DE3006085C2

DE3006085C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Abgabe von geschmolzenem Material aus einem Schmelzofen

Info

Publication number: DE3006085C2
Application number: DE3006085A
Authority: DE
Inventors: Frans Michel Dessel Dobbels; Jacobus Nicolaas Cornelis van Retie Geel; Walther Adriaan Hubert Hamont Theunissen
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH
Priority date: 1979-02-27
Filing date: 1980-02-19
Publication date: 1987-01-15
Also published as: FR2450396A1; US4340160A; GB2043049A; GB2043049B; BE881843A; DE3006085A1; FR2450396B1; JPS55129800A; JPS6116958B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Abgabe von geschmolzenem Material aus einem Schmelzofen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein Verfahren und ein Vorrichtung anzugeben, die insbesondere spezifischen Problemen Rechnung tragen, die auftreten bei der Behandlung von Schmelzen bei Verfestigungs- und Verglasungsprozessen von radioaktiven Materialien, insbesondere von flüssigen hochradioaktiven Abfällen (HLRLW).
Es versteht sich, daß die Schwierigkeiten und Gefahren, die bei der Handhabung von Schmelzen aufgrund von Verfestigungs- und Verglasungsprozessen und flüssigen hochradioaktiven Abfällen auftreten, hohe Anforderungen an die Verfahren und Vorrichtungen stellen, die hierfür eingesetzt werden. Jedes Verfahren zur Handhabung solcher Schmelzen sollte daher so wenig mechanische Einrichtungen, die die Gefahr eines ungenauen Arbeitens mit sich bringen, als möglich einsetzen, sollte ferner per Fernbedienung zu betätigen und zu warten sein und außerdem hinsichtlich der Genauigkeit und Sicherheit so optimal als möglich ausgelegt sein.
Solche Verfahren sollten ferner so gestaltet sein, daß Vorkehrungen getroffen sind, durch die eine sofortige Unterbrechung bzw. ein sofortiges Abschalten im Störungsfalle erfolgt. Die bisher entwickelten Verglasungsvorrichtungen zur Verfestigung von flüssigen hochradioaktiven Abfällen sehen keinen kontinuierlichen Abfluß der Schmelze vor, sondern eine diskontinuierliche Abgabe in Portionen von 20 bis 50 Litern pro Arbeitszyklus. Die Verglasungsvorrichtungen wurden mit Kühlventilen ausgestattet, die am Boden der Verglasungsvorrichtungen angeordnet waren, oder die Dosiervorrichtungen wurden entleert, indem die Schmelzvorrichtungen zu einer Seite hin gekippt wurden, um so ein Ausfließen der Schmelze über einen Überlauf auf die andere Seite zu ermöglichen. Solche Techniken sind beschrieben in der Veröffentlichung "Techniques for the Solidification of High Lavel Wastes", Technical Report Serien Nr. 176, IAEL, Wien 1977, und durch die Veröffentlichung von C. C. Chapman, H. T. Blair und W. F. Bonner in "Experience with Waste Vitrification Systems at Battelle-Northwest", in Radioactive wastes from the nuclear fuel cycle, AICHE Symposium Serien 154 Vol. 72, p. 151, 1976, herausgegeben von R. E. Tomlinson.
Diese bekannten Techniken sind aufwendig und störanfällig, denn bei der Herstellung von radioaktivem Glas sind Einrichtungen mit einer sehr großen Zuverlässigkeit erforderlich, die während langer Betriebszeiten fernbedienbar ausgeführt sein müssen.
Die notwendigerweise häufig erfolgende Betätigung eines Kühlventiles wirkt sich nachteilig auf die mechanische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit der Schmelzvorrichtung aus, die aus einer sehr korrosionsbeständigen Legierung oder aus einem keramischen Material besteht. Häufige Temperaturwechsel in der Größenordnung von einigen hundert Grad C verursacht ein Brüchigwerden der Metallteile der Schmelzvorrichtung und/oder von Brüchen in den keramischen Teilen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Systeme besteht darin, daß eine schnelle Sicherheitsabstellung nicht garantiert werden kann für den Fall, daß eine solche erforderlich wird, da das im Austrittsrohr verbleibende Glas eine nicht vernachlässigbare Wärmequelle darstellt und eine gewisse Zeit zur Abkühlung benötigt.
Die Kippmethode andererseits ergibt einen verzögerten Ausfluß des Glases, bedingt durch das Volumen an Schmelze, das notwendig ist, um das Austrittsrohr zu füllen.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen und Ventile ist der, daß die kontinuierliche Abgabe großer Mengen in relativ kurzen Zeitabständen eine großvolumige Schmelzvorrichtung erfordert. Es versteht sich, daß eine Joule'sche erwärmte Schmelzvorrichtung lediglich teilweise durch die Dosiervorrichtungen entleert werden kann, die relativ klein ausgebildet sind, verglichen mit dem gesamten Volumen der Schmelzvorrichtung, um eine stetige Aufheizung durch den Joule Thomson Effect zu sichern. Eine stetige Entleerung einer Joule'sch erhitzten Schmelzvorrichtung würde andererseits ein relativ kleines Volumen erforderlich machen, da Letzteres lediglich durch die Standzeit bestimmt wird, die benötigt wird für die Schmelzkapazität der Schmelzvorrichtung oder die Verdunstungs- oder Verdampfungskapazität, wenn das in die Schmelzvorrichtung eingegebene Material eine wäßrige Lösung ist. Ein kleines Volumen für die Schmelzvorrichtung ist von besonderem Vorteil in der Nukleartechnik, da die Demontage und der Fernaustausch der Anlage umso beschwerlicher und aufwendiger wird, je größer die Abmessungen der Anlage sind.
Durch die DE-OS 26 34 913 ist ein Dosiergerät für Metallschmelzen der eingangs genannten Art bekannt. Ein Schmelzenbehälter weist eine rohrförmige Überlaufzuleitung auf, die in einen Dosierbehälter führt, der mit einer rohrförmigen, verschließbaren Überlauf-Auslaufleitung ausgestattet ist. Zur dosierten Abgabe von Schmelze wird zunächst der Dosierbehälter gefüllt, indem der Dosierbehälter über eine Leitung mit Unterdruck beaufschlagt wird und die Auslaufleitung gleichzeitig gesperrt wird. Zum Abgeben von bestimmten Schmelzenmengen über die Auslaufleitung wird anschließend der Dosierbehälter über die Leitung mit Überdruck beaufschlagt und die Auslaufleitung geöffnet. Nachteilig ist, daß der Schmelzenstrom nur diskontinuierlich und nicht gesteuert kontinuierlich aus dem Schmelzenbehälter abgegeben werden kann.
Durch die DE-AS 25 09 373 ist eine Einrichtung zum dosierten Abgeben schmelzflüssigen Inhalts aus einem Vorratsgefäß bekannt. Das Vorratsgefäß weist eine Einfüllöffnung und ein ansteigendes Überlaufrohr auf, welches in einem dichten Zwischengefäß mündet, welches mit einer Meßeinrichtung für die im Zwischengefäß befindliche Füllmenge versehen ist und aus dem ein ansteigendes Ausgußrohr führt zum Einfüllen der Schmelze in eine Gießform. Das Vorratsgefäß und das Zwischengefäß sind mit separaten, steuerbaren Druckleitungen und Druckablaßeinrichtungen verbunden. Nachteilig ist auch hier, daß der Schmelzenstrom nur diskontinuierlich und nicht gesteuert kontinuierlich aus dem Schmelzenbehälter abgegeben werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß eine gesteuerte kontinuierliche Abgabe des geschmolzenen Materials aus einem Schmelzofen möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.
Die erfindungsgemäße Ausbildung gestattet eine regelbare, kontinuierliche Abgabe der Schmelze sowie auch von Schmelzportionen in einem weiten Größenbereich von etwa Tropfen- oder Perlengröße bis hin zur Volumina von 100 Liter und mehr. Es wird der Einsatz von mechanischen oder bewegbaren Teilen, beispielsweise Sperrorganen, vermieden. Falls notwendig, kann der Überlauf sofort unterbrochen werden, ohne daß eine beachtenswerte Nachströmung der Schmelze auftritt. Wegen der kontinuierlichen Arbeitsweise ist die Verwendung geringer Volumina für den Schmelzkessel möglich.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die weitere Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist eine einfache wirkungsvolle Regelung des Pegels in der Druckkammer der Überlaufabgabevorrichtung möglich.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 kann die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze aus dem Schmelzkessel in die Überlaufabgabevorrichtung eingestellt werden.
Durch die vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildung gemäß Anspruch 6 ist die vollständige Entleerung des Schmelzkessels möglich ohne Vorsehen gesonderter Ablaßeinrichtungen.
Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 kann die Überlaufabgabevorrichtung eng und dicht an die Unterseite des Schmelzkessels herangefahren werden. Dies erleichtert eine Regelung der Dampfentlüftung.
Um eine bestimmte oder gleichmäßige Viskosität der Schmelze aufrechtzuerhalten, ist die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 vorgesehen.
Durch die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 9 können Störungen oder Verstopfungen im Bereich der Düsen kompensiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders vorteilhaft für radioaktive Schmelzen einsetzbar, insbesondere wegen der genauen Steuerung des Schmelzflusses und der Möglichkeit einer Fernhantierung sämtlicher Vorrichtungsteile.
Die Erfindung soll nun anhand von in den beigefügten Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ausgelegt ist für eine kontinuierliche Abgabe der Schmelze in tropfenförmigen oder größeren Mengen,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei der zusätzlich eine diskontinuierliche Abgabe von Portionen veränderlicher Größe möglich ist,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, die so ausgelegt ist, daß zusätzlich ein Abgeben in größeren Portionen möglich ist oder sogar eine völlige Entleerung des Produktionskessels,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die so ausgelegt ist, daß sowohl eine kontinuierliche als auch diskontinuierliche Abgabe von Schmelze möglich ist,
Fig. 5-7 Querschnitte durch die Abgabe- bzw. Austragseinheit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in verschiedenen Betriebszuständen,
Fig. 8-10 Querschnitte durch die Abgabe- bzw. Austragsvorrichtung gemäß Fig. 2 in verschiedenen Betriebszuständen.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist einen Schmelzkessel mit einer Schmelzkammer 1 und einer Raffinierkammer 2 auf, der aus einer feuerfesten Innenwand 3, einer Isolierwand 4 und einem Außenstahlmantel 5 besteht.
Ein Einlaß 6 dient zum kontinuierlichen Zuführen von radioaktiven flüssigen oder festen Abfällen und eines abgewogenen oder dosierten Stromes von glasbildenden Zusätzen. Über einen Auslaß 7 werden Abgase abgeleitet.
Die Schmelzkammer 1 ist vermittels eines elektrischen Widerstandes oder einer Joule'schen Wärmevorrichtung (nicht dargesellt aufheizbar und vermittels einer keramischen Trennwand 8 von der Raffinierkammer 2 getrennt angeordnet, wobei die keramische Trennwand 8 den Fluß von Krusten auf dem Glas aus der Schmelzkammer 1 in die Raffinierkammer 2 verhindern soll.
Die Glasschmelze, die in der Schmelzkammer 1 gebildet wird, strömt in die Raffinierkammer 2 und fließt in eine rohrförmige feuerfeste keramische Überlaufvorrichtung 9.
Unter der Überlaufvorrichtung ist eine Überlauf-Abgabevorrichtung 10 angeordnet, die einen Überlaufkessel aus feuerfestem Material 3&min;, sowie Isoliermaterial 4&min; und einen Stahlmantel 5&min; aufweist. Die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 wird von einer Hubvorrichtung 11 getragen, die die Überlauf- Abgabevorrichtung 10 in Anlage am Boden des Schmelzkessels 3, 4, 5 hält.
Die Überlaufvorrichtung 9 wird auf Joule'sche Weise erhitzt, indem eine Spannung zwischen der Glasschmelze in der Abgabeeinheit und einer Elektrode (nicht gezeigt), die in der Glasschmelze nahe dem Einlauf der Überlaufvorrichtung 9 angeordnet ist, angelegt wird.
Eine Kühlvorrichtung 12 kann zwischen der Überlauf- Abgabevorrichtung 10 und dem Schmelzkessel angeordnet werden.
Die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 selbst weist eine Druckkammer 13 auf, die mit der Überlaufkammer 14 der Überlauf-Abgabevorrichtung 10 in Verbindung steht. Die Druckkammer 13 ist ringförmig ausgebildet und um den Auslauf 15 der Überlaufvorrichtung 9 herum angeordnet und an eine pneumatische Druckleitung 16 angeschlossen, über die die Druckkammer im Abgabebetrieb unter leichtem Druck gehalten wird.
Die Schmelze in der Überlauf-Abgabevorrichtung 10 wird für die Abgabe vermittels einer elektrischen Heizvorrichtung 17 bei der gewünschten Viskosität gehalten. Die aus der Überlaufvorrichtung 9 in die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 strömende Schmelze verläßt schließlich die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 über eine Austrittsdüse 18, die in Höhe des Überlaufpegels der Überlauf-Abgabevorrichtung 10 angeordnet ist.
In Abhängigkeit vom Pegel 19 der Schmelze in der Überlaufkammer 14, wobei der Pegel 19 durch den Schmelzpegel 20 in der Druckkammer 13 geregelt wird, wird die Schmelze über die Austrittsdüse 18 entweder tropfenweise (Abgabemengen von 1 bis 10 Liter Schmelze pro Stunde) oder als kontinuierlicher Strom (bei höheren Produktionsraten) abgegeben bzw. ausgetragen.
Wenn ein sehr schnelles oder sofortiges Unterbrechen des Abgabevorganges erforderlich wird, wird der Überdruck in der Druckkammer 13 abgelassen (und die Zufuhr zum Schmelzkessel wird unterbrochen), wodurch bewirkt wird, daß der Pegel 19 der Schmelze in der Überlaufkammer 14 sofort abfällt. Jeder noch nachfolgende Strom aus der Überlaufvorrichtung 9 in die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 wird dadurch im Abgabekessel zurückgehalten, indem der Pegel 20 der Schmelze in der Druckkammer 13 geregelt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, die in der Fig. 2 gezeigt ist, ist die Raffinierkammer 2 mit einer metallischen oder keramischen Kappe 21 versehen, die die Überlaufvorrichtung 9 abdeckt und mit einem Druckrohr 22 versehen ist. Durch Anwendung eines geringen Unterdruckes im Rohr 22 wird die Schmelze in der Kappe 21 und in dem Rohr 22 angesaugt. Die Kappe 21 und der Überlauf 9 wirken dadurch als eine pneumatische Hubvorrichtung, wodurch bewirkt wird, daß die Schmelze durch Schwerkraft in die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 fließt. Die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze wird durch den Unterdruck im Rohr 22 bestimmt. Ein schnelles Abstellen des Abgabevorganges erfolgt durch Aufhebung des Unterdruckes im Rohr 22 und durch den Überdruck in der Druckkammer 13.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 kann daher sowohl zum kontinuierlichen Abgeben, wie zuvor in Verbindung mit Fig. 1 erläutert, eingesetzt werden, indem lediglich die Überlaufvorrichtung 9 verwendet wird, oder zum diskontinuierlichen Abgeben in Portionen bis zu 25 Litern, indem die pneumatische Hubvorrichtung 21, 22 verwendet wird.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 weist ferner eine Entleerungsöffnung 23 im Boden der Schmelzkammer auf.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Variante der Vorrichtungen nach den Fig. 1 und 2 und weist eine getrennte pneumatische Hubvorrichtung 25 mit einem Saugrohr 26 und Rohren 27 auf, welche bis nahe zum Boden des Schmelz- und Raffinierkessels 1, 2 reichen. Durch diese Ausbildung ist es möglich, größere Portionen durch die pneumatische Hubvorrichtung 25, 26, 27(bis zu 100 Liter) diskontinuierlich auszutragen oder den Schmelzkessel fest vollständig zu entleeren, als auch eine kontinuierliche Überlaufabgabe durchzuführen entsprechend der Vorrichtung nach Fig. 1, über die Überlaufvorrichtung 9.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind die Raffinierkammer 2, die Überlaufvorrichtung 9 und die pneumatische Hubvorrichtung 21, 22 und 25, 26, 27 gemäß Fig. 2 und 3 ersetzt worden durch einen keramischen Block, in dem Kanäle 30, 31 für die Schmelze ausgebildet sind und ein Saugrohr 32 angeordnet ist.
Diese Ausführungsform gestattet sowohl die kontinuierliche Abgabe der Schmelze, wie zuvor in Verbindung mit Fig. 1 erklärt, indem lediglich die Anordnung der Kanäle 30, 31 als Überlaufvorrichtung verwendet wird, oder die diskontinuierliche Abgabe der Schmelze oder das Entleeren des Schmelzkessels, indem die Anordnung der Kanäle 30, 31 und das Saugrohr 32 als pneumatische Hubvorrichtung eingesetzt werden.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens soll weiter erläutert werden unter Bezug auf die Fig. 5 bis 7 der Zeichnung.
Wenn kein Primärstrom die Überlauf-Abgabevorrichtung 10 über die Überlaufvorrichtung 9 erreicht, stellt sich die Situation so dar, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist, bei der kein Druck der Druckkammer 13 zugeführt ist. Der Pegel 19 der Schmelze in der Überlaufkammer 14 und der Pegel 20 der Schmelze in der Druckkammer 13 sind gleich und liegen unterhalb des Überlaufpegels 30 der Überlauf-Abgabevorrichtung 10.
Sobald Schmelze der Überlauf-Abgabevorrichtung 10 zugeführt wird über die Überlaufvorrichtung 9, steigt der Pegel der flüssigen Schmelze bis zum Überlaufpegel 30 an (wie in der Fig. 6 gezeigt ist), und zwar auch unter dem Einfluß eines Überdruckes auf die Schmelze in der Druckkammer 13.
Durch Regulierung dieses Überdruckes in der Druckkammer 13 als Funktion der unregelmäßigen Zuströmung von der Überlaufvorrichtung 9 ist es möglich, eine sehr gleichmäßige tropfenweise Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze über die Austrittsdüse 18 zu erhalten. Wenn die Abgabe unterbrochen werden soll, wird der Überdruck in der Druckkammer 13 abgelassen, und der Pegel 19 der Schmelze der Überlaufkammer 14 fällt momentan unter den Überlaufpegel 30 (wie in der Fig. 7 gezeigt ist). Der abgesenkte Pegel in der Überlauf-Abgabevorrichtung 10 erlaubt die Aufnahme noch nachfließender Schmelze, die in den Kessel aus der Überlaufvorrichtung 9 gelangt, auch nach dem Abstellen des Speisestromes zum Schmelzkessel.
Die Arbeitsweise beim diskontinuierlichen Betrieb soll erläutert werden unter Bezug auf die Fig. 8 bis 10 der Zeichnung.
Wenn der Pegel 31 der flüssigen Schmelze in dem Schmelzkessel 3, 4, 5 niedriger ist als der Einlauf der Überlaufvorrichtung 9, und wenn keine Saugwirkung über das Saugrohr 22 erfolgt, stellt sich die Situation so dar, wie sie in der Fig. 8 gezeigt ist. Es erreicht kein Primärstrom die Überlauf-Abgabevorrichtung 10.
Sobald Unterdruck im Saugrohr 22 eingesetzt wird, steigt der Pegel der flüssigen Schmelze in der Kappe 21&min; wodurch die Anordnung aus Kappe 21 und Überlaufvorrichtung 9 als pneumatische Hubeinrichtung wirkt (wie in der Fig. 9 gezeigt ist).
Es wird dann auch ein Überdruck in der Druckkammer 13 erzeugt, und dementsprechend steigt der Pegel 19 der flüssigen Schmelze in der Überlaufkammer 14 über den Pegel 30 des Überlaufs an. Die gesamte Menge der Schmelze, die in die Überlaufvorrichtung 9 angehoben worden ist mit Hilfe des Unterdrucks im Rohr 22, wird auf diese Weise über die Austrittsdüse 18 ausgetragen.
Wenn der Abgabevorgang unterbrochen werden soll, wird die Saugwirkung im Saugrohr 22 unter Überdruck in der Druckkammer 13 abgestellt, wodurch der Pegel 19 der Schmelze in der Überlaufkammer 14 momentan unter den Überlaufpegel 30 fällt (wie in der Fig. 10 gezeigt ist).
Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung sollen nun anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert werden.

Beispiel 1

Der Schmelzkessel gemäß Fig. 1 wird kontinuierlich mit einer Mischung aus festen glasbildenden Zusätzen und festen kalzinierten flüssigen hochradioaktiven Abfällen gespeist.
Bei Zufuhrgeschwindigkeiten bis zu 10 kg/h tropft Glasschmelze aus der Austrittsdüse 18 auf eine rotierende Platte aus nichtrostendem Stahl, wie bei dem im britischen Patent Nr. 14 46 016 beschriebenen Verfahren, auf das hiermit Bezug genommen wird.
Nach der Verfestigung durch natürliche Kühlung werden die gebildeten Glasperlen vermittels Druckluft von der Scheibe weggeblasen. Die Glasperlenerzeugung kann dadurch unterbrochen werden, daß der Überdruck in der Druckkammer 13 aufgehoben und die Zufuhr zum Schmelzkessel unterbrochen wird.

Beispiel 2

Die in der Fig. 1 gezeigte Vorrichtung kann auch dazu verwendet werden, Glaskugeln mit einem Durchmesser von 1 bis 2 cm zu erzeugen. Der Schmelzkessel wird dazu wie im Beispiel 1 gespeist. Durch Erzeugung eines Überdruckes in der Druckkammer 13 in festen Zeitabständen (Pulsbetrieb) können Glasvolumina von 2 bis 5 cm³ erhalten werden. Glaskugeln können aus diesen Portionen gemacht werden, wenn diese auf zwei gegeneinander rotierende Zylinder fallen, die parallel zueinander ausgerichtet sind und kontinuierlich mit Hilfe eines Kühlmittels benetzt werden. Die zum Teil abgekühlten Glaskugeln fließen unter der Schwerkraft innerhalb einer umlaufenden Trommel, die kontinuierlich mit Ruß ausgegossen wird und leicht geneigt angeordnet ist, wodurch ein kontinuierliches Austragen durch Schwerkraft erfolgt.

Beispiel 3

Die in der Fig. 2 gezeigte Vorrichtung kann ebenfalls für einen diskontinuierlichen Abgabebetrieb verwendet werden wegen des Vorhandenseins der Kappe 21. Der Schmelzkessel wird mit flüssigen oder festen hochradioaktiven Abfallprodukten beschickt, die mit glasbildenden Zusätzen vermischt sind. Ein diskontinuierliches Austragen aus dem Ofen in Portionen von etwa 25 Litern erfolgt dadurch, daß ein leichter Unterdruck im Rohr 22 erzeugt wird. Das Abgeben oder Austragen wird unterbrochen durch Abstellen des Unterdrucks im Rohr 22. Ein sofortiges vollständiges Stoppen des Glasstromes wird durch Beendigung sowohl des Unterdruckes im Rohr 22 als auch des Überdruckes in der Druckkammer 13 erhalten.

Beispiel 4

Die Form und Ausführung der Kappe 21, die in der Fig. 2 dargestellt ist, ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zu einer pneumatischen Hubanordnung 25 modifiziert worden. Glasperlenproduktion ist möglich auf die gleiche Art und Weise wie im Beispiel 1 beschrieben. Glaskugeln von 2 bis 5 ml Volumen können dadurch erzeugt werden, daß das Verfahren gemäß Beispiel 2 angewandt wird. Glasblöcke mit einem Volumen bis zu 10 Litern können erzeugt werden durch Anwendung des Verfahrens gemäß Beispiel 3.

Beispiel 5

Die Überlaufvorrichtung 9 und die Kappe 21, die in der Fig. 2 dargestellt sind, werden ersetzt durch einen Keramikblock (Typ ZAC 1 681 RT), in dem Kanäle für die Schmelze, wie in der Fig. 4 dargestellt ist, ausgebildet sind. Unterdruck wird eingeführt über das Rohr 32. Glasperlen werden erzeugt durch das Verfahren gemäß Beispiel 1. Glaskugeln von 2 bis 5 ml Größe werden durch das im Beispiel 2 beschriebene Verfahren erzeugt. Glasblöcke bis zu 100 Litern können durch das in Beispiel 3 gegebene Verfahren erzeugt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung der Abgabe von geschmolzenem Material aus einem Schmelzofen, mit einem Schmelzkessel für geschmolzenes Material, der eine rohrförmige Überlaufvorrichtung aufweist, an die eine Überlauf-Abgabevorrichtung angeschlossen ist, die eine Druckkammer aufweist, welche über eine Druckregelvorrichtung mit Druck beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Überlaufvorrichtung (9) sich aus dem Schmelzkessel (3, 4, 5) von einem Einlauf zu einem unter dem Einlauf liegenden Auslauf ( 15) erstreckt und daß die Überlauf- Abgabevorrichtung (10) unterhalb des Auslaufs (15) der Überlaufvorrichtung (9) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauf-Abgabevorrichtung (10) in Höhe des oder der Überlaufpegel (19) der Überlaufkammer (14) wenigstens eine Austrittsdüse (18) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf der Überlaufvorrichtung (9) in die Überlaufkammer (14) der Überlauf-Abgabevorrichtung (10) bis unter den Überlaufpegel (19) ragt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauf-Abgabevorrichtung (10) eine ringförmige Druckkammer (13) aufweist, die das Ende des Auslaufs (15) umgibt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die rohrförmige Überlaufvorrichtung (9) eine pneumatische Hubvorrichtung (21, 22; 25, 26; 30, 21, 32) angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Hubvorrichtung Saugmittel aufweist, die in die Schmelze des Schmelzenkessels eintauchen und mit der rohrförmigen Überlaufvorrichtung in Verbindung stehen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauf- Abgabevorrichtung (10) von einer verfahrbaren Hubvorrichtung (11) getragen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauf- Abgabevorrichtung (10) mit einer Heizvorrichtung (17) ausgestattet ist zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Schmelzentemperatur.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauf-Abgabevorrichtung (10) mit mehreren Austrittsdüsen (18) in aufeinanderfolgenden Überlaufpegelhöhen versehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzenkessel (3, 4, 5) und die Überlauf-Abgabevorrichtung (10) aus feuerfesten und isolierenden Materialien bestehen.