JPH01274802A - コールドトラップ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体金属純化用のコールドトラップに係り、
特に、不純物捕獲用の充填物が液体金属中の不純物によ
って目詰りした後、その不純物をドレンして、前記充填
物を再生利用するコールドトラップに関する。

［従来の技術） コールドトラップは、液体金属、例スば高速増殖炉の冷
却材として使用される液体ナトリウム中に混入する不純
物を捕獲することにより、液体金属を使用している系統
の構造材が当該液体金属中の不純物によって腐食促進さ
れる等の悪影響かｌ？）保護するために設置される。

ここで、第３図に示す従来型コールドトラップを用いて
、コールドトラップの原理および従来技術について説明
する。

第３図において、液体金属は入口１から流入し、冷却部
２において、液体金属中に含まれる不純物の飽和温度以
下にまで冷却され、不純物捕獲部において、バッフル板
３にはさまれるように充填されている不純物捕獲用充填
物４の外周部から流入した後、中心部に集まって出口５
から流出する。

液体金属の冷却により過飽和となった不純物は、コール
ドトラップ底部の構造材表面にその一部が捕獲され、残
りの大部分は、充填物４に捕獲される。充填物４は、運
転が継続されるにしたがい、捕獲した不純物により目詰
りして行き、やがて液体金属の流路が完全に閉塞するか
、または充填物４部分における液体金属の圧力損失が過
大、どなって、−旦運転が中止される。その場合、コー
ルドトラップの外部に設けられたヒータ８により、コー
ルドトラップを加熱し、充填物４に捕獲された不純物を
溶出させて、ドレン口６からドレンする運転（以下、「
再生運転」という。）をおこない、その後、再び不純物
を純化する運転がおこなわれる。図中、７は液体金属冷
却用の冷却器を示している。

なお、コールドトラップに関する先行技術は、例えば特
開昭５０−３０１１号、同５１−１４６３１０号、同５
６−４４７２６号、同６２−３３７２９号公報等に記載
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、コールドトラップの不純物捕獲用充填物４が
捕獲できる不純物の量は、充填物４の充填密度と負の相
関関係にあることが分っている。

一方、充填物４は、不純物により目詰りするにしたがい
、液体金属から受ける抗力によって圧縮され続け、再生
運転をおこなう時点では、初期の状態に比べて、充填密
度が著しく高くなっていることが、試験ループで運転後
のコールドＩ・ラップ解体検査結果から明らかとなった
。

しかるに、従来においては、一般に、この点についての
配慮がなされておらず、再生運転後の不純物捕獲量が、
初期の状態に比べて著しく減少してしまうという問題が
あった。

本発明の目的は、コールドトラップ運転中、所定量の不
純物を捕獲して目詰りした充填物が、液体金属から受け
る抗力によって過剰に圧縮され。

再生運転後の充填密度が著しく高くなるのを防止し、再
生運転後も、初期と同程度の不純物捕獲性能を維持でき
る、改良されたコールドトラップを提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、液体金属の流路途中に設けられた多数の連
通孔を有する不純物捕獲用の充填物と、この充填物を支
持する支持体と、充填物に流入する液体金属を冷却する
冷却器とを有するコールドトラップにおいて、前記充填
物を、液体金属から受ける一定値以上の抗力により変形
せしめて、液体金属が充填物をバイパスして流れる流路
を形成することによって達成される。

〔作用〕

しかして、前記構成よりなる本発明によれば、コールド
トラップの不純物捕獲用充填物は、これを、液体金属か
ら受ける一定値以上の抗力により変形せしめて、液体金
属が充填物をバイパスして流れる流路を形成するよう構
成したことにより、前記充填物が所定量の不純物を捕獲
して目詰りすると、液体金属が当該充填物をバイパスし
て流れる流路を形成すべく、変形するため、液体金属か
らの抗力によって不純物捕獲用充填物が著しく圧縮され
るものではない。

〔実施例〕

以下、本発明を、第１図にもとづいて説明すると、第１
図（ａ）および（ｂ）は本発明に係るコールドトラップ
の一実施例を示す使用状態の一部縦断面図であり、本実
施例において、不純物捕獲用の充填物４は、充填物素材
を同心円状に巻きつけて成形したものであり、間隔の保
持された２枚のバッフル板３にはさまれている。また、
第１図において、充填物４のほぼ中央付近から下部にか
けては、その半径方向の変形を拘束するように、補強リ
ング９で補強し、充填物４の上部は、液体金属から受け
る一定値以上の抗力による変形を許すように、特に補強
しないでおく。

以上の構成において、充填物４が所定量の不純物を捕獲
し、液体金属から受ける抗力が大きくなると、第１図（
ｂ）に示すように、充填物４の上部が内側に曲がり、充
填物４ど上側のバッフル板３との間に隙間ができ、液体
金属がこの隙間をバイパスして流れるようになるため、
液体金属から充填物４に働く抗力が過大とならずに、充
填物４が著しく圧縮されるのを防止することができる。

その結果、充填物４は、再生運転時に、初期の状態に近
い状態に維持されるため、その再生運転に際し、初期運
転時と同程度の凰の不純物を捕獲することができる。

これに加えて、充填物４の材質を、再生運転時の温度に
まで昇温するとその板状が復元する形状記憶金属とすれ
ば、再生運転により、充填物４は、完全に初期の状態に
戻るため、より一層効果的な不純物捕獲作用が得られる
。

また、液体金属が充填物４をバイパスして流れ始めたこ
とは、その液体金属を扱う系統中に別に設すた液体金属
用純度計を用いて１、コールドトラップの純化効率低下
を検知することによって容易に知ることができる。

なお、前掲特開昭６２−３３７２９号公報には、［不純
物を含む液体金属を冷却することにより過飽和となって
析出した不純物をタンク内に充チ（シたメツシュ体で捕
獲するコールドトラップにおいて、液体金属の流れ方向
に沿って前記メツシュ体を複数段に分け、コールドトラ
ップ運転温度以上または室温以下の温度を変態点として
一方向動作する形状記憶合金からなる仕切板の開動作に
より形成されるバイパス流路をメツシュ体の各段に設け
るとともに、各バイパス流路の仕切板をそれらの変態点
以上に加熱しあるいはそれらの変態点以下に冷却する装
置４設け、各バイパス流路の仕切板がコールドトラップ
運転温度以上に加熱されたときまたは室温以下に冷却さ
れたときに下段から上段に向って順次開動作するように
各仕切板の形状記憶合金の変態点を変える」コールドト
ラップが示されており、同公報には、コールドトラップ
の〜部に形状記憶合金を用いる記載があるが、特開昭６
２−３３７２９号公報に示されている形状記憶合金は、
メツシュ体を複数段に分ける仕切板に形状記憶合金を使
用したものであって、その目的も、本発明のように、コ
ールドトラップの再生を意図するものではない。

すなわち、特開昭６２−３３７２９号公報に記載のコー
ルドトラップは、再生型ではなく、−度使い切ったなら
ば、新しいものと変換するタイプのものであり、唯、使
い切りタイプのコールドトラップであっても、その機能
を最大限有効に活用して、液体金属中に混入する不純物
を、従来よりも効率よく捕獲するというものである。具
体的には、複数段に分けたメツシュ体を、不純物の目詰
りに応じて、順次下段から−Ｅ段へと切り換えるに際し
、（１）各仕切板の形状記憶合金の変態点を各段毎に変
えておき、所定温度に加熱または冷却することによって
所定段の仕切板を開とし１選択されたバイパス流路を形
成できるようにする。（２）最上段のメツシュ体が不純
物により目詰りした場合にはコールドトラップを交換し
なければならないため、最上段メツシュ体にはバイパス
流路を設けなくてもよい。（３）各仕切板が一度開とな
ると、温度を変えても再び閉状態に変形しないように、
各形状記憶合金は一方向動作型のものを使用する、とい
うものである。

次に、本発明の他の実施例を、第２図にもとづいて説明
すると、本実施例において、充填物４は。

液体金属出口の存在する中心部ほど間隔が広くなる２枚
のバッフル板３の間に充填されており、充填物４が所定
量の不純物を捕獲後、目詰りして、液体金属により中心
に向かって圧縮され始めると、第２図（ｂ）に示すよう
に、上部のバッフル板３と充填物４との間に隙間ができ
、液体金属は、この隙間を通って流れるようになる。し
たがって、液体金属から充填物４に働く抗力、すなわち
充填物４の変形が過大となるものではなく、これまた第
１図の実施例と同様、充填物４が著しく圧縮されるのを
防止することができるものであって、本実施例の場合は
、充填物４の部分的補強を必要せず、充填物４の製作性
がよいという利点かあ〔発明の効果〕 本発明は以上のごときであり１図示実施例の２明からも
明らかなように１本発明によれば、コルトドラップ運転
中、所定量の不純物を捕獲し目詰りした充填物が、液体
金属から受ける抗力よって過剰に圧縮され、再生運転後
の充填密度著しく高くなるのを防止し、再生運転後も、
初と同程度の不純物捕獲性能を維持することがでる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明に係るコルトドラッ
プの一実施例を示す使用状態の一部断面図、第２図（ａ
）および（ｂ）は本発明コルトドラップの他の実施例を
示す使用状態の一部断面図、第３図は従来型コールドト
ラップの体内−例を示す縦断面図である。 ３・・・バッフル板、４・・・不純物捕獲用充填物、９
充填物補強リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体金属の流路途中に設けられた多数の連通孔を有
   する不純物捕獲用の充填物と、この充填物を支持する支
   持体と、充填物に流入する液体金属を冷却する冷却器と
   を有するコールドトラップにおいて、前記充填物を、液
   体金属から受ける一定値以上の抗力により変形せしめて
   、液体金属が充填物をバイパスして流れる流路を形成す
   るよう構成したことを特徴とするコールドトラップ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の発明において、不純物
   捕獲用充填物の上端から所定の長さを置いて、その下方
   を、補強部材によつて補強したコールドトラップ。 ３、特許請求の範囲第１項記載の発明において、不純物
   捕獲用充填物の上下間隔を保持する２枚のバッフル板の
   間隔を、液体金属出口の存在する中心部ほど広い間隔と
   したコールドトラップ。 ４、特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の
   発明において、不純物捕獲用充填物の材質を、再生運転
   時における液体金属の昇温によって初期の状態に復元す
   る形状記憶合金としたコールドトラップ。