(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融炉本体内の気相部分の温度を検出する気相温度検出手段と、溶融炉本体の保温用電極の温度を検出する電極温度検出手段と、溶融炉本体内の溶融ガラスの温度を検出するガラス生地温度検出手段と、各温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と気相部分、保温用電極、並びに溶融ガラスのそれぞれについて予め設定された温度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて保温用電極へ送給すべき適正投入電力量を求め且つ気相温度、電極温度、あるいはガラス生地温度のいずれを制御モードとして選択すべきかを判定する演算器と、該演算器からの信号に基づき保温用電極への適正投入電力量、及び選択すべき制御モードを告知する通告手段とを備えてな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３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には、気相部分の温度を検出する熱電対Ｔ１と、溶融ガラスＧに浸漬するように溶融空間１の上下方向中間部で向き合う一対の主電極６と、該主電極６の温度を検出する熱電対Ｔ６と、溶融ガラスＧに浸漬するように溶融空間１の底部近傍で向き合う一対の底部電極７と、溶融ガラスＧの生地温度を検出する熱電対ＴＧとが設けられている。
【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に応じて固化体容器１１内に流入した溶融ガラスＧの重量を表示する重量計１４と、熱電対Ｔ１，Ｔ６，ＴＧから出力される温度検出信号１ｓ，６ｓ，Ｇｓに応じて炉内気相温度、主電極温度、ガラス生地温度を表示する温度計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３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】
また、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。
【００１５】
更に、ガラス溶融炉の稼働時には、運転員が温度計１５に表示される炉内気相温度、主電極温度、ガラス生地温度を確認しながら、主電極６に対する投入電力量を増減して、炉内温度を制御している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主電極６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炉内温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。
【００１７】
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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のガラス溶融炉運転支援装置では、溶融炉本体内の気相部分の温度を検出する気相温度検出手段と、溶融炉本体の保温用電極の温度を検出する電極温度検出手段と、溶融炉本体内の溶融ガラスの温度を検出するガラス生地温度検出手段と、各温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と気相部分、保温用電極、並びに溶融ガラスのそれぞれについて予め設定された温度の目標値との差、及び現時点での投入電力量に応じて保温用電極へ送給すべき適正投入電力量を求め且つ気相温度、電極温度、あるいはガラス生地温度のいずれを制御モードとして選択すべきかを判定する演算器と、該演算器からの信号に基づき保温用電極への適正投入電力量、及び選択すべき制御モードを告知する通告手段とを備えている。
【００１９】
本発明のガラス溶融炉運転支援装置においては、演算器が選択された制御モードの温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と予め設定された制御モードの目標値との差、及び現時点での保温用電極に対する投入電力量に応じて適正投入電力量を算出し、また、選択されない制御モードの温度検出手段からの信号に基づき、制御モードを変更するか否かを判定し、保温用電極への適正投入電力量、及び制御モードの変更を通告手段を介して運転員に告知する。
【００２０】
【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。
【００２１】
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３と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【００２２】
このガラス溶融炉運転支援装置は、熱電対Ｔ１，Ｔ６，ＴＧ、制御盤１６、設定器１７、演算器１８、及び表示器１９を備えている。
【００２３】
設定器１７は、予め設定されたガラス溶融炉の稼働時における炉内気相温度、主電極温度、並びにガラス生地温度の各目標値に応じた目標値信号１７ａを出力し、運転員が入力設定した炉内気相温度制御モード、主電極温度制御モード、あるいはガラス生地温度制御モードのうちの１つに対応する選択信号１７ｂを出力するように構成されている。
【００２４】
演算器１８は、設定器１７からの選択信号１７ｂに応じた制御モードを選択する機能と、設定器１７からの目標値信号１７ａに基づく目標値と選択された制御モードの熱電対Ｔ１，Ｔ６，ＧＴからの温度検出信号１ｓ，６ｓ，Ｇｓに基づく温度のプロセス値との差、及び主電極６へ送給している電力６ｅに応じて制御盤１６から出力される現時点での投入電力量信号１６ｓに基づき、微分演算によって主電極６への適正投入電力量αを算出する機能と、選択された制御モードの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を下回ったか否かを判定する機能と、選択されない制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Ｘに余裕率ｋを乗算した値を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Ｙに余裕率ｋを乗算した値を下回ったか否かを判定する機能と、選択された制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Ｘ、あるいは下限Ｙをはずれた際、並びに選択されない制御モードのプロセス値が目標値に対する許容範囲の上限Ｘに余裕率ｋを乗算した値、あるいは許容範囲の下限Ｙに余裕率ｋを乗算した値をはずれた際に、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。
【００２５】
図１及び図２に示すガラス溶融炉運転支援装置では、ガラス溶融炉の稼働時に、演算器１８において、熱電対Ｔ１，Ｔ６，ＴＧからの温度検出信号１ｓ，６ｓ，Ｇｓ、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１７ａと選択信号１７ｂに基づき、下記の手順で判定処理が行われる。
【００２６】
まず、設定器１７からの選択信号１７ｂに応じて、炉内気相温度制御モード、主電極温度制御モード、ガラス生地温度制御モードのいずれを選択するのが判定される。
【００２７】
たとえば、選択信号１７ｂにより主電極温度制御モードが選択されると、目標値信号１７ａに基づく主電極温度の目標値と熱電対Ｔ６からの温度検出信号６ｓに基づく主電極温度のプロセス値との差、及び主電極６へ送給している電力６ｅに応じて制御盤１６から出力される現時点での投入電力量信号１６ｓに基づき、微分演算によって主電極６への適正投入電力量αが算出される。
【００２８】
炉内気相温度制御モードやガラス生地温度制御モードが選択された場合には、目標値信号１７ａに基づく炉内気相温度やガラス生地温度の目標値と熱電対Ｔ１，ＴＧからの温度検出信号１ｓ，Ｇｓに基づく炉内気相温度やガラス生地温度のプロセス値との差、及び制御盤１６からの投入電力量信号１６ｓに基づき、微分演算によって主電極６への適正投入電力量αが算出される。
【００２９】
次いで、制御盤１６から投入電力量信号１６ｓに基づき、主電極６への電力６ｅの送給の有無が判定される。
【００３０】
主電極６に対する電力６ｅに送給が確認されると、熱電対Ｔ６からの温度検出信号６ｓに基づく主電極温度のプロセス値が、目標値信号１７ａに基づく主電極温度の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。
【００３１】
このとき、主電極温度の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、主電極温度の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。
【００３２】
また、先に述べた適正投入電力量αの算出に平行して、選択されていない制御モード、すなわち、炉内気相温度制御モードとガラス生地温度制御モードに関して、熱電対Ｔ１，ＴＧからの温度検出信号１ｓ，Ｇｓに基づく炉内気相温度やガラス生地温度のプロセス値が、目標値信号１７ａに基づく炉内気相温度やガラス生地温度の目標値に対する許容範囲の上限Ｘに余裕率ｋを乗算した値を上回ったか否か、あるいは許容範囲の下限Ｙに余裕率ｋを乗算した値を下回ったか否かが判定される。
【００３３】
このとき、炉内気相温度またはガラス生地温度のプロセス値が、目標値に対する許容範囲の上限Ｘに余裕率ｋを乗算した値を上回ったり、許容範囲の下限Ｙに余裕率ｋを乗算した値を下回ると、現時点で選択させていない温度制御モードにおいて温度変動が生じていることが判定され、演算器１８から出力される運転ガイダンス信号１８ｓにより、表示器１９に「制御モードを変更して下さい。」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、演算器１８が、選択された制御モードの熱電対Ｔ１，Ｔ６，ＴＧからの温度検出信号１ｓ，６ｓ，Ｇｓに基づくプロセス値と設定器１７からの目標値信号１７ａに基づく各制御モードの目標値との差、及び現時点での主電極６に対する投入電力量に応じて適正投入電力量αを算出し、また、選択されていない制御モードの熱電対Ｔ１，Ｔ６，ＴＧからの温度検出信号１ｓ，６ｓ，Ｇｓに基づき、制御モードを変更するか否かを判定し、主電極６への適正投入電力量α、及び制御モードの変更を表示器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、演算器が選択された制御モードの温度検出手段からの信号に基づくプロセス値と予め設定された制御モードの目標値との差、及び現時点での保温用電極に対する投入電力量に応じて適正投入電力量を算出し、また、選択されない制御モードの温度検出手段からの信号に基づき、制御モードを変更するか否かを判定し、保温用電極への適正投入電力量、及び制御モードの変更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】ガラス溶融炉の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
Ｔ１  熱電対（温度検出手段）
１ｓ  温度検出信号
２    溶融炉本体
６    主電極
Ｔ６  熱電対（温度検出手段）
６ｓ  温度検出信号
１８  制御器
１８ｓ        運転ガイダンス信号
１９  表示器（通告手段）
Ｇ    溶融ガラス
ＴＧ  熱電対（温度検出手段）
Ｔｓ  温度検出信号
【図１】
0004325025.tif 000002
【図２】
0004325025.tif 000003
【図３】
0004325025.tif 000004