JPH01140094A - 液体金属から水素及び酸素を除去するためのゲッタートラップ - Google Patents
液体金属から水素及び酸素を除去するためのゲッタートラップInfo
- Publication number
- JPH01140094A JPH01140094A JP63258305A JP25830588A JPH01140094A JP H01140094 A JPH01140094 A JP H01140094A JP 63258305 A JP63258305 A JP 63258305A JP 25830588 A JP25830588 A JP 25830588A JP H01140094 A JPH01140094 A JP H01140094A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- getter
- liquid metal
- trap
- heat exchanger
- zirconium
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 90
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 62
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 9
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 6
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims description 6
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D19/00—Degasification of liquids
- B01D19/0005—Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
- C01B3/001—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes characterised by the uptaking medium; Treatment thereof
- C01B3/0031—Intermetallic compounds; Metal alloys; Treatment thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
- G21C19/31—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids for molten metals
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
- G21C19/31—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids for molten metals
- G21C19/313—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids for molten metals using cold traps
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ナトリウムのような液体金属から水素及び酸
素を除去するためのゲッタートラップ、特に液体金属冷
却型原子炉の液体金属冷却材から水素及び酸素不純物を
除去するためのゲッタートラップに係わる。
素を除去するためのゲッタートラップ、特に液体金属冷
却型原子炉の液体金属冷却材から水素及び酸素不純物を
除去するためのゲッタートラップに係わる。
液体金属冷却型原子炉システムは一次及び二次液体金属
冷却材ループを含むのが普通である。一次液体金属冷却
材、例えばナトリウムは液体金属原子炉の炉心を通過し
ながら加熱され、次いで熱交換器における二次液体金属
冷却材との間接熱交換によって冷却される。二次冷却材
ループを循環する液体金属は次いで第２熱交換器を通過
し、二次液体金属冷却材からの熱エネルギーが三次ルー
プを流れる水を加熱して蒸気を発生させ、この蒸気が発
電装置、例えば発電機を駆動する。
冷却材ループを含むのが普通である。一次液体金属冷却
材、例えばナトリウムは液体金属原子炉の炉心を通過し
ながら加熱され、次いで熱交換器における二次液体金属
冷却材との間接熱交換によって冷却される。二次冷却材
ループを循環する液体金属は次いで第２熱交換器を通過
し、二次液体金属冷却材からの熱エネルギーが三次ルー
プを流れる水を加熱して蒸気を発生させ、この蒸気が発
電装置、例えば発電機を駆動する。
二次液体金属冷却材は、好ましくない水素及び酸素を含
むことが多い。一次冷却材もまた、アルゴンまたはその
他のカバーガス中の酸素同伴不純物ガスや構造材料表面
の“汚染被覆物”のような発生源からの酸素及び水素を
含む。三次ループでは腐食により水素が発生するが、こ
の水素が第２熱交換器を通って二次液体金属冷却材に流
入する。出力３００メガワツトの液体金属原子炉の液体
ナトリウム二次冷却材中の典型的な水素量は、３０年で
５４３２ｋｇである。酸素不純物の発生率は水素不純物
の発生率以下である。従って、二次冷却材ループは多く
の場合二次液体金属冷却材から有害な水素及び酸素を除
去する手段を含む。
むことが多い。一次冷却材もまた、アルゴンまたはその
他のカバーガス中の酸素同伴不純物ガスや構造材料表面
の“汚染被覆物”のような発生源からの酸素及び水素を
含む。三次ループでは腐食により水素が発生するが、こ
の水素が第２熱交換器を通って二次液体金属冷却材に流
入する。出力３００メガワツトの液体金属原子炉の液体
ナトリウム二次冷却材中の典型的な水素量は、３０年で
５４３２ｋｇである。酸素不純物の発生率は水素不純物
の発生率以下である。従って、二次冷却材ループは多く
の場合二次液体金属冷却材から有害な水素及び酸素を除
去する手段を含む。
液体金属から水素及び酸素不純物を除去する方法の１つ
としてコールドトラップの使用がある。
としてコールドトラップの使用がある。
コールドトラップ作用は温度の低下に伴なって不純物の
可溶性が低下するという原理に基づく。典型的なコール
ドトラップにおいては、液体金属が容器を含む補助シス
テムを通過して冷却されると、前記容器内で不純物が沈
殿し、固形の状態で保持される。
可溶性が低下するという原理に基づく。典型的なコール
ドトラップにおいては、液体金属が容器を含む補助シス
テムを通過して冷却されると、前記容器内で不純物が沈
殿し、固形の状態で保持される。
従来のコールドトラップでは、液体金属が熱交換器から
トラップの上部に流入し、外側環状路または“ダウンカ
マー”を流下する。流れ方向はメツシュ構造の詰まった
円筒形空間の底で反転する。液体金属はこの円筒空間を
上昇し、その端部から出口管に達する。一般に、沈殿物
の核形成及びこれに続く成長は主としてコールドトラッ
プの最低温の面上で起こる。典型的には、コールドトラ
ップの最低温域はコールドトラップの底、容器外壁、及
びメツシュ入口部分の広い面である。コールドトラップ
のこれらの領域で起こる沈殿物の核形成及びこれに続く
核成長は究極的にはコールドトラップを通過する液体金
属の流路を狭くし、コールドトラップの掻く一部に不純
物が侵入しても詰まりを生ずる。本願発明者は本願と譲
渡人を同じくする１９８１年９月２９日付米国特許第４
．２９１．８６５号において、例えば酸素のような不純
物を液体金属から除去するラジアル形コールドトラップ
を開示した。
トラップの上部に流入し、外側環状路または“ダウンカ
マー”を流下する。流れ方向はメツシュ構造の詰まった
円筒形空間の底で反転する。液体金属はこの円筒空間を
上昇し、その端部から出口管に達する。一般に、沈殿物
の核形成及びこれに続く成長は主としてコールドトラッ
プの最低温の面上で起こる。典型的には、コールドトラ
ップの最低温域はコールドトラップの底、容器外壁、及
びメツシュ入口部分の広い面である。コールドトラップ
のこれらの領域で起こる沈殿物の核形成及びこれに続く
核成長は究極的にはコールドトラップを通過する液体金
属の流路を狭くし、コールドトラップの掻く一部に不純
物が侵入しても詰まりを生ずる。本願発明者は本願と譲
渡人を同じくする１９８１年９月２９日付米国特許第４
．２９１．８６５号において、例えば酸素のような不純
物を液体金属から除去するラジアル形コールドトラップ
を開示した。
米国特許第３，８５３，７００号は鉄と、０．５乃至３
０重量％のチタニウム、０．５乃至２５重量％のバナジ
ウムまたは０．５乃至５重量％のマンガンから成る二元
合金を利用して液体ナトリウム中の炭素を除去するトラ
ップを開示している。
０重量％のチタニウム、０．５乃至２５重量％のバナジ
ウムまたは０．５乃至５重量％のマンガンから成る二元
合金を利用して液体ナトリウム中の炭素を除去するトラ
ップを開示している。
米国特許第３，９９３，４５３号は熱膨張係数の大きい
金属、例えばニッケルまたはニッケル合金から成る基材
を、加熱に伴ない破面する、核燃料要素用ジルコニウム
またはジルコニウム合金で被覆した複合体で構成したゲ
ッタートラップに係わる。
金属、例えばニッケルまたはニッケル合金から成る基材
を、加熱に伴ない破面する、核燃料要素用ジルコニウム
またはジルコニウム合金で被覆した複合体で構成したゲ
ッタートラップに係わる。
ゲッタートラップは液体アルカリ金属から水素を吸収す
るためにも利用されており、米国特許第３．６２２，３
０３ 号は鉄、ニッケル、タンタル、コロンビウム及こ
れらの合金で形成した障壁としての第１層と、パラジウ
ム、プラチナ及びこれらの合金から成る第２層とで構成
された上記のようなゲッターに係わる。
るためにも利用されており、米国特許第３．６２２，３
０３ 号は鉄、ニッケル、タンタル、コロンビウム及こ
れらの合金で形成した障壁としての第１層と、パラジウ
ム、プラチナ及びこれらの合金から成る第２層とで構成
された上記のようなゲッターに係わる。
米国特許第４，３１２，６６９号は三元図で表わした場
合にその組成が重量％で ａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び５％鉄
； ｂ）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を隅部とする三角形の内側に含ま
れるジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金から選択さ
れる、酸素及び水素を含むガスを除去するためのゲッタ
ー合金を開示している。
合にその組成が重量％で ａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び５％鉄
； ｂ）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を隅部とする三角形の内側に含ま
れるジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金から選択さ
れる、酸素及び水素を含むガスを除去するためのゲッタ
ー合金を開示している。
本発明は、例えばナトリウムのような液体金属から水素
及び酸素を除去するためのゲッタートラップを提供する
。このゲッタートラップは一端に入口、他端に出口のあ
る細長い閉鎮筐体を含み、中空管状小片から成るジルコ
ニウム含有基材を、その組成が三元図で表わした場合、
重量％でａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及
び５％鉄； ｂ）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及・び５％
鉄 によって画定される点を隅部とする三角形の内側に含ま
れるジルコニウム、バナジウム及び鉄のゲッター合金で
被覆して成るゲッター材が前記筐体内に無作為に配置さ
れる。液体金属が入口から筐体内に流入してゲッター材
を通過し、出口を通って筐体から放出されるのに伴ない
、液体金属から水素及び酸素不純物が除去される。
及び酸素を除去するためのゲッタートラップを提供する
。このゲッタートラップは一端に入口、他端に出口のあ
る細長い閉鎮筐体を含み、中空管状小片から成るジルコ
ニウム含有基材を、その組成が三元図で表わした場合、
重量％でａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及
び５％鉄； ｂ）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及・び５％
鉄 によって画定される点を隅部とする三角形の内側に含ま
れるジルコニウム、バナジウム及び鉄のゲッター合金で
被覆して成るゲッター材が前記筐体内に無作為に配置さ
れる。液体金属が入口から筐体内に流入してゲッター材
を通過し、出口を通って筐体から放出されるのに伴ない
、液体金属から水素及び酸素不純物が除去される。
ゲ。ツタ−トラップはゲッター合金ペレットから成る第
２ゲツター材を含むことができる。
２ゲツター材を含むことができる。
本発明は液体金属冷却型原子炉システムの二次ループを
流れる液体金属冷却材の温度に相当する３１０”Ｃ以上
の温度において水素及び酸素を吸収するゲッタートラッ
プを提供する。従って、有効な作用を得るための正確な
温度を維持する必要がないから、液体金属を冷却及び加
熱するために熱交換を別途に行なう必要がない。
流れる液体金属冷却材の温度に相当する３１０”Ｃ以上
の温度において水素及び酸素を吸収するゲッタートラッ
プを提供する。従って、有効な作用を得るための正確な
温度を維持する必要がないから、液体金属を冷却及び加
熱するために熱交換を別途に行なう必要がない。
本発明のゲッタートラップの性能は温度または流動条件
の変化に著しく影響されない。
の変化に著しく影響されない。
本発明はまた、ジルコニウム含有基、材の水素吸収を化
学式ＺｒＨ１，３に相当する理論上の最大値に出来るゲ
ッター材を利用するゲッタートラップを提供する。典型
的なコールドトラップでは水素吸収は最大理論値の半分
以下である。コールドトラップと連携する補助装置や、
コールドトラップ及びゲッタートラップにおける水素含
有固相の水素密度差を考慮すると、ゲッタートラップは
典型的なコールドトラップの約半分の容積で同じ水素吸
収能力を発揮する。
学式ＺｒＨ１，３に相当する理論上の最大値に出来るゲ
ッター材を利用するゲッタートラップを提供する。典型
的なコールドトラップでは水素吸収は最大理論値の半分
以下である。コールドトラップと連携する補助装置や、
コールドトラップ及びゲッタートラップにおける水素含
有固相の水素密度差を考慮すると、ゲッタートラップは
典型的なコールドトラップの約半分の容積で同じ水素吸
収能力を発揮する。
本発明のゲッタートラップは一次冷却材ループ、二次冷
却材ループ及び三次冷却材ループを有する液体金属冷却
型原子炉システムに特に有用である。一次冷却材ループ
は一次液体金属冷却材、液体金属原子炉及び第１熱交換
器を含む。一次液体金属冷却材は液体金属原子炉、第１
熱交換器を経て、再び液体金属原子炉へ還流する。二次
冷却材ループは二次液体金属冷却材、第１熱交換器及び
第２熱交換器を含み、一次冷却材ループの一次液体金属
冷却材からの熱は第１熱交換器を介して二次液体金属冷
却材に伝達される。二次液体金属冷却材は第１熱交換器
、第２熱交換器を経て、再び第１熱交換器へ還流する。
却材ループ及び三次冷却材ループを有する液体金属冷却
型原子炉システムに特に有用である。一次冷却材ループ
は一次液体金属冷却材、液体金属原子炉及び第１熱交換
器を含む。一次液体金属冷却材は液体金属原子炉、第１
熱交換器を経て、再び液体金属原子炉へ還流する。二次
冷却材ループは二次液体金属冷却材、第１熱交換器及び
第２熱交換器を含み、一次冷却材ループの一次液体金属
冷却材からの熱は第１熱交換器を介して二次液体金属冷
却材に伝達される。二次液体金属冷却材は第１熱交換器
、第２熱交換器を経て、再び第１熱交換器へ還流する。
三次冷却材ループは冷却水、第２熱交換器及び蒸気によ
る被駆動装置を含み、二次液体金属冷却材ループの二次
液体金属冷却材からの熱は第２熱交換器を介して冷却水
に伝達される。冷却水は第２熱交換器、上記による被駆
動装置を経て、再び第２熱交換器へ還流する。本発明の
ゲッタートラップは一次及び二次冷却材ループの少なく
とも一方に配置される。
る被駆動装置を含み、二次液体金属冷却材ループの二次
液体金属冷却材からの熱は第２熱交換器を介して冷却水
に伝達される。冷却水は第２熱交換器、上記による被駆
動装置を経て、再び第２熱交換器へ還流する。本発明の
ゲッタートラップは一次及び二次冷却材ループの少なく
とも一方に配置される。
本発明を添付図面に沿ってさらに詳細に説明する。
本発明のゲッタートラップ１ （第１図）は一端に入口
５、他端に出ロアを有する細長い閉鎖筐体３を含む。
５、他端に出ロアを有する細長い閉鎖筐体３を含む。
筐体３内にはゲッター材９（Ｎ２図）が無作為に配置さ
れている。このゲッター材９は中空管状小片１１の形態
を呈し、１対のバッフルプレート１３によって筐体３内
に保持されている。管状小片１１は１．２乃至１．７％
錫、０．０７乃至０．２０％鉄、０．０５乃至０．１５
％クロム、０．０３乃至０．０８％ニッケル及び残りの
ジルコニウムから成る合金ジルカロイ−２または１．２
乃至１．７％錫、０．１２乃至０．１８％鉄、０．０５
乃至０．１５％クロム及び残りのジルコニウムから成る
合金ジルカロイ−４で形成されたジルコニウム含有基材
１５を有する。本発明のゲッタートラップ１用のゲッタ
ー材９としては、長さ１インチで、外径０．３７５イン
チ、壁厚０．０２３インチのジルカロイ−４管が特に有
用である。
れている。このゲッター材９は中空管状小片１１の形態
を呈し、１対のバッフルプレート１３によって筐体３内
に保持されている。管状小片１１は１．２乃至１．７％
錫、０．０７乃至０．２０％鉄、０．０５乃至０．１５
％クロム、０．０３乃至０．０８％ニッケル及び残りの
ジルコニウムから成る合金ジルカロイ−２または１．２
乃至１．７％錫、０．１２乃至０．１８％鉄、０．０５
乃至０．１５％クロム及び残りのジルコニウムから成る
合金ジルカロイ−４で形成されたジルコニウム含有基材
１５を有する。本発明のゲッタートラップ１用のゲッタ
ー材９としては、長さ１インチで、外径０．３７５イン
チ、壁厚０．０２３インチのジルカロイ−４管が特に有
用である。
中空管状小片１１は米国特許第４，３１２，８６９号に
開示されているゲッター合金の被覆１７を施されている
。このゲッター合金はその組成が三元図（第３図）で表
わした場合、重量％で ａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び５％銑
鉄 ；）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を隅部とする三角形の内側に含ま
れるジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金である。第
３図の三元図で表わした場合、ｄ）７０％ジルコニウム
、２５％バナジウム及び５％銑鉄 ；）７０％ジルコニウム、２４％バナジウム及び６％銑
鉄；び ｆ）６６％ジルコニウム、２４％バナジウム及び１０％
鉄； ｇ）４７％ジルコニウム、４３％バナジウム及び１０％
鉄； ｈ）４７％ジルコニウム、４５％バナジウム及び８％銑
鉄；び １）５０％ジルコニウム、４５％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を退部とする多角形の内側に含ま
れる組成のゲッター合金が好ましい。特に好ましいゲッ
ター合金組成の１例は４５％ジルコニウム、５０％バナ
ジウム及び５％鉄である。このゲッター合金で被覆した
ジルカロイ−４から成る管状小片は５ＡＥＳ Ｇｅｔ
ｔｅｒｓ Ｓ、ｐ、Ａ社から５ＡＥＳ合金タイプ５Ｔ
１２３の商品名で販売されている。
開示されているゲッター合金の被覆１７を施されている
。このゲッター合金はその組成が三元図（第３図）で表
わした場合、重量％で ａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び５％銑
鉄 ；）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を隅部とする三角形の内側に含ま
れるジルコニウム、バナジウム及び鉄の合金である。第
３図の三元図で表わした場合、ｄ）７０％ジルコニウム
、２５％バナジウム及び５％銑鉄 ；）７０％ジルコニウム、２４％バナジウム及び６％銑
鉄；び ｆ）６６％ジルコニウム、２４％バナジウム及び１０％
鉄； ｇ）４７％ジルコニウム、４３％バナジウム及び１０％
鉄； ｈ）４７％ジルコニウム、４５％バナジウム及び８％銑
鉄；び １）５０％ジルコニウム、４５％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を退部とする多角形の内側に含ま
れる組成のゲッター合金が好ましい。特に好ましいゲッ
ター合金組成の１例は４５％ジルコニウム、５０％バナ
ジウム及び５％鉄である。このゲッター合金で被覆した
ジルカロイ−４から成る管状小片は５ＡＥＳ Ｇｅｔ
ｔｅｒｓ Ｓ、ｐ、Ａ社から５ＡＥＳ合金タイプ５Ｔ
１２３の商品名で販売されている。
ゲッター合金は多孔構造であるから表面積が広く、酸素
及び水素吸収率が高い。しかも、ゲッター合金は水素及
び酸素に関して高い拡散係数を有する。従って、ゲッタ
ー合金に吸収された酸素はゲッター材９の表面に水素吸
収を妨げる酸化物膜を形成するのではなく、ゲッター材
９表面からゲッター材全体に拡散する。
及び水素吸収率が高い。しかも、ゲッター合金は水素及
び酸素に関して高い拡散係数を有する。従って、ゲッタ
ー合金に吸収された酸素はゲッター材９の表面に水素吸
収を妨げる酸化物膜を形成するのではなく、ゲッター材
９表面からゲッター材全体に拡散する。
ゲッター合金の被覆が施されていない場合、ジルコニウ
ム含有基材への水素の接近はジルコニウムの酸化物及び
窒化物から成る化学的な固着膜形成によって著しく妨げ
られるのが普通である。ゲッター材９の表面のゲッター
合金の被覆１７はジルコニウム含有基材１５への水素接
近を可能にする。これにより、水素吸収密度はゲッター
合金だけの場合よりも高くなる。なぜなら、ジルコニウ
ム含有基材中のジルコニウム密度が多孔ゲッター合金中
のそれよりも高く、水素に対するジルコニウム含有基材
の化学的親和力がゲッター合金よりも高いからである。
ム含有基材への水素の接近はジルコニウムの酸化物及び
窒化物から成る化学的な固着膜形成によって著しく妨げ
られるのが普通である。ゲッター材９の表面のゲッター
合金の被覆１７はジルコニウム含有基材１５への水素接
近を可能にする。これにより、水素吸収密度はゲッター
合金だけの場合よりも高くなる。なぜなら、ジルコニウ
ム含有基材中のジルコニウム密度が多孔ゲッター合金中
のそれよりも高く、水素に対するジルコニウム含有基材
の化学的親和力がゲッター合金よりも高いからである。
ジルコニウム含有基材の化学的熱力学特性が優越し、水
素吸収量が高い状態ではこの特性はゲッター合金の特性
よりも優れている。例えば、本発明のゲッター材は液体
金属冷却型原子炉の二次冷却材ループを流れる二次液体
金属冷却材が第２熱交換器を通過して冷却されたのちに
到達する温度で作用する。
素吸収量が高い状態ではこの特性はゲッター合金の特性
よりも優れている。例えば、本発明のゲッター材は液体
金属冷却型原子炉の二次冷却材ループを流れる二次液体
金属冷却材が第２熱交換器を通過して冷却されたのちに
到達する温度で作用する。
液体金属、例えば液体ナトリウムが入口５から筺体３に
流入し、ゲッター材９を通過し、出ロアを通って筐体３
から放出されるのに伴い、液体金属から水素及び酸素不
純物が除去される。吸収される水素及び酸素の分布は入
口５からゲッタートラップ１の長さに沿って指数関数的
に減少する。
流入し、ゲッター材９を通過し、出ロアを通って筐体３
から放出されるのに伴い、液体金属から水素及び酸素不
純物が除去される。吸収される水素及び酸素の分布は入
口５からゲッタートラップ１の長さに沿って指数関数的
に減少する。
充分に多量の酸素が吸収されると、ゲッター材９の上流
部の効率が低下し、同時に水素吸収能力も低下する。従
って、このことをゲッタートラップ１の設計に際して考
慮し、ゲッター材９の上流部を事実上酸素除去専用とす
ればよい。
部の効率が低下し、同時に水素吸収能力も低下する。従
って、このことをゲッタートラップ１の設計に際して考
慮し、ゲッター材９の上流部を事実上酸素除去専用とす
ればよい。
ゲッター合金による水素吸収能力はゲッター材９を約７
００°Ｃに加熱すると回復するが、ゲッター合金による
酸素吸収能力は回復しない。従って、ゲッタートラップ
１の設計に際しては、ゲッタートラップ１の使用環境に
応じて、酸素吸収によるゲッター材９の寿命を考慮に入
れねばならない。
００°Ｃに加熱すると回復するが、ゲッター合金による
酸素吸収能力は回復しない。従って、ゲッタートラップ
１の設計に際しては、ゲッタートラップ１の使用環境に
応じて、酸素吸収によるゲッター材９の寿命を考慮に入
れねばならない。
本発明のゲッタートラップ１は、ゲッター合金ペレット
２７から成る第２ゲツター材２１を含むことができる。
２７から成る第２ゲツター材２１を含むことができる。
このような第２ゲツター材２１は５ＡＥＳ Ｇｅｔｔ
ｅｒｓ Ｓ、ｐ、Ａ、から５ＡＥＳ合金タイプ５Ｔ１
７２の商品名で販売されている。
ｅｒｓ Ｓ、ｐ、Ａ、から５ＡＥＳ合金タイプ５Ｔ１
７２の商品名で販売されている。
即ち、第４図に示す本発明の第２実施例では、ゲッター
トラップＩＡの筺体３が第１セクション１９を含み、該
第１セクシヨン内に第２ゲツター材２１が無作為に配置
されている。ゲッター材９は第１セクシヨン１９の下流
に位置する第２セクシヨン２３内に無作為に配置されて
いる。筐体３の第１セクシヨン１９及び第２セクシ目ン
２３は例えばバッフルプレート２５などで分離すること
が好ましい。上流側の第２ゲツター材２１は主として酸
素ゲッターとして作用するから、第２ゲタ−材２１の下
流に位置するゲッター材９を主として水素ゲッターとし
て作用させ、同じゲッター材９によって吸収される酸素
に干渉されないように出来る。
トラップＩＡの筺体３が第１セクション１９を含み、該
第１セクシヨン内に第２ゲツター材２１が無作為に配置
されている。ゲッター材９は第１セクシヨン１９の下流
に位置する第２セクシヨン２３内に無作為に配置されて
いる。筐体３の第１セクシヨン１９及び第２セクシ目ン
２３は例えばバッフルプレート２５などで分離すること
が好ましい。上流側の第２ゲツター材２１は主として酸
素ゲッターとして作用するから、第２ゲタ−材２１の下
流に位置するゲッター材９を主として水素ゲッターとし
て作用させ、同じゲッター材９によって吸収される酸素
に干渉されないように出来る。
第５図に示す第３実施例のゲッタートラップＩＢにあっ
ては、ゲッター材９が無作為に配置されている筐体３の
直ぐ上流に位置する第２筐体２９内に第２ゲツター材２
１が無作為に配置されている。第２筐体２９は入口３１
及び出口３３を含む。第２ゲツター材２１は１対のバッ
フルプレート３５により第２筐体２９内に保持される。
ては、ゲッター材９が無作為に配置されている筐体３の
直ぐ上流に位置する第２筐体２９内に第２ゲツター材２
１が無作為に配置されている。第２筐体２９は入口３１
及び出口３３を含む。第２ゲツター材２１は１対のバッ
フルプレート３５により第２筐体２９内に保持される。
接続手段３７が第２筐体２９の出口３３と第１筐体３の
入口５を結合する。従って、水素及び酸素不純物を含む
液体金属は第２筐体２９の入口３１からゲッタートラッ
プＩＢに流入して第２ゲツター材２１を通過し、出口３
３を通って第２筺体２９から流出する。液体金属は次に
入口５を通ってゲッター材９を通過し、筐体３の出ロア
を通ってゲッタートラップＩＢから流出する。これらの
ゲッタートラップ実施例は蒸気を含む三次ルー、ブの腐
食から生ずる水素量に比較して酸素量が少ない液体金属
冷却型原子炉の二次冷却材ループにおいて特に有用であ
ると考えられる。
入口５を結合する。従って、水素及び酸素不純物を含む
液体金属は第２筐体２９の入口３１からゲッタートラッ
プＩＢに流入して第２ゲツター材２１を通過し、出口３
３を通って第２筺体２９から流出する。液体金属は次に
入口５を通ってゲッター材９を通過し、筐体３の出ロア
を通ってゲッタートラップＩＢから流出する。これらの
ゲッタートラップ実施例は蒸気を含む三次ルー、ブの腐
食から生ずる水素量に比較して酸素量が少ない液体金属
冷却型原子炉の二次冷却材ループにおいて特に有用であ
ると考えられる。
本発明のゲッタートラップ１は、液体金属冷却型原子炉
システム３９（第６図）において特に有用である。シス
テム３９は一次冷却材ルーブ４１を含み、−水冷却材で
ある液体金属、例えば液体ナトリウムは液体金属原子炉
４３の炉心を通過しながら加熱され、次いで第１熱交換
器４５゜を通過することによって冷却され、ポンプ４７
によって再び原子炉４３へ戻される。二次冷却材ループ
４９を循環する液体金属冷却材は第１熱交換器４５にお
ける間接的熱交換により一次液体金属から熱エネルギー
を吸収する。加熱された二次液体金属冷却材は次いで第
２熱交換器５１を通過し、二次液体金属冷却材からの熱
エネルギーは例えば発電機のような（図示しない）蒸気
による被駆動装置を駆動するのに利用される。二次液体
金属冷却材は次いで第２熱交換器５１からポンプ５５に
よって再び第１熱交換器４５へ戻される。
システム３９（第６図）において特に有用である。シス
テム３９は一次冷却材ルーブ４１を含み、−水冷却材で
ある液体金属、例えば液体ナトリウムは液体金属原子炉
４３の炉心を通過しながら加熱され、次いで第１熱交換
器４５゜を通過することによって冷却され、ポンプ４７
によって再び原子炉４３へ戻される。二次冷却材ループ
４９を循環する液体金属冷却材は第１熱交換器４５にお
ける間接的熱交換により一次液体金属から熱エネルギー
を吸収する。加熱された二次液体金属冷却材は次いで第
２熱交換器５１を通過し、二次液体金属冷却材からの熱
エネルギーは例えば発電機のような（図示しない）蒸気
による被駆動装置を駆動するのに利用される。二次液体
金属冷却材は次いで第２熱交換器５１からポンプ５５に
よって再び第１熱交換器４５へ戻される。
二次液体金属冷却材は、蒸気による被駆動装置の運転に
使用される水から発生する有害な水素と、その他の発生
源からの酸素を含むことが多い。
使用される水から発生する有害な水素と、その他の発生
源からの酸素を含むことが多い。
従って、二次冷却材ループ４９は二次液体金属冷却材か
らの有害な水素及び酸素を除去するため、第２熱交換器
５１の下流に、好ましくは本発明の第４及び５図に示す
実施例のゲッタートラップ１を含む。ゲッタートラップ
１への流量は弁５７によって制御される。本発明のゲッ
タートラップを、−水冷却材が水素及び酸素汚染物を含
む場合の一次冷却材ループに使用できることはいうまで
もない。有害な水素及び酸素を含む一次冷却材ループの
場合、弁５７゛の下流に、好ましくはポンプ４７と液体
金属原子炉４３を結ぶラインにゲッタートラップ１′を
組み込むことになる。
らの有害な水素及び酸素を除去するため、第２熱交換器
５１の下流に、好ましくは本発明の第４及び５図に示す
実施例のゲッタートラップ１を含む。ゲッタートラップ
１への流量は弁５７によって制御される。本発明のゲッ
タートラップを、−水冷却材が水素及び酸素汚染物を含
む場合の一次冷却材ループに使用できることはいうまで
もない。有害な水素及び酸素を含む一次冷却材ループの
場合、弁５７゛の下流に、好ましくはポンプ４７と液体
金属原子炉４３を結ぶラインにゲッタートラップ１′を
組み込むことになる。
ゲッタートラップが動作温度に影響されないから、ゲッ
タートラップを一次冷却材ループ４１の熱交換器４５へ
の高温流入管または二次冷却材ループ４９の熱交換器５
１への高温流入管に配置することも可能である。
タートラップを一次冷却材ループ４１の熱交換器４５へ
の高温流入管または二次冷却材ループ４９の熱交換器５
１への高温流入管に配置することも可能である。
第１図は本発明のゲッタートラップの部分断面図である
。 第２図は本発明のゲッタートラップに使用されるゲッタ
ー材を一部断面で示す斜視図である。 第３図は本発明ゲッタートラップのゲッター材のジルコ
ニウム含有基材の被覆として有用なゲッター合金の組成
を示す三元図である。 第４図は本発明の第２実施例としてのゲッタートラップ
を示す断面図である。 第５図は本発明の第３実施例としてのゲッタートラップ
を示す断面図である。 第６図は本発明のゲッタートラップを含む液体金属冷却
型原子炉システムの構成図である。 １・・・・ゲッタートラップ ３・・・・筐体 ９・・・・ゲッター材 １１・・・・管状小片 １５・・・・基材 １７・・・・被覆 ２７・・・・ゲッター合金ペレット 出願人： ウエスチングへウス・エレクトリック・コ
ーポリ−９１フ代 理 人：加 藤 紘 一部（ほか１
名）斥′１し−し７℃−ｔＦＩＧ、Ｉ ＦＩＣ，２ ＦＩＧ、 ３
。 第２図は本発明のゲッタートラップに使用されるゲッタ
ー材を一部断面で示す斜視図である。 第３図は本発明ゲッタートラップのゲッター材のジルコ
ニウム含有基材の被覆として有用なゲッター合金の組成
を示す三元図である。 第４図は本発明の第２実施例としてのゲッタートラップ
を示す断面図である。 第５図は本発明の第３実施例としてのゲッタートラップ
を示す断面図である。 第６図は本発明のゲッタートラップを含む液体金属冷却
型原子炉システムの構成図である。 １・・・・ゲッタートラップ ３・・・・筐体 ９・・・・ゲッター材 １１・・・・管状小片 １５・・・・基材 １７・・・・被覆 ２７・・・・ゲッター合金ペレット 出願人： ウエスチングへウス・エレクトリック・コ
ーポリ−９１フ代 理 人：加 藤 紘 一部（ほか１
名）斥′１し−し７℃−ｔＦＩＧ、Ｉ ＦＩＣ，２ ＦＩＧ、 ３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）一端に入口、他端に出口のある細長い閉鎖筺体を
有して液体金属から水素及び酸素を除去するゲッタート
ラップであって、前記筺体内にゲッター材が無作為に配
置され、前記ゲッター材がジルコニウム、バナジウム及
び鉄のゲッター合金で被覆された中空管状小片から成る
ジルコニウム含有基材であり、前記ゲッター合金の組成
が、三元図で示した場合に、重量％で ａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び５％鉄
； ｂ）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄；及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を隅部とする三角形内に含まれ、
液体金属が前記入口から前記筺体に流入し、前記ゲッタ
ー材を通過したのち前記出口を通って前記筺体から放出
されるのに伴ない液体金属から水素及び酸素不純物が除
去されることを特徴とするゲッタートラップ。 （２）前記液体金属が液体ナトリウムであることを特徴
とする請求項第（１）項に記載のゲッタートラップ。 （３）前記ゲッタートラップが前記ゲッター合金のペレ
ットから成る第２ゲッター材を含むことを特徴とする請
求項第（１）項に記載のゲッタートラップ。 （４）前記第２ゲッター材が前記筺体内の前記ゲッター
材より上流に無作為に配置されていることを特徴とする
請求項第（３）項に記載のゲッタートラップ。 （５）前記ゲッタートラップが前記第１筐体の上流に第
２筺体を含み、前記第２筐体内に前記第２ゲッター材が
無作為に配置されていることを特徴とする請求項第（３
）項に記載のゲッタートラップ。 （６）一次液体金属冷却材、液体金属原子炉及び第１熱
交換器を含み、前記一次液体金属冷却材が前記液体金属
原子炉、前記第１熱交換器を経て再び前記液体金属原子
炉へ還流するように構成された一次冷却材ループと、二
次液体金属冷却材、前記第１熱交換器及び第２熱交換器
を含み、前記一次冷却材ループの前記一次液体金属冷却
材からの熱が前記第１熱交換器を介して前記二次液体金
属冷却材に伝達され、前記二次液体金属冷却材が前記第
１熱交換器、前記第２熱交換器を経て、再び前記第１熱
交換器へ還流するように構成された二次冷却材ループと
、冷却水、前記第２熱交換器及び蒸気による被駆動装置
を含み、前記二次液体金属冷却材ループの前記二次液体
金属冷却材からの熱が前記第２熱交換器を介して前記冷
却水に伝達され、前記冷却水が前記第２熱交換器、前記
蒸気による被駆動装置を経て、再び前記第２熱交換器へ
還流するように構成された三次冷却材ループと、前記一
次及び前記二次冷却材ループの少なくとも一方に配置さ
れ、前記ループを流れる前記液体金属から水素及び酸素
を除去することができ、一端に入口、他端に出口がある
細長い閉鎖筺体から成るゲッタートラップとを有する液
体金属冷却原子炉システムであって、前記筺体内にゲッ
ター材が無作為に配置され、前記ゲッター材がジルコニ
ウム、バナジウム及び鉄のゲッター合金で被覆された中
空管状小片から成るジルコニウム含有基材であり、前記
ゲッター合金の組成が、三元図で示した場合、重量％で ａ）７５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び５％鉄
； ｂ）４５％ジルコニウム、２０％バナジウム及び３５％
鉄：及び ｃ）４５％ジルコニウム、５０％バナジウム及び５％鉄 によって画定される点を隅部とする三角形内に含まれ、
液体金属が前記入口から前記筺体に流入し、前記ゲッタ
ー材を通過したのち前記出口を通つて前記筺体から放出
されるのに伴ない液体金属から水素及び酸素不純物が除
去されることを特徴とする液体金属冷却原子炉システム
。 （７）前記ゲッタートラップが配置されている前記冷却
材ループ内の前記液体金属冷却材が液体ナトリウムであ
ることを特徴とする請求項第（６）項に記載の液体金属
冷却原子炉。 （８）前記ゲッタートラップが前記二次冷却材ループ内
にあり、前記二次液体金属冷却材が前記第１熱交換器、
前記第２熱交換器、前記ゲツタートラップを経て、再び
前記第１熱交換器へ還流することを特徴とする請求項第
（６）項に記載の液体金属冷却原子炉。 （９）前記ゲッタートラップが前記ゲッター合金のペレ
ットから成る第２ゲッター材を含むことを特徴とする請
求項第（６）項に記載の液体金属冷却原子炉。 （１０）前記第２ゲッター材が前記筺体内の前記第１ゲ
ッター材の上流に無作為に配置されていることを特徴と
する請求項第（９）項に記載の液体金属冷却原子炉。 （１１）前記ゲッタートラップが前記筺体の上流に第２
筺体を含み、前記第２ゲッター材が前記第２筺体内に無
作為に配置されていることを特徴とする請求項第（９）
項に記載の液体金属冷却原子炉（１２）前記ゲッタート
ラップが前記ゲッター材の上流に配置された前記ゲッタ
ー合金ペレットから成る第２ゲッター材を含むことを特
徴とする請求項第（１１）項に記載の液体金属冷却原子
炉。 （１３）前記ゲッタートラップが前記一次冷却材ループ
内に位置することを特徴とする請求項第（６）項に記載
の液体金属冷却原子炉。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US107,736 | 1979-12-27 | ||
| US07/107,736 US4830816A (en) | 1987-10-13 | 1987-10-13 | Getter trap for removing hydrogen and oxygen from a liquid metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01140094A true JPH01140094A (ja) | 1989-06-01 |
Family
ID=22318193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258305A Pending JPH01140094A (ja) | 1987-10-13 | 1988-10-13 | 液体金属から水素及び酸素を除去するためのゲッタートラップ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4830816A (ja) |
| JP (1) | JPH01140094A (ja) |
| DE (1) | DE3833278A1 (ja) |
| FR (1) | FR2621495A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6086652A (en) * | 1998-12-29 | 2000-07-11 | Uop Llc | Method and apparatus for initial purification of liquid metal heat exchange fluid |
| CN109859868B (zh) * | 2019-01-10 | 2024-05-10 | 中国原子能科学研究院 | 一种高温锂回路净化用热阱系统 |
| FR3096987B1 (fr) * | 2019-06-07 | 2021-08-27 | Constellium Issoire | Dispositif pour piéger l’hydrogène |
| CN112670004A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-04-16 | 中国原子能科学研究院 | 一种液态金属工质净化装置 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2276560A (en) * | 1937-12-01 | 1942-03-17 | Nat Aluminate Corp | Process and apparatus for carrying out chemical process |
| US2879157A (en) * | 1955-10-04 | 1959-03-24 | Mine Safety Appliances Co | Purification of alkali metals by heat transfer |
| US3454502A (en) * | 1966-04-27 | 1969-07-08 | Calgon Corp | Activated carbon tablet |
| US3622303A (en) * | 1966-05-23 | 1971-11-23 | Atomic Power Dev Ass Inc | Method for removing hydrogen from liquid alkali metals and the like |
| FR1549434A (ja) * | 1967-10-20 | 1968-12-13 | ||
| NL172604C (nl) * | 1970-07-23 | 1983-09-16 | Interatom | Inrichting voor het continu afscheiden van metaaldampen of metaalaerosolen in vloeibare vorm uit gassen, in het bijzonder van natriumdamp of -druppeltjes uit het schutgas van een natriumgekoelde kernenergie-installatie. |
| US3993453A (en) * | 1973-05-09 | 1976-11-23 | General Electric Company | Getter for nuclear fuel elements |
| US3853700A (en) * | 1973-11-02 | 1974-12-10 | J Armijo | Carbon-trap alloys for liquid sodium |
| US3963826A (en) * | 1974-02-15 | 1976-06-15 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Low temperature, low pressure hydrogen gettering |
| JPS5759289B2 (ja) * | 1974-11-14 | 1982-12-14 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | |
| JPS51148193A (en) * | 1975-06-13 | 1976-12-20 | Toshiba Corp | A nuclear fuel element |
| US4229260A (en) * | 1976-06-02 | 1980-10-21 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nuclear reactor fuel element |
| US4088533A (en) * | 1977-01-18 | 1978-05-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Radionuclide trap |
| IT1110271B (it) * | 1979-02-05 | 1985-12-23 | Getters Spa | Lega ternaria getterante non evaporabile e metodo di suo impiego per l'assorbimento di acqua,vapore d'acqua,di altri gas |
| US4291865A (en) * | 1980-04-22 | 1981-09-29 | Westinghouse Electric Corp. | Radial cold trap |
| FR2490864B1 (fr) * | 1980-08-09 | 1987-12-31 | Doryokuro Kakunenryo | Systeme de refroidissement de surregenerateur a neutrons rapides |
| JPS5845600A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-16 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 高速増殖炉二次系からの水素除去方法 |
| US4564509A (en) * | 1983-06-30 | 1986-01-14 | Northeast Semiconductor Inc. | Method and apparatus for improved gettering for reactant gases |
-
1987
- 1987-10-13 US US07/107,736 patent/US4830816A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-30 DE DE3833278A patent/DE3833278A1/de not_active Withdrawn
- 1988-10-12 FR FR8813446A patent/FR2621495A1/fr not_active Withdrawn
- 1988-10-13 JP JP63258305A patent/JPH01140094A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3833278A1 (de) | 1989-04-27 |
| US4830816A (en) | 1989-05-16 |
| FR2621495A1 (fr) | 1989-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10304573B2 (en) | Method for the pressure relief of a nuclear power plant, pressure-relief system for a nuclear power plant and associated nuclear power plant | |
| JPH01140094A (ja) | 液体金属から水素及び酸素を除去するためのゲッタートラップ | |
| CN201126723Y (zh) | 放射性钠在线净化用的冷阱 | |
| TW199933B (ja) | ||
| Watson | EVALUATION OF METHODS FOR RECOVERING TRITIUM FROM THE BLANKETS OR COOLANT SYSTEMS OF FUSION REACTORS. | |
| Buxbaum | The use of zirconium-palladium windows for the separation of tritium from the liquid metal breeder-blanket of a fusion reactor | |
| Smith et al. | Fusion reactor blanket/shield design study | |
| JPH06257864A (ja) | 発熱装置 | |
| Fütterer et al. | Tritium permeation through helium-heated steam generators of ceramic breeder blankets for DEMO | |
| GB2210898A (en) | Getter trap for removing hydrogen and oxygen from a liquid metal | |
| JP2003536087A (ja) | 燃料要素およびこの型の燃料要素を使用する原子炉 | |
| JP3075633B2 (ja) | ガス中からのトリチウムの除去回収方法および装置 | |
| Watson | SUMMARY OF TRITIUM HANDLING PROBLEMS IN FUSION REACTORS. | |
| Smith et al. | Assessment of solid breeding blanket options for commercial tokamak reactors | |
| Baratti et al. | Mathematical model applied to permeation problems of process designs for tritium recovery from liquid blankets | |
| JPH0631808B2 (ja) | トリチウムの放散抑制装置 | |
| JPS6334487A (ja) | 金属水素化物熱交換器 | |
| JP3053600B2 (ja) | 中空冷却式ウラン・プルトニウム混合酸化物粉末用貯槽 | |
| Youchison et al. | High Heat Flux Testing of a Helium-Cooled Tungsten Tube with Porous Foam. | |
| JPS62161095A (ja) | 高温ゲツタ容器 | |
| Luft et al. | Direct contact heat exchanger for phase change thermal storage | |
| Abdou et al. | Choice of coolant in commercial tokamak power plants | |
| Yakura | Considerations on a tritium reprocessing system utilizing solid tritium getters in a lithium cooled thermonuclear reactor | |
| JPS632360B2 (ja) | ||
| Tanaka et al. | 6.3 Application of multiphase flow to improvement of nuclear power plant safety |