JP6990097B2 - Liquid metal sodium recovery method and recovery device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、高速増殖炉やその試験設備などで使用される液体金属ナトリウムの回収方法、並びに、この液体金属ナトリウムの回収装置に関するものである。 The present invention relates to, for example, a method for recovering liquid metal sodium used in a fast breeder reactor or a test facility thereof, and a device for recovering the liquid metal sodium.
例えば、高速増殖炉(FBR:Fast Breeder Reactor)を有する原子力発電プラントは、ナトリウムを原子炉冷却材として使用し、炉内にある燃料の核分裂により発生した熱を1次系ナトリウムにより取り出し、これを中間熱交換器に送って2次系ナトリウムに熱を伝え、これを蒸気発生器に送って蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。 For example, a nuclear power plant having a fast breeder reactor (FBR) uses sodium as a reactor coolant, and the heat generated by the nuclear fission of the fuel in the reactor is taken out by the primary sodium and used to extract it. It is sent to an intermediate heat exchanger to transfer heat to the secondary sodium, which is sent to a steam generator to generate steam, and this steam is sent to a turbine generator to generate electricity.
このような高速増殖炉にて、各種の配管などから液体金属ナトリウムが漏えいすると、漏えいした液体金属ナトリウムが周辺の空気と化学反応することで燃焼し、設備内で火災が発生するおそれがある。例えば、下記特許文献1に記載された高速炉炉心構成要素のナトリウム除去処理設備では、設備内に不活性ガスを導入することで、液体金属ナトリウムと空気との化学反応を低下させて燃焼を抑制している。そして、液体金属ナトリウムが所定温度まで低下した後、作業者が固化した金属ナトリウムを回収している。また、高速増殖炉を解体する場合、炉内や各種機器、配管などに残留する金属ナトリウムを洗浄して回収する必要がある。
If liquid metallic sodium leaks from various pipes in such a fast breeder reactor, the leaked liquid metallic sodium chemically reacts with the surrounding air and burns, which may cause a fire in the facility. For example, in the sodium removal treatment equipment for the high-speed core component described in
上述した特許文献1の高速炉炉心構成要素のナトリウム除去処理設備では、設備内に不活性ガスを導入して液体金属ナトリウムと空気との化学反応を低下させ、燃焼を抑制している。しかし、設備内に不活性ガスを充満させるためには、大型の不活性ガス導入設備が必要になる。しかも、設備内に不活性ガスが充満してしまうと、酸素不足により作業者が侵入できなくなり、金属ナトリウムの回収作業が困難となってしまう。また、漏えいして固化した金属ナトリウムの回収作業や高速増殖炉を解体するときの残留金属ナトリウムの回収作業では、作業者が手作業により金属ナトリウムの回収作業を実施することとなり、作業が困難であるばかりでなく、金属ナトリウムの発火や水分との反応により発生した水素の爆発などの危険を伴うおそれがある。
In the sodium removal treatment equipment of the fast reactor core component of
本発明は上述した課題を解決するものであり、不活性ガス導入が不要になると共に作業の安全性の向上を図る液体金属ナトリウムの回収方法及び回収装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a recovery method and a recovery device for liquid metal sodium, which eliminates the need for the introduction of an inert gas and improves work safety.
上記の目的を達成するための本発明の液体金属ナトリウムの回収方法は、液体金属ナトリウムに多孔質部材を接触させることで、前記多孔質部材の内部に前記液体金属ナトリウムを吸引して回収する、ことを特徴とするものである。 In the method for recovering liquid metal sodium in order to achieve the above object, the liquid metal sodium is brought into contact with the liquid metal sodium, and the liquid metal sodium is sucked and recovered inside the porous member. It is characterized by that.
従って、多孔質部材が液体金属ナトリウムに接触すると、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材の各孔内に吸引され、内部に回収される。そのため、不活性ガス導入が不要になると共に、作業者が直接金属ナトリウムを回収する作業を行うことがなくなって作業の安全性の向上を図ることができる。 Therefore, when the porous member comes into contact with the liquid metal sodium, the liquid metal sodium is sucked into each hole of the porous member by the capillary phenomenon and is recovered inside. Therefore, the introduction of the inert gas becomes unnecessary, and the worker does not have to directly recover the metallic sodium, so that the safety of the work can be improved.
本発明の液体金属ナトリウムの回収方法では、前記多孔質部材は、少なくともニッケルを含む材料により構成されることを特徴としている。 In the method for recovering liquid metallic sodium of the present invention, the porous member is characterized by being composed of a material containing at least nickel.
従って、ニッケルを含む材料により多孔質部材を構成することで、液体金属ナトリウムを毛細管現象により多孔質部材内に適切に吸引して回収することができる。 Therefore, by constructing the porous member from a material containing nickel, liquid metal sodium can be appropriately sucked and recovered in the porous member by the capillary phenomenon.
本発明の液体金属ナトリウムの回収方法では、前記多孔質部材は、純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキが施されて構成されることを特徴としている。 In the method for recovering liquid metallic sodium of the present invention, the porous member is characterized in that the surface of pure nickel, pure iron or stainless steel is nickel-plated.
従って、純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキを施して多孔質部材を構成することで、表面に形成された多孔により液体金属ナトリウムを適切に吸引して回収することができる。 Therefore, by plating the surface of pure nickel, pure iron, or stainless steel with nickel to form a porous member, liquid metal sodium can be appropriately sucked and recovered by the porosity formed on the surface.
本発明の液体金属ナトリウムの回収方法では、前記多孔質部材は、ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が設けられて構成されることを特徴としている。 In the method for recovering liquid metallic sodium of the present invention, the porous member is characterized in that an oxide film is provided on the surface of stainless steel.
従って、ステンレス鋼の表面に酸化皮膜を設けて多孔質部材を構成することで、表面に形成された多孔により液体金属ナトリウムを適切に吸引して回収することができる。 Therefore, by providing an oxide film on the surface of stainless steel to form a porous member, liquid metal sodium can be appropriately sucked and recovered by the porosity formed on the surface.
本発明の液体金属ナトリウムの回収方法では、液体金属ナトリウムを150℃以上に加熱した後に前記多孔質部材を接触させることを特徴としている。 The method for recovering liquid metal sodium of the present invention is characterized in that the liquid metal sodium is heated to 150 ° C. or higher and then brought into contact with the porous member.
従って、液体金属ナトリウムを150℃以上に加熱した後に多孔質部材を接触させることで、多孔質部材に対する液体金属ナトリウムの濡れ性が向上し、液体金属ナトリウムを適切に吸引して回収することができる。 Therefore, by contacting the porous member after heating the liquid metal sodium to 150 ° C. or higher, the wettability of the liquid metal sodium with respect to the porous member is improved, and the liquid metal sodium can be appropriately sucked and recovered. ..
本発明の液体金属ナトリウムの回収方法では、設備内に前記多孔質部材を挿入し、前記設備内に残留する前記液体金属ナトリウムに接触させることで、前記多孔質部材の内部に前記液体金属ナトリウムを吸引して回収することを特徴としている。 In the method for recovering liquid metal sodium of the present invention, the porous member is inserted into the equipment and brought into contact with the liquid metal sodium remaining in the equipment to bring the liquid metal sodium inside the porous member. It is characterized by being sucked and collected.
従って、多孔質部材を設備内に挿入し、多孔質部材を設備内に残留する液体金属ナトリウムに接触させて液体金属ナトリウムを吸引して回収することで、例えば、設備の解体作業を効率的で安全に実施することができる。 Therefore, by inserting the porous member into the equipment, contacting the porous member with the liquid metal sodium remaining in the equipment, and sucking and recovering the liquid metal sodium, for example, the dismantling work of the equipment can be performed efficiently. It can be carried out safely.
また、本発明の液体金属ナトリウムの回収装置は、液体金属ナトリウムを貯留または送給する設備の下方に前記液体金属ナトリウムを吸引して回収する多孔質部材が配置される、ことを特徴とするものである。 Further, the liquid metal sodium recovery device of the present invention is characterized in that a porous member for sucking and recovering the liquid metal sodium is arranged below the facility for storing or supplying the liquid metal sodium. Is.
従って、設備から液体金属ナトリウムが漏えいし、この漏えいした液体金属ナトリウムが降下して多孔質部材に接触すると、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材の各孔内に吸引され、内部に回収される。そのため、不活性ガス導入が不要になると共に、作業者が直接金属ナトリウムを回収する作業を行うことがなくなって作業の安全性の向上を図ることができる。 Therefore, when liquid metal sodium leaks from the equipment and the leaked liquid metal sodium falls and comes into contact with the porous member, the liquid metal sodium is sucked into each hole of the porous member by the capillary phenomenon and recovered inside. To. Therefore, the introduction of the inert gas becomes unnecessary, and the worker does not have to directly recover the metallic sodium, so that the safety of the work can be improved.
本発明の液体金属ナトリウムの回収装置では、前記設備は配管であり、前記多孔質部材は、前記配管の下方における床面に配置されることを特徴としている。 In the liquid metal sodium recovery device of the present invention, the equipment is a pipe, and the porous member is arranged on the floor surface below the pipe.
従って、配管の連結部や溶接部、破損部から液体金属ナトリウムが漏えいしたとき、漏えいして落下した液体金属ナトリウムは、配管の下方における床面に配置される多孔質部材に接触し、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材内に吸引されて回収されることから、金属ナトリウムの回収作業における安全性を向上することができる。 Therefore, when liquid metal sodium leaks from the connecting part, welded part, or damaged part of the pipe, the leaked and dropped liquid metal sodium comes into contact with the porous member arranged on the floor surface below the pipe, and the liquid metal Since sodium is sucked into the porous member and recovered by the capillary phenomenon, the safety in the recovery work of metallic sodium can be improved.
本発明の液体金属ナトリウムの回収装置では、前記設備は配管であり、前記多孔質部材は、前記配管の下方に対向する位置に吊り下げ支持されることを特徴としている。 In the liquid metal sodium recovery device of the present invention, the equipment is a pipe, and the porous member is suspended and supported at a position facing below the pipe.
従って、配管の連結部や溶接部、破損部から液体金属ナトリウムが漏えいしたとき、漏えいして落下した液体金属ナトリウムは、配管の下方に吊り下げられた多孔質部材に接触し、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材内に吸引されて回収されることから、金属ナトリウムの回収作業における安全性を向上することができる。 Therefore, when liquid metal sodium leaks from the connecting part, welded part, or damaged part of the pipe, the leaked and dropped liquid metal sodium comes into contact with the porous member suspended below the pipe, and the liquid metal sodium is released. Since it is sucked into the porous member and recovered by the capillary phenomenon, the safety in the recovery work of metallic sodium can be improved.
また、本発明の液体金属ナトリウムの回収装置は、液体金属ナトリウムが残留する設備の内部に対して、前記液体金属ナトリウムを吸引して回収する多孔質部材を挿入及び排出する挿入排出装置が設けられる、ことを特徴とするものである。 Further, the liquid metal sodium recovery device of the present invention is provided with an insertion / discharge device for inserting and discharging a porous member that sucks and recovers the liquid metal sodium inside the equipment in which the liquid metal sodium remains. , Is characterized by that.
従って、挿入排出装置により設備の内部に多孔質部材を挿入し、液体金属ナトリウムに多孔質部材が接触すると、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材の各孔内に吸引され、内部に回収される。そのため、不活性ガス導入が不要になると共に、作業者が直接金属ナトリウムを回収する作業を行うことがなくなって作業の安全性の向上を図ることができる。 Therefore, when the porous member is inserted into the equipment by the insertion / discharge device and the porous member comes into contact with the liquid metal sodium, the liquid metal sodium is sucked into each hole of the porous member by the capillary phenomenon and collected inside. To. Therefore, the introduction of the inert gas becomes unnecessary, and the worker does not have to directly recover the metallic sodium, so that the safety of the work can be improved.
本発明の液体金属ナトリウムの回収装置では、前記設備は容器であり、前記挿入排出装置は、先端部に前記多孔質部材が連結される索状体と、前記索状体を移動させる駆動装置とを有することを特徴としている。 In the liquid metal sodium recovery device of the present invention, the equipment is a container, and the insertion / discharge device includes a cord-like body to which the porous member is connected to the tip portion and a drive device for moving the cord-like body. It is characterized by having.
従って、駆動装置により索状体を移動させることで多孔質部材を設備の内部に挿入することができ、液体金属ナトリウムの回収作業を設備の外部から円滑に実施することができる。 Therefore, the porous member can be inserted into the equipment by moving the cord by the driving device, and the liquid metal sodium recovery work can be smoothly carried out from the outside of the equipment.
本発明の液体金属ナトリウムの回収方法及び回収装置によれば、不活性ガス導入が不要になると共に、作業の安全性の向上を図ることができる。 According to the liquid metal sodium recovery method and recovery device of the present invention, the introduction of an inert gas becomes unnecessary and the work safety can be improved.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る液体金属ナトリウムの回収方法及び回収装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 Hereinafter, preferred embodiments of the liquid metal sodium recovery method and the recovery device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited to this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention also includes a combination of the respective embodiments.
[第1実施形態]
図1は、液体金属ナトリウムを原子炉冷却材とする原子力発電プラントの概略構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a nuclear power plant using liquid metal sodium as a reactor coolant.
第1実施形態において、図1に示すように、原子力発電プラント10に適用される原子炉は、高速中性子による核分裂連鎖反応を用いてエネルギを発生させることで、使用した燃料よりもさらに多くの燃料を生み出す高速増殖炉(FBR)である。この高速増殖炉は、冷却材として液体金属を使用しており、ここでは、金属ナトリウムを使用している。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the nuclear reactor applied to the
原子炉格納容器11は、内部に高速増殖炉12と一次主冷却系中間熱交換器13と一次主冷却系循環ポンプ14が格納されており、これらはガードベッセル(保護容器)により保護されている。そして、高速増殖炉12と一次主冷却系中間熱交換器13が一次主冷却系配管15aにより連結され、一次主冷却系中間熱交換器13と一次主冷却系循環ポンプ14が一次主冷却系配管15bにより連結され、一次主冷却系循環ポンプ14と高速増殖炉12が一次主冷却系配管15cにより連結されている。
The
従って、この高速増殖炉12と一次主冷却系中間熱交換器13と一次主冷却系循環ポンプ14は、各一次主冷却系配管15a,15b,15cにより一次系ナトリウムループを構成している。そのため、高速増殖炉12の炉心で原子燃料が核分裂を起こして熱が発生すると、一次主冷却系循環ポンプ14により液体金属ナトリウムが高速増殖炉12と一次主冷却系中間熱交換器13との間で循環することで、高速増殖炉12で発生した熱が液体金属ナトリウムにより吸収されて冷却される。
Therefore, the
原子炉格納容器11は、外部に蒸気発生器としての過熱器16及び蒸発器17が配置されると共に、二次主冷却系循環ポンプ18が配置されている。そして、一次主冷却系中間熱交換器13と過熱器16が二次主冷却系配管19aにより連結され、過熱器16と蒸発器17が二次主冷却系配管19bにより連結され、蒸発器17と一次主冷却系中間熱交換器13が二次主冷却系配管19cにより連結されており、二次主冷却系配管19cに二次主冷却系循環ポンプ18が設けられている。
In the
従って、一次主冷却系中間熱交換器13と過熱器16と蒸発器17と二次主冷却系循環ポンプ18は、各二次主冷却系配管19a,19b,19cにより二次系ナトリウムループを構成している。そのため、二次主冷却系循環ポンプ18により液体金属ナトリウムが循環することで、一次主冷却系中間熱交換器13で一次系の液体金属ナトリウムの熱が二次系の液体金属ナトリウムにより吸収されて冷却される。
Therefore, the primary main cooling system
なお、この二次系ナトリウムループにおいて、二次主冷却系配管19aと二次主冷却系配管19cとを連結する空気冷却配管20が設けられており、空気冷却配管20に空気冷却器21が設けられている。従って、一次主冷却系中間熱交換器13からの一次系の液体金属ナトリウムは、一部が過熱器16と蒸発器17を迂回し、空気冷却配管20を通って一次主冷却系中間熱交換器13に戻される。
In this secondary sodium loop, an
三次冷却系配管22a,22bは、過熱器16及び蒸発器17内を挿通するように配置されている。この三次冷却系配管22aは、下流側の端部が蒸気タービン23に連結されており、蒸気タービン23に発電機24が接続されている。蒸気タービン23は、復水器25が設けられており、この復水器25は、冷却水(例えば、海水)を給排する取水管26及び排水管27が連結されており、取水管26に循環水ポンプ28が設けられている。復水器25は、三次冷却系配管22bの上流側の端部が連結されており、三次冷却系配管22bに給水ポンプ29が設けられている。
The tertiary
従って、過熱器16と蒸発器17と蒸気タービン23と復水器25は、三次冷却系配管22a,22bにより三次系水ループを構成している。そのため、給水ポンプ29により水が循環することで、過熱器16及び蒸発器17で二次系の液体金属ナトリウムの熱が水により吸収されて冷却される。即ち、過熱器16及び蒸発器17にて、二次系の高温ナトリウムと熱交換を行って生成された蒸気は、三次冷却系配管22aを通して蒸気タービン23に送られ、この蒸気により蒸気タービン23が駆動して発電機24により発電を行う。蒸気タービン23を駆動した使用済の蒸気は、復水器25で海水を用いて冷却されて復水となり、給水ポンプ29により過熱器16及び蒸発器17に戻される。
Therefore, the
このように構成された原子力発電プラント10にて、各種の設備や配管などから液体金属ナトリウムが漏えいすると、この漏えいした液体金属ナトリウムが周辺の空気と化学反応することで燃焼し、設備内で火災が発生するおそれがある。第1実施形態は、漏えいした液体金属ナトリウムを安全に回収する液体金属ナトリウムの回収方法及び装置である。
In the
第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法は、液体金属ナトリウムに多孔質部材を接触させることで、この多孔質部材の内部に液体金属ナトリウムを吸引して回収するものである。 The method for recovering liquid metal sodium according to the first embodiment is to bring the porous member into contact with the liquid metal sodium, and to suck and recover the liquid metal sodium inside the porous member.
第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法にて、多孔質部材は、少なくともニッケルを含む材料により構成される。具体的に、例えば、多孔質部材は、純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキが施されて構成される。または、多孔質部材は、ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が設けられて構成される。 In the method for recovering liquid metal sodium according to the first embodiment, the porous member is composed of a material containing at least nickel. Specifically, for example, the porous member is configured by nickel-plating the surface of pure nickel, pure iron, or stainless steel. Alternatively, the porous member is configured by providing an oxide film on the surface of stainless steel.
以下、多孔質部材について詳細に説明する。多孔質部材としては、以下に説明するように、多種類のものが考えられる。
1.純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキを施して多孔質部材を構成する。
2.ステンレス鋼を空気中で300℃以上に加熱して表面に酸化皮膜を形成することで多孔質部材を構成する。
3.金属製のメッシュを積層することで多孔質部材を構成する。
4.焼結金属により多孔質部材を構成する。この場合、焼結金属の材料としては、純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキを施したものまたはステンレス鋼を空気中で300℃以上に加熱して表面に酸化皮膜を形成したものが好ましい。
なお、多孔質部材の空隙率は20~50%であることが好ましい。
Hereinafter, the porous member will be described in detail. As the porous member, many types can be considered as described below.
1. 1. The surface of pure nickel, pure iron, or stainless steel is nickel-plated to form a porous member.
2. 2. A porous member is formed by heating stainless steel to 300 ° C. or higher in air to form an oxide film on the surface.
3. 3. A porous member is formed by laminating metal meshes.
4. Porous members are made of sintered metal. In this case, the material of the sintered metal is pure nickel, pure iron, or stainless steel with nickel plating on the surface, or stainless steel heated to 300 ° C. or higher in the air to form an oxide film on the surface. Is preferable.
The porosity of the porous member is preferably 20 to 50%.
ナトリウムの融点は、98℃であることから、このナトリウムを回収する場合、150℃以上に加熱し、液体金属ナトリウムとして回収する。このとき、多孔質材料は、濡れ性の良い材料を選定することが好ましく、多孔質材料に250℃以上に加熱した液体金属ナトリウムを接触させることが好ましい。この濡れ性は、接触角で定義することができ、静止液体(液体金属ナトリウム)の自由表面が、固体壁(多孔質部材)に接する位置で、液面と固体面とのなす角度(液の内部にある角)を60度以下とすることが好ましい。 Since the melting point of sodium is 98 ° C., when recovering this sodium, it is heated to 150 ° C. or higher and recovered as liquid metal sodium. At this time, it is preferable to select a porous material having good wettability, and it is preferable to bring the porous material into contact with liquid metal sodium heated to 250 ° C. or higher. This wettability can be defined by the contact angle, and the angle between the liquid surface and the solid surface (of the liquid) at the position where the free surface of the static liquid (liquid metallic sodium) is in contact with the solid wall (porous member). The internal angle) is preferably 60 degrees or less.
また、第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置は、液体金属ナトリウムを貯留または送給する設備の下方に液体金属ナトリウムを吸引して回収する多孔質部材が配置されて構成されている。図2は、第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置を表す概略図、図3は、液体金属ナトリウムの回収装置の作用を表す概略図である。 Further, the liquid metal sodium recovery device of the first embodiment is configured by arranging a porous member for sucking and recovering the liquid metal sodium below the equipment for storing or supplying the liquid metal sodium. FIG. 2 is a schematic view showing the liquid metal sodium recovery device of the first embodiment, and FIG. 3 is a schematic view showing the operation of the liquid metal sodium recovery device.
図2に示すように、設備としての配管30は、第1配管31と第2配管32とが連結されて構成されている。第1配管31と第2配管32は、それぞれ管本体31a,32aの軸方向の端部にフランジ部31b,32bが形成されて構成される。配管30は、第1配管31のフランジ部31bと第2配管32のフランジ部32bが突き合わされ、複数のボルト33及びナット34により連結されて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
この配管30は、例えば、図1に示すように、一次主冷却系配管15a,15b,15c、二次主冷却系配管19a,19b,19cなどである。図2に示すように、配管30が配置される建屋は、コンクリート構造物35の上にステンレス製のライナ36が敷設されて床面が構成されている。上述した多孔質部材37は、配管30の下方におけるライナ(床面)36上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
配管30は、一般的に、ボルトや溶接部などによる連結部や屈曲部からの液体金属ナトリウムの漏えいが考えられることから、連結部や屈曲部の下方に多孔質部材37を配置する。そのため、この多孔質部材37は、所定厚さを有した板形状をなし、第1配管31と第2配管32が連結された各フランジ部31b,32bの下方に対向して配置されている。
In the
そのため、図3に示すように、第1配管31と第2配管32が連結された各フランジ部31b,32bの間から液体金属ナトリウムNa-1が漏洩すると、漏えいした液体金属ナトリウムNa-1は、多孔質部材37の上に落下する。すると、液体金属ナトリウムNa-1は、多孔質部材37の表面に接触し、毛細管現象により多孔質部材37内に吸引されて回収される。このとき、多孔質部材37は、内部に液体金属ナトリウムNa-2が維持され、その周囲に液体金属ナトリウムの生成物Na-3が生成される。なお、ここでは、多孔質部材37の全体が多孔質層である場合について説明したが、多孔質部材37の表面だけに多孔質層が存在する場合には、多孔質層の内部に液体金属ナトリウムNa-2が維持され、この液体金属ナトリウムNa-2の表面が燃焼することで、その周囲に酸化ナトリウムなどから構成される液体金属ナトリウムの生成物Na-3が生成される。この生成物Na-3は、多孔質部材37内の液体金属ナトリウムNa-2を包み込むように形成されることから、液体金属ナトリウムNa-2への空気の流入が阻止され、燃焼が防止される。
Therefore, as shown in FIG. 3, when the liquid metal sodium Na-1 leaks from between the
なお、多孔質部材37を配置する位置は、上述した位置に限定されるものではない。図4は、第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置の第1変形例を表す概略図、図5は、第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置の第2変形例を表す概略図である。
The position where the
第1変形例において、図4に示すように、配管30を構成する第1配管31と第2配管32は、軸方向の端部が溶接部41により連結され、その外面に断熱材42が巻き付けられて被覆されている。多孔質部材43は、第1配管31及び第2配管32の外側で、断熱材42の外面に巻き付けられて構成されている。そのため、第1配管31と第2配管32が連結された溶接部41から液体金属ナトリウムが漏洩すると、漏えいした液体金属ナトリウムは、断熱材42を通して多孔質部材43の内面に接触し、毛細管現象により多孔質部材43内に吸引されて回収される。
In the first modification, as shown in FIG. 4, the
第2変形例において、図5に示すように、配管30を構成する第1配管31と第2配管32は、その外面に断熱材42が巻き付けられて被覆されている。第1配管31と第2配管32は、連結部の下方に湾曲形状(または、平面形状)をなす支持板44が建屋または配管30から吊り下げられて配置され、支持板44上に湾曲形状(または、平面形状)をなす多孔質部材45が固定されている。そのため、第1配管31と第2配管32の連結部から液体金属ナトリウムが漏洩すると、漏えいした液体金属ナトリウムは、断熱材42を通して多孔質部材45の内面に接触し、毛細管現象により多孔質部材45内に吸引されて回収される。
In the second modification, as shown in FIG. 5, the
このように第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法にあっては、液体金属ナトリウムに多孔質部材37,43,45を接触させることで、多孔質部材37,43,45の内部に液体金属ナトリウムを吸引して回収する。
As described above, in the method for recovering liquid metal sodium of the first embodiment, by contacting the liquid metal sodium with the
従って、多孔質部材37,43,45が液体金属ナトリウムに接触すると、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材37,43,45の各孔内に吸引され、内部に回収される。そのため、不活性ガス導入が不要になると共に、作業者が直接金属ナトリウムを回収する作業を行うことがなくなって作業の安全性の向上を図ることができる。
Therefore, when the
第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法では、多孔質部材37,43,45を少なくともニッケルを含む材料により構成している。従って、ニッケルを含む材料により多孔質部材37,43,45を構成することで、液体金属ナトリウムを毛細管現象により多孔質部材37,43,45内に適切に吸引して回収することができる。
In the method for recovering liquid metal sodium of the first embodiment, the
第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法では、多孔質部材37,43,45を純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキが施して構成している。従って、純ニッケルまたは純鉄またはステンレス鋼の表面にニッケルメッキを施して多孔質部材を構成することで、表面に形成された多孔により液体金属ナトリウムを適切に吸引して回収することができる。
In the method for recovering liquid metal sodium of the first embodiment, the
第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法では、多孔質部材37,43,45をステンレス鋼の表面に酸化皮膜を設けて構成している。従って、ステンレス鋼の表面に酸化皮膜を設けて多孔質部材を構成することで、表面に形成された多孔により液体金属ナトリウムを適切に吸引して回収することができる。
In the method for recovering liquid metal sodium of the first embodiment, the
また、第1実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置にあっては、液体金属ナトリウムを貯留または送給する設備の下方に液体金属ナトリウムを吸引して回収する多孔質部材37,43,45を配置する。
Further, in the liquid metal sodium recovery device of the first embodiment, the
従って、配管30から液体金属ナトリウムが漏えいし、この漏えいした液体金属ナトリウムが降下して多孔質部材37,43,45に接触すると、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材37,43,45の各孔内に吸引され、内部に回収される。そのため、不活性ガス導入が不要になると共に、作業者が直接金属ナトリウムを回収する作業を行うことがなくなって作業の安全性の向上を図ることができる。
Therefore, when the liquid metal sodium leaks from the
本実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置では、多孔質部材37を配管の下方における床面に配置している。従って、配管30の連結部や溶接部、破損部から液体金属ナトリウムが漏えいしたとき、漏えいして落下した液体金属ナトリウムは、配管30の下方における床面に配置される多孔質部材37に接触し、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材37内に吸引されて回収されることから、金属ナトリウムの回収作業における安全性を向上することができる。
In the liquid metal sodium recovery device of the present embodiment, the
本実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置では、多孔質部材45を配管30の下方に対向する位置に吊り下げ支持している。従って、配管30の連結部や溶接部、破損部から液体金属ナトリウムが漏えいしたとき、漏えいして落下した液体金属ナトリウムは、配管30の下方に吊り下げられた多孔質部材45に接触し、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材45内に吸引されて回収されることから、金属ナトリウムの回収作業における安全性を向上することができる。
In the liquid metal sodium recovery device of the present embodiment, the
なお、上述した第1実施形態では、設備として配管30を適用したが、設備は、配管30に限定されるものではなく、例えば、過熱器16、蒸発器17、二次主冷却系循環ポンプ18などであってもよい。
In the first embodiment described above, the
[第2実施形態]
図6は、第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置を表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic view showing the liquid metal sodium recovery device of the second embodiment. The members having the same functions as those of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
図6に示すように、過熱器16において、下部胴51は、上部が開口して下部が閉塞された円筒形状をなし、下端部にナトリウム出口52が設けられている。上部胴53は、下部が開口して上部が閉塞された円筒形状をなし、側部にナトリウム入口54が設けられている。また、上部胴53は、上部に蒸気入口55と蒸気出口56が設けられている。そして、上部胴53は、下部胴51の開口部を閉塞するように固定されている。
As shown in FIG. 6, in the
下部胴51は、上部支持板57と下部支持板58が固定されている。下部胴51は、内壁面に隣接して上下方向に沿うと共に周方向に並んで複数の下降管59が設けられている。また、下部胴51は、各下降管59の内側に隣接して上下方向に沿うと共に周方向に並んで複数の伝熱管60が設けられている。各下降管59と各伝熱管60は、上部支持板57と下部支持板58に支持されている。そして、各下降管59は、上端部が蒸気入口55に連結され、下端部が連結管61により各伝熱管60の下端部に連結されて、各伝熱管60は、上端部が蒸気出口56に連結されている。
The
従って、二次系の液体金属ナトリウムは、上部胴53のナトリウム入口54から過熱器16に導入され、内部を下方に移動して下部胴51のナトリウム出口52から外部に排出される。一方、三次系の水蒸気は、上部胴53の蒸気入口55から過熱器16に導入され、各下降管59内を通って下方に移動し、このとき、各下降管59内の三次系の水蒸気と外部の二次系の液体金属ナトリウムとが熱交換する。即ち、三次系の水蒸気は、二次系の液体金属ナトリウムから熱を奪って加熱され、連結管61を介して各伝熱管60に流れ、各伝熱管60内を通って上方に移動し、上部胴53の蒸気出口56から外部に排出される。
Therefore, the secondary liquid metal sodium is introduced into the
このように構成された過熱器16にて、解体時には内部の液体金属ナトリウムを外部に排出するものの、一部の液体金属ナトリウムが内部に残留してしまう。第2実施形態は、過熱器16内に残留した液体金属ナトリウムを安全に回収する液体金属ナトリウムの回収方法及び装置である。
In the
第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法は、液体金属ナトリウムに多孔質部材を接触させることで、この多孔質部材の内部に液体金属ナトリウムを吸引して回収するものである。多孔質部材は、前述した第1実施形態と同様に構成されるものである。 The method for recovering liquid metal sodium according to the second embodiment is to bring the porous member into contact with the liquid metal sodium, and to suck and recover the liquid metal sodium inside the porous member. The porous member is configured in the same manner as in the first embodiment described above.
第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法は、設備や容器としての過熱器16内に多孔質部材を挿入し、過熱器16内に残留する液体金属ナトリウムに接触させることで、多孔質部材の内部に液体金属ナトリウムを吸引して回収する。このとき、過熱器16内に残留する液体金属ナトリウムを事前に150℃以上に加熱した後、多孔質部材を接触させる。
In the method of recovering the liquid metal sodium of the second embodiment, the porous member is inserted into the
また、第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置は、液体金属ナトリウムが残留する過熱器16の内部に対して、液体金属ナトリウムを吸引して回収する多孔質部材を挿入及び排出する挿入排出装置70を有している。
Further, the liquid metal sodium recovery device of the second embodiment is an insertion / discharge device that inserts and discharges a porous member that sucks and recovers the liquid metal sodium into the inside of the
この挿入排出装置70は、駆動装置71と、ワイヤ(索状体)72とを有している。駆動装置71は、図示しないが、回転自在なリールと、このリールを回転するモータとを有し、ワイヤ72の基端部が巻き付けられている。また、ワイヤ72は、複数のプーリ74に支持されており、先端部に多孔質部材73が連結されている。更に、液体金属ナトリウムの回収装置は、過熱器16の周囲に配置される加熱装置75を有している。
The insertion /
そのため、過熱器16を解体するとき、内部の液体金属ナトリウムを外部に排出するものの、一部の液体金属ナトリウムが内部に残留する。このとき、下部胴51から上部胴53を取り外し、加熱装置75により下部胴51を加熱する。そして、挿入排出装置70により駆動装置71からワイヤ72を繰り出し、このワイヤ72の先端部に連結された多孔質部材73を下部胴51内に挿入する。
Therefore, when the
図7は、液体金属ナトリウムの回収作業を表す概略図である。図7に示すように、ワイヤ72を繰り出すことで、多孔質部材73を下部胴51内で下降させ、液体金属ナトリウムに接触させる。このとき、ワイヤ72の先端部にカメラを装着し、作業者が外部からカメラのモニタにより下部胴51の内部を視認しながら、挿入排出装置70を操作することが好ましい。このとき、液体金属ナトリウムNa-4は、例えば、下部胴51の内面と上部支持板57の上面とが交差する隅部に残留しており、多孔質部材73の表面が接触すると、毛細管現象により多孔質部材73内に吸引されて回収される。このとき、多孔質部材73は、内部に液体金属ナトリウムNa-2が維持される。
FIG. 7 is a schematic view showing a recovery operation of liquid metal sodium. As shown in FIG. 7, by feeding out the
なお、多孔質部材73の構成は、上述した構成に限定されるものではない。図8は、第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置の第1変形例を表す概略図、図9は、第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置の第2変形例を表す概略図である。
The structure of the
第1変形例において、図8に示すように、ワイヤ72の先端部に棒状のヒータ(加熱装置)81が連結され、ヒータ81の先端部の周囲に多孔質部材82が固定されている。そのため、ワイヤ72を繰り出すことで、ヒータ81及び多孔質部材82を下部胴51内で下降させ、固体金属ナトリウムに接触させる。このとき、多孔質部材82は、ヒータ81により加熱されて高温状態に維持されており、下部胴51の内面と上部支持板57の上面とが交差する隅部に残留する固体金属ナトリウムは、多孔質部材82が接触することで溶融して液体金属ナトリウムNa-4となり、毛細管現象により多孔質部材82内に吸引されて回収される。このとき、多孔質部材82は、内部に液体金属ナトリウムNa-2が維持される。
In the first modification, as shown in FIG. 8, a rod-shaped heater (heating device) 81 is connected to the tip of the
第2変形例において、図9に示すように、ワイヤ72の先端部に棒状のヒータ81が連結され、ヒータ81の周囲に筒形状をなすガイド83が固定されている。多孔質部材84は、帯形状をなし、ヒータ81の先端部の周囲に配置されると共に、ガイド83により長手方向に沿って移動自在に支持されている。なお、図示しないが、多孔質部材84を移動するための装置が設けられている。そのため、ワイヤ72を繰り出すことで、ヒータ81とガイド83と多孔質部材84を下部胴51内で下降させ、固体金属ナトリウムに接触させる。このとき、多孔質部材84は、ヒータ81により加熱されて高温状態に維持されており、下部胴51に残留する固体金属ナトリウムは、多孔質部材84が接触することで溶融して液体金属ナトリウムNa-4となり、毛細管現象により多孔質部材84内に吸引されて回収される。このとき、多孔質部材84をヒータ81に沿って移動することで、液体金属ナトリウムNa-4に対する多孔質部材84の接触位置が更新され、多量の液体金属ナトリウムNa-4を回収できる。
In the second modification, as shown in FIG. 9, a rod-shaped
このように第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法にあっては、過熱器16内に多孔質部材73,82,84を挿入し、過熱器16内に残留する液体金属ナトリウムに接触させることで、多孔質部材73,82,84の内部に液体金属ナトリウムを吸引して回収する。
As described above, in the method for recovering the liquid metal sodium of the second embodiment, the
従って、多孔質部材73,82,84を過熱器16内に挿入し、多孔質部材73,82,84を過熱器16内に残留する液体金属ナトリウムに接触させて液体金属ナトリウムを吸引して回収することで、例えば、過熱器16の解体作業を効率的で安全に実施することができる。
Therefore, the
第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収方法では、液体金属ナトリウムを150℃以上に加熱した後に多孔質部材73,82,84を接触させている。従って、多孔質部材73,82,84に対する液体金属ナトリウムの濡れ性が向上し、液体金属ナトリウムを適切に吸引して回収することができる。
In the method for recovering liquid metal sodium according to the second embodiment, the liquid metal sodium is heated to 150 ° C. or higher, and then the
また、第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置にあっては、液体金属ナトリウムが残留する過熱器16の内部に対して、液体金属ナトリウムを吸引して回収する多孔質部材73,82,84を挿入及び排出する挿入排出装置70を設けている。
Further, in the liquid metal sodium recovery device of the second embodiment, the
従って、挿入排出装置70により過熱器16の内部に多孔質部材73,82,84を挿入し、液体金属ナトリウムに多孔質部材73,82,84が接触すると、液体金属ナトリウムが毛細管現象により多孔質部材73,82,84の各孔内に吸引され、内部に回収される。そのため、不活性ガス導入が不要になると共に、作業者が直接金属ナトリウムを回収する作業を行うことがなくなって作業の安全性の向上を図ることができる。
Therefore, when the
第2実施形態の液体金属ナトリウムの回収装置では、挿入排出装置70として、先端部に多孔質部材73,82,84が連結されるワイヤ72と、ワイヤ72を移動させる駆動装置71とを設けている。従って、駆動装置71によりワイヤ72を移動させることで多孔質部材73,82,84を過熱器16の内部に挿入することができ、液体金属ナトリウムの回収作業を設備の外部から円滑に実施することができる。
In the liquid metal sodium recovery device of the second embodiment, the insertion /
なお、上述した第2実施形態では、設備や容器として過熱器16を適用したが、設備や容器は、過熱器16に限定されるものではなく、例えば、蒸発器17、二次主冷却系循環ポンプ18などであってもよい。
In the second embodiment described above, the
10 原子力発電プラント
11 原子炉格納容器
12 高速増殖炉
13 一次主冷却系中間熱交換器
14 一次主冷却系循環ポンプ
15a,15b,15c 一次主冷却系配管
16 過熱器(設備、容器)
17 蒸発器
18 二次主冷却系循環ポンプ
19a,19b,19c 二次主冷却系配管
20 空気冷却配管
21 空気冷却器
22a,22b 三次冷却系配管
23 蒸気タービン
24 発電機
25 復水器
30 配管(設備)
31 第1配管
32 第2配管
37,43,45,73,82,84 多孔質部材
41 溶接部
42 断熱材
44 支持板
70 挿入排出装置
71 駆動装置
72 ワイヤ(索状体)
75 加熱装置
81 ヒータ(加熱装置)
83 ガイド
10
17
31
75
83 Guide
Claims (7)
前記多孔質部材は、少なくともニッケルを含む材料により構成され、
前記多孔質部材は、純ニッケル、または、ステンレス鋼の表面にニッケルメッキが施されて構成される、
ことを特徴とする液体金属ナトリウムの回収方法。 By bringing the porous member into contact with the liquid metal sodium, the liquid metal sodium is sucked and recovered inside the porous member.
The porous member is made of a material containing at least nickel.
The porous member is formed by plating the surface of pure nickel or stainless steel with nickel.
A method for recovering liquid metal sodium.
前記多孔質部材は、少なくともニッケルを含む材料により構成され、
前記多孔質部材は、ステンレス鋼の表面に酸化皮膜が設けられて構成される、
ことを特徴とする液体金属ナトリウムの回収方法。 By bringing the porous member into contact with the liquid metal sodium, the liquid metal sodium is sucked and recovered inside the porous member.
The porous member is made of a material containing at least nickel.
The porous member is configured by providing an oxide film on the surface of stainless steel.
A method for recovering liquid metal sodium.
設備内に前記多孔質部材を挿入し、前記設備内に残留する前記液体金属ナトリウムに接触させることで、前記多孔質部材の内部に前記液体金属ナトリウムを吸引して回収する、
ことを特徴とする液体金属ナトリウムの回収方法。 By bringing the porous member into contact with the liquid metal sodium, the liquid metal sodium is sucked and recovered inside the porous member.
By inserting the porous member into the facility and bringing it into contact with the liquid metal sodium remaining in the facility, the liquid metal sodium is sucked and recovered inside the porous member.
A method for recovering liquid metal sodium.
前記設備は配管であり、前記多孔質部材は、前記配管の下方に対向する位置に吊り下げ支持される、
ことを特徴とする液体金属ナトリウムの回収装置。 A porous member for sucking and recovering the liquid metal sodium is arranged below the equipment for storing or supplying the liquid metal sodium .
The equipment is a pipe, and the porous member is suspended and supported at a position facing below the pipe.
A liquid metal sodium recovery device characterized by that.
ことを特徴とする液体金属ナトリウムの回収装置。 An insertion / discharge device for inserting and discharging a porous member that sucks and recovers the liquid metal sodium is provided inside the equipment in which the liquid metal sodium remains.
A liquid metal sodium recovery device characterized by that.
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