熱線を上記残留ガラスの高さ方向上下に複数配置すべくカッターフレームに、上下多段に設け、これら複数の熱線を同時に上記残留ガラスに接触させてこれを上下多段に切断するようにすれば、残留ガラスをその高さ方向の一定の幅に亘って切断除去することができる。これによって、キャニスタ側の残留ガラスの突出量が少なくなるため、その残留ガラスの除去作業を省略することができると共に、マニュピュレータの汚染も未然に回避することが可能となるとなる。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１及び図２は本発明方法に適用するガラス溶融炉１のガラスカッター２０の実施の一形態を示したものである。
【００１７】
図示するように、このガラスカッター２０は、上述したガラス溶融炉１の流下口９から延びる結合装置１０とキャニスタｃ間にこれを連通するように設けられたカッターケーシング２１と、その内部に設けられたカッター部材２２とから主に構成されている。
【００１８】
このカッターケーシング２１は、略箱形に形成されており、その略中央上下にそれぞれ貫通孔２３，２４を同軸上に有し、上部貫通路２３側が結合装置１０側にフランジ結合されると共に、下部貫通孔２４側がキャニスタｃの開口部内に嵌め込まれるように挿入されて両者間を鉛直に連通するようになっている。
【００１９】
一方、カッター部材２２は、このカッターケーシング２１内に位置するコの字形のカッターフレーム２５と、このカッターフレーム２５の先端間にそれぞれ上下多段に水平に架け渡された複数本の熱線２６，２６…と、このカッターフレーム２５からカッターケーシング２１を貫通して外部に水平に延びる操作ロッド２７とから構成されており、この操作ロッド２７をカッターケーシング２１内に水平に抜き出し操作することでその先端の熱線２６，２６…をカッターケーシング２１内を水平に往復動させるようになっている。
【００２０】
ここで、この熱線２６，２６…は、いわゆる電熱ヒータ線であり、カッターフレーム２５先端に設けられた電極２８，２８からの通電によって少なくとも残留ガラスＧの融点以上の温度、例えば１０００℃以上に発熱するようになっている。尚、図中１４は流下中の溶融ガラスを任意に採取すべくカッターケーシング２１内に出没自在に設けられたサンプリング容器であり、カッターフレーム２５はこのサンプリング容器１４と干渉しないようになっている。
【００２１】
また、この操作ロッド２７は、カッターケーシング２１を貫通した後、さらにこのカッターケーシング２１の外側に設けられたブラケット２９を貫通するように取り付けられており、カッターケーシング２１とブラケット２９との２カ所で支持されるような状態となっている。さらに、この操作ロッド２７であって、カッターケーシング２１とブラケット２９との間には付勢手段であるコイルバネ３０が設けられており、操作ロッド２７を引き戻し方向に付勢するようになっている。
【００２２】
そして、このような構成をしたガラスカッター２０を用いた本発明方法にあっては、先ず図３（１）に示すように、カッター部材２２を引いた状態でそのカッターフレーム２５先端の熱線２６，２６…に通電しこれを残留ガラスＧの融点以上に発熱した後、同図（２）に示すように、その操作ロッド２７を図示しないマニュピュレータによってカッターケーシング２１内に押し込んでそのカッターフレーム２５先端の熱線２６，２６…を残留ガラスＧ側にゆっくりと接触させる。すると、同図（３）に示すように、それら各熱線２６，２６…の熱によってその残留ガラスＧが上下多段に同時に溶断されると共に、その切断されたガラス片がそのまま鉛直に落下してキャニスタｃ内に収容されることになる。
【００２３】
これによって切断されたガラス片がカッターケーシング２１内に飛散することがなくなり、そのまま鉛直に落下してキャニスタｃ内に収納されるようになることから、飛散したガラス片がガラスカッター２０内に残留し、これが床面に散らばって周囲を汚染したり、流下路内に引っかかって次のガラス流下の邪魔になる等といった不都合を確実に回避することができる。
【００２４】
また、残留ガラスＧがその高さ方向に一定の幅に亘って切断除去されるようになることから、キャニスタｃ側の残留ガラスＧが殆ど突出しなくなるか、あるいは突出してもその突出量は従来に比べて極僅かであるため、その後の作業、例えばキャニスタ蓋の溶接作業などに対して何ら悪影響を与えることがなくなる。そのため、従来のようにマニュピュレータによる突出した残留ガラスＧの除去作業が不要となるため、その作業労力の軽減を図れると共にマニュピュレータの汚染も未然に回避することができる。
【００２５】
そして、このようにしてカッター部材２２による切断が終了したならば、同じくマニュピュレータによって操作ロッド２７を引き戻すことでその熱線２６，２６…を元の位置に戻し、その位置で次の切断時迄まで待機させることになるが、上述したようにこの操作ロッド２７にはコイルバネ３０が備えられていることから、この操作ロッド２７を離すことによってカッター部材２２が自動的に元の位置に戻るため、切断毎の引き戻し作業も不要となって切断作業も大幅に軽減することが可能となる。
【００２６】
尚、本実施の形態では、カッター部材２２の熱線２６，２６…を鉛直に上下多段に配置し、これら熱線２６，２６…を同時に残留ガラスＧに接触させるような例で説明したが、これら熱線２６，２６…をさらに残留ガラスＧ方向に段階的に配置して残留ガラスＧの下方あるいは上方から段階的に溶断させるようにしたり、あるいは、各熱線２６，２６…を独立させて作動するような構成としても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、ガラス溶融炉の流下口とキャニスタ間に形成される残留ガラスを熱線によって溶かして切断するようにしたため、残留ガラスを確実かつ容易に切断できると共に、切断時のガラス片の飛散や引っかかりがなくなるため、周囲の汚染や閉塞等を未然に回避することができる等といった優れた効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に用いるガラスカッターの実施の一形態を示す縦断面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る残留ガラス切断方法を示す説明図である。
【図４】従来のガラス溶融炉及びガラス固化方法の一例を示す縦断面図である。
【図５】従来の残留ガラス切断方法を示す説明図である。
【図６】図５（１）中Ａ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
９  流下口
20  ガラスカッター
21  カッターケーシング
22  カッター部材
25  カッターフレーム
26  熱線
27  操作ロッド
30  コイルバネ
Ｇ  残留ガラス
ｃ  キャニスタ
【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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【図６】
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