JPH03296695A - Condensing apparatus of rare gas - Google Patents

Condensing apparatus of rare gas

Info

Publication number
JPH03296695A
JPH03296695A JP2099239A JP9923990A JPH03296695A JP H03296695 A JPH03296695 A JP H03296695A JP 2099239 A JP2099239 A JP 2099239A JP 9923990 A JP9923990 A JP 9923990A JP H03296695 A JPH03296695 A JP H03296695A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
pipe
liquid nitrogen
nitrogen
vessel
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
Application number
JP2099239A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Minoru Funato
稔 船渡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2099239A priority Critical patent/JPH03296695A/en
Publication of JPH03296695A publication Critical patent/JPH03296695A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To attain an increase in a rising speed in a heating mode, reduction in a temperature difference in an apparatus and an improvement in temperature controllability and to improve an adsorptive condensation performance by providing a heat-insulating vessel into which a pressurized gas supply pipe and a liquid nitrogen discharge pipe are inserted. CONSTITUTION:A double-cylinder-shaped heat-insulating vessel 4 has a heat-insulating material 4c under a cap 4d constructed of a inner cylinder 4a and an outer cylinder 4b. A gas introduction pipe 6 is connected to an active adsorption bed 5 in this vessel 4. A gas outflow pipe 8 is connected onto the outlet side of the adsorption bed 5, while the introduction pipe 6 and the outflow pipe 8 pierce the cap 4d and are connected to a tank outside the vessel 4. A spray nozzle 11 disposed in the vessel 4 is connected to a liquid nitrogen supply system C. Moreover, a heater 12 inserted into the vessel 4 is connected to a controller 14 to which a signal of a thermocouple 13 provided for the adsorption bed 15 is inputted. Piercing the cap 4d, a nitrogen gas outlet pipe 15, a pressurized gas supply pipe 16 and a liquid nitrogen discharge pipe 17 are inserted into the vessel 4. The supply pipe 16 is connected to a nitrogen gas supply system E, while the outlet pipe and the discharge pipe 17 are connected to an exhaust system D.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はたとえば高速増殖炉(FBR)のラギング法破
損燃料検出装置に使用されている低濃度の希ガスを活性
炭により深冷吸着して濃縮し、その成分を分析する装置
に好適した希ガス濃縮装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention is a method for detecting low concentration rare gases, which are used in, for example, a lagging method failure fuel detection device of a fast breeder reactor (FBR), using activated carbon. The present invention relates to a rare gas concentrator suitable for a device that condenses by cold adsorption and analyzes its components.

(従来の技術) ラギング法による破損燃料検出装置は炉心内に配置され
ている核燃料集合体の燃料棒に炉心内位置の番地を示す
目印としてタグガスを封入し、燃料棒が破損すると、そ
の燃料棒の破損個所からタグガスが漏出し、カバーガス
中に混合するので、そのカバーガス中のタグガス成分を
分析することによって、何処の番地の燃料棒が破損して
いるかを検知するものである。カバーガスとは炉心を冷
却するための液体ナトリウム冷却材の表面を覆っている
カバーガス空間に充填された不活性ガスたとえばアルゴ
ンガスである。
(Prior art) A damaged fuel detection device using the lagging method seals tag gas into the fuel rods of a nuclear fuel assembly placed in the reactor core as a mark indicating the address of the nuclear fuel assembly, and when a fuel rod is damaged, Tag gas leaks from the damaged area and mixes with the cover gas, so by analyzing the tag gas components in the cover gas, it is possible to detect which fuel rod address is damaged. The cover gas is an inert gas such as argon gas filled in the cover gas space covering the surface of the liquid sodium coolant for cooling the core.

また、タグガスとしてはキセノン、クリプトンなどの希
ガスと、その同位体が使用されている。
In addition, rare gases such as xenon and krypton and their isotopes are used as tag gases.

第10図から第12図を参照しながら従来のタギング法
による破損燃料検出装置およびその希ガス濃縮装置につ
いて説明する。なお1図中×は弁開を、Hは弁閉を、X
は弁の開閉を繰り返す状態を示している。また、啼はタ
グガスを含んだカバーガスの流れを、→は液体窒素の流
れを示している。
A conventional tagging method-based damaged fuel detection device and its rare gas concentrator will be described with reference to FIGS. 10 to 12. In Figure 1, × indicates the valve is open, H indicates the valve is closed, and
indicates a state in which the valve is repeatedly opened and closed. Also, 啼 indicates the flow of cover gas containing tag gas, and → indicates the flow of liquid nitrogen.

すなわち、第1O図に示したように原子炉カバーガス系
Aからタグガスが含まれているカバーガスを第−段希ガ
ス濃縮装置[1(図では2基配置されているのでla、
 lbで示し、1基は待機中のものである)に流入する
。第10図中、Bは廃ガス処理系を、Cは液体窒素供給
系を、Dは排気系をそれぞれ示しており、各系統へのガ
スなどの流れは矢印方向で示している。
That is, as shown in Figure 1O, the cover gas containing the tag gas is transferred from the reactor cover gas system A to the second stage noble gas concentrator [1 (in the figure, two units are arranged, so la,
lb, one unit is on standby). In FIG. 10, B indicates a waste gas treatment system, C indicates a liquid nitrogen supply system, and D indicates an exhaust system, and the flow of gas, etc. to each system is indicated by the arrow direction.

この第−段希ガス濃縮装置1aでは液体窒素供給系Cか
ら液体窒素が供給されて冷却され、活性炭による深冷吸
着法により希ガスを深冷吸着する。
In this first stage rare gas concentrator 1a, liquid nitrogen is supplied from the liquid nitrogen supply system C and cooled, and the rare gas is cryopreserved by a cryoadsorption method using activated carbon.

深冷吸着法はカバーガス中に含まれる低濃度のタグガス
たとえばキセノン、クリプトンなどの希ガス同位体を約
−180℃の極低温状態で活性炭に吸着して濃縮する方
法である。
The cryogenic adsorption method is a method in which low concentration tag gases, such as rare gas isotopes such as xenon and krypton, contained in the cover gas are adsorbed and concentrated on activated carbon at a cryogenic temperature of about -180°C.

第−段希ガス濃縮装置1aで吸着゛されたタグガスを含
むカバーガスは約150℃に加熱されて脱着し、第11
図に示すように、第二段希ガス濃縮装w2に移送される
。第二段希ガス濃縮装置2においても液体窒素供給系C
から液体窒素が供給されて冷却され、活性炭による深冷
吸着法により、再び希ガスを深冷吸着して濃縮する。そ
の後、約−80℃に昇温し、カバーガスだけを選択的に
脱着分離したのち約150℃に加熱してタグガスを脱着
し、タグガスは分析装置13へ送られ、排ガスは排気系
りに送られる。この分析装置3でタグガス、つまり希ガ
ス同位体の成分が分析される。その分析結果にもとづい
て炉心内の何処の番地の燃料棒が破損しているかを見分
けることができる。分析後、タグガスは廃ガス処理系B
へ排出される。
The cover gas containing the tag gas adsorbed in the first stage noble gas concentrator 1a is heated to about 150°C and desorbed, and the
As shown in the figure, it is transferred to the second stage rare gas concentrator w2. Also in the second stage rare gas concentrator 2, the liquid nitrogen supply system C
Liquid nitrogen is supplied from the reactor and cooled, and the noble gas is again cryogenically adsorbed and concentrated using the cryogenic adsorption method using activated carbon. After that, the temperature is raised to about -80°C to selectively desorb and separate only the cover gas, and then heated to about 150°C to desorb the tag gas. The tag gas is sent to the analyzer 13, and the exhaust gas is sent to the exhaust system. It will be done. This analyzer 3 analyzes the components of the tag gas, that is, rare gas isotopes. Based on the analysis results, it is possible to determine which address in the core the fuel rod is damaged. After analysis, the tag gas is transferred to waste gas treatment system B.
is discharged to.

このようにして、第−段希ガス濃縮装置1、第二段希ガ
ス濃縮装置2の2段の活性炭深冷吸着及びカバーガスの
選択分離によってタグガス濃度を分析可能な濃度まで濃
縮し1分析装置3でタグガスの成分分析を行い、炉心内
での燃料破損の位置を検出する。
In this way, the tag gas concentration is concentrated to a concentration that can be analyzed by the activated carbon cryogenic adsorption and selective separation of the cover gas in the first stage rare gas concentrator 1 and the second stage rare gas concentrator 2. In step 3, the components of the tag gas are analyzed to detect the location of fuel damage within the reactor core.

つぎに希ガス濃縮装置の構造を第12図により説明する
Next, the structure of the rare gas concentrator will be explained with reference to FIG.

第一段および第二段の希ガス濃縮装置1,2は大きさの
違いは有るが、構造的には同じものである。
Although the first and second stage rare gas concentrators 1 and 2 differ in size, they are structurally the same.

希ガス濃縮装置は内筒4aおよび外筒4bからなる真空
二重構造の断熱容器4を本体とし、この断熱容器4内の
上部開口は断熱材4Cを取りつけた蓋4dで気密に閉塞
されている。また、断熱容器4の内部には活性炭を充填
した活性炭吸着床5が配設されている。活性炭吸着床5
にはガス導入管6.伝熱管7、ガス流出管8が接続され
ている。タグガスを含んだカバーガスはガス導入管6か
ら流入し、伝熱管7を経て活性炭吸着床5に導入され、
タグガスは活性炭に吸着される。タグガスが除去された
カバーガスはガス流出管8から流出する。
The main body of the rare gas concentrator is an insulated container 4 with a vacuum double structure consisting of an inner cylinder 4a and an outer cylinder 4b, and the upper opening in this insulated container 4 is hermetically closed with a lid 4d fitted with a heat insulating material 4C. . Furthermore, an activated carbon adsorption bed 5 filled with activated carbon is disposed inside the heat insulating container 4. Activated carbon adsorption bed 5
Gas inlet pipe 6. A heat exchanger tube 7 and a gas outlet tube 8 are connected. The cover gas containing the tag gas flows in from the gas introduction pipe 6, passes through the heat transfer pipe 7, and is introduced into the activated carbon adsorption bed 5.
The tag gas is adsorbed on activated carbon. The cover gas from which the tag gas has been removed flows out from the gas outflow pipe 8.

つぎに活性炭吸着床5の温度制御システムについて説明
する。
Next, the temperature control system for the activated carbon adsorption bed 5 will be explained.

冷却媒体としては液体窒素を使用し、液体窒素供給系C
から供給弁9、接続管10を介して、液体窒素を供給し
、活性炭吸着床5の上方のスプレーノズル11から噴震
供給する。
Liquid nitrogen is used as the cooling medium, and liquid nitrogen supply system C
Liquid nitrogen is supplied through a supply valve 9 and a connecting pipe 10, and is ejected from a spray nozzle 11 above the activated carbon adsorption bed 5.

加熱媒体としては活性炭吸着床5の側方周囲に複数本挿
入された電気ヒータ12を使用する。 活性炭吸着床5
には熱電対13が取りつけられており、この熱電対13
の信号を入力し、制御器14から弁9の開閉信号および
電気ヒータ12の出力信号を出力し、液体窒素の供給量
と電気ヒータ12の出力を調整し、活性炭吸着床5の温
度制御を行う。噴震供給された液体窒素は大部分が希ガ
ス濃縮装置内で気化し、窒素ガスとなって窒素ガス出口
管15から排気系りに放出される。
As the heating medium, a plurality of electric heaters 12 inserted around the sides of the activated carbon adsorption bed 5 are used. Activated carbon adsorption bed 5
A thermocouple 13 is attached to the thermocouple 13.
The controller 14 outputs the opening/closing signal of the valve 9 and the output signal of the electric heater 12, adjusts the supply amount of liquid nitrogen and the output of the electric heater 12, and controls the temperature of the activated carbon adsorption bed 5. . Most of the liquid nitrogen supplied by the eruption is vaporized in the rare gas concentrator, becomes nitrogen gas, and is discharged from the nitrogen gas outlet pipe 15 to the exhaust system.

(発明が解決しようとする課題) 第1は前述したように噴霧供給された液体窒素は大気化
し、窒素ガスとして排気系に放出されるが、−180℃
の極低温状態に制御している運転モード時は供給された
液体窒素の一部は気化しないで希ガス濃縮装置内の底部
に残留し溜っている。
(Problems to be Solved by the Invention) First, as mentioned above, the sprayed liquid nitrogen becomes atmospheric and is released into the exhaust system as nitrogen gas, but at -180°C
During the operation mode in which the rare gas concentrator is controlled to an extremely low temperature, a portion of the supplied liquid nitrogen remains at the bottom of the rare gas concentrator without being vaporized.

これは活性炭吸着床を一180℃に長時間安定して制御
する場合、液体窒素の温度的−196℃と差が小さいた
め、底部は一気に一196℃まで低下し、液体窒素が溜
まる。液体窒素が溜まれば、むしろ温度が安定し易く、
しかも弁9の開閉頻度も少なくなり制御上は好ましい。
This is because when the activated carbon adsorption bed is stably controlled at -180°C for a long period of time, the temperature at the bottom drops to -196°C at once, and liquid nitrogen accumulates because the difference in temperature from -196°C of liquid nitrogen is small. If liquid nitrogen accumulates, the temperature will be more stable,
Furthermore, the frequency of opening and closing of the valve 9 is reduced, which is preferable in terms of control.

しかしながら、次の運転モードつまり加熱モードに移行
すると、この残留液体窒素が温度制御に悪影響を与える
。すなわち、温度上昇を遅くすると同時に希ガス濃縮装
置内において、下部と上部とで温度差が大きくなり、温
度制御性が低下する。
However, when moving to the next operating mode, that is, heating mode, this residual liquid nitrogen adversely affects temperature control. That is, at the same time as the temperature rise is slowed down, the temperature difference between the lower part and the upper part of the rare gas concentrator increases, and temperature controllability deteriorates.

第12図において、加熱モードは電気ヒータ12により
加熱される。この場合希ガス濃縮装置内には自然対流が
生じている。しかしながら、その内部を強制的に撹拌す
る手段が存在しないため、内部に数10℃の温度差が生
じる。
In FIG. 12, the heating mode is heating by an electric heater 12. In FIG. In this case, natural convection occurs within the rare gas concentrator. However, since there is no means for forcibly stirring the inside, a temperature difference of several tens of degrees Celsius occurs inside.

また、−80℃と、150℃の到達時に20〜30℃の
オーバシュートが発生する。
Further, an overshoot of 20 to 30°C occurs when the temperature reaches -80°C and 150°C.

この温度差、つまりオーバシュートは活性炭吸着床5内
の温度のばらつきおよび超過温度となる。
This temperature difference, or overshoot, results in temperature variations and excess temperatures within the activated carbon adsorption bed 5.

この温度制御システムは活性炭の吸着性能の温度依存性
を応用したものであり、温度制御性がこのシステムの性
能上重要な課題がある。
This temperature control system applies the temperature dependence of adsorption performance of activated carbon, and temperature controllability is an important issue in terms of the performance of this system.

このような課題に対して、加熱モード時に液体窒素をス
プレーノズルから間欠的に噴震し、希ガス濃縮装置内を
撹拌し、温度均一化を図り、かつオーバーシュートを抑
える装置が考えられる。しかしながら、この装置は昇温
速度が遅くなることおよび一時的に温度低下するなどの
課題がある。
To solve this problem, a device can be considered that intermittently jets liquid nitrogen from a spray nozzle during heating mode to stir the inside of the rare gas concentrator to equalize the temperature and suppress overshoot. However, this device has problems such as a slow heating rate and a temporary temperature drop.

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、冷
却モードから加熱モードへの移行に際し、残留する液体
窒素を排出する手段を有し、かっこの手段を利用して加
熱モード時に装置内を温度均一にすることが可能な希ガ
ス濃縮装置を提供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and has means for discharging residual liquid nitrogen when transitioning from cooling mode to heating mode, and utilizes bracket means to drain the inside of the apparatus during heating mode. An object of the present invention is to provide a rare gas concentrator that can make the temperature uniform.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は希ガスを含んだ被処理ガスを流入出させる活性
炭吸着床が断熱容器内に収納され、前記活性炭吸着床は
上方にスプレーノズルが側方に加熱ヒータが配置され、
前記スプレーノズルの入口側は液体窒素供給系に供給弁
を介して接続され、前記断熱容器内で気化した窒素ガス
の排出ノズルは前記断熱容器の上部に設けられて排気系
に接続され、前記活性炭吸着床内の温度を測定する熱電
対および制御器を有する検出制御系が設けられ、前記制
御器は前記供給弁および加熱ヒータに信号線で結線され
ている希ガス濃縮装置において、前記断熱容器には加圧
ガス供給管と前記容器内の底部まで挿入された液体窒素
排出管が設けられ、前記加圧ガス供給管は弁を介して加
圧ガス供給系に接続され、液体窒素排出管は前記排気系
または貯蔵容器に接続されていることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, an activated carbon adsorption bed through which a gas to be treated containing a rare gas flows in and out is housed in an insulated container, and the activated carbon adsorption bed has a spray nozzle on the top and a heating heater on the side. is placed,
The inlet side of the spray nozzle is connected to the liquid nitrogen supply system via a supply valve, and the discharge nozzle for the nitrogen gas vaporized in the insulated container is provided at the upper part of the insulated container and connected to the exhaust system, and the activated carbon A detection control system having a thermocouple and a controller for measuring the temperature in the adsorption bed is provided, and the controller is connected to the supply valve and the heater by a signal line. is provided with a pressurized gas supply pipe and a liquid nitrogen discharge pipe inserted to the bottom of the container, the pressurized gas supply pipe is connected to the pressurized gas supply system via a valve, and the liquid nitrogen discharge pipe is connected to the pressurized gas supply system through a valve. It is characterized by being connected to an exhaust system or a storage container.

(作 用) 加熱モードの移行時に窒素ガス出口管の下流の弁を閉と
し、加圧ガス供給系の弁を開とし、希ガス濃縮装置内を
たとえば窒素ガス圧力で加圧してサイフオン効果によっ
て液体窒素を液体窒素排出管から排気系に排出する。必
要な窒素ガス圧力は排気系との取合条件で異なるが、2
〜3 kg/J程度で十分である。
(Function) When switching to the heating mode, the downstream valve of the nitrogen gas outlet pipe is closed, the pressurized gas supply system valve is opened, and the inside of the rare gas concentrator is pressurized with nitrogen gas pressure to reduce the liquid by the siphon effect. Exhaust the nitrogen through the liquid nitrogen exhaust pipe into the exhaust system. The required nitrogen gas pressure varies depending on the connection conditions with the exhaust system, but
~3 kg/J is sufficient.

また、加熱モード時は窒素ガス出口管下流の弁を開とし
、間欠的に窒素ガスを加圧ガス供給管から供給すること
により希ガス濃縮装置内を撹拌し温度を均一化する。
In the heating mode, the valve downstream of the nitrogen gas outlet pipe is opened, and nitrogen gas is intermittently supplied from the pressurized gas supply pipe to stir the inside of the rare gas concentrator and equalize the temperature.

(実施例) 第1図から第4図を参照しながら本発明に係る希ガス濃
縮装置の第1の実施例を説明する。
(Example) A first example of the rare gas concentrator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.

第1図において符号4は内筒4aおよび外筒4bからな
る蓋4dの下部に断熱材4cを有する二重円筒状断熱容
器で、この断熱容器4内には活性吸着床5が配置されて
おり、この活性炭吸着床5にはガス導入管6が伝熱管7
を介して接続されている。活性炭吸着床5の出口側には
ガス流出管8が接続されており、ガス導入管6とガス流
出管8は蓋4dを貫通して断熱容器4外の図示してない
それぞれのタンクに接続されている。また断熱容器4内
にはスプレーノズル11が配置されており、このスプレ
ーノズル11は液体窒素供給系Cに供給弁9および接続
管10を介して接続されている。さらに、断熱容器4内
にはヒータ12が挿入されており、ヒータ12は活性炭
吸着床5に設けられた熱電対13の信号を入力する制御
器14に結線されている。
In FIG. 1, reference numeral 4 denotes a double cylindrical heat-insulating container having a heat insulating material 4c at the bottom of a lid 4d consisting of an inner cylinder 4a and an outer cylinder 4b, and an activated adsorption bed 5 is disposed within this heat-insulating container 4. , to this activated carbon adsorption bed 5, a gas introduction pipe 6 is connected to a heat transfer pipe 7.
connected via. A gas outflow pipe 8 is connected to the outlet side of the activated carbon adsorption bed 5, and the gas introduction pipe 6 and the gas outflow pipe 8 are connected to respective tanks (not shown) outside the heat insulating container 4 by passing through the lid 4d. ing. Further, a spray nozzle 11 is arranged inside the heat insulating container 4, and this spray nozzle 11 is connected to the liquid nitrogen supply system C via a supply valve 9 and a connecting pipe 10. Furthermore, a heater 12 is inserted into the heat insulating container 4, and the heater 12 is connected to a controller 14 which inputs a signal from a thermocouple 13 provided in the activated carbon adsorption bed 5.

蓋4dを貫通して窒素ガス出口管15.加圧ガス供給管
16および液体窒素排出管17が断熱容器4内に挿入さ
れている。加圧ガス供給管16は接続管19および弁1
8を介して加圧ガス供給系としての窒素ガス供給系Eに
接続・されている。窒素ガス出口管15は接続管21お
よび弁22を介して排気系りに接続されている。液体窒
素排出管17は接続管20を介して排気系りに接続され
ている。なお、接続管20にはヒータ23が設けられて
いる0図中符号24は液体窒素である。
A nitrogen gas outlet pipe 15 passes through the lid 4d. A pressurized gas supply pipe 16 and a liquid nitrogen discharge pipe 17 are inserted into the heat insulating container 4. The pressurized gas supply pipe 16 is connected to the connecting pipe 19 and the valve 1.
8 to a nitrogen gas supply system E as a pressurized gas supply system. The nitrogen gas outlet pipe 15 is connected to an exhaust system via a connecting pipe 21 and a valve 22. The liquid nitrogen discharge pipe 17 is connected to an exhaust system via a connecting pipe 20. Note that the connecting pipe 20 is provided with a heater 23, and the reference numeral 24 in the drawing indicates liquid nitrogen.

つぎに上記実施例の作用効果を第1図から第4図を参照
しながら説明する。
Next, the effects of the above embodiment will be explained with reference to FIGS. 1 to 4.

なお、図中←は液体窒素の流れを、ケは窒素ガスの流れ
を示し、×は弁開を、−禰は弁閉を、Hは間欠的に弁の
開閉を繰り返す状態をそれぞれ示している。
In the figure, ← indicates the flow of liquid nitrogen, ke indicates the flow of nitrogen gas, × indicates the valve is open, -ne indicates the valve is closed, and H indicates the state in which the valve is repeatedly opened and closed intermittently. .

冷却モード時を第2図に示す。この場合、弁22は開、
弁18は閉状態で、弁9を開・閉して液体窒素の供給を
コントロールして、活性炭吸着床を一180℃に制御す
る。この場合、気化しないで残留する液体窒素24を第
1図に示す。気化した窒素ガスは窒素ガス出口管15か
ら排気系りに放出される。
Figure 2 shows the cooling mode. In this case, the valve 22 is open;
Valve 18 is in the closed state, and valve 9 is opened and closed to control the supply of liquid nitrogen to control the temperature of the activated carbon adsorption bed at -180°C. In this case, the liquid nitrogen 24 that remains without being vaporized is shown in FIG. The vaporized nitrogen gas is discharged from the nitrogen gas outlet pipe 15 to the exhaust system.

つぎに加熱モード移行時を第3図に示す。Next, FIG. 3 shows the transition to the heating mode.

この場合、弁9,22を閉とし、弁18を開として加圧
ガス供給系としての窒素ガス供給系Eから加圧された窒
素ガスを供給し、希ガス濃縮装置内を窒素ガスの圧力で
加圧する。
In this case, valves 9 and 22 are closed, valve 18 is opened, and pressurized nitrogen gas is supplied from nitrogen gas supply system E as a pressurized gas supply system, so that the inside of the rare gas concentrator is supplied with nitrogen gas pressure. Apply pressure.

残留液体窒素24は窒素のガス圧で押されてサイフオン
効果で液体窒素排出管17から押し出され、接続管20
に設けた電気ヒータ23で加熱され気化されて排気系り
に放出される。
The residual liquid nitrogen 24 is pushed out by the nitrogen gas pressure and is pushed out from the liquid nitrogen discharge pipe 17 by the siphon effect, and is transferred to the connecting pipe 20.
It is heated by an electric heater 23 installed in the tank, vaporizes it, and discharges it to the exhaust system.

加熱モード時を第4図に示す。FIG. 4 shows the heating mode.

弁22を開とし、間欠的に弁18を開・閉し、窒素ガス
を供給して希ガス濃縮装置内を強制的に撹拌し、温度を
均一化する。
The valve 22 is opened, the valve 18 is opened and closed intermittently, and nitrogen gas is supplied to forcibly stir the inside of the rare gas concentrator to equalize the temperature.

また、オーバシュートの防止および一80℃に制御する
モード時には冷却作用を大きくする必要が有る場合など
、弁9を開閉し、液体窒素の供給噴震も同時に行うこと
ができる。
In addition, when it is necessary to increase the cooling effect in the mode of preventing overshoot and controlling the temperature to -80° C., the valve 9 can be opened and closed to supply liquid nitrogen at the same time.

なお、加圧ガスとして、この実施例では窒素ガスを使用
している。窒素ガスは常温で供給するため、液体窒素温
度−196℃に比較して十分に高いので短期的には窒素
ガスが凝縮して圧力が加わらないことはないからである
。より機能を確実にするためにはヘリウムガスを使用し
ても良い。
Note that nitrogen gas is used as the pressurized gas in this embodiment. This is because nitrogen gas is supplied at room temperature, which is sufficiently higher than the liquid nitrogen temperature of -196°C, so that in the short term, the nitrogen gas will not condense and no pressure will be applied. Helium gas may be used to ensure functionality.

上記実施例によれば加熱モード移行時に希ガス濃縮装置
内に残留していた液体窒素をガス圧力で押し出し、排出
することにより、加熱モード時の温度上昇を速くするこ
とができ、また装置内の温度差を小さくできる。
According to the above embodiment, by pushing out and discharging the liquid nitrogen remaining in the rare gas concentrator at the time of transition to the heating mode, the temperature rise during the heating mode can be accelerated, and the temperature inside the device can be increased. Temperature difference can be reduced.

しかして、加熱モード時に装置内の撹拌を行うことがで
きるので、装置内の温度差を更に小さくできる。
Since the inside of the apparatus can be stirred during the heating mode, the temperature difference within the apparatus can be further reduced.

かくして加熱モード時の温度制御性は改善され、温度依
存性を有する活性炭の吸着性能を応力したこのシステム
の吸着濃縮性能が向上する。
Thus, the temperature controllability in the heating mode is improved, and the adsorption concentration performance of this system, which emphasizes the temperature-dependent adsorption performance of activated carbon, is improved.

つぎに第5図から第9図を参照しながら本発明の他の実
施例を説明する。第5図から第9図は運転モードの変化
を示している。
Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 9. Figures 5 to 9 show changes in operating modes.

なお、この実施例における断熱容器については第1図か
ら第4図に示した断熱容器4内の構造と同様なので、そ
の説明は省略する。
The heat insulating container in this embodiment is the same as the structure inside the heat insulating container 4 shown in FIGS. 1 to 4, so its explanation will be omitted.

この実施例が前記実施例と異なる点は排気系りを除去し
、その代りに液体窒素回収容器25を設けて、液体窒素
排出管17を液体窒素回収容器25に接続したことであ
る。この回収容器25の作用の説明上、第一段および第
二段の希ガス濃縮装置1,2の各−基と回収容器25の
関係を第5図から第9図までに示す。なお、図には第一
段の装置にはa、第二段の装置にはbを付けて区別する
。液体窒素排出管17 (17a、 17b)をバルブ
26 (26a、 26b)を介して回収容器25に接
続する。
This embodiment differs from the previous embodiment in that the exhaust system is removed, a liquid nitrogen recovery container 25 is provided in its place, and a liquid nitrogen discharge pipe 17 is connected to the liquid nitrogen recovery container 25. In order to explain the function of the recovery container 25, the relationship between each of the first and second stage rare gas concentrators 1 and 2 and the recovery container 25 is shown in FIGS. 5 to 9. In addition, in the figure, the first stage device is marked with a, and the second stage device is marked with b to distinguish them. The liquid nitrogen discharge pipe 17 (17a, 17b) is connected to the recovery container 25 via the valve 26 (26a, 26b).

また、窒素ガス出口管15 (15a、 15b)の接
続管21 (21a、 21b)から分岐し、バルブ2
7 (27a、 27b)を介して回収容器25に接続
し、窒素ガス供給系Eと回収容器25をバルブ28を介
して接続管29で接続する。さらに回収容器25内の底
部まで挿入した液体窒素排出管30をバルブ31 (3
1a、 31b)を介して希ガス濃縮装置の液体窒素供
給管32 (32a、 32b)に接続する。
Further, it branches from the connecting pipe 21 (21a, 21b) of the nitrogen gas outlet pipe 15 (15a, 15b), and connects to the valve 2.
7 (27a, 27b), and the nitrogen gas supply system E and the recovery container 25 are connected via a valve 28 and a connecting pipe 29. Furthermore, the liquid nitrogen discharge pipe 30 inserted to the bottom of the recovery container 25 is connected to the valve 31 (3
1a, 31b) to the liquid nitrogen supply pipe 32 (32a, 32b) of the rare gas concentrator.

第5図は第−段希ガス濃縮装置1、第二段希ガス濃縮装
置2ともに冷却モードを示している。この場合、2基の
装置ともに弁15a、 15b開、 22a、 22b
開で、液体窒素を供給して一180℃に制御されており
、気化し・た窒素ガスは窒素ガス出口管150a。
FIG. 5 shows both the first-stage rare gas concentrator 1 and the second-stage rare gas concentrator 2 in the cooling mode. In this case, both valves 15a and 15b are open, and valves 22a and 22b are open.
The temperature is controlled at -180° C. by supplying liquid nitrogen, and the vaporized nitrogen gas is supplied to the nitrogen gas outlet pipe 150a.

15bから排気系りに放出される。15b to the exhaust system.

第6図は第−段希ガス濃縮装置1が加熱モードに移行し
た場合を示している。第二段希ガス濃縮装置2は冷却モ
ードである。この場合弁18a、 26aを開、弁9a
、 22aを閉とし、窒素ガス圧力によって第1段希ガ
ス濃縮装置内の残留液体窒素を押し出し、回収容器25
内に排出する。この場合、回収容器25内の圧力は排気
系りと接続されることによって微負圧になっている。ま
た、回収容器25内のガスが排気系りに放出されるので
、液体窒素33が回収容器25内に流入される。
FIG. 6 shows a case where the first stage rare gas concentrator 1 shifts to the heating mode. The second stage rare gas concentrator 2 is in cooling mode. In this case, valves 18a and 26a are opened and valve 9a is opened.
, 22a is closed, the residual liquid nitrogen in the first stage rare gas concentrator is pushed out by nitrogen gas pressure, and the recovery container 25 is closed.
Excrete inside. In this case, the pressure inside the recovery container 25 is a slight negative pressure due to the connection to the exhaust system. Further, since the gas in the recovery container 25 is released to the exhaust system, liquid nitrogen 33 flows into the recovery container 25.

第7図は第−段希ガス濃縮装置11の加熱モードで、第
二段希ガス濃縮装置2が加熱モードに移行する場合を示
している。第−段希ガス濃縮装置1は弁9a、 18a
の開閉によって間欠的に窒素ガス(必要により液体窒素
)を供給する。装M1内は強制的に撹拌されており、窒
素ガスは窒素ガス出口管15aから排気系りに放出され
る。一方、第二段希ガス濃縮装置2は弁18b、 26
bを開、弁9b、 22bを閉状態で残留液体窒素を窒
素ガスの圧力で回収容器25に押し出す。
FIG. 7 shows the heating mode of the first-stage rare gas concentrator 11, and shows the case where the second-stage rare gas concentrator 2 shifts to the heating mode. The first stage noble gas concentrator 1 has valves 9a and 18a.
Nitrogen gas (liquid nitrogen if necessary) is supplied intermittently by opening and closing. The inside of the chamber M1 is forcibly stirred, and nitrogen gas is discharged from the nitrogen gas outlet pipe 15a to the exhaust system. On the other hand, the second stage noble gas concentrator 2 has valves 18b and 26.
b is opened, and with valves 9b and 22b closed, residual liquid nitrogen is pushed out into the recovery container 25 by the pressure of nitrogen gas.

以上これまでの過程で回収容器25に溜った液体窒素3
3は次の過程の第8図および第9図で希ガス濃縮装置の
冷却開始時に使用する。第8図は第−段希ガス濃縮装置
1の冷却開始時であり、第二段希ガス濃縮装置12は加
熱モードである。この場合弁28.31aを開とし、窒
素ガスによって回収容器25を加圧し、液体窒素33を
押し出し、接続管3o弁31a、接続管32aを介して
供給噴震し、第−段希ガス濃縮装置1を冷却する場合を
示している。
The liquid nitrogen 3 accumulated in the recovery container 25 during the above process
3 is used at the start of cooling of the rare gas concentrator in the next process of FIGS. 8 and 9. FIG. 8 shows the start of cooling of the first stage rare gas concentrator 1, and the second stage rare gas concentrator 12 is in the heating mode. In this case, the valve 28.31a is opened, the recovery container 25 is pressurized with nitrogen gas, the liquid nitrogen 33 is pushed out, and the liquid nitrogen 33 is supplied via the connecting pipe 3o valve 31a and the connecting pipe 32a, and the first stage noble gas concentrator 1 is shown.

第9図は第二段希ガス濃縮装置2が冷却開始に移った時
点で、回収容器25内の液体窒素33を供給して冷却す
る場合を示している。
FIG. 9 shows a case where the liquid nitrogen 33 in the recovery container 25 is supplied to cool the second stage rare gas concentrator 2 when it starts cooling.

この実施例では残留液体窒素を電気ヒータで加熱気化し
て排気系に放出する。この場合、気化することによる圧
力上昇で液体窒素が逆流、または窒素ガスが逆流する可
能性があり、逆流防止装置を設ける必要がある。他の実
施例の場合は液体窒素を気化しないでそのままの状態で
貯蔵・再使用するので、逆流の可能性もなく、また液体
窒素の有効利用、省エネルギーを図ることができる。
In this embodiment, residual liquid nitrogen is heated and vaporized by an electric heater and discharged into the exhaust system. In this case, there is a possibility that liquid nitrogen or nitrogen gas will flow back due to pressure increase due to vaporization, and it is necessary to provide a backflow prevention device. In other embodiments, the liquid nitrogen is stored and reused as it is without being vaporized, so there is no possibility of backflow, and the liquid nitrogen can be used effectively and energy can be saved.

[発明の効果〕 本発明によれば冷却モード時に希ガス濃縮装置内に残留
した液体窒素を加熱モード開始時に装置外に排出するこ
とによって加熱モード時の上昇スピードのアップと、装
置内の温度差が低減でき、温度制御性が向上し、吸着濃
縮性能のアップを図ることができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the liquid nitrogen remaining in the rare gas concentrator during the cooling mode is discharged to the outside of the device at the start of the heating mode, thereby increasing the rising speed during the heating mode and reducing the temperature difference within the device. can be reduced, temperature controllability can be improved, and adsorption concentration performance can be improved.

また、上記液体窒素排出手段によって加熱モード時に装
置内を強制的に撹拌し装置内温度差をさらに低減できる
Furthermore, the liquid nitrogen discharge means forcibly stirs the inside of the apparatus during the heating mode, thereby further reducing the temperature difference within the apparatus.

排出した残留液体窒素を回収容器に貯めておき、冷却モ
ード開始時に再使用することによって液体窒素が有効に
利用でき、システムの熱エネルギーの損失が改善される
By storing the discharged residual liquid nitrogen in a recovery container and reusing it when starting the cooling mode, the liquid nitrogen can be used effectively and the loss of thermal energy in the system is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る希ガス濃縮装置の一実施例を示す
縦断面図、第2図がら第4図はそれぞれ本発明に係る希
ガス濃縮装置の冷却モード時、加熱モード移行時、加熱
モード時の作用を説明するための概略系統図、第5図か
ら第9図はそれぞれ本発明の他の実施例における作用を
説明するための概略系統図、第10図および第11図は
ラギング法による破損燃料検査装置を説明するための概
略系統図、第12図は従来の希ガス濃縮装置を示す縦断
面図である。 A・・・原子炉カバーガス系  B用廃ガス処理系C・
・・液体窒素供給系    D・・・排気系E・・・窒
素ガス供給系 1・・・第−段希ガス濃縮装置 2・・・第二段希ガス
濃縮装置3・・・分析装置       4・・・断熱
容器5・・・活性炭吸着床     6・・・ガス導入
管7・・・伝熱管        8・・・ガス流出管
9・・・供給弁 10.19,20,21,29,30,32・・・接続
管11・・・スプレーノズル    12,23・・・
ヒータ13・・・熱電対        14・・・制
御器15・・・窒素ガス出口管    16・・・加圧
ガス供給管17・・・液体窒素排出管    18,2
2,26,27,28,31・・・弁24.33・・・
液体窒素     25・・・回収容器(8733) 
 代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほか1名)第 図 第 7 図 第 図
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an embodiment of the rare gas concentrator according to the present invention, and FIGS. A schematic system diagram for explaining the operation in mode, FIGS. 5 to 9 are schematic system diagrams for explaining the operation in other embodiments of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are for the lagging method. FIG. 12 is a schematic system diagram for explaining a damaged fuel inspection device according to the present invention, and FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing a conventional rare gas concentrator. A... Reactor cover gas system B waste gas treatment system C.
...Liquid nitrogen supply system D...Exhaust system E...Nitrogen gas supply system 1...First stage rare gas concentrator 2...Second stage rare gas concentrator 3...Analyzer 4. ...Insulating container 5...Activated carbon adsorption bed 6...Gas inlet pipe 7...Heat transfer tube 8...Gas outlet pipe 9...Supply valve 10.19, 20, 21, 29, 30, 32 ... Connection pipe 11 ... Spray nozzle 12, 23 ...
Heater 13... Thermocouple 14... Controller 15... Nitrogen gas outlet pipe 16... Pressurized gas supply pipe 17... Liquid nitrogen discharge pipe 18,2
2, 26, 27, 28, 31...Valve 24.33...
Liquid nitrogen 25...Recovery container (8733)
Agent Patent Attorney Yoshiaki Inomata (and 1 other person) Figure 7 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 希ガスを含んだ被処理ガスを流入出させる活性炭吸着床
が断熱容器内に収納され、前記活性炭吸着床は上方にス
プレーノズルが側方に加熱ヒータが配置され、前記スプ
レーノズルの入口側は液体窒素供給系に供給弁を介して
接続され、前記断熱容器内で気化した窒素ガスの排出ノ
ズルは前記断熱容器の上部に設けられて排気系に接続さ
れ、前記活性炭吸着床内の温度を測定する熱電対および
制御器を有する検出制御系が設けられ、前記制御器は前
記供給弁および加熱ヒータに信号線で結線されている希
ガス濃縮装置において、前記断熱容器には加圧ガス供給
管と前記容器内の底部まで挿入された液体窒素排出管と
が設けられ、前記加圧ガス供給管は弁を介して加圧ガス
供給系に接続され、液体窒素排出管は前記排気系または
貯蔵容器に接続されていることを特徴とする希ガス濃縮
装置。
An activated carbon adsorption bed through which a gas to be treated containing a rare gas flows in and out is housed in a heat insulating container, a spray nozzle is placed above the activated carbon adsorption bed, a heater is placed on the side, and a liquid is placed on the inlet side of the spray nozzle. It is connected to a nitrogen supply system via a supply valve, and a discharge nozzle for the nitrogen gas vaporized in the insulated container is provided at the upper part of the insulated container and connected to an exhaust system to measure the temperature in the activated carbon adsorption bed. In the rare gas concentrator, a detection control system having a thermocouple and a controller is provided, and the controller is connected to the supply valve and the heater by a signal line. A liquid nitrogen exhaust pipe inserted to the bottom of the container is provided, the pressurized gas supply pipe is connected to the pressurized gas supply system via a valve, and the liquid nitrogen exhaust pipe is connected to the exhaust system or the storage container. A rare gas concentrator characterized by:
JP2099239A 1990-04-17 1990-04-17 Condensing apparatus of rare gas Pending JPH03296695A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2099239A JPH03296695A (en) 1990-04-17 1990-04-17 Condensing apparatus of rare gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2099239A JPH03296695A (en) 1990-04-17 1990-04-17 Condensing apparatus of rare gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03296695A true JPH03296695A (en) 1991-12-27

Family

ID=14242142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2099239A Pending JPH03296695A (en) 1990-04-17 1990-04-17 Condensing apparatus of rare gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03296695A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107643317B (en) * 2017-09-19 2019-08-06 北京科技大学 Internal heat type synchronizes the device and measuring method of hot tracing measurement solution stripping heat

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107643317B (en) * 2017-09-19 2019-08-06 北京科技大学 Internal heat type synchronizes the device and measuring method of hot tracing measurement solution stripping heat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20090071476A (en) Cryopump, Cryopump Unit, Vacuum Processing Apparatus Including Cryopump Unit, And Cryopump Regeneration Method
JPS60230029A (en) Method and device for improving sensitivity of leakage detector using cryopump
KR920005255A (en) Vacuum processing equipment
JP2002156488A (en) Draying method for vessel and dryer
CN105823301B (en) A kind of time control cooling device and time control cooling means
JPH03296695A (en) Condensing apparatus of rare gas
WO1996021152A1 (en) Gas concentration and injection system for chromatographic analysis of organic trace gases
JP2002252111A (en) Superconducting magnet device
CN113426240B (en) Electric heating type semiconductor waste gas treatment equipment and cooling method thereof
JPH04198896A (en) Rare gas concentrator
JP3043089B2 (en) Cryogenic liquid injection device
CN113465385A (en) Detachable organic carbon high-temperature closed combustion system and application thereof
JP6139180B2 (en) Operation method of volatile organic compound processing equipment
JPH0579600A (en) Method and device for pumping up extremely low temperature liquid
Ahuja et al. Carbon dioxide removal from air for alkaline fuel cells operating with liquid hydrogen—a synergistic advantage
Bekris et al. Cold trap and cryogenic molecular sieve adsorber: components for tritium extraction from the purge gas of the HCPB-breeder blanket for ITER
JPH05277325A (en) Gaseous helium purifier and operating method thereof
AU2022202143B2 (en) Detection system and method for mark gas of coal spontaneous ignition and gas storage device
JP2020116545A (en) Low-temperature refining device and operation method of low-temperature refining device
JPH1054680A (en) Operating liquid sealing method and operating liquid sealing device for heat pipe
JP4003097B2 (en) Ozone adsorption / desorption device
EP4379372A1 (en) Gas chromatograph and gas chromatographic system having an aggregate for generating hydrogen
JPH0664040B2 (en) Nitrogen quantitative analyzer and nitrogen quantitative method
JPH1192109A (en) Cooling/heating device for ozone adsorption/desorption equipment
JPS5883287A (en) Sampling method for radioactivity