CZ2013178A3 - Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same - Google Patents

Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same Download PDF

Info

Publication number
CZ2013178A3
CZ2013178A3 CZ2013-178A CZ2013178A CZ2013178A3 CZ 2013178 A3 CZ2013178 A3 CZ 2013178A3 CZ 2013178 A CZ2013178 A CZ 2013178A CZ 2013178 A3 CZ2013178 A3 CZ 2013178A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
liquid metal
vessel
liquid
primary
cold trap
Prior art date
Application number
CZ2013-178A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ304518B6 (en
Inventor
Otakar Frýbort
Jakub Juklíček
Original Assignee
Centrum Výzkumu Řež S.R.O.
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 Centrum Výzkumu Řež S.R.O. filed Critical Centrum Výzkumu Řež S.R.O.
Priority to CZ2013-178A priority Critical patent/CZ2013178A3/en
Publication of CZ304518B6 publication Critical patent/CZ304518B6/en
Publication of CZ2013178A3 publication Critical patent/CZ2013178A3/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Způsob chlazení a regulace teploty studené pasti pro čištění tekutých kovů jako chladiva pro energetické reaktory IV. Generace a fúzní reaktory probíhá tak, že tekutý kov (8), kontinuálně v okruhu procházející studenou pastí, se v ní chladícím médiem (3) ochlazuje na teplotu blízkou teplotě jeho tuhnutí, při které zachovává kapalná skupenství a kde během procesu ochlazování dochází ke krystalizaci nečistot z tohoto tekutého kovu (8), které jsou ve studené pasti zachycovány. Chladící médium (3), které je v kapalném skupenství, se při ochlazování tekutého kovu (8) ve studené pasti vystaví varu a následné kondenzaci jeho par, přičemž nečistoty tekutého kovu (8) se usazují na jeho hladině. Zařízení k provádění tohoto způsobu zahrnuje primární nádobu (1), do které je v oblasti pláště pod jejím víkem (4) zaústěn přívod (9) tekutého kovu (8), kontinuálně protékajícího soustavou vnitřních přepážek (5, 7) v primární nádobě (1) do výstupu (10) tekutého kovu (8). Tato primární nádoba (1) je uspořádána uvnitř uzavřené vnější sekundární nádoby (2), která je alespoň zčásti vyplněna kapalným chladícím médiem (3). Sekundární nádoba (2) je opatřena uzavíratelnými přívody pro možnost doplňování kapalného chladícího média (3) a inertního krycího plynu nad hladinu chladícího média (3) a dále pojišťovacím ventilem pro ochranu sekundární nádoby (2) při zvýšení tlaku uvnitř sekundární nádoby (2) nad definovanou mez. Sekundární nádoba (2) je opatřena prostředkem pro regulaci teploty kapalného chladícího média (3) řízeným elektrickým ohřevem, přičemž v horní části uvnitř sekundární nádoby (2) je nad hladinou chladícího média (3) uspořádán průtočný kondMethod of cooling and regulation of cold trap temperature for liquid metal cleaning as a coolant for power reactors IV. The generation and the fusion reactors are such that the liquid metal (8), continuously in the circuit passing through the cold trap, is cooled therein by the cooling medium (3) to a temperature close to its solidification state, where crystallization occurs during the cooling process impurities from this liquid metal (8) that are trapped in the cold trap. The liquid-containing refrigerant (3) is subjected to boiling and subsequent condensation of the liquid metal (8) while cooling the liquid metal (8), the impurities of the liquid metal (8) depositing on its surface. The apparatus for carrying out this method comprises a primary vessel (1) into which a liquid metal inlet (9), continuously flowing through a plurality of internal baffles (5, 7) in the primary vessel (1), opens in the region of the housing under its cover (4). ) to the outlet (10) of the liquid metal (8). This primary vessel (1) is arranged inside a closed outer secondary vessel (2) which is at least partially filled with liquid cooling medium (3). The secondary vessel (2) is provided with closable inlets to allow the liquid coolant (3) and the inert cover gas to be topped up above the coolant level (3) and further with a safety valve to protect the secondary vessel (2) while increasing the pressure inside the secondary vessel (2) above defined limit. The secondary vessel (2) is provided with means for regulating the temperature of the liquid cooling medium (3) controlled by electric heating, wherein a flow condensation is arranged above the surface of the cooling medium (3) within the upper portion of the secondary vessel (2).

Description

Způsob chlazení a regulace teploty studené pasti pro čištění tekutých kovů jako chiadiva pro energetické reaktory IV. generace a fúzní reaktory a zařízení pro provádění tohoto způsobuMethod of cooling and temperature control of cold trap for purification of liquid metals as coolant for power reactors IV. generation and fusion reactors and equipment for carrying out this process

Oblast technikyField of technology

Předmětem vynálezu je způsob chlazení a regulace teploty studené pasti pro čištění tekutých kovů jako chiadiva pro energetické reaktory IV. generace a fúzní reaktory a zařízení pro provádění tohoto způsobu při separaci korozních nečistot těchto tekutých kovů.The present invention relates to a method for cooling and regulating the temperature of a cold trap for the purification of liquid metals as coolants for power reactors IV. generation and fusion reactors and equipment for carrying out this process in the separation of corrosive impurities of these liquid metals.

Dosavadní stav technikyState of the art

Vzhledem k extrémním teplotám, které jsou zapotřebí pro udržení termonukleární reakce, a produkovaným neutronovým tokům a záření gamaše nutné intenzivně chladit a stínit vakuovou nádobu fúzního reaktoru. K tomuto účelu slouží systém chlazení a stínění vnitřní stěny fúzního reaktoru. <Due to the extreme temperatures required to sustain the thermonuclear reaction and the neutron fluxes and gait radiation produced, the vacuum vessel of the fusion reactor must be intensively cooled and shielded. The cooling and shielding system of the inner wall of the fusion reactor serves this purpose. <

Vhodnou látkou pro intenzivní odvod tepla jsou tekuté kovy, (sodík' lithium, eutektikum Pb-Li, eutektikum Pb-Bi); Pro Tokamak ITER je jako chladivo uvažováno eutektikum Pb-Li, které slouží jako teplonosná látka a zároveň jako zdroj tritia, které vzniká radioaktivní přeměnou a slouží jako palivo pro fúzní reakci. Tekuté kovy mají vysoký součinitel přestupu tepla a vysokou teplotu,beck/varu při atmosférickém tlaku,., - * a proto jsou vhodným chladivém v systémech s velkým vývinem tepla. Jejich nevýhodou je, že v systému způsobují výraznou korozi. V radioaktivním prostředí jsou pak korozní nečistoty aktivovány a způsobují kontaminaci celého systému, což vede ke komplikacím při provozu i údržbě celého zařízení. Jedním z hlavních úkolů v systémech s tekutými kovy je tedy zajištění čištění tekutého kovu.Suitable substances for intensive heat dissipation are liquid metals, (sodium lithium, eutectic Pb-Li, eutectic Pb-Bi); For Tokamak ITER, the eutectic Pb-Li is considered as a refrigerant, which serves as a heat transfer medium and at the same time as a source of tritium, which is formed by radioactive transformation and serves as a fuel for the fusion reaction. Liquid metals have a high heat transfer coefficient and a high temperature, boiling / boiling at atmospheric pressure, and are therefore suitable refrigerants in systems with high heat generation. Their disadvantage is that they cause significant corrosion in the system. In a radioactive environment, corrosive impurities are then activated and cause contamination of the entire system, which leads to complications in the operation and maintenance of the entire facility. Thus, one of the main tasks in liquid metal systems is to ensure the purification of the liquid metal.

Zařízením, které slouží k čištění tekutého kovu od korozních nečistot, je například studená past Princip čištění tekutého kovu spočívá v jeho ochlazení ve studené pasti na teplotu, která je blízká teplotě tání tekutého kovu)fa kde se výrazně snižuje rozpustnost nečistot v tavenině. Tím dojde k vyloučení korozních nečistot v • 2 '··* oblastech, kde dojde k jejich ochlazení, to je na chlazených površích konstrukčních materiálů nebo přímo v tavenině. Dosavadní studené pasti fungují převážně na principu zachycení vyloučených nečistot na drátěné síti, kde se tyto nečistoty usazují. Drátěná síť omezuje čistící kapacitu studené pasti, zvyšuje tlakovou ztrátu a hrozí úplné zanesení pasti, které by vedlo k nežádoucím odstávkám zařízení. Chlazení těchto studených pastí je realizováno plynem, především vzduchem.A device which is used to clean liquid metal from corrosive impurities is, for example, a cold trap. This eliminates corrosive impurities in the areas where they cool, i.e. on the cooled surfaces of the construction materials or directly in the melt. The existing cold traps work mainly on the principle of capturing the excluded impurities on the wire network, where these impurities settle. The wire mesh reduces the cleaning capacity of the cold trap, increases the pressure drop and threatens complete clogging of the trap, which would lead to undesirable downtime of the equipment. The cooling of these cold traps is realized by gas, especially air.

Díky relativně nízkému součiniteli přestupu tepla do chladícího plynu (Vzduchuje pro odvedení požadovaného tepla zapotřebí velké teplosměnné plochy a zároveň velkého teplotního rozdílu. Chladící plyn bude tedy vždy přicházet do styku s chladící plochou při výrazně nižší teplotě, než je teplota tuhnutí taveniny. To pak může způsobovat lokální zatuhnutí taveniny. Eutektická slitina Pb-Li má například značně proměnnou hustotu v závislosti na teplotě a tím dochází k nehomogenitě teplotního pole. Za spolupůsobení výše zmíněných mechanizmů je zřejmé, že v pasti chlazené vzduchem se budou vždy vyskytovat oblasti, kde je dosažena teplota nižší, než teplota tuhnutí tekutého kovu,a bude tak docházet k postupnému zamrzání v prostoru studené pasti.Due to the relatively low heat transfer coefficient to the cooling gas (Large heat transfer area and at the same time large temperature difference are required to remove the required heat.) The eutectic Pb-Li alloy, for example, has a highly variable density depending on the temperature, leading to inhomogeneity of the temperature field. lower than the solidification temperature of the liquid metal, and thus there will be a gradual freezing in the cold trap area.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Vynález se týká způsobu chlazení a regulace teploty studené pasti pro čištění tekutých kovů jako chiadiva pro energetické reaktory IV. generace a fúzní reaktory, kde tekutý kov, kontinuálně v okruhu procházející studenou pastí, se v ní chladícím médiem ochlazuje na teplotu blízkou teplotě jeho tuhnutí, při které zachovává kapalné skupenství a kde během procesu ochlazování dochází ke krystalizaci nečistot z tohoto tekutého kovu, které jsou ve studené pasti zachycovány. Podstata ' 'J . vynálezu spočívá v tom, že chladící médium, které je v kapalném skupenství, se při ochlazování tekutého kovu ve studené pasti vystaví varu a následné kondenzaci jeho par, přičemž nečistoty tekutého kovu se usazují na jeho hladině.The invention relates to a method for cooling and controlling the temperature of a cold trap for the purification of liquid metals as a coolant for power reactors IV. generation and fusion reactors, where the liquid metal, continuously passing through a cold trap, is cooled in it by a cooling medium to a temperature close to its solidification temperature, at which it retains a liquid state and where during the cooling process impurities from this liquid metal crystallize. caught in a cold trap. The essence of '' J. The invention relates to the fact that the cooling medium, which is in a liquid state, is exposed to boiling and subsequent condensation of its vapors during the cooling of the liquid metal in a cold trap, the impurities of the liquid metal settling on its surface.

Výhodou je rovnoměrné a téměř konstantní teplotní pole teplosměnné plochy studené pasti za vysoké intenzity odvodu tepla. Chlazení je realizováno ve třech okruzích. Primární okruh tvoří vlastní tekutý kov, sekundární okruh tvoří komora, kde dochází k varu chladicí kapaliny, čímž je chlazen primární okruh, a terciární okruh je tvořen chladičem, kde dochází ke kondenzaci par, vzniklých varem kapaliny v sekundárním okruhu. Jako příklad lze uvést, že při rychlosti chladícího vzduchu 2 4» 3 «mb ; ' . , · ·; · f í í « -i : t <The advantage is the uniform and almost constant temperature field of the heat transfer surface of the cold trap at high heat removal intensities. Cooling is realized in three circuits. The primary circuit consists of its own liquid metal, the secondary circuit consists of a chamber where the coolant boils, which cools the primary circuit, and the tertiary circuit consists of a condenser, where condensation formed by boiling the liquid in the secondary circuit. As an example, at a cooling air velocity of 2 4 »3« mb; '. , · ·; · F í í «-i: t <

m/s dosahuje v konkrétní uvažované geometrii studené pasti součinitel přestupu tepla na straně vzduchu hodnot 10 /110 W/m2.K. Při varu se pohybuje hodnota součinitele přestupu tepla na úrovni 10 000 W/m2 K.m / s in the specific geometry of the cold trap reaches the heat transfer coefficient on the air side values of 10/110 W / m 2 .K. During boiling, the value of the heat transfer coefficient is at the level of 10,000 W / m 2 K.

Výška hladiny tekutého kovu ve studené pasti se reguluje nastavením výšky přepadu protékajícího tekutého kovu na jeho výstupu ze studené pasti.The level of the liquid metal in the cold trap is regulated by adjusting the height of the overflow of the flowing liquid metal at its outlet from the cold trap.

Tekutý kov je vybrán ze skupiny zahrnující Na, Li, Pb, eutektikum Pb-Li, eutektikum , bsiPÍoé-ctThe liquid metal is selected from the group consisting of Na, Li, Pb, eutectic Pb-Li, eutectic, bsiPíoé-ct

Pb-Bi. Kapalné chladicí médium je vybráno ze skupiny kapalin, jejichž^©<varu je regulovatelný jejich tlakem v rozmezí teploty tuhnutí ochlazovaného tekutého kovu a požadované provozní teploty v okruhu s tekutým kovem.Pb-Bi. The liquid cooling medium is selected from the group of liquids whose boiling point is controllable by their pressure in the range of the solidification temperature of the cooled liquid metal and the desired operating temperature in the liquid metal circuit.

Předmětem tohoto vynálezu je rovněž zařízení pro provádění výše popsaného způsobu při separaci korozních nečistot těchto tekutých kovů. Zahrnuje primární nádobu, do které je v oblasti pláště pod jejím víkem zaústěn přívod tekutého kovu, kontinuálně protékajícího soustavou vnitřních přepážek v primární nádobě do výstupu tekutého kovu, kde tato primární nádoba je uspořádána uvnitř uzavřené vnější sekundární nádoby, která je alespoň zčásti vyplněna kapalným chladicím médiem, a kde sekundární nádoba je opatřena uzavíratelnými přívody pro možnost doplňování kapalného chladicího média a inertního krycího plynu nad hladinu chladicího média a dále pojišťovacím ventilem pro ochranu sekundární nádoby při zvýšení tlaku uvnitř sekundární nádoby nad definovanou mez. Sekundární nádoba je opatřena prostředkem pro regulaci teploty kapalného chladicího média řízeným elektrickým ohřevem, přičemž v horní části uvnitř sekundární nádoby je nad hladinou chladícího média uspořádán průtočný kondenzátor par chladícího média.The present invention also relates to an apparatus for carrying out the method described above for separating corrosive impurities of these liquid metals. It comprises a primary vessel into which a supply of liquid metal, which flows continuously through a system of internal baffles in the primary vessel to the liquid metal outlet, opens in the region of the jacket below its lid, this primary vessel being arranged inside a closed outer secondary vessel which is at least partially filled with liquid refrigerant. and wherein the secondary vessel is provided with closable inlets for the possibility of replenishing the liquid refrigerant and inert cover gas above the level of the refrigerant and a safety valve to protect the secondary vessel when the pressure inside the secondary vessel rises above a defined limit. The secondary vessel is provided with means for regulating the temperature of the liquid refrigerant by controlled electric heating, a flow condenser of refrigerant vapor being arranged in the upper part inside the secondary vessel above the surface of the refrigerant.

Způsob proudění tekutého kovu skrze přepážky je charakterizován tím, že tekutý kov vstupuje do pasti trubkou na vnějším průměru primárního okruhu. Varem kapaliny na sekundární straně se tekutý kov ochlazuje a soustavou komor proudí směrem k centrální výstupní trubce.The method of flowing liquid metal through the baffles is characterized in that the liquid metal enters the trap through a tube on the outer diameter of the primary circuit. By boiling the liquid on the secondary side, the liquid metal cools and flows through the system of chambers towards the central outlet pipe.

V jednom z možných provedení tohoto vynálezu je primární nádoba z ocelového svařence válcovitého tvaru, kde přívod tekutého kovu je tvořen vstupní trubkou, zakončenou v oblasti hladiny tekutého kovu pod víkem primární nádoby, kde ve směru od pláště ke středu primární nádoby je soustava vnitřních přepážek, tvořených koncentricky uspořádanými válci, které jsou střídavě, na obou svých koncích, w 4 *>In one possible embodiment of the invention, the primary vessel is a cylindrical steel weldment, wherein the liquid metal supply is formed by an inlet pipe terminating in the liquid metal surface area under the lid of the primary vessel, wherein there is a set of internal partitions in the direction from the shell to the center of the primary vessel. formed by concentrically arranged cylinders which are alternately, at both their ends, w 4 *>

nestejně ukončeny pro umožnění průtoku tekutého kovu, přiváděného do vnějšího meziplášťového prostoru primární nádoby meandrovitě postupně do jejího středu, kde je umístěna výstupní trubka pro odvádění tekutého kovu z primární nádoby.unequally terminated to allow the flow of liquid metal fed to the outer intermediate space of the primary vessel meanderingly gradually to its center, where the outlet pipe for discharging the liquid metal from the primary vessel is located.

V jiném provedení tohoto vynálezu je primární nádoba z ocelového svařence tvaru kvádru, kde přívod tekutého kovu je tvořen vstupní trubkou, zakončenou v oblasti hladiny tekutého kovu pod víkem primární nádoby, kde ve směru od pláště ke středu primární nádoby je soustava vnitřních přepážek, tvořených deskami, které jsou střídavě, na obou svých koncích, nestejně ukončeny pro umožnění průtoku tekutého kovu, přiváděného do vnějšího meziplášťového prostoru primární nádoby meandrovitě postupně do jejího středu, kde je umístěna výstupní trubka pro odvádění tekutého kovu z primární nádoby.In another embodiment of the invention, the primary vessel is a block-shaped steel weldment, wherein the liquid metal supply is formed by an inlet pipe terminating in the liquid metal surface area below the primary vessel lid, where there is a set of inner baffles , which are alternately terminated at both their ends to allow the flow of liquid metal fed to the outer interspace space of the primary vessel meanderingly sequentially to its center, where an outlet pipe for discharging liquid metal from the primary vessel is located.

U obou těchto provedení může s výhodou být primární nádoba situována symetricky uvnitř vnější sekundární nádoby a kondenzátor par chladícího média může být tvořený tvarovanou žebrovanou trubkou pro průtok chladicí kapaliny kondenzátoru, jejíž vstup a výstup jsou zavařeny do pláště vnější nádoby.In both of these embodiments, the primary vessel may advantageously be located symmetrically within the outer secondary vessel and the refrigerant vapor condenser may be formed by a shaped finned tube for condenser coolant flow, the inlet and outlet of which are welded to the outer vessel shell.

Prostředek pro regulaci teploty kapalného chladícího média řízeným elektrickým ohřevem může být tvořen elektrickým topným tělesem, situovaným na plášti sekundární nádoby nebo v prostoru sekundární nádoby, zaplněném kapalným chladícím médiem.The means for regulating the temperature of the liquid coolant by controlled electric heating may be formed by an electric heater situated on the shell of the secondary vessel or in the space of the secondary vessel filled with liquid coolant.

Zařízení pro provádění výše popsaného způsobu při separaci korozních nečistot těchto tekutých kovů dále může zahrnovat primární nádobu, do které je v oblasti pláště pod jejím víkem zaústěn přívod tekutého kovu, kontinuálně protékajícího soustavou vnitřních přepážek v primární nádobě do výstupu tekutého kovu, kde tato primární nádoba je uspořádána uvnitř uzavřené vnější sekundární nádoby a prostor sekundární nádoby je alespoň zčásti vyplněn kapalným chladícím médiem, přičemž sekundární nádoba je včleněna do uzavřeného okruhu a je opatřena přívodem chladícího média a odvodem jeho par do kondenzátoru, umožňujícího vracení kondenzátu těchto zpětně do sekundární nádoby.The apparatus for carrying out the above-described method for separating corrosive impurities of these liquid metals may further comprise a primary vessel into which a liquid metal supply flowing continuously through a system of internal baffles in the primary vessel to the outlet of the liquid metal opens in the region of the shell below its lid. is arranged inside a closed outer secondary vessel and the space of the secondary vessel is at least partially filled with liquid refrigerant, the secondary vessel being incorporated in a closed circuit and provided with a refrigerant supply and vapor discharge to a condenser allowing condensate to return to the secondary vessel.

Prghígd oordzkd nqPrghígd oordzkd nq

Obtasfíěnřvykfesůf ' *Obtasfíěnřvykfesůf '*

Na připojených výkresech je znázorněn příklad provedení zařízení podle tohoto vynálezu. Na obr.1 A je toto zařízení v bočním pohledu, na obr.1C ve svislém řezu a na obr.1 B a 1D ve dvou výškově rozdílných vodorovných řezech.An example of an embodiment of the device according to the invention is shown in the accompanying drawings. In Fig. 1A this device is in a side view, in Fig. 1C in a vertical section and in Figs. 1B and 1D in two different horizontal sections.

puo/rid&nrpuo / rid & no

Příklady uskutečněm/vynálezuExamples of embodiments / invention

Studená past je zařízení, které slouží k separaci korozních produktů z tekutých kovů. V pasti se tekutý kov chladí na teplotu, která je blízko nad teplotou jeho tání, přitom je zajištěn kontinuální průtok tekutého kovu studenou pastí. Zároveň při dané teplotě dochází ke krystalizaci korozních nečistot, které jsou ve studené pasti zachyceny. Při zanesení pasti, které se zjistí zvýšením tlakové ztráty v pasti ucpáním nebo dosažením limitu zadržované aktivity (vetšíhá'zadržených nečistot bude při použití v ITERU nebo jiném jaderném reaktoru radioaktivníX#se kov v pasti nechá zatuhnout a celé zařízení se vymění.Cold trap is a device that is used to separate corrosion products from liquid metals. In the trap, the liquid metal is cooled to a temperature which is close to its melting point, while a continuous flow of liquid metal through the cold trap is ensured. At the same time, at a given temperature, corrosion impurities crystallize, which are trapped in the cold trap. If a trap is clogged, which is detected by an increase in trap pressure by clogging or reaching a limit of retained activity (more retained impurities will be radioactive X # when used in ITER or another nuclear reactor), the trapped metal is allowed to solidify and the entire equipment is replaced.

Celé zařízení studené pasti je možné rozdělit na tři elementární okruhy. Primární okruh tvoří průtočná část s přepážkami, kde dochází k vlastnímu čištění tekutého kovu. Sekundární část je tvořena objemem s chladicí kapalinou. Terciární okruh slouží k odvodu tepla ze sekundárního okruhu pasti a je tvořen chladičem, v němž protéká terciární chladicí kapalina.The whole cold trap device can be divided into three elementary circuits. The primary circuit consists of a flow section with baffles, where the liquid metal itself is cleaned. The secondary part consists of a volume with coolant. The tertiary circuit serves to remove heat from the secondary circuit of the trap and consists of a cooler in which the tertiary coolant flows.

Chlazení je u tohoto typu pasti realizováno varem chladicí kapaliny na vnějším plášti primárního okruhu. Tím je dosaženo vysoké intenzity odvodu tepla bez potřeby většího teplotního rozdílu mezi taveninou a chladivém. Zároveň je zajištěno, že teplota na chlazených stěnách a vůbec v celé primární části pasti nebude nižší, než teplota tuhnutí eutektika a tudíž nebude docházet k zamrzání eutektika. Požadovaná teplota chlazení (varů chladicí tekutiny)je jednoduše nastavitelná regulací tlaku na sekundární straně.In this type of trap, cooling is realized by boiling the coolant on the outer shell of the primary circuit. This achieves a high heat dissipation intensity without the need for a larger temperature difference between the melt and the coolant. At the same time, it is ensured that the temperature on the cooled walls and in the entire primary part of the trap will not be lower than the solidification temperature of the eutectic and therefore the eutectic will not freeze. The required cooling temperature (coolant boiling) is easily adjustable by regulating the pressure on the secondary side.

Průtočná část primárního okruhu je tvořena koncentrickými trubkami/přepážkami, které vymezují proudění uvnitř pasti. Tekutý kov není v celém objemu pasti. Vytvoří se tedy hladina, nad kterou je krycí plyn. Výška hladiny je regulována tlakem krycího plynu nebo vhodným umístěním výstupní trubky (přepadem). Přepážky jsou nad hladinou navrtány tak, aby bylo umožněno vyrovnávání tlaku ve všech komorách.The flow part of the primary circuit consists of concentric tubes / baffles that define the flow inside the trap. Liquid metal is not trapped throughout. Thus, a level is created above which the shielding gas is. The level is regulated by the pressure of the shielding gas or by a suitable location of the outlet pipe (overflow). The baffles are drilled above the surface to allow pressure equalization in all chambers.

Μ· θ «HUΜ · θ «HU

Tekutý kov vstupuje do pasti trubkou na vnějším průměru primárního okruhu a soustavou komor, které jsou odděleny přepážkami, proudí k centrální výstupní trubce. Ke krystalizaci nečistot dochází na ochlazovaných stěnách primárního okruhu nebo přímo v eutektiku a na hladině tekutého kovu se potom tyto nečistoty díky nižší hustotě usazují.The liquid metal enters the trap through a tube on the outer diameter of the primary circuit and flows through a system of chambers which are separated by baffles to the central outlet tube. The impurities crystallize on the cooled walls of the primary circuit or directly in the eutectic, and these impurities then settle on the surface of the liquid metal due to the lower density.

U sekundárního okruhu je vhodnějším názvem sekundární strana, protože se nejedná o okruh v pravém slova smyslu. Sekundární strana je tvořena prstencovou nádobou, která obklopuje samotný primární okruh^a která tvoří s pastí jednu součást. V sekundárním okruhu se vyskytuje samotná chladicí kapalina a krycí plyn. Hladina chladicí kapaliny dosahuje zhruba stejné výšky jako hladina tekutého kovu. Požadovaný tlak v sekundární části je regulován připouštěním či odpouštěním krycího plynu. Sekundární strana je vybavena kondenzátorem, na kterém dochází ke kondenzaci par sekundárního chladivá. Pára, která vznikne při chlazení tekutého kovu varem kapaliny, tedy kondenzuje na chladiči ^kondenzátorů), který tvoří terciární okruh. Tím je zajištěno, že vývinem páry nedochází ke zvyšování tlaku na sekundární straně.For a secondary circuit, the secondary side is a more appropriate name because it is not a circuit in the true sense of the word. The secondary side is formed by an annular vessel which surrounds the primary circuit itself and which forms one part with the trap. The coolant itself and the shielding gas are present in the secondary circuit. The coolant level is about the same as the liquid metal level. The required pressure in the secondary part is regulated by admitting or discharging the shielding gas. The secondary side is equipped with a condenser on which the secondary refrigerant vapor condenses. The steam which is formed during the cooling of the liquid metal by the boiling of the liquid thus condenses on the condenser condenser, which forms the tertiary circuit. This ensures that steam generation does not increase the pressure on the secondary side.

Konečně je také třeba objasnit terciární okruh. Terciární okruh je tvořen chladičem, který je určen k zajištění kondenzace par vzniklých varem sekundární chladicí kapaliny.Finally, the tertiary sector also needs to be clarified. The tertiary circuit consists of a condenser, which is designed to ensure condensation of vapors generated by boiling the secondary coolant.

V projektu fúzního reaktoru ITER je jedním z předmětů výzkumu okruh zvaný Test Blanket Module. V okruhu proudí tekuté eutektikum Pb-17Li. Účelem tohoto okruhu je chlazení primární stěny reaktoru a zároveň plození paliva , tritia s jeho následnou extrakcí. Nezbytnou součástí okruhu je studená past, která slouží k zadržování korozních produktů a tím zabraňuje šíření těchto radioaktivních částic po celém okruhu.In the ITER fusion reactor project, one of the research subjects is a circuit called the Test Blanket Module. The liquid eutectic Pb-17Li flows in the circuit. The purpose of this circuit is to cool the primary wall of the reactor and at the same time produce fuel, tritium with its subsequent extraction. An essential part of the circuit is a cold trap, which serves to retain corrosive products and thus prevents the spread of these radioactive particles throughout the circuit.

Níže je uveden konkrétní případ realizace včetně všech provozních parametrů. Následující tabulka ukazuje návrh možných provozních parametrů pasti pro případ čištění eutektika Pb-17Li. Chlazení studené pasti je v tomto případě realizováno vodou.Below is a specific implementation case, including all operating parameters. The following table shows the design of possible operating parameters of the trap for the case of cleaning the Pb-17Li eutectic. In this case, the cooling of the cold trap is realized by water.

Μ» 7 '··Μ »7 '··

------------------—-—---------—--- Primární okruh studené pasti - eutektikum Pb-17Li ------------------—-—---------—--- Primary circuit of the cold trap - eutectic Pb-17Li Nominální teplota vstupního eutektika [°C] Nominal inlet eutectic temperature [° C] 550 550 Maximální teplota vstupního eutektika [°C] Maximum inlet eutectic temperature [° C] 600 600 Nominální teplota ochlazeného eutektika [°C] Nominal temperature of cooled eutectic [° C] 300 300 Minimální teplota ochlazeného eutektika [°C] Minimum temperature of cooled eutectic [° C] 275 275 Maximální teplota ochlazeného eutektika [°C] Maximum temperature of cooled eutectic [° C] 350 350 Nominální tlak eutektika [MPa] Nominal eutectic pressure [MPa] 0,3 0.3 Maximální tlak eutektika [MPa] Maximum eutectic pressure [MPa] 0,6 0.6 Minimální tlak eutektika [MPa] Minimum eutectic pressure [MPa] 0,1 0.1 Nominální průtok eutektika [kg/min] Nominal eutectic flow [kg / min] 1 1 Maximální průtok eutektika [kg/min] Maximum flow eutectic [kg / min] 10 10 Sekundární strana - chladič I Secondary side - cooler I Chladící kapalina Coolant Voda Water Nominální teplota (sytosti) [°C] Nominal temperature (saturation) [° C] 300 300 Maximální teplota chladivá [°C] Maximum coolant temperature [° C] 350 350 Minimální(provozní) teplota [°C] Minimum (operating) temperature [° C] 275 275 Minimální teplota [°C] Minimum temperature [° C] teplota okolí ambient temperature Nominální tlak [MPa] Nominal pressure [MPa] 8,6 8.6 Maximální tlak [MPa] Maximum pressure [MPa] 20 20 Minimální provozní tlak [MPa] Minimum operating pressure [MPa] 5,9 5.9 Průtok [kg/s] Flow [kg / s] 0 0 Terciární okruh - chladič II Tertiary circuit - cooler II Chladící kapalina Coolant Voda Water Vstupní teplota [°C] Inlet temperature [° C] 25 25 Max výstupní teplota [°C] Max outlet temperature [° C] 90 90 Nominální tlak [MPa] Nominal pressure [MPa] 0,2 0.2 Maximální tlak [MPa] Maximum pressure [MPa] 1 1 Průtok [kg/s] Flow [kg / s] dle požadavků* as required*

* Průtok kapaliny v terciárním okruhu musí být takový, aby nedocházelo v okruhu k varu. To je potřeba napočítat z tepelné bilance při max. provozním průtoku a max. provozní teplotě eutektika.* The liquid flow in the tertiary circuit must be such that it does not boil in the circuit. This must be calculated from the heat balance at the maximum operating flow and the maximum operating temperature of the eutectic.

Zařízení sestává z uzavřené ocelové vnější sekundární nádoby 2 válcovitého tvaru, uvnitř které je symetricky uspořádána uzavřená ocelová válcovitá primární nádoba 1 s horním víkem 4 a dnem 6. V prostoru sekundární nádoby 2 je kapalné chladící médium 3^(voda, rtuť^ Sekundární nádoba 2 je opatřena uzavíratelnými přívody pro možnost doplňování kapalného chladícího média 3 a krycího plynu (argon, hélium, dusík)?nad hladinou chladícího média 3 a dále pojišťovacím ventilem tlaku uvnitř sekundární nádoby 2. V prostoru zaplněném chladicím médiem 3 je situováno elektrické topné těleso.The device consists of a closed steel outer cylindrical primary vessel 2, inside which a closed steel cylindrical primary vessel 1 with an upper lid 4 and a bottom 6 is arranged symmetrically. In the space of the secondary vessel 2 there is a liquid cooling medium is provided with closable inlets for the possibility of replenishing the liquid refrigerant 3 and cover gas (argon, helium , nitrogen) above the surface of the refrigerant 3 and a pressure relief valve inside the secondary vessel 2. An electric heater is located in the space filled with refrigerant 3.

Uvnitř sekundární nádoby 2 je nad hladinou chladicího média 3 uspořádán kondenzátor H par chladícího média 3, tyořený žebrovanou trubkou pro průtok chladicí kapaliny 12 kondenzátoru 11t (voda, olej), jejíž vstup a výstup jsou zavařeny do pláště nádoby 2. Při použití oleje (Marloterm)Je možno v případě potřeby zvýšit teplotu na kondenzátoru 11 nad 100£C při atmosférickém tlaku v okruhu.XInside the secondary vessel 2, above the surface of the refrigerant 3, a refrigerant vapor condenser H is arranged, formed by a finned tube for the flow of coolant 12 of the condenser 11t (water, oil), the inlet and outlet of which are welded to the vessel shell 2. Marloterm) It is possible, if necessary, to increase the temperature on condenser 11 above 100 £ C at atmospheric pressure in the circuit.X

Primární nádoba 2 je tvořena ocelovým svařencem, který zahrnuje spodní válcovitou vnitřní přepážku 5, přivařenou svým spodním koncem ke dnu 6 primární nádoby 1, přitomjéjí horní konec je situován pod víkem 4 v určité vzdálenosti od jeho plochy. Svařenec primární nádoby 2 dále zahrnuje dvě horní válcovité vnitřní přepážky 7, přivařené svými horními konci k víku 4, jejichž spodní konce jsou nad dnem 6 primární nádoby 1. Tato sestava vnitřních přepážek 5, 7 vytváří společně s pláštěm a dnem 6_primární nádoby 1 průtočný kanál pro tekutý kov 8 (hapř. eutektikum PbLiX Primární nádoba 1 je opatřena trubkami přívodu 9 a výstupu 10 pro průchod tekutého kovu 8. Do primární nádoby 1 je rovněž zaústěn přívod krycího plynu ‘ (inertní plyn, např. Ar, He), který umožňuje, aby se v primární nádobě 1 vytvořila hladina tekutého kovu 8 v požadované výšce a nedošlo k zaplnění celého objemu primární nádoby 1. Ve vnitřním prostoru primární nádoby 1 jsou teplotní čidla pro kontrolu teploty tekutého kovu 8, jehož hladina v primární nádobě 1 je určena výškou výstupní trubky 10 v této primární nádobě 1. V alternativním provedení může být : ř i i í z #; * i i $ · » « '» I , ·- * 1 t í i . : í -* « ’ * * :·.*· í « »· • 9« • Y o ;The primary container 2 is formed by a steel weldment which comprises a lower cylindrical inner partition 5 welded with its lower end to the bottom 6 of the primary container 1, the upper end being situated under the lid 4 at a certain distance from its surface. The weldment of the primary vessel 2 further comprises two upper cylindrical inner baffles 7, welded with their upper ends to the lid 4, the lower ends of which are above the bottom 6 of the primary vessel 1. This assembly of inner baffles 5, 7 forms for liquid metal 8 (e.g. eutectic Pb Li X) The primary vessel 1 is provided with inlet pipes 9 and outlet pipes 10 for the passage of liquid metal 8. A primary gas supply (inert gas, e.g. Ar, He) also opens into the primary vessel 1. which allows the level of liquid metal 8 to be formed in the primary vessel 1 at the desired height and the entire volume of the primary vessel 1 is not filled. In the inner space of the primary vessel 1 there are temperature sensors determined by the height of the outlet pipe 10 in this primary vessel 1. In an alternative embodiment, it may be: ·. * · Í «» · • 9 «• Y o;

vnitřní prostor primární nádoby 1 zcela zaplněn tekutým kovem 8, představuje M však poněkud sníženou schopnost zadržení odsazených nečistot z tekutého kovu 8. To je způsobeno absencí povrchového napětí na hladině, kde se usazuje převážná většina nečistot.the inner space of the primary vessel 1 is completely filled with liquid metal 8, but M represents a somewhat reduced ability to retain the displaced impurities from the liquid metal 8. This is due to the absence of surface tension at the surface where the vast majority of impurities settle.

Primární nádoba 1 může být v alternativním provedení ve tvaru kvádru s deskovitými vnitřními přepážkami 5, 7 pro průtok tekutého kovu 8 mezi nimi. Tomu odpovídá i tvar vnější sekundární nádoby 2 a kondenzátorů 11 par chladícího média 3.The primary vessel 1 may in an alternative embodiment be in the form of a cuboid with plate-shaped inner baffles 5, 7 for the flow of liquid metal 8 between them. This corresponds to the shape of the outer secondary vessel 2 and the condensers 11 of the refrigerant vapor 3.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Princip chlazení tekutých kovů varem chladicí kapaliny je využitelný například pro studenou past pro čištění eutektika v blanketu Tokamaku ITER, kde bude sloužit jako zařízení pro čištění eutektika Pb-17Li od korozních nečistot. V případě ověření správné funkce studené pasti a celého okruhu TBM bude takové zařízení využitelné i u následujících fúzních reaktorů jako je DEMO a potenciální další energetické reaktory. Studená past na tomto principu je využitelná i v provozu experimentálních smyček s tekutými kovy, kde je možné pomocí studené pasti zjišťovat účinnost a spolehlivost celého procesu čištění, který je nezbytný k dodržení patřičných chemických režimů v průběhu experimentů. Dále je možné toto zařízení využít u všech energetických reaktorů IV. generace, které využívají jako chladivo tekuté kovy. b<LFŘ, SFR.The principle of cooling liquid metals by boiling the cooling liquid can be used, for example, for a cold trap for cleaning eutectics in the ITER Tokamak blanket, where it will serve as a device for cleaning Pb-17Li eutectics from corrosive impurities. If the cold trap and the entire TBM circuit are verified, such equipment will also be usable for subsequent fusion reactors such as DEMO and potential other power reactors. A cold trap based on this principle can also be used in the operation of experimental loops with liquid metals, where it is possible to use a cold trap to determine the efficiency and reliability of the entire cleaning process, which is necessary to comply with appropriate chemical regimes during experiments. Furthermore, this device can be used for all IV energy reactors. generations that use liquid metals as a refrigerant. b <LFŘ, SFR.

••io*•• io *

Seznam vztahových značekList of reference marks

... primární nádoba... primary container

... sekundární nádoba... secondary container

... kapalné chladicí médium II strany... liquid refrigerant II side

... víko primární nádoby... primary container lid

... spodní vnitřní přepážka... lower inner bulkhead

... dno primární nádoby... the bottom of the primary vessel

... horní vnitřní přepážka... upper inner partition

... tekutý kov... liquid metal

... přívod tekutého kovu... liquid metal supply

... výstup tekutého kovu... liquid metal outlet

... kondenzátor... capacitor

... chladicí kapalina kondenzátoru... condenser coolant

Claims (11)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob chlazení a regulace teploty studené pasti pro čištění tekutých kovů jako chiadiva pro energetické reaktory IV. generace a fúzní reaktory, kde tekutý kov (8), kontinuálně v okruhu procházející studenou pastí, se v ní chladicím médiem (3) ochlazuje na teplotu blízkou teplotě jeho tuhnutí, při které zachovává kapalné skupenství a kde během procesu ochlazování dochází ke krystalizací nečistot z tohoto tekutého kovu (8), které jsou ve studené pasti zachycovány, vyznačující se tím, že chladicí médium (3), které je v kapalném skupenství, se při ochlazování tekutého kovu (8) ve studené pasti vystaví varu a následné kondenzaci jeho par, přičemž nečistoty tekutého kovu (8) se usazují na jeho hladině.1. Method of cooling and temperature control of cold trap for purification of liquid metals as coolant for power reactors IV. generation and fusion reactors, where the liquid metal (8), continuously passing through a cold trap, is cooled in it by a cooling medium (3) to a temperature close to its solidification temperature, at which it retains a liquid state and where during the cooling process impurities crystallize from this liquid metal (8), which are trapped in the cold trap, characterized in that the cooling medium (3), which is in a liquid state, is exposed to boiling and subsequent condensation of its vapors during the cooling of the liquid metal (8) in the cold trap, wherein the impurities of the liquid metal (8) settle on its surface. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že výška hladiny tekutého kovu (8) ve studené pasti se reguluje nastavením výšky přepadu protékajícího tekutého kovu (8) na jeho výstupu ze studené pasti.Method according to claim 1, characterized in that the level of the liquid metal (8) in the cold trap is regulated by adjusting the height of the overflow of the flowing liquid metal (8) at its outlet from the cold trap. 3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tekutý kov (8) je vybrán ze skupiny zahrnující Na, Li, Pb, eutektikum Pb-Li, eutektikum Pb-Bi.Method according to claims 1 or 2, characterized in that the liquid metal (8) is selected from the group consisting of Na, Li, Pb, eutectic Pb-Li, eutectic Pb-Bi. 4. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že kapalné chladicí médium bip !ob<z (3) je vybráno ze skupiny kapalin, jejichž bo^varu je regulovatelný jejich tlakem v rozmezí teploty tuhnutí ochlazovaného tekutého kovu (8) a požadované provozní teploty v okruhu s tekutým kovem (8).Method according to claim 1 or 2, characterized in that the liquid cooling medium of the bipol (3) is selected from the group of liquids whose boiling point is controllable by their pressure in the solidification temperature range of the cooled liquid metal (8) and required operating temperatures in the liquid metal circuit (8). 5. Zařízení k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že zahrnuje primární nádobu (1), do které je v oblasti pláště pod jejím víkem (4) zaústěn přívod (9) tekutého kovu (8), kontinuálně protékajícího soustavou vnitřních přepážek (5, 7) v primární nádobě (1) do výstupu (10) tekutého kovu (8), kde tato primární nádoba (1) je uspořádána uvnitř uzavřené vnější sekundární nádoby (2), která je alespoň zčásti vyplněna kapalným chladicím médiem (3), a kde sekundární nádoba (2) je opatřena uzavíratelnými přívody pro možnost doplňování kapalného chladícího média (3) a inertního krycího plynu nad hladinu chladícího média (3) a dále pojišťovacím ventilem pro ochranu sekundární nádoby (2) při zvýšení tlakuApparatus for carrying out the method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it comprises a primary vessel (1) into which a liquid metal supply (9) (8) opens continuously in the region of the casing under its lid (4). flowing through a system of internal baffles (5, 7) in a primary vessel (1) to an outlet (10) of liquid metal (8), said primary vessel (1) being arranged inside a closed outer secondary vessel (2) which is at least partially filled with liquid refrigerant (3), and wherein the secondary vessel (2) is provided with closable inlets for the possibility of replenishing the liquid refrigerant (3) and inert cover gas above the level of the refrigerant (3) and a safety valve to protect the secondary vessel (2) pressure uvnitř sekundární nádoby (2) nad definovanou mez, a kde sekundární nádoba (2) je opatřena prostředkem pro regulaci teploty kapalného chladícího média (3) řízeným elektrickým ohřevem, přičemž v horní části uvnitř sekundární nádoby (2) je nad hladinou chladícího média (3) uspořádán průtočný kondenzátor (11) par chladícího média (3).inside the secondary vessel (2) above a defined limit, and wherein the secondary vessel (2) is provided with means for regulating the temperature of the liquid coolant (3) by controlled electric heating, ) a flow condenser (11) of refrigerant vapor (3) is arranged. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že primární nádoba (1) je z ocelového svařence válcovitého tvaru, kde přívod (9) tekutého kovu (8) je tvořen vstupní trubkou, zakončenou v oblasti hladiny tekutého kovu (8) pod víkem (4) primární nádoby (1), kde ve směru od pláště ke středu primární nádoby (1) je soustava vnitřních přepážek (5, 7), tvořených koncentricky uspořádanými válci, které jsou střídavě, na obou svých koncích, nestejně ukončeny pro umožnění průtoku tekutého kovu (8) přiváděného do vnějšího meziplášťového prostoru primární nádoby (1) meandrovitě postupně do jejího středu, kde je umístěna výstupní trubka pro odvádění tekutého kovu (8) z primární nádoby (1).Device according to claim 5, characterized in that the primary vessel (1) is made of a cylindrical steel weldment, wherein the liquid metal inlet (9) is formed by an inlet pipe terminating in the liquid metal surface area (8) under the lid. (4) a primary vessel (1), where in the direction from the shell to the center of the primary vessel (1) a set of internal baffles (5, 7) formed by concentrically arranged cylinders which are alternately terminated unequally at both ends to allow flow of liquid metal (8) fed into the outer intermediate space of the primary vessel (1) meanderingly sequentially to its center, where the outlet pipe for discharging the liquid metal (8) from the primary vessel (1) is located. 7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že primární nádoba (1) je z ocelového svařence tvaru kvádru, kde přívod (9) tekutého kovu (8) je tvořen vstupní trubkou, zakončenou v oblasti hladiny tekutého kovu (8) pod víkem (4) primární nádoby (1), kde ve směru od pláště ke středu primární nádoby (1) je soustava vnitřních přepážek (5, 7), tvořených deskami, které jsou střídavě, na obou svých koncích, nestejně ukončeny pro umožnění průtoku tekutého kovu (8) přiváděného do vnějšího meziplášťového prostoru primární nádoby (1) meandrovitě postupně do jejího středu, kde je umístěna výstupní trubka pro odvádění tekutého kovu (8) z primární nádoby (1).Device according to claim 5, characterized in that the primary vessel (1) is made of a block-shaped steel weld, wherein the liquid metal inlet (9) is formed by an inlet pipe terminating in the liquid metal surface area (8) under the lid. (4) a primary vessel (1), where in the direction from the shell to the center of the primary vessel (1) a set of internal baffles (5, 7) formed by plates which are alternately at both ends are unequally terminated to allow the flow of liquid metal (8) fed into the outer intermediate space of the primary vessel (1) meanderingly gradually to its center, where an outlet pipe for discharging liquid metal (8) from the primary vessel (1) is located. 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že primární nádoba (1) je situována symetricky uvnitř vnější sekundární nádoby (2).Device according to claim 6 or 7, characterized in that the primary container (1) is situated symmetrically inside the outer secondary container (2). 9. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že kondenzátor (11) par chladícího média (3) je tvořený tvarovanou žebrovanou trubkou pro průtok chladicí kapaliny (12) kondenzátoru (11), jejíž vstup a výstup jsou zavařeny do pláště vnější nádoby (2).Device according to claim 5, characterized in that the refrigerant vapor condenser (11) is formed by a shaped finned tube for the flow of coolant (12) of the condenser (11), the inlet and outlet of which are welded to the outer vessel shell (11). 2). • 13··• 13·· 10. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že prostředek pro regulaci teploty kapalného chladícího média (3) řízeným elektrickým ohřevem je tvořen elektrickým topným tělesem, situovaným na plášti sekundární nádoby (2) nebo v prostoru sekundární nádoby (2), zaplněném kapalným chladícím médiem (3).Device according to claim 5, characterized in that the means for regulating the temperature of the liquid cooling medium (3) by controlled electric heating is formed by an electric heater situated on the shell of the secondary vessel (2) or in the space of the secondary vessel (2) filled with liquid cooling medium (3). 11. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že zahrnuje primární nádobu (1), do které je v oblasti pláště pod jejím víkem (4) zaústěn přívod (9) tekutého kovu (8), kontinuálně protékajícího soustavou vnitřních přepážek (5, 7) v primární nádobě (1) do výstupu (10) tekutého kovu (8), kde tato primární nádoba (1) je uspořádána uvnitř uzavřené vnější sekundární nádoby (2) a prostor sekundární nádoby (2) je alespoň zčásti vyplněn kapalným chladícím médiem (3), přičemž sekundární nádoba (2) je včleněna do uzavřeného okruhu a je opatřena přívodem chladícího média (3) a odvodem jeho par do kondenzátoru (11), umožňujícího vracení kondenzátu těchto par do sekundární nádoby (2).Device according to claim 5, characterized in that it comprises a primary vessel (1) into which a supply (9) of liquid metal (8) flowing continuously through a system of internal baffles (5) opens in the region of the casing under its lid (4). 7) in the primary vessel (1) to the outlet (10) of the liquid metal (8), where this primary vessel (1) is arranged inside the closed outer secondary vessel (2) and the space of the secondary vessel (2) is at least partially filled with liquid cooling medium (3), wherein the secondary vessel (2) is incorporated in a closed circuit and is provided with a supply of refrigerant (3) and an outlet of its vapors to the condenser (11), enabling the return of condensate of these vapors to the secondary vessel (2).
CZ2013-178A 2013-03-08 2013-03-08 Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same CZ2013178A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-178A CZ2013178A3 (en) 2013-03-08 2013-03-08 Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2013-178A CZ2013178A3 (en) 2013-03-08 2013-03-08 Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ304518B6 CZ304518B6 (en) 2014-06-11
CZ2013178A3 true CZ2013178A3 (en) 2014-06-11

Family

ID=50882614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2013-178A CZ2013178A3 (en) 2013-03-08 2013-03-08 Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2013178A3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309127B6 (en) * 2020-12-23 2022-02-16 Centrum Výzkumu Řež S.R.O. Method of cooling the walls of fusion reactors and equipment for this

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2395570A1 (en) * 1977-06-22 1979-01-19 Commissariat Energie Atomique DEVICE FOR PURIFYING THE LIQUID METAL COOLING THE CORE OF A QUICK NEUTRON NUCLEAR REACTOR
FR2535510A1 (en) * 1982-10-29 1984-05-04 Novatome DEVICE FOR PURIFYING LIQUID METAL COOLING FROM A QUICK NEUTRON NUCLEAR REACTOR
FR2585964B1 (en) * 1985-08-12 1987-10-30 Commissariat Energie Atomique COLD TRAP TO REMOVE IMPURITIES FROM POLLUTED LIQUID METAL
FR2624032B1 (en) * 1987-12-03 1991-05-10 Commissariat Energie Atomique COLD TRAP FOR THE PURIFICATION OF A LIQUID METAL COMPRISING SEPARATE TRAP ZONES
US5030411A (en) * 1988-11-14 1991-07-09 Westinghouse Electric Corp. Removal of impurities from coolant of a nuclear reactor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ309127B6 (en) * 2020-12-23 2022-02-16 Centrum Výzkumu Řež S.R.O. Method of cooling the walls of fusion reactors and equipment for this

Also Published As

Publication number Publication date
CZ304518B6 (en) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3693959A (en) Cold traps for liquid metal
US20180040386A1 (en) Air-cooled heat exchanger and system and method of using the same to remove waste thermal energy from radioactive materials
US20200258644A1 (en) Sodium-cesium vapor trap system and method
JP5031209B2 (en) Thermal storage unit and operation method of thermal storage unit
KR102071595B1 (en) Passive reactor cavity cooling system
Ono et al. Liquid lithium loop system to solve challenging technology issues for fusion power plant
KR20200103531A (en) Nuclear reactor core
CN105551539A (en) Reactor melt out-of-core retention system
ITMI20070773A1 (en) SYSTEM FOR HEAT EXHAUST RESIDUE FROM A LIQUID METAL-COOLED NUCLEAR REACTOR OR FUSI SALTS
TWI664387B (en) Heat exchanger, reactor arrangement comprising this heat exchanger and method for controlling the temperature of a reactor
JP2022552608A (en) Reactors with liquid metal alloy fuels and/or moderators
CZ2013178A3 (en) Method of cooling and temperature control of cold trap for cleaning liquid metals as a coolant for 4th generation power reactors and fusion reactors as well as apparatus for making the same
RU2671844C1 (en) Method of long-term storage of nuclear fuel and tank for cooling and storage for its implementation
CZ25626U1 (en) Apparatus for cooling and control of temperature of cold sink for cleaning liquid metals as a coolant for power reactor of the fourth generation
JP2018132399A (en) Nuclear Power Plant
US3558122A (en) Liquid metal purifier
EP3335222B1 (en) Passively cooled ion exchange column
JP2000075083A (en) Fast reactor and mist separator used for the fast reactor
KR101545085B1 (en) Ong-term cooling system of nuclear reactor containment
US5503811A (en) Method for removing metal vapor from gas streams
RU164881U1 (en) METAL HYDROGEN STORAGE AND HYDROGEN PURIFICATION REACTOR
EP3067652B1 (en) Heat exchanger and method for exchanging heat
CN108467065B (en) Freezing catcher for tungsten hexafluoride gas and application method thereof
Genbach et al. STUDY OF HEAT EXCHANGER WITH A POROUS STRUCTURE
RU2070341C1 (en) Pool reactor for heating nuclear plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20190308