JPH029402A - 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、内筒と外筒との二重構造をなし、内筒上部に
おけるガス抜き孔を内筒上蓋と上部管板との間の位置で
００口させ、ガスプレナム部の容積を小さく且つ一定に
保てるようにしたコールドトラップに関するものである
。

［従来の技術］ コールドトラップは、液体ナトリウム等の液体金属中の
不純物溶解度が温度低下と共に減少することを利用した
不純物除去用純化装置であり、液体ナトリウムを冷却材
として用いる高速増殖炉等で広く使用されている。

従来の代表的なコールドトラップの一例を第４図〜第６
図に示す、ナトリウムはナトリウム入口配管１０からコ
ールドトラップ１２内に入り、ダム部１４をオーバフロ
ーして内筒１６と外筒１８との間の環状部を流下する。

このとき冷却用伝熱管２０中を流れる窒素ガスにより冷
却される。ナトリウムは底部で流れの向きを上方に変え
、内筒底部に設けられた穴から内筒１６の内部に入り、
バフフル２２に従って流れ、ステンレス鋼製のメッシェ
２４へ不純物を析出しつつ上昇し、ナトリウム出口配管
２６から流出する。

内筒１６と外筒１８との間の環状部に多数配列されてい
る冷却用伝熱管２０は、上下両端でそれぞれ上部管板２
８と下部管板３０により支持される。下方の窒素ガス人
口３２から入った冷却用の窒素ガスはそれら多数の冷却
用伝熱管２０内を通って上昇し上方の窒素ガス出口３４
から出る。

内筒１６内のガス抜きをｉテうために内筒上蓋３６にガ
ス抜き孔３８が設けられている０通常運転中は、大部分
のナトリウムは内筒１６と外筒Ｉ８との間の環状部を流
下するが、一部のすトリウムはガス抜き孔３８を通って
内筒１６の内部に入り、純化されたナトリウムと混合し
てナトリウム出口配管２６から流出する。

［発明が解決しようとする課題］ 第６図に示すように、コールドトラップ１２の外筒１８
の内部上方にはガスプレナム４０が存在する。これはコ
ールドトラップ１２にナトリウムを充填した時に残存し
たガス溜まりである。ｉｌ！転中にナトリウムの流動に
よって気泡となって除去されるものもあるが、一般に純
化するナトリウム中には若干の気泡が含まれているから
、時間の経過につれてガスプレナム４０の容積は増加し
、やがてダム部１４のレベルより低下する場合もあり得
る。

このような状態になると次のような欠点が生じる。

■　３１　転初期のレベル（レベルａ）とガスプレナム
容積が最大のレベル（レベルｂ）の差を３００１とする
と、ナトリウムと冷却用伝熱管２０とが接触する伝熱面
積は約ｌＯ％程度低下する。従ってコールドトラップを
一定温度に保つためには冷却ガス流量を増加する必要が
あり、駆動動力を増大しなければならなくなる。

■　ガスプレナムの容積が変化するのに応してコールド
トラップの制御系を追従させる必要があり、これが安定
した運転に悪影響を与える。

■　ガスプレナム容積の増加によってコールドトラップ
の外側の環状部を下降するナトリウム中にガスが巻き込
まれ易くなり、ナトリウムの流動抵抗が増大しコールド
トラップの圧損が増加する。このことはナトリウム駆動
動力の増大をもたらす。

■　ガスプレナムの容積が増加するため冷却能力が低下
し、冷却能力を大きくするにはコールドトラップが大型
化する。

本発明の目的は、ガスプレナム容積の増大を防止して上
記のような従来技術の欠点を解消したコールドトラップ
を提供することにある。

Ｃ課題を解決するための手段］ 本発明に係るコールドトラップは、内筒と外筒との二重
構造をなし、内筒と外筒との間が冷却領域、内筒内部が
不純物捕１！！領域となり、外筒内部の上方にガスプレ
ナムを有する構造を前提としている。

そして前記のような課題を解決するために本発明では、
内筒上部におけるガス抜き孔を内筒上蓋と上部管板との
間の位置で開口させた点に特徴を有する。このガス抜き
孔の開口位置は、ガスプレナムの容積を最終的に一定に
保ちたいレベル、言い換えれば最終的なナトリウムレベ
ルとする。

このため最も好ましい構成は、内筒上蓋に内筒内部と連
通ずるようなガス抜きスリーブを立設することである。

［作用］ 運転初期におけるコールドトラップ外湾内のナトリウム
レベルがガス抜き孔の開口位置よりも低かったとしても
、運転時間が経過して内筒内部で不純物が補槽されるに
つれて圧損が増大し、外筒部の圧力との差によってガス
プレナム容積は減少していく、そしてナトリウムレベル
がガス抜き孔の開口位置に達すると、ナトリウムの一部
はそのガス抜き孔から内情内部に流れ込むため、最終的
にはナトリウムレベルはそのガス抜き孔開口位置で一定
となる。つまり外筒内の上方に形成されるガスプレナム
の容積を小さく且つ一定に制御できることになる。

［実施例］ 第１図は本発明に係るコールドトラップの−実施例を示
す要部の説明図である。この図面は従来技術を示す第６
図と対応しており、それ以外の構成は第４図の従来技術
と同様であってよいから、説明を簡略化するため対応す
る部分には同一符号を付す。

コールドトラップ本体１２は内筒１６と外筒１８との二
重構造をなし、両者によって形成される環状の間隙部に
多数の冷却用伝熱管２０が配設されている。冷却用伝熱
管２０の上端は上部管板２８で保持される。内情上！！
３６上にはダム部１４が設けられ、それに向かって上方
からナトリウム入口配管ＩＯが取り付けられている。内
情上１１３６の中央にはナトリウム出口配管２６が接続
される。

さてこの実施例の特徴は、内情上蓋３６にガス抜きスリ
ーブ５０を立設し、その上端のガス抜き孔５２を内筒上
蓋３６と上部管板２８との間の位置で開口させた点であ
る。ガス抜きスリーブ５０の長さ、言い換えると上端の
ガス抜き孔５２の開口位置は、最終的に形成されるべき
ガスプレナム容量によって決められる。

ナトリウム入口配管１０から流入したナトリウムは、ダ
ム部１４をオーバフローし大部分は内筒１６と外筒１８
との間の環状部を下降する。

このナトリウふは冷却用伝熱管２０内を流れる窒素ガス
によって冷却されて底部に至り、内筒１６の内部に入る
。内湾１６の内部ではバッフル２２に従って流れながら
ステンレスｆＲ製のメツシュ２４へ不純物を析出して出
口配管２６から流出する。

さて運転初期においてガスプレナム４０の容積がレベル
ａまであったとする。運転時間が経過するにつれてメツ
シュ２４の部分の圧力と外筒内部の圧力差によってナト
リウムレベルは上昇する。ナトリウムレベル５４がガス
抜き孔５２のレベルに達すると、それを越えたナトリウ
ムはガス抜きスリーブ５０を遣って内情１６の内部に入
りナトリウム出口配管２６から流出することになる。従
って本発明では適当な開口寸法のガス抜き孔５２を設け
ることによって、ある程度の運転時間が経過した後はガ
スプレナム容積を常にガス抜き孔５２のレベルで一定に
保つことができる。

第２図は本発明の他の実施例を示している。

基本的な考え方は前記第１図に示す実施例と同様である
から、対応する部分には同一符号を付しそれらについて
の説明は省略する。コールドトラップ１２にはその内筒
内部の温度を検出できるように温度計ウェル５６が設け
られている。

この実施例ではその温度計ウェル５６を取り囲むように
ガス抜きスリーブ５８を設置しガス抜き孔６０を開口さ
せている。

このような構造にすると、ガス抜きスリーブ５８の強度
上の問題を解決することができる。

更に強度を増加したい場合には、温度計ウェル５６とガ
ス抜きスリーブ５日とを部分的に溶接して保持すればよ
い、温度計ウェル５６以外でも、上部管板２８に固定さ
れ内部に挿入されているような構造物があれば、それを
利用してガス抜きスリーブの１ｌｌｉ強を行うことがで
きる。

第３図は本発明の更に他の実施例を示すものである。こ
れはナトリウム出口ｍｌ管２６の側壁にガス抜き孔６２
を設けたものである。この構造は最も簡便なものとなる
が、純化されないナトリウムが直接ナトリウム出口配管
２６に戻ることになるので、その点ではあまり好ましい
ものではない、しかしながらガスプレナムの容積を小さ
く且つ一定に保つことはできる。

［発明の効果１ 本発明に係るコールドトラップは、上記のように内筒上
部におけるガス抜き孔を内筒上蓋と上部管板との間の位
置で開口させたから、ガスプレナムの容積を小さく且つ
一定に制ｉＴＪでき、そのためナトリウムと冷却用伝熱
管とが接触する伝熱面積がほとんど変化せず、コールド
トラップの性能変化を防止でき、安定した且つ効率のよ
い運転を実現できる効果がある。

本発明に係るコールドトラップでは、ガスプレナム容積
の増加を防止できるため、冷却ガスのｆＬ量を増加させ
る必要がなく、冷却ガスの駆他動力はほぼ一定でよい、
またナトリウムレベルはダム部よりも常に高所にあり、
そのためコールドトラップの外側環状部を流下するナト
リウム中にガスが巻き込まれ難く、コールドトラ７プ内
部での圧損増加を防止でき、ナトリウム駆動動力の増加
も生じない。

更に本発明ではガスプレナム部の容積を小さくできるか
ら、コールドトラップを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るコールドトラップの一実施例を示
す要部説明図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明に係
るコールドトラップの他の実施例を示す要部説明図であ
る。 第４図は従来技術の一例を示す全体構成図、第５図はそ
のＶ−Ｖ矢視図、第６図はその要部説明図である。 ＩＯ・・・ナトリウム入口配管、１２・・・コールドト
ラップ、１６・・・内筒、１８・・・外筒、２０・・・
冷却用伝熱管、２４・・・メツシュ、２６・・・ナトリ
ウム出口配管、 ５０．５８・・・ガス抜きスリーブ、 ５２、　　６０゜ ６２・・・ガス抜き孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内筒と外筒との二重構造をなし、内筒と外筒との間
   が冷却領域、内筒内部が不純物捕獲領域となり、外筒内
   部の上方にガスプレナムを有するコールドトラップにお
   いて、内筒上部におけるガス抜き孔を内筒上蓋と上部管
   板との間の位置で開口させたことを特徴とするコールド
   トラップ。 ２、内筒上蓋にガス抜きスリーブを立設した請求項１記
   載のコールドトラップ。