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JP2001255137A - ガラス溶融炉の寿命検査装置 - Google Patents

ガラス溶融炉の寿命検査装置

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Publication number
JP2001255137A
JP2001255137A JP2000068678A JP2000068678A JP2001255137A JP 2001255137 A JP2001255137 A JP 2001255137A JP 2000068678 A JP2000068678 A JP 2000068678A JP 2000068678 A JP2000068678 A JP 2000068678A JP 2001255137 A JP2001255137 A JP 2001255137A
Authority
JP
Japan
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melting furnace
furnace wall
main body
furnace
ray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000068678A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Ito
功一 伊東
Hirobumi Furukoshi
博文 古越
Itaru Toyoshima
至 豊嶌
Kazuyuki Maeda
一幸 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP2000068678A priority Critical patent/JP2001255137A/ja
Publication of JP2001255137A publication Critical patent/JP2001255137A/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/24—Automatically regulating the melting process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉壁の摩耗量を精度良く且つ能率的に測定し
てガラス溶融炉の寿命を簡単且つ確実に検査し得るよう
にする。 【解決手段】 溶融炉本体３の炉壁へ向けてＸ線を発信
し得るよう、溶融炉本体３の外部一側に配置されたＸ線
発信装置１２と、溶融炉本体３の炉壁を透過してきたＸ
線を受信し得るよう、溶融炉本体３の外部他側に配置さ
れたＸ線受信装置１３と、Ｘ線受信装置１３で検出され
たＸ線の透過量から炉壁の厚さを求め、求めた炉壁の厚
さを基にガラス溶融炉１の寿命を検査するデータ処理・
監視装置１４とを備える。

Description

【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の寿命
検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力施設等において発生する放射性物
質は、放射性廃棄物保管施設にガラス固化体として保管
するために溶融ガラスに混入させる必要があり、溶融ガ
ラスはガラス溶融炉でガラスを溶融させることにより生
成される。
【０００３】而して、ガラス溶融炉は主要構成部品であ
る電極及びレンガの損耗によって寿命となるため、その
損耗がどの程度かを検査しなければならない。なお、以
下、電極及びレンガを含んで炉壁という。
【０００４】しかし、従来は検査装置は特になく、設計
寿命を５年とし５年経過したらガラス溶融炉は使用可能
でも交換するようにしているが、本来使用可能なガラス
溶融炉を交換するのは不経済である。
【０００５】そこでガラス溶融炉の寿命を検査するため
の装置が検討されているが、これまでに提案されている
装置としては、例えば、停止中のガラス溶融炉の内部に
工業用テレビを挿入し、レーザ光を利用した三角測量に
よって炉壁の摩耗量を測定するようにした装置がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
溶融炉の炉壁内面には、ガラスが付着して固化するう
え、摩耗量が零の基準点がないため測定精度が悪く、
又、遠隔操作により複雑な操作を行わなければならない
ため、測定を能率良く行うことができない。
【０００７】本発明は、斯かる実情に鑑み、炉壁の摩耗
量を精度良く且つ能率的に測定してガラス溶融炉の寿命
を簡単且つ確実に検査し得るようにすることを目的とし
てなしたものである。
【０００８】
【本発明の原理】図２に示すように、例えばある物体ａ
にＸ線ｂが透過する場合、Ｘ線ｂの透過前の光子の数Ｉ
ｏと透過後の光子の数Ｉには［数１］の関係がある。
【０００９】
【数１】Ｉ＝Ｉｏｅ−μｔ
【００１０】ここで、ｅは自然対数の底、μは線減弱係
数、ｔは物体ａの厚さである。
【００１１】而して、線減弱係数μは物質固有の値で、
その種類及び密度並びに線源のエネルギーで決るため、
予め実験により求めておくことができる。従って、物体
ａを透過する前のＸ線ｂの光子と透過後のＸ線ｂの光子
の数が分かれば、物体ａの厚さを求めることができる。
又、物体ａの厚さが分かっていれば、［数１］より線減
弱係数μを求めることができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス溶融炉の
寿命検査装置は、溶融炉本体の炉壁へ向けてＸ線或いは
ミリ波若しくは超音波を発信し得るよう、溶融炉本体の
外部に配置された発信装置と、前記溶融炉本体の炉壁を
透過してきたＸ線或いはミリ波若しくは超音波を受信し
得るよう、溶融炉本体の外部に前記溶融炉本体を挟んで
対向配置された受信装置と、該受信装置で検出されたＸ
線或いはミリ波若しくは超音波の透過量から炉壁の厚さ
を求め、求めた炉壁の厚さ及び基準となる炉壁の厚さを
基にガラス溶融炉の寿命を検査する手段を備えたもので
ある。
【００１３】又、本発明のガラス溶融炉の寿命検査装置
においては、発振装置と受信装置は、溶融炉本体の周方
向及び／又は上下方向へ一体的に移動し得るよう構成さ
れている。
【００１４】本発明においては、発信装置から発信され
て炉壁を透過したＸ線或いはミリ波若しくは超音波は、
受信装置により受信され、受信装置からのデータにより
実際の炉壁の厚さが求められ、その結果から、ガラス溶
融炉の寿命が検査される。
【００１５】本発明によれば、炉壁の摩耗量を精度良く
且つ能率的に測定してガラス溶融炉の寿命を簡単且つ確
実に監視することができ、又、ガラス溶融炉の外部から
検査することができるため、内部に付着している固化ガ
ラスの影響がなく信頼性の高い検査を行うことができ、
更には、構成部品が少ないため、遠隔操作を容易に行う
ことができる。
【００１６】
【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。図１は本発明を実施する形態の一例
である。図中、１はガラス溶融炉で、このガラス溶融炉
１は、上下方向中間部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２を有し、且つ耐火性
のレンガにより形成された平面形状が矩形状の溶融炉本
体３を備えている。
【００１７】溶融炉本体３の上部には、原料供給管４、
廃液供給管５、及び排気管６が溶融空間２に連通するよ
うに接続されている。
【００１８】溶融炉本体３内には、溶融空間２の上下方
向中間部で対向配置された一対の主電極７と、溶融空間
２の底部近傍で対向配置された一対の底部電極８とが、
溶融空間２に貯留される溶融ガラスＧに浸漬するよう設
けられている。
【００１９】溶融炉本体３の下部には、溶融空間２に連
通する流下ノズル９と、流下ノズル９の外周を包囲する
よう配設された誘導加熱コイル１０と、流下ノズル９に
対して冷却用空気を吹き付けるための空気噴射管１１と
が設けられている。
【００２０】溶融炉本体３の外部には、溶融炉本体３の
周方向及び上下方向へ移動可能なＸ線発信装置１２が配
設されていると共に、Ｘ線発信装置１２に対し溶融炉本
体３を介し対向配置され且つその状態でＸ線発信装置１
２と一体に溶融炉本体３の周方向及び上下方向へ移動し
得るようにしたＸ線受信装置１３が配設されている。
【００２１】所定のデータ処理・監視装置１４には、検
査指令Ｖ１及び健全データ基準指令Ｖ２を入力し得るよ
うになっており、データ処理・監視装置１４からは、Ｘ
線発信装置１２へ検査指令Ｖ１を与え得るようになって
いる。
【００２２】Ｘ線発信装置１２には、例えばロータリエ
ンコーダのような位置検出装置１５が接続されており、
位置検出装置１５からは、Ｘ線発信装置１２の位置信号
Ｖ３が出力されてデータ処理・監視装置１４へ与え得る
ようになっている。又、Ｘ線受信装置１３で検出した透
過Ｘ線の透過量すなわち溶融炉本体３の炉壁を透過した
光子の数Ｉは、透過量信号Ｖ４としてデータ処理・監視
装置１４へ与え得るようになっている。
【００２３】データ処理・監視装置１４では、検査時に
［数１］により溶融炉本体３の炉壁の厚さを求め得るよ
うになっていると共に、据付け直後にテストにより［数
１］に基づいて据付け時の炉壁の線減弱係数μを求め得
るようになっている。又、データ処理・監視装置１４で
は、炉壁がどの程度摩耗したかを演算し得るようになっ
ており、しかも、得られた各データをデータ記憶装置１
６へ与え得るようになっている。
【００２４】データ処理・監視装置１４からは健全デー
タ基準指令Ｖ２をデータ記憶装置１６へ与え得るように
なっていると共に、溶融炉本体３の炉壁の厚さが健全デ
ータ基準指令Ｖ２により設定される炉壁の基準の厚さよ
りも薄くなった場合は、データ処理・監視装置１４から
の指令Ｖ５により警報装置１７が警報を発するようにな
っている。
【００２５】次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２６】本図示例においては、ガラス溶融炉１を据
付けた後、先ず溶融炉本体３の炉壁が摩耗していない未
使用の状態でテストを行い、溶融炉本体３における炉壁
の線減弱係数μを知る必要がある。
【００２７】このため、健全データ基準指令Ｖ２とし
て、データ処理・監視装置１４には据付けられただけで
摩耗していない炉壁の既知の厚さｔｏを設定し、データ
処理・監視装置１４に入力された検査指令Ｖ１をＸ線発
信装置１２ヘ与え、テストを開始する。このため、Ｘ線
発信装置１２からはＸ線が発信されるが、Ｘ線のレベル
は、例えば検査指令Ｖ１の大きさで決定され、発信され
る光子の数としてはＩｏである。
【００２８】Ｘ線発信装置１２から発信されたＸ線は溶
融炉本体３におけるＸ線発信装置１２に近接した側の炉
壁及びＸ線発信装置１２から離反した側の炉壁を夫々透
過し、Ｘ線受信装置１３で受信され、受信されたＸ線は
透過量信号Ｖ４としてデータ処理・監視装置１４ヘ与え
られる。この場合、透過量信号Ｖ４に対応する光子の数
はＩである。
【００２９】従って、炉壁を透過する前のＸ線の光子の
数Ｉｏ、炉壁を透過後のＸ線の光子の数Ｉ、据付け直後
の使用してない状態における炉壁の厚さｔｏは既知の値
であるため、データ処理・監視装置１４においては、
［数１］に基づき炉壁の線減弱係数μが求められる。従
って、Ｘ線発信装置１２及びＸ線受信装置１３を溶融炉
本体３の周方向及び上下方向へ移動させつつ位置検出装
置１５により検出した炉壁の位置信号Ｖ３をデータ処理
・監視装置１４ヘ与え、且つＸ線発信装置１２からＸ線
を発信し、Ｘ線受信装置１３によりＸ線を受信して透過
量信号Ｖ４をデータ処理・監視装置１４へ与えることに
より、上述のようにして炉壁各位置の線減弱係数μが求
められる。求められた線減弱係数μはデータ処理・監視
装置１４やデータ記憶装置１６へ保存される。
【００３０】実際に溶融炉本体３の炉壁の摩耗の程度を
検査するのは、例えば定期検査時であり、ガラス溶融炉
１内には、溶融ガラスＧは貯留されておらず、空になっ
ている。
【００３１】又、データ処理・監視装置１４には、健全
データ基準指令Ｖ２により、基準となる炉壁の厚さｔｏ
（＝Ｘ線発信装置１２に近接した側の炉壁の厚さｔｏ１
＋離反した側の炉壁の厚さｔｏ２）、許容できる炉壁の
摩耗量Δｔが設定されている。
【００３２】この状態で検査指令Ｖ１をデータ処理・監
視装置１４に与えると、検査指令Ｖ１はデータ処理・監
視装置１４からＸ線発信装置１２に与えられる。このた
め、Ｘ線発信装置１２からはＸ線が発信され、このＸ線
はＸ線発信装置１２に近接した側の炉壁を透過して減衰
し、溶融炉本体３内の溶融空間２を通り、Ｘ線発信装置
１２から離反した側の炉壁を透過して更に減衰し、Ｘ線
受信装置１３に受信され、受信されたＸ線は透過量信号
Ｖ４としてデータ処理・監視装置１４ヘ与えられる。
【００３３】測定時においては、Ｘ線発信装置１２及び
Ｘ線受信装置１３は溶融炉本体３の周方向及び上下方向
へ一体的に移動するため、位置検出装置１５はＸ線発信
装置１２の位置を検出し位置信号Ｖ３としてデータ処理
・監視装置１４へ与える。
【００３４】データ処理・監視装置１４には、発信され
たＸ線量すなわちＸ線の光子の数Ｉ ｏ、受信されたＸ線
量すなわちＸ線の光子の数Ｉ、炉壁の各位置における線
減弱係数μがデータとして入力されているため、これら
のデータを基としてデータ処理・監視装置１４では［数
１］により実際の炉壁の厚さｔｒが求められる。この場
合、Ｘ線発信装置１２に近接した側の炉壁の厚さをｔ
ｒ１とし、Ｘ線発信装置１２から離反した側の炉壁の厚
さをｔｒ２とすると、ｔｒ＝ｔｒ１＋ｔｒ２となる。
【００３５】又、データ処理・監視装置１４では、据付
け時の基準となる炉壁の厚さｔｏと測定した炉壁の厚さ
ｔとの差が求められて炉壁の実際の摩耗量Δｔ（＝ｔｏ
−ｔ ｒ）が求められ、求められた摩耗量Δｔが許容され
る炉壁の摩耗量Δｔａよりも大きくなると（Δｔ＞Δｔ
ａ）、データ処理・監視装置１４からの指令Ｖ５により
警報装置１７が作動し、警報が発せられる。又、炉壁の
測定位置、測定結果等各種データは適宜データ記憶装置
１６へ与えられて記憶される。
【００３６】上述のように炉壁の各位置における厚さを
測定し、その結果、炉壁のある位置において実際の摩耗
量Δｔが許容される炉壁の摩耗量Δｔａよりも大きくな
った場合は、ガラス溶融炉１は寿命に達したものと判断
される。
【００３７】本発明の図示例によれば、炉壁の摩耗量を
精度良く且つ能率的に測定してガラス溶融炉の寿命を簡
単且つ確実に検査し得る。又、ガラス溶融炉の外部から
検査することができるため、内部に付着している固化ガ
ラスの影響がなく信頼性の高い検査を行うことができ、
更には、構成部品が少ないため、遠隔操作を容易に行う
ことができる。更に又、炉壁の測定精度は±５ｍｍ程度
まで要求されるが、炉壁が寿命に達した場合の摩耗量は
５０ｍｍ程度であるため実用上何等問題はない。
【００３８】なお、本発明の図示例では、Ｘ線を使用し
てガラス溶融炉の寿命を検査する場合について説明した
が、ミリ波や超音波を使用しても実施することができる
こと、据付け時に炉壁の厚さが不明の場合には、炉壁と
同じ材質の線減弱係数を予め実験で求めておき、これか
ら据付け直後或いは使用後の炉壁の厚さを測定するよう
にしても良いこと、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等は勿論であ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の請求項
１、２記載のガラス溶融炉の寿命検査装置によれば、炉
壁の摩耗量を精度良く且つ能率的に測定してガラス溶融
炉の寿命を簡単且つ確実に検査し得られ、又、ガラス溶
融炉の外部から検査することができるため、内部に付着
している固化ガラスの影響がなく信頼性の高い検査を行
うことができ、更には、構成部品が少ないため、遠隔操
作を容易に行うことができる等、種々の優れた効果を奏
し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガラス溶融炉の寿命検査装置の実施の
形態の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の原理を説明するための側断面図であ
る。
【符号の説明】
１ ガラス溶融炉 ３ 溶融炉本体 ９ 流下ノズル １２ Ｘ線発信装置（発信装置） １３ Ｘ線受信装置（受信装置） １４ データ処理・監視装置（ガラス溶融炉の寿命
を検査する手段） ｔｒ 求めた炉壁の厚さ ｔｏ 基準となる炉壁の厚さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｂ 15/02 Ｇ０１Ｂ 15/02 Ａ ４Ｋ０４５ 17/02 17/02 Ｚ ４Ｋ０５６ Ｇ０１Ｎ 22/00 Ｇ０１Ｎ 22/00 Ｚ 23/08 23/08 29/08 ５０７ 29/08 ５０７ (72)発明者 豊嶌 至 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 (72)発明者 前田 一幸 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜エンジニアリ ングセンター内 Ｆターム(参考） 2F067 AA27 AA64 BB06 CC00 CC01 EE19 GG08 HH04 KK06 NN05 RR24 RR29 SS04 UU33 2F068 AA28 CC00 FF11 FF24 KK15 2F069 AA24 AA46 BB40 CC02 DD17 GG04 GG08 GG09 GG15 GG62 HH30 JJ05 JJ10 MM04 QQ03 2G001 AA01 BA11 CA01 FA08 HA01 JA01 JA06 JA11 KA03 LA06 MA07 2G047 AC01 BA01 BC11 BC18 GA18 GA19 4K045 BA08 DA09 4K056 AA05 CA10 CA20 FA19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融炉本体の炉壁へ向けてＸ線或いはミ
    リ波若しくは超音波を発信し得るよう、溶融炉本体の外
    部に配置された発信装置と、前記溶融炉本体の炉壁を透
    過してきたＸ線或いはミリ波若しくは超音波を受信し得
    るよう、溶融炉本体の外部に前記溶融炉本体を挟んで対
    向配置された受信装置と、該受信装置で検出されたＸ線
    或いはミリ波若しくは超音波の透過量から炉壁の厚さを
    求め、求めた炉壁の厚さ及び基準となる炉壁の厚さを基
    にガラス溶融炉の寿命を検査する手段を備えたことを特
    徴とするガラス溶融炉の寿命検査装置。
  2. 【請求項２】 発振装置と受信装置は、溶融炉本体の周
    方向及び／又は上下方向へ一体的に移動し得るよう構成
    した請求項１記載のガラス溶融炉の寿命検査装置。
JP2000068678A 2000-03-13 2000-03-13 ガラス溶融炉の寿命検査装置 Pending JP2001255137A (ja)

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