JP2012032250A - Sodium condensing removal device for fast breeder reactor cover gas system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置に関する。 The present invention relates to a fast breeder reactor cover gas system sodium condensation type removal apparatus.
特許文献1の第1図,第2図は、高速増殖炉カバーガス系のナトリウム除去方法に関し、ナトリウム凝縮型除去装置の構造を開示する。このナトリウム凝縮型除去装置は、約500℃に予熱保持されたアルゴンガスが装置下部から導かれ、装置内部を上昇し、装置上部から流出する。また、装置内部の充填材は、アルゴンガスに残留するナトリウムミストを除去する機能を有する。
FIG. 1 and FIG. 2 of
特許文献1の第1図,第2図におけるナトリウム凝縮型除去装置は、装置の入口部付近が電気ヒータ等の加熱装置により高温に加熱されている。そのため、メッシュ(充填材)により捕獲されたナトリウムは、原子炉容器に戻る際に加熱装置で加熱され、再蒸発してしまい、ナトリウム凝縮型除去装置内におけるアルゴンガス中のナトリウム濃度が高くなる。その結果、ナトリウムの捕集効率が悪くなるという問題があった。
1 and 2 of
本発明の目的は、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることにある。 The objective of this invention is to raise the sodium collection efficiency of a sodium condensation type removal apparatus.
本発明は、ナトリウムを除去する充填材が入った容器と、前記容器内の充填材に対して上側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、前記容器内の充填材に対して下側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、前記入口配管を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする。 The present invention includes a container containing a filler for removing sodium, an inlet pipe for supplying a gas containing sodium attached to the container on the upper side with respect to the filler in the container, and filling in the container An outlet pipe attached to the container on the lower side with respect to the material for discharging the gas from which sodium has been removed and a heating device for heating the inlet pipe are provided.
本発明によれば、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to raise the sodium collection efficiency of a sodium condensation type removal apparatus.
本発明は、ナトリウム取扱施設において液体ナトリウムの自由液面を覆うカバーガス中に含まれるナトリウムベーパを捕獲するナトリウム凝縮型除去装置に関するものである。 The present invention relates to a sodium condensation type removal apparatus for capturing sodium vapor contained in a cover gas covering a free liquid surface of liquid sodium in a sodium handling facility.
図1は、高速増殖炉のカバーガス系の構成例を示す。原子炉容器1内には炉心2で発生する熱を除熱するため、冷却材ナトリウム3が自由液面を有して満たされており、原子炉運転時、この冷却材ナトリウムは約500℃の高温になる。冷却材ナトリウム3の自由液面上のカバーガス空間4には、ナトリウムの酸化防止等の観点から、不活性ガスであるアルゴンガスがカバーガスとして封入されている。
FIG. 1 shows a configuration example of a cover gas system of a fast breeder reactor. In order to remove the heat generated in the reactor core 2 in the
原子炉運転中、冷却材ナトリウム3の自由液面上から、ナトリウムのミストやベーパが上記カバーガス中に移行する。また、アルゴンが放射化されて生ずる放射性アルゴン(41Ar)、燃料破損時にはキセノンやクリプトン等の核分裂生成物(FP)もカバーガスに含まれる。そのため、ナトリウム成分の除去,41Arの減衰及びFPの除去の目的で、ミストトラップ6及びナトリウム凝縮型除去装置19,希ガス除去・回収設備14及び41Ar減衰タンク16が設けられ、圧縮機15により閉ループ運転される。
During the reactor operation, sodium mist and vapor are transferred into the cover gas from the free liquid surface of the
図1において、原子炉容器1内の冷却材ナトリウム3の自由液面上のカバーガス空間4は、ナトリウムのミスト及びベーパを含んだアルゴンガスが満たされている。このアルゴンガスは、原子炉容器1の出口から通路(配管)5によりミストトラップ6に導かれ、ミスト状のナトリウムが除去された後、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17を通り、ナトリウム凝縮型除去装置19の上部に導かれる。アルゴンガスは、ナトリウム凝縮型除去装置19に流入する前に、電気ヒータ18にて約500℃に加熱される。そして、アルゴンガス中のナトリウムベーパは、メッシュ20の表面に凝縮することにより除去される。除去された液状のナトリウムは、メッシュ部の表面張力に抗して自重により落下してドレン勾配を持たせたドレン配管22を経由して原子炉容器1内に戻される。このドレン配管22には、ドレンの流量を調整するドレン弁12が設けられている。一方、ナトリウムベーパが除去されたアルゴンガスは、ナトリウム凝縮型除去装置19の下部に取付けられた出口から装置外部へ流出される。
In FIG. 1, the cover gas space 4 on the free liquid surface of the
図2は、ナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。ナトリウム凝縮型除去装置は、ナトリウムベーパを除去・捕獲する充填材であるメッシュ20と、その充填材が入った容器と、容器内の充填材に対して上側の容器に取り付けられた、原子炉容器からのカバーガスが流入するナトリウム凝縮型除去装置入口配管17と、容器内の充填材に対して下側の容器に取り付けられた、ナトリウムベーパが取り除かれたカバーガスが流出するナトリウム凝縮型除去装置出口配管21と、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17の外壁に設けられ、ナトリウム凝縮型除去装置19へ流入するカバーガスを加熱しカバーガス中に含まれるナトリウムをベーパ化させる電気ヒータ(加熱装置)18と、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部に設けられ、メッシュ20で捕獲したナトリウムをドレンするドレン配管22を備えている。メッシュ20の上側空間及び下側空間は、それぞれナトリウム凝縮型除去装置入口配管17及びナトリウム凝縮型除去装置出口配管21と連通している。また、充填材が入った容器は円筒形状であり、容器のA−A断面を図2の右側に示す。
FIG. 2 is an enlarged view of the sodium condensation type removal apparatus. The sodium condensation type removal apparatus includes a
本実施例において、原子炉容器1からのカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17に取付けられた電気ヒータ18により約500℃に加熱される。電気ヒータ18は、カバーガスに含まれるナトリウムをベーパ化する。そして、加熱されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17よりナトリウム凝縮型除去装置19の上側空間に流入する。除去装置に流入したカバーガスは下方向に流れ、メッシュ20を通過する際に冷やされ、カバーガス中に含まれていたナトリウムが液体の状態で除去される。ナトリウムが除去されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置出口配管21から除去装置の外部に流出する。一方、メッシュ20で捕獲されたナトリウムは、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部まで滴下し、ドレン配管22より原子炉容器等の液状のナトリウムが溜められている容器へ戻される。
In the present embodiment, the cover gas from the
このように、容器内の充填材に対して上側の容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、容器内の充填材に対して下側の容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、入口配管を加熱する加熱装置を備えることにより、加熱装置は充填材の上側に位置する。そのため、充填材によって捕獲されたナトリウムが原子炉容器へ戻される際に、加熱装置で再度加熱され再蒸発することを防ぐことが可能である。そして、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることが可能である。 In this way, the inlet pipe for supplying the gas containing sodium attached to the upper container with respect to the filler in the container, and the sodium attached to the lower container with respect to the filler in the container By providing an outlet pipe for discharging the removed gas and a heating device for heating the inlet pipe, the heating device is positioned above the filler. Therefore, when sodium captured by the filler is returned to the reactor vessel, it can be prevented from being heated again by the heating device and re-evaporated. And it is possible to raise the sodium collection efficiency of a sodium condensation type removal apparatus.
図3は、ナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。図3において、図2と異なる部分のみ説明する。本実施例のナトリウム凝縮型除去装置は、ナトリウム凝縮型除去装置19の外部側面にメッシュ20の温度を制御する温度制御機構23を備えた点が実施例1と相違する。温度制御機構23は、電気ヒータ,ナトリウム凝縮型除去装置19の側面を冷却ジャケットで囲み冷却ジャケット内に冷却材を流す冷却ユニット、もしくは電気ヒータと冷却ユニットの組合せで構成される。温度制御機構23のA−A断面は、図3の右側に示す。
FIG. 3 is an enlarged view of the sodium condensation type removal apparatus. In FIG. 3, only a different part from FIG. 2 is demonstrated. The sodium condensed removal device of this embodiment is different from the first embodiment in that a
本実施例において、原子炉容器からのカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17に取付けられた電気ヒータ18により約500℃に加熱される。そして、カバーガスに含まれるナトリウムはベーパ化され、カバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17よりナトリウム凝縮型除去装置19に流入する。温度制御機構23は、メッシュ20の上側(入口配管側)の温度を約130℃に設定すると共に、メッシュ20の下側(出口配管側)の温度を約400℃に設定する。即ち、温度制御機構23は、メッシュの上下方向で温度分布を設定する。そして、カバーガスは、メッシュ20を通過する際に冷やされ、カバーガス中に含まれていたナトリウムが液体の状態で除去される。ナトリウムが除去されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置出口配管21から除去装置の外部に流出する。一方、メッシュ20で捕獲されたナトリウムはナトリウム凝縮型除去装置19の底部まで滴下し、ドレン配管22より原子炉容器等の液状のナトリウムが溜められている容器へ戻される。このように、ナトリウム凝縮型除去装置19の上部からナトリウム蒸気を含んだアルゴンガスを流入させ、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部からナトリウムを除去したアルゴンガスを流出させるため、捕獲したナトリウムは再度加熱され再蒸発することなく回収することができ、ナトリウムの凝集捕獲の効率を高めることができる。また、温度制御機構を備えることにより、ナトリウムを効率的に液化させることが可能である。
In the present embodiment, the cover gas from the reactor vessel is heated to about 500 ° C. by the
図4はナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。図4において、図3と異なる部分のみ説明する。 FIG. 4 is an enlarged view of the sodium condensation type removal apparatus. In FIG. 4, only a different part from FIG. 3 is demonstrated.
本実施例のナトリウム凝縮型除去装置は、メッシュ24の形状が実施例2と相違する。具体的には、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17が容器に接合されたガス流入口に面した、充填材(メッシュ24)の上面は、上面中央から容器側面方向へ下りの傾斜を有する。
The sodium condensation type removal apparatus of the present embodiment is different from the second embodiment in the shape of the
本実施例において、原子炉容器からのカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17に取付けられた電気ヒータ18により約500℃に加熱される。そして、カバーガスに含まれるナトリウムをベーパ化してから、カバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17よりナトリウム凝縮型除去装置19に流入する。除去装置に流入したカバーガスは、メッシュ24を通過する際に冷やされ、カバーガス中に含まれていたナトリウムが液体の状態で除去される。なお、実施例2で説明したように、メッシュ24は温度制御機構23によって温度を制御されている。ナトリウムが除去されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置出口配管21から除去装置の外部に流出する。一方、メッシュ24で捕獲されたナトリウムは、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部まで滴下し、ドレン配管22より原子炉容器等の液状のナトリウムが溜められている容器へ戻される。このように、ナトリウム凝縮型除去装置19の上部からナトリウム蒸気を含んだアルゴンガスを流入させ、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部からナトリウムを除去したアルゴンガスを流出させるため、捕獲したナトリウムは再度加熱され再蒸発することなく回収することができ、ナトリウムの凝集捕獲の効率を高めることができる。
In the present embodiment, the cover gas from the reactor vessel is heated to about 500 ° C. by the
また、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管17が容器に接合されたガス流入口に面した、充填材(メッシュ24)の上面は、上面中央から容器側面方向へ下りの傾斜を有する。そのため、メッシュ24で捕獲したナトリウムは、メッシュ24の傾斜に沿って温度制御機構23が取付けられた側面の方向へ流れて行く。そして、ナトリウム凝縮型除去装置19の側面内壁に沿ってナトリウム凝縮型除去装置19の底部まで流れる。ナトリウム凝縮型除去装置19の側面は、中心側に比べて温度制御機構23により温度制御されている。そのため、ナトリウムを積極的に除去装置の側面側に流すことで、ナトリウムがメッシュ24内部で凝固し、閉塞することを防止できる。
Further, the upper surface of the filler (mesh 24) facing the gas inflow port where the sodium condensing removal
なお、本実施例では、温度制御機構23とメッシュ24を組み合わせたが、メッシュ24のみを使用しても良い。
In this embodiment, the
図5はナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。図5において、図4と異なる部分のみ説明する。 FIG. 5 is an enlarged view of the sodium condensation type removal apparatus. In FIG. 5, only a different part from FIG. 4 is demonstrated.
本実施例のナトリウム凝縮型除去装置は、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部とドレン配管22の外部に、加熱装置である電気ヒータ25を備えている。電気ヒータ25により、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部及びドレン配管22の温度は、ナトリウムが凝固しない温度(約100℃)に制御される。そして、電気ヒータ25は、ナトリウム凝縮型除去装置19の底部に滴下したナトリウム及びドレン配管22に流れ込んだナトリウムが凝固し回収できなくなることを防止できる。
The sodium condensation type removal apparatus of the present embodiment includes an
なお、本実施例では、温度制御機構23,メッシュ24及び電気ヒータ25を組み合わせたが、電気ヒータ25のみを使用しても良い。
In the present embodiment, the
1 原子炉容器
2 炉心
3 冷却材ナトリウム
4 カバーガス空間
5,7 配管
6 ミストトラップ
8,19 ナトリウム凝縮型除去装置
9,20,24 メッシュ
10,18,25 電気ヒータ
12 ドレン弁
14 希ガス除去・回収設備
15 圧縮機
16 減衰タンク
17 ナトリウム凝縮型除去装置入口配管
21 ナトリウム凝縮型除去装置出口配管
22 ドレン配管
23 温度制御機構
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記容器内の充填材に対して上側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、
前記容器内の充填材に対して下側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、
前記入口配管を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置。 A container with a filler to remove sodium;
An inlet pipe for supplying a gas containing sodium, attached to the container on the upper side with respect to the filler in the container;
An outlet pipe attached to the container on the lower side with respect to the filler in the container to discharge the gas from which sodium has been removed;
A fast breeder reactor cover gas-based sodium condensation type removal apparatus comprising a heating device for heating the inlet pipe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010171311A JP2012032250A (en) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | Sodium condensing removal device for fast breeder reactor cover gas system |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012032250A true JP2012032250A (en) | 2012-02-16 |
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ID=45845838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010171311A Pending JP2012032250A (en) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | Sodium condensing removal device for fast breeder reactor cover gas system |
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JP (1) | JP2012032250A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109074883A (en) * | 2016-05-20 | 2018-12-21 | 泰拉能源公司 | Sodium-caesium vapor trap system and method |
US11842819B2 (en) | 2017-03-29 | 2023-12-12 | Terrapower, Llc | Method for replacing a cesium trap and cesium trap assembly thereof |
US12073951B2 (en) | 2019-08-23 | 2024-08-27 | Terrapower, Llc | Sodium vaporizer and methods |
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2010
- 2010-07-30 JP JP2010171311A patent/JP2012032250A/en active Pending
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US11842819B2 (en) | 2017-03-29 | 2023-12-12 | Terrapower, Llc | Method for replacing a cesium trap and cesium trap assembly thereof |
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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