DE4042330A1 - Bodenelektrode eines glasschmelzofens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bodenelektrode eines Glasschmelzofens, insbesondere für eine Glasschmelze mit hoch­ radioaktiven Beimengungen, wobei die Beheizung im Tempera­ turbereich der elektrischen Leitfähigkeit der Schmelze erfolgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Glas­ schmelzofen im Bodenbereich so weiter zu bilden, daß die Tem­ peratur im Auslaufkanal und am Boden der Schmelzwanne so er­ höht werden kann, daß es immer zum Aufschmelzen des erstarrten Glases und damit zum Ausfließen der Schmelze kommt. Weiterhin sollen beim Auslauf Blockagen oder Verstopfungen des oder der Auslaufkanäle weitgehend vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfin­ dung die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Patentanspruches von a) bis d) angegeben sind.

Die Erfindung ermöglicht es nun, daß die Temperatur im Aus­ laufkanal und am Boden der Schmelzwanne durch die eine oder mehrere Bodenelektroden so erhöht werden kann, daß es immer zum Aufschmelzen des erstarrten Glases und damit zum Aus­ fließen der Schmelze kommt. Durch die besondere Ausformung der Bodenelektrode gleichzeitig als Auslauftrichter mit mehreren Auslaufkanälen und Öffnungen bei unterschiedlichem Durchmesser können Blockagen oder Verstopfungen des Auslaufkanales vermie­ den werden. Zusätzlich können die oben offenen Kanäle der Bo­ denelektrode mittels Lanzetten oder ähnlichen Vorrichtungen auch von allmählich auftretenden Ablagerungen freigeblasen werden. Das Vorsehen einer Bodenelektrode in der Auslaufvor­ richtung stellt ein wesentliches Merkmal der Erfindung dar und stellt eine entscheidende Verbesserung zur Vermeidung von Leckagen und Erhöhung der Lebensdauer des Auslaufes dar.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden im fol­ genden anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert:

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den unteren Teil des Schmelzofens mit den Bodenelektroden in der Auslaufvorrich­ tung, die Fig. 2 die Bodenelektrode von oben gesehen und die Fig. 3 einen Schnitt entlang AB der Fig. 2 bzw. durch die Bodenelektrode.

Die neue Bodenauslaufvorrichtung ist gem. der Fig. 1 rotati­ onssymmetrisch unterhalb bzw. im unteren Teil des Bodens 2 ei­ nes keramischem Glasschmelzofens 1 angeordnet, in welchem bzw. in dessen Schmelzwanne 23 sich eine Glasschmelze 3 mit einge­ schmolzenen hochradioaktiven Abfällen befindet. Die Beheizung des Ofens erfolgt mittels der oberhalb der Fig. 1 schematisch dargestellten Elektroden 15. Ein wichtiges Element der Auslaufvorrichtung ist der rotationssymmetrische und in seinem Hauptteil aus massivem, elektrisch leitfähigem Material, vor­ zugsweise Inconel 690, bestehende Auslaufstutzen 4 mit T-för­ migem Querschnitt, der an seinem oberen Ende einen Andrück­ flansch 5 aufweist und dessen unterer Teil das Auslaufrohr 6 bildet. Der Auslaufstutzen 4 sitzt unter dem Auslaufstein 7, beide werden von dem Auslaufkanal 8, 9 durchsetzt. Der untere Teil 9 des Kanales im Auslaufrohr 6 wird induktiv durch eine innen gekühlte Spule 10 beheizt, die das Auslaufrohr 6 umwin­ det.

Das Auslaufrohr 4 ragt durch die Öffnung 11 der Trageplatte 12, von welcher der Ofen getragen wird. Über der Öffnung 11 sitzt der Ringflansch 13 als tragendes Verbindungselement auf der Trageplatte 12. Er weist ebenfalls eine Öffnung 14 auf, durch die das Auslaufrohr 6 nach unten herausragt.

Die Glasschmelze 3 wird nun im Temperaturbereich ihrer elektrischen Leitfähigkeit durch im oberen Bereich des Ofens angeordnete Elektroden 15 beheizt, die in der Fig. 1 strich­ punktiert angedeutet sind. Zusätzlich ist jedoch die Boden­ elektrode 16 vorgesehen, die den unteren Teil bzw. den Boden der Ofenauskleidung 17 aus Steinkeramik bildet und der Gegen­ stand der vorliegenden Erfindung ist. Die Bodenelektrode 16 bildet damit praktisch den gesamten Boden bzw. einen Großteil desselben bzw. des Schmelzofeninnenraumes und nimmt neben ihrer Funktion als zusätzliche Schmelzelektrode den oberen Teil des Bodenauslaufkanales 8, 9 mit Einlauföffnung auf. Sie ist in den Fig. 2 und 3 vergrößert im Detail dargestellt.

Der vom Auslaufstutzen 4 durch den Auslaufstein 7 in den Ofen 1 führende Auslaufkanal 9, 8 mündet in bzw. schließt sich an den Auslaufkanal 18 in der Bodenelektrode 16 an, der an seinem oberen Ende eine konische Einlauföffnung 19 aufweist. Diese Einlauföffnung 19 liegt an der Spitze eines kegelförmigen Wul­ stes 20, der sich aus dem Grund der trichterförmigen Einlauf­ fläche 21 des Bodenelektrodenkörpers 16 empor wölbt.

Der kegelförmige Wulst 20 wird von einem oder mehreren, radial nach innen und/oder unten verlaufenden Kanälen 22 durchschnit­ ten bzw. weggeschnitten, die die Einlauffläche 21 am Grunde des Wulstes 20 nach unten oder horizontal mit dem Auslaufkanal 18 verbinden und deren Querschnittsfläche vorzugsweise kleiner als der Querschnitt des Kanales 18 ist. Damit werden direkte Verbindungen in Form von Rillen kleineren Querschnittes zu dem Kanal 18 erzeugt, durch die einerseits gröbere Verunreingungen von dem Kanal 18 zurückgehalten werden und andererseits ein Edelmetallsumpf, der sich evtl. am Grunde der Schmelze bilden kann, sauber abgeführt wird.

Auf die Öffnung des Bodenauslaufkanales 8, 9 in der Mitte des Schmelzofenbodens 2, werden somit ein oder mehrere sich über den ganzen Wannenboden erstreckende Teile aus Sonderstahl, z. B. Inconel 690 eingesetzt. Dieses als Bodenelektrode 16 be­ zeichnete Teil ist in seiner Form und Materialstärke so ausge­ bildet, daß es einmal die Wirkung eines Einlauftrichters 21 für die Glasschmelze erfüllt, zum anderen gleichzeitig für be­ stimmte Betriebssysteme als Elektrode verwendet werden kann, wenn z. B. die Schmelzbadtemperatur der Schmelzofenwanne im un­ teren Bereich erhöht werden muß. Für den Fall, daß sich Abla­ gerungen z. B. aus einem Edelmetallsumpf am Schmelzofenboden angesammelt haben, können diese einfach und vollständig durch die besondere Form der Bodenelektrode vom Wannenboden entfernt werden. Um die mittlere Öffnung 16 mit größerem Durchmesser sind deswegen die weiteren, z. B. vier nach oben offenen Kanäle 18 mit geringerem Durchmesser radial angeordnet. Beim Betrieb des Auslaufes werden somit wie bereits erwähnt, evtl. vorhan­ dene edelmetallhaltige Ablagerungen vollständig fast und ver­ stärkt durch Sogwirkung auf dem direkten und kürzesten Weg durch den Bodenauslaufkanal 18 und die weiteren Kanäle 8 und 9 aus der Schmelzwanne abgezogen.

Die Bodenelektrode 16 aus hochfestem elektrisch leitfähigem Material am Einlauf des Bodenauslaufkanales 8 und 9 und der Auslaufstutzen 4 aus demselben Material am Ausgang des Boden­ auslaufkanales 8, 9 sind durch Keramiksteine, z. B. dem Aus­ laufstein 7, schlechterer elektrischer Leitfähigkeit getrennt und können auch gegenseitig als Elektrode geschaltet werden.

Bezugszeichenliste:

 1 Glasschmelzofen
 2 Boden
 3 Glasschmelze
 4 Auslaufstutzen
 5 Andrückflansch
 6 Auslaufrohr
 7 Auslaufstein
 8 Auslaufkanal in 7
 9 Auslaufkanal in 6
10 Spule
11 Öffnung
12 Trageplatte
13 Ringflansch
14 Öffnung
15 Elektroden
16 Bodenelektrode
17 Ofenauskleidung
18 Auslaufkanal in 16
19 Einlauföffnung
20 Wulst
21 Einlauffläche
22 Kanal
23 Schmelzwanne

Claims (1)

1. Bodenelektrode eines Glasschmelzofens mit mindestens zwei weiteren im Ofeninnenraum gelegenen und zur Beheizung in die Schmelze ragenden Elektroden, insbesondere für eine Glasschmelze mit hochradioaktiven Beimengungen, wobei die Beheizung im Temperaturbereich der elektrischen Leitfähig­ keit der Schmelze erfolgt, gekennzeichnet durch die folgen­ den Merkmale:

   • a) die Bodenelektrode (16) bildet einen Teil der Auslauf­ vorrichtung und ist von einem Auslaufkanal (18) durch­ setzt.
   • b) Die Bodenelektrode (16) weist eine trichterförmige Ein­ lauffläche (21) auf, aus deren Grund sich ein kegelför­ miger Wulst (20) emporwölbt,
   • c) der Auslaufkanal (18) in der Bodenelektrode (16) mündet bzw. beginnt an der Spitze des Wulstes (20) mit einer konusförmigen Einlauföffnung (19),
   • d) vom Grund der Einlauffläche (20) erstrecken sich ein oder mehrere, radial nach innen und/oder unten zum Aus­ laufkanal (18) führende Kanäle (22), deren Querschnitts­ fläche vorzugsweise kleiner als der Querschnitt vom Aus­ laufkanal (8) ist.