JPH0399298A - Device for removing and collecting hydrogen in liquid metal and nuclear reactor plant incorporating this device - Google Patents

Device for removing and collecting hydrogen in liquid metal and nuclear reactor plant incorporating this device

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JPH0399298A
JPH0399298A JP1235721A JP23572189A JPH0399298A JP H0399298 A JPH0399298 A JP H0399298A JP 1235721 A JP1235721 A JP 1235721A JP 23572189 A JP23572189 A JP 23572189A JP H0399298 A JPH0399298 A JP H0399298A
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hydrogen
liquid metal
diffusion membrane
conduit
separated
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根本 清光
Yoshio Shimada
島田 祥雄
Shigehiro Shimoyashiki
下屋敷 重広
Kotaro Inoue
孝太郎 井上
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Abstract

PURPOSE:To lessen a load on a cold trap, to prolong the lifetime thereof and to reduce the cost of installation by a construction wherein a chamber having a hydrogen diffusing film through which hydrogen in a liquid metal diffuses is provided in the middle of a piping through which the liquid metal flows. CONSTITUTION:A chamber 3 having a hydrogen diffusing film 2 is provided in the middle of an Na piping 2 through which a liquid Na flow in an auxiliary cooling system of a nuclear reactor. A conduit connecting the chamber 3 with a hydrogen storing container 5 is provided with a blower 4. When the blower 4 is operated, the pressure in a conduit 8 on the suction side of the blower and the one in the chamber 3 are reduced, and hydrogen in an Na flow 17 diffuses through the hydrogen diffusing film 2 provided in the chamber 3 and separated and collected in the chamber 3. The hydrogen thus separated is introduced into the hydrogen storing container 5 through the conduit 8, occluded by a hydrogen occluding metal 7 sealed in the container 5 and collected. In this way, the hydrogen in Na can be separated and removed in the preceding stage of a cold trap of each loop of the auxiliary cooling system, and therefore the lifetime of the cold trap can be prolonged to a large extent.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液体金属中の水素除去・捕集装置、およびこ
の装置を組み込んだ原子炉プラントに係り、特に液体ナ
トリウム゛(以下、ナトリウムをrNaJという。)等
の液体金属中から水素を容易に分離し、除去するために
好適な水素除去・捕集装置と、この装置を用い、原子炉
のコールドトラップの長寿命化を図るために好適な原子
炉プラントに関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for removing and collecting hydrogen in liquid metal, and a nuclear reactor plant incorporating this device, and particularly relates to a device for removing and collecting hydrogen in liquid metal, and a nuclear reactor plant incorporating this device. A hydrogen removal/collection device suitable for easily separating and removing hydrogen from liquid metals such as rNaJ), and a hydrogen removal/collection device suitable for extending the life of cold traps in nuclear reactors using this device. Regarding nuclear reactor plants.

[従来の技術] 原子炉の二次Na系には、蒸気発生器の伝熱管壁を通し
て多量の水素が混入して来る。この二次Na系のNa中
から水素を除去するには、従来技術ではコールドトラッ
プによって行っていた。このコールドトラップは、容器
に金属メツシュを充填したもので、Na中の水素をNa
水素化物として金属メツシュに析出させ、Na中から除
去する方式である。この方式では、水素化物の捕獲が進
むに従って金属メツシュが目詰まりを起こすため、再生
の方法を講するか、コールドトラップを新しいものと交
換する必要があった。
[Prior Art] A large amount of hydrogen enters the secondary Na system of a nuclear reactor through the walls of the heat exchanger tubes of the steam generator. In the prior art, hydrogen was removed from the secondary Na-based Na using a cold trap. This cold trap is a container filled with metal mesh, and hydrogen in Na is
This is a method in which it is deposited as a hydride on a metal mesh and removed from Na. In this method, the metal mesh would become clogged as hydride capture progressed, so it was necessary to either take a regeneration method or replace the cold trap with a new one.

また、従来コールドトラップ方式のほかに、特開昭63
−156507号公報に記載のように、容器へ水素吸蔵
合金製メツシュを充填し、Na中の水素を捕獲しようと
するものが提案されている。水素の捕獲機構は、液体N
aと水素吸蔵合金を直接接触させて金属水素化物(MH
)として水素を捕獲するものであるが、MHはNa中の
水素の存在形態である水素化Na (NaH)より分解
圧を小さくしなければならず、かっNaとの共存性のよ
い水素吸蔵合金を開発する必要がある。
In addition to the conventional cold trap method, JP-A-63
As described in Japanese Patent No. 156507, it has been proposed to fill a container with a mesh made of a hydrogen storage alloy to capture hydrogen in Na. The hydrogen capture mechanism is liquid N
Metal hydride (MH
), but the decomposition pressure of MH must be lower than that of hydrogenated Na (NaH), which is the existing form of hydrogen in Na. need to be developed.

[発明が解決しようとする課題] 原子炉の冷却材として製造、販売されているNa中に存
在する水素、酸素などの不純物の濃度は、水素が0.5
ppm、酸素が5 ppm程度であり、このNaを各種
試験装置および原子炉プラントなどに用いる場合、Na
の純度管理は従来技術ではNa中の不純物の飽和溶解度
を利用して析出捕獲するコールドトラップと称する装置
を用いて行ってぃた、しかし、原子炉プラントでは二次
Na系に蒸気発生器の伝熱管壁から水素が拡散して来る
ので、この水素によりコールドトラップは直ぐ詰まって
しまう。このため、コールドトラップの大型化が要求さ
れるが、前述したように、コールドトラップの温度の制
御性、不純物の捕獲効率、および大型化によるコスト高
となることなどの問題がある。
[Problem to be solved by the invention] The concentration of impurities such as hydrogen and oxygen present in Na produced and sold as a coolant for nuclear reactors is 0.5
ppm, oxygen is about 5 ppm, and when this Na is used in various test equipment and nuclear reactor plants, Na
Conventional technology has used a device called a cold trap to control the purity of impurities in Na, which utilizes the saturated solubility of impurities in Na to precipitate and capture them. Hydrogen diffuses from the walls of the hot tubes, and the cold traps are quickly clogged by this hydrogen. For this reason, a larger cold trap is required, but as described above, there are problems with the controllability of the temperature of the cold trap, the efficiency of capturing impurities, and the increased cost due to the larger size.

このようなことから、コールドトラップに所定量の不純
物を捕獲後は、再生かまたは新しいコールドトラップと
交換することが考えられている。
For this reason, it has been considered that after a predetermined amount of impurities has been captured in the cold trap, it should be regenerated or replaced with a new cold trap.

ここで、大型の原子炉プラントを例にして述べる。蒸気
発生器の全伝熱管のNa接液表面積を約3000 rr
rとし、原子炉プラントを30年間運転するものとして
試算すると、二次Na系に拡散、混入して来る水素量は
約1300kg、容積に換算すると約35Tr?(Na
H換算)となる。
Here, we will discuss a large nuclear reactor plant as an example. The Na liquid contact surface area of all heat transfer tubes of the steam generator is approximately 3000 rr.
r, and assuming that the reactor plant will be operated for 30 years, the amount of hydrogen diffused and mixed into the secondary Na system will be approximately 1,300 kg, which is approximately 35 Tr when converted to volume. (Na
H conversion).

例えば、不純物捕獲部容積が1ポのコールドトラップを
設置するとした場合、コールドトラップで水素と同時に
捕獲されるNa中の酸素などの不純物を無視しても、全
水素を捕獲するには30年間で合計35基のコールドト
ラップが必要となる。
For example, if you install a cold trap with an impurity trapping volume of 1 port, it will take 30 years to capture all the hydrogen, even if you ignore impurities such as oxygen in Na, which is captured at the same time as hydrogen in the cold trap. A total of 35 cold traps are required.

したがって、コールドトラップの設備費、運転。Therefore, cold trap equipment cost, operation.

操業費とも増大するという問題があった。There was a problem that operating costs also increased.

本発明の第1の目的は、コールドトラップを用いること
なく、簡易な設備で液体Na等の液体金属中から水素を
効率よく拡散2分離し、除去し得る液体金属中の水素除
去・捕集装置を提供することにある。
The first object of the present invention is to provide a hydrogen removal/collection device for liquid metals that can efficiently diffuse and separate hydrogen from liquid metals such as liquid Na using simple equipment without using a cold trap. Our goal is to provide the following.

本発明の第2の目的は、液体金属中から水素をより一層
効率よく拡散2分離し得る液体金属中の水素除去・捕集
装置を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide an apparatus for removing and collecting hydrogen in a liquid metal that can more efficiently diffuse and separate hydrogen from the liquid metal.

本発明の第3の目的は、液体金属中から水素をより一層
的確に分離、除去し得る液体金属中の水素除去・捕集装
置を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide an apparatus for removing and collecting hydrogen in liquid metal, which can more accurately separate and remove hydrogen from liquid metal.

本発明の第4の目的は、運転時の水素貯蔵容器の水素吸
入側の圧力が適正になるように、調節可能な液体金属中
の水素除去・捕集装置を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide an apparatus for removing and collecting hydrogen in liquid metal that can be adjusted so that the pressure on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container during operation is appropriate.

本発明の第5の目的は、水素拡散膜が破損したときに、
水素の導管側への液体金属の流入を遮断し得る液体金属
中の水素除去・捕集装置を提供することにある。
A fifth object of the present invention is that when the hydrogen diffusion membrane is damaged,
An object of the present invention is to provide a device for removing and collecting hydrogen in liquid metal that can block the inflow of liquid metal into the hydrogen conduit side.

また、本発明の第6の目的は、液体金属中から分離した
水素を安定化させ得る液体金属中の水素除去・捕集装置
を提供することにある。
A sixth object of the present invention is to provide an apparatus for removing and collecting hydrogen in a liquid metal that can stabilize hydrogen separated from the liquid metal.

さらに、本発明の第7の目的は、原子炉の補助冷却系に
設けられているコールドトラップの長寿命化を図ること
ができ、かつ設備費、運転、操業費を大幅に低減し得る
原子炉プラントを提供することにある。
Furthermore, the seventh object of the present invention is to provide a nuclear reactor that can extend the life of the cold trap provided in the auxiliary cooling system of the nuclear reactor, and that can significantly reduce equipment costs, operation costs, and operating costs. The goal is to provide plants.

そして、本発明の第8の目的は、Na中から拡散9分離
した水素を原子炉の排気塔へ直接導入し、処理し得る原
子炉プラントを提供することにある。
An eighth object of the present invention is to provide a nuclear reactor plant in which hydrogen separated by diffusion from Na can be directly introduced into the exhaust tower of a nuclear reactor and treated.

[課題を解決するための手段] 前記第1の目的は、液体金属を流す配管の途中に、液体
金属中の水素を拡散させる水素拡散膜を有する部屋を設
け、この部屋に導管を介して、水素吸蔵金属を封入した
水素貯蔵容器を接続するとともに、前記部屋で拡散9分
離された水素を前記水素貯蔵容器に積極的に導入する水
素導入手段を設けたことにより、達成される。
[Means for Solving the Problems] The first object is to provide a room having a hydrogen diffusion membrane that diffuses hydrogen in the liquid metal in the middle of a pipe through which liquid metal flows, and to connect the room to this room via a conduit, This is achieved by connecting a hydrogen storage container filled with a hydrogen storage metal and providing a hydrogen introducing means for actively introducing hydrogen that has been diffused and separated in the room into the hydrogen storage container.

前記第2の目的は、前記液体金属を流す配管内に、液体
金属流路と、水素の拡散9分離部とを有する格子状の水
素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散9分離され
た水素の導管を設けたことにより、また前記液体金属を
流す配管内に、液体金属流路と、水素の拡散9分離部と
を有するハ二カ、ム構造の水素拡散膜を設置し、この水
素拡散膜に、拡散2分離された水素の導管を設けたこと
により、さらには前記液体金属を流す配管内に、中空筒
状の水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に。
The second purpose is to install a lattice-shaped hydrogen diffusion membrane having a liquid metal flow path and a hydrogen diffusion 9 separation section in the pipe through which the liquid metal flows, and to install a lattice-shaped hydrogen diffusion membrane having a hydrogen diffusion 9 separation section in the pipe through which the liquid metal flows. In addition, a hydrogen diffusion membrane having a honeycomb structure having a liquid metal channel and a hydrogen diffusion/separation section is installed in the pipe through which the liquid metal flows; By providing this hydrogen diffusion membrane with a conduit for hydrogen that has been separated by diffusion, a hollow cylindrical hydrogen diffusion membrane is installed in the pipe through which the liquid metal flows, and this hydrogen diffusion membrane is

拡散1分離された水素の導管を設けたことにより、達成
される。
Diffusion 1 is achieved by providing a separate hydrogen conduit.

前記第3の目的は、前記配管における液体金属の流れ方
向に間隔をおいて、水素拡散膜を複数個設置し、各水素
拡散膜に、拡散2分離された水素の導管を設けたこと′
により、また前記導管に水素導入手段として、前記水素
拡散膜側から水素を吸引し、その水素を水素貯蔵容器に
加圧して送り込むブロワを設けたことにより、さらに前
記水素貯麗容器に減圧下で水素を吸蔵する水素吸蔵金属
を封入し、前記水素貯蔵容器の排気側に水素導入手段と
して、真空ポンプを設けたことにより、さらにまた前記
水素吸蔵金属として、細線状、細線を編んだメツシュ状
、薄板の小片状、薄板を加工したチップ状、薄板を加工
したボール状、金属を焼結した多孔質の塊状のものの少
なくとも1種類を用いたことにより、達成される。
The third object is to install a plurality of hydrogen diffusion membranes at intervals in the flow direction of the liquid metal in the piping, and to provide each hydrogen diffusion membrane with a conduit for hydrogen that has been separated into two parts.
Furthermore, by providing the conduit with a blower as a means for introducing hydrogen, which suctions hydrogen from the hydrogen diffusion membrane side and sends the hydrogen under pressure to the hydrogen storage container, the hydrogen storage container is further supplied under reduced pressure. By enclosing a hydrogen storage metal that stores hydrogen and providing a vacuum pump as a hydrogen introduction means on the exhaust side of the hydrogen storage container, the hydrogen storage metal can also be formed into a thin wire shape, a mesh shape made of thin wires, This can be achieved by using at least one of the following: a small piece of a thin plate, a chip made from a thin plate, a ball made from a processed thin plate, and a porous block made from sintered metal.

前記第4の目的は、前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧
力調節計を設け、この圧力調節計に連動して、液体金属
中の水素の拡散、捕集速度を制御する制御機器を配備し
たことにより、達成される。
The fourth purpose is to provide a pressure regulator on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container, and a control device that controls the diffusion and collection rate of hydrogen in the liquid metal in conjunction with the pressure regulator. This is achieved by:

前記第5の目的は、前記水素拡散膜における水素取り出
し側に、液体金属漏洩検出計を設け、この液体金属漏洩
検出計により検出された液体金属の漏洩が設定値を超え
たときに、少なくとも水素の導管を閉鎖する制御機器を
配備したことにより、達成される。
The fifth object is to provide a liquid metal leakage detector on the hydrogen extraction side of the hydrogen diffusion membrane, and when the leakage of liquid metal detected by the liquid metal leakage detector exceeds a set value, at least hydrogen is detected. This is achieved by deploying control equipment that closes off the conduits.

また、前記第6の目的は、液体金属を流す配管の途中に
、液体金属中の水素を拡散9分離する水素拡散膜を設置
し、この水素拡散膜で拡散9分離された水素の導管を設
け、この導管に、水素を酸化させ、水として取り出す処
理装置を設置したことにより、達成される。
The sixth purpose is to install a hydrogen diffusion membrane that diffuses and separates the hydrogen in the liquid metal in the middle of the pipe through which the liquid metal flows, and to provide a conduit for the hydrogen that has been diffused and separated by the hydrogen diffusion membrane. This is achieved by installing a processing device in this conduit that oxidizes hydrogen and extracts it as water.

さらに、前記第7の目的は、液体金属中の水素除去・捕
集装置を、原子炉の補助冷却系に設けられているコール
ドトラップの上流側に取り付けたことにより、達成され
る。
Furthermore, the seventh object is achieved by installing a device for removing and collecting hydrogen in liquid metal upstream of a cold trap provided in an auxiliary cooling system of a nuclear reactor.

そして、前記第8の目的は、液体ナトリウムを流す配管
の途中に、液体ナトリウム中の水素を拡散9分離する前
記水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散9分離
された水素の導管を設け、この導管を原子炉の排気塔へ
接続したことにより、達成される。
The eighth purpose is to install the hydrogen diffusion membrane that diffuses and separates the hydrogen in the liquid sodium in the middle of the pipe through which liquid sodium flows, and to install a hydrogen diffusion membrane that separates the hydrogen in the liquid sodium into a conduit for the hydrogen that has been diffused and separated. This is achieved by providing a conduit and connecting this conduit to the exhaust tower of the reactor.

[作用] 本発明では、液体金属を流す配管の途中に部屋が設けら
れ、この部屋には例えばニッケル(Ni)製の水素拡散
膜が設けられており、この水素拡散膜により、液体金属
中の水素を拡散9分離する。
[Function] In the present invention, a chamber is provided in the middle of the pipe through which the liquid metal flows, and a hydrogen diffusion membrane made of, for example, nickel (Ni) is provided in this chamber. Hydrogen is separated by diffusion 9.

前記液体金属中から分離された水素は、前記部屋に入り
、この部屋に設けられた導管を経て水素貯蔵容器に送り
込まれる。
Hydrogen separated from the liquid metal enters the chamber and is sent to a hydrogen storage container via a conduit provided in this chamber.

前記水素貯蔵容器の内部には、例えばFaTi系合金等
の水素吸蔵金属が封入されている。また、拡散2分離さ
れた水素を前記水素貯蔵容器に積極的に導入する水素導
入手段が設けられている。
A hydrogen storage metal such as FaTi alloy is sealed inside the hydrogen storage container. Furthermore, hydrogen introduction means is provided for actively introducing the hydrogen separated by diffusion into the hydrogen storage container.

その結果、前記水素導入手段により、前記導管から水素
貯蔵容器に水素が積極的に送り込まれる。
As a result, hydrogen is actively fed into the hydrogen storage container from the conduit by the hydrogen introducing means.

そして、水素貯蔵容器に送り込まれた水素は、水素吸蔵
金属に吸蔵され、捕集される。
The hydrogen sent into the hydrogen storage container is stored and collected by the hydrogen storage metal.

したがって、本発明ではコールドトラップを用いること
なく、簡易な設備で液体金属中から水素を効率よく分離
し、除去することができ、しかも分離した水素を水素貯
蔵容器内の水素吸蔵金属に安全に貯蔵することができる
Therefore, in the present invention, hydrogen can be efficiently separated and removed from liquid metal with simple equipment without using a cold trap, and the separated hydrogen can be safely stored in the hydrogen storage metal in the hydrogen storage container. can do.

また、本発明では前記液体金属を流す配管内に、液体金
属流路と、水素の拡散2分離部とを有する格子状の水素
拡散膜を設置しており、液体金属中の水素と水素拡散膜
とが広い表面積で接触するので、液体金属中から水素を
より一層効率よく拡散。
Furthermore, in the present invention, a lattice-shaped hydrogen diffusion membrane having a liquid metal flow path and a hydrogen diffusion and separation section is installed in the pipe through which the liquid metal flows, so that the hydrogen in the liquid metal and the hydrogen diffusion membrane are Since it comes into contact with a large surface area, hydrogen is diffused more efficiently from the liquid metal.

分離することが可能となる。It becomes possible to separate.

さらに、本発明では前記液体金属を流す配管内に、液体
金属流路と、水素の拡散9分離部とを有するハニカム構
造の水素拡散膜を設置しており、この発明でも液体金属
中の水素と水−素拡散膜とが広い表面積で接触するので
、液体金属中から水素をなお一層効率よく拡散2分離す
ることが可能となる。
Furthermore, in the present invention, a hydrogen diffusion membrane having a honeycomb structure having a liquid metal channel and a hydrogen diffusion/separation section is installed in the pipe through which the liquid metal flows, and in this invention also, the hydrogen in the liquid metal is Since the hydrogen-hydrogen diffusion membrane contacts with a large surface area, it becomes possible to diffuse and separate hydrogen from the liquid metal even more efficiently.

さらにまた1本発明では前記液体金属を流す配管内に、
中空筒状の水素拡散分離膜を設置しており、この発明に
おいても液体金属中の水素と水素拡散膜とが広い表面積
で接触するので、液体金属中から水素をより一層効率よ
く拡散2分離することが可能となる。
Furthermore, in the present invention, in the pipe through which the liquid metal flows,
A hollow cylindrical hydrogen diffusion separation membrane is installed, and in this invention, the hydrogen in the liquid metal comes into contact with the hydrogen diffusion membrane over a wide surface area, so hydrogen can be diffused and separated from the liquid metal even more efficiently. becomes possible.

また、本発明では前記配管における液体金属の流れ方向
に間隔をおいて、水素拡散膜を複数個設置しているので
、液体金属中から水素をより一層的確に分離、除去する
ことができる。
Further, in the present invention, since a plurality of hydrogen diffusion membranes are installed at intervals in the flow direction of the liquid metal in the piping, hydrogen can be separated and removed from the liquid metal more accurately.

さらに、本発明では前記導管にブロワを設け、このブロ
ワで前記水素拡散膜側から水素誉吸引し、その水素を水
素貯蔵容器に加圧して送り込むようにしている。したが
って、この発明ではブロワの作用により液体金属中から
水素をより一層的確に分離、除去することができる。
Further, in the present invention, a blower is provided in the conduit, and the blower sucks hydrogen from the hydrogen diffusion membrane side, and sends the hydrogen under pressure to the hydrogen storage container. Therefore, in the present invention, hydrogen can be more accurately separated and removed from the liquid metal by the action of the blower.

さらにまた、前記水素貯蔵容器に減圧下で水素を吸蔵す
る水素吸蔵金属を封入し、しかも水素貯蔵容器の排気側
に真空ポンプを設け、水素貯蔵容器に真空を供給し、水
素を導入するようにしている。その結果、この発明にお
いても、液体金属中から水素をより一層的確に分離、除
去することができる。
Furthermore, a hydrogen storage metal that stores hydrogen under reduced pressure is sealed in the hydrogen storage container, and a vacuum pump is provided on the exhaust side of the hydrogen storage container to supply vacuum to the hydrogen storage container and introduce hydrogen. ing. As a result, also in the present invention, hydrogen can be separated and removed from the liquid metal more accurately.

そして、本発明では前記水素吸蔵金属として、細線状、
細線を編んだメツシュ状、薄板を加工したチップ状、同
じく薄板を加工したボール状または金属を焼結した多孔
質の塊状のものを1種類あるいは複数種類を混ぜ合わせ
て用いており、これにより液体金属中から水素をより一
層的確に分離。
In the present invention, the hydrogen storage metal may be thin wire-like,
One type or a mixture of multiple types are used: a mesh made of thin wires, a chip made from a processed thin plate, a ball made from a similarly processed thin plate, or a porous lump made from sintered metal. Separates hydrogen from metals more accurately.

除去することができる。Can be removed.

また、本発明では前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧力
調節計を設け、この圧力調節計に連動して、液体金属中
の水素の拡散、捕集速度を制御するリレーや自動弁等の
制御機器を配備しているので、圧力調節計を任意の圧力
値に設定することにより、運転時の水素貯蔵容器の水素
吸入側の圧力が適正になるように調節することができる
Further, in the present invention, a pressure regulator is provided on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container, and in conjunction with this pressure regulator, a relay or an automatic valve that controls the diffusion and collection rate of hydrogen in the liquid metal is controlled. Since the equipment is provided, the pressure on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container during operation can be adjusted to be appropriate by setting the pressure regulator to an arbitrary pressure value.

さらに、本発明では前記水素拡散膜の水素取り出し側に
、液体金属漏洩検出計を設け、この液体金属漏洩検出計
により検出された液体金属の漏洩が設定値を超えたとき
は、制御機器が作動し、少なくとも水素の導管を閉鎖す
るようにしている。
Furthermore, in the present invention, a liquid metal leakage detector is provided on the hydrogen extraction side of the hydrogen diffusion membrane, and when the liquid metal leakage detected by the liquid metal leakage detector exceeds a set value, a control device is activated. However, at least the hydrogen conduit is closed.

したがって、水素拡散膜の破損時の、水素の導管への液
体金属の流入を確実に防止することができる。
Therefore, it is possible to reliably prevent liquid metal from flowing into the hydrogen conduit when the hydrogen diffusion membrane is damaged.

また、本発明では前記水素の導管に、水素を酸化させ、
水として取り出す処理装置を設置しているので、液体金
属中から分離した水素を水に変え、安定化させることが
できる。
Further, in the present invention, hydrogen is oxidized in the hydrogen conduit,
Since we have installed a processing device that extracts water, we can convert the hydrogen separated from the liquid metal into water and stabilize it.

さらに、本発明では前記構成の水素除去・捕集装置を、
原子炉の補助冷却系に設けられているコールドトラップ
の上流側に取り付けている。
Furthermore, in the present invention, the hydrogen removal/collection device having the above configuration is provided with:
It is installed upstream of the cold trap installed in the auxiliary cooling system of the nuclear reactor.

そして、原子炉の運転中に、常時蒸気発生器の伝熱管壁
より二次Na系に拡散、混入して来る水素を、コールド
トラップの前段で前記水素除去・捕集装置の水素拡散膜
を介してNa中の水素をNaループ系外に連続的に拡散
させて分離する。
During the operation of the nuclear reactor, the hydrogen that diffuses and mixes into the secondary Na system from the heat transfer tube wall of the steam generator is removed by the hydrogen diffusion membrane of the hydrogen removal/collection device at the stage before the cold trap. The hydrogen in Na is continuously diffused out of the Na loop system and separated.

ついで、分離した水素を導管より水素導入手段を通じて
水素貯蔵容器に積極的に導入し、この水素貯蔵容器内に
封入された水素吸蔵金属で吸蔵し。
Next, the separated hydrogen is actively introduced into the hydrogen storage container through the hydrogen introduction means through the conduit, and is stored in the hydrogen storage metal sealed in the hydrogen storage container.

捕集する。Collect.

したがって、この発明ではコールドトラップの負荷を大
幅に軽減でき、原子炉の耐用年数と同程度までコールド
トラップの寿命を延長することが可能となるので、設備
費および運転、操業費とも大幅に低減することができる
Therefore, with this invention, the load on the cold trap can be significantly reduced, and the life of the cold trap can be extended to the same extent as the service life of the nuclear reactor, resulting in a significant reduction in equipment costs, operation costs, and operating costs. be able to.

そして、本発明では液体Naを流す配管の途中に、前記
水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に水素の導管を設
け、この導管を原子炉の排気塔へ接続しているので、N
a中から水素拡散膜で拡散。
In the present invention, the hydrogen diffusion membrane is installed in the middle of the pipe through which liquid Na flows, and a hydrogen conduit is provided in this hydrogen diffusion membrane, and this conduit is connected to the exhaust tower of the reactor.
Diffused from inside a with a hydrogen diffusion membrane.

分離した水素を原子炉の排気塔へ直接導入し、処理する
ことができる。
Separated hydrogen can be introduced directly into the reactor exhaust tower for treatment.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面により説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明水素除去・捕集装置を原子炉の補助冷却
系に接続した一実施例の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment in which the hydrogen removal/collection device of the present invention is connected to an auxiliary cooling system of a nuclear reactor.

この第1図に示す実施例では、原子炉の補助冷却系にお
ける液体Naを流すNa配管1の途中に、水素拡散膜2
を有する部屋3が設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 1, a hydrogen diffusion membrane 2
A room 3 is provided.

前記水素拡散膜2は、Ni等で形成されている。The hydrogen diffusion film 2 is made of Ni or the like.

前記部屋3は、水素の導管8を介して水素貯蔵容器5に
接続されている。この水素貯蔵容器5には、これの内部
の水素吸入側および排気側に配置されたステンレス製の
メツジュロで包み込むようにして水素吸蔵金属7が封入
されている。この水素吸蔵金属7には、例えばCaNi
、等の金属が使用されている。また、前記水素貯蔵容器
5の底部には排気管14が設けられている。
Said chamber 3 is connected to a hydrogen storage container 5 via a hydrogen conduit 8 . A hydrogen storage metal 7 is enclosed in the hydrogen storage container 5 so as to be surrounded by stainless steel mats arranged on the hydrogen intake side and the exhaust side of the hydrogen storage container 5. This hydrogen storage metal 7 includes, for example, CaNi.
, etc. are used. Furthermore, an exhaust pipe 14 is provided at the bottom of the hydrogen storage container 5.

前記部屋3と水素貯蔵容器5とを結ぶ導管8には、水素
導入手段であるブロワ4が設けられている。このブロワ
4には、無漏洩型のものが使用されている。また、ブロ
ワ4は導管8を通じて部屋3側から水素を吸引し、その
水素を加圧し、導管8を通じて前記水素貯蔵容器5に積
極的に送り込むようになっている。なお、前記導管8に
はブロワ4のバイパス管9が設けられている。
A conduit 8 connecting the room 3 and the hydrogen storage container 5 is provided with a blower 4 serving as hydrogen introduction means. This blower 4 is of a non-leak type. Further, the blower 4 sucks hydrogen from the room 3 side through a conduit 8, pressurizes the hydrogen, and actively sends it to the hydrogen storage container 5 through the conduit 8. Note that the conduit 8 is provided with a bypass pipe 9 for the blower 4.

前記部屋3とブロワ4間の導管8と、バイパス管9と、
ブロワ4と水素貯蔵容器5間の導管8と、排気管14に
は、自動弁10が設けられている。前記水素貯蔵容器5
の水素吸入側の導管8には、圧力調節計11が設けられ
ている。前記水素拡散膜2の水素取り出し側である部屋
3には、液体金属漏洩検出計であるNa漏洩検出計13
が設けられている。
a conduit 8 between the room 3 and the blower 4; a bypass pipe 9;
An automatic valve 10 is provided in the conduit 8 between the blower 4 and the hydrogen storage container 5 and in the exhaust pipe 14. The hydrogen storage container 5
A pressure regulator 11 is provided in the conduit 8 on the hydrogen suction side. In the chamber 3 which is the hydrogen extraction side of the hydrogen diffusion membrane 2, there is a Na leak detector 13 which is a liquid metal leak detector.
is provided.

前記圧力調節計11およびNa漏洩検出計13には、リ
レー12を通じて前記自動弁10およびブロワ4が電気
的に接続されている。前記自動弁10やリレー12は、
圧力調節計11およびNa漏洩検出計13と連動する制
御機器として働くようになっている。
The automatic valve 10 and the blower 4 are electrically connected to the pressure regulator 11 and the Na leak detector 13 through a relay 12 . The automatic valve 10 and relay 12 are
It functions as a control device that works in conjunction with the pressure regulator 11 and the Na leak detector 13.

前記水素貯蔵容器5に設けられた排気管14には、フラ
ンジ15を介して排気系管16が接続されている。
An exhaust system pipe 16 is connected to the exhaust pipe 14 provided in the hydrogen storage container 5 via a flange 15 .

前記水素除去・捕集装置は、この実施例では原子炉の補
助冷却系に設けられているコールドトラップ(図示せず
)の上流側に取り付けられている。
In this embodiment, the hydrogen removal/collection device is installed upstream of a cold trap (not shown) provided in the auxiliary cooling system of the nuclear reactor.

前記実施例の水素除去・捕集装置は、原子炉プラントの
冷却系と次のように関連動作する。
The hydrogen removal/collection device of the above embodiment operates in conjunction with the cooling system of a nuclear reactor plant as follows.

原子炉プラントの冷却系では、蒸気発生器の伝熱管壁よ
りNa側に混入した水素は二次主循環系を流動し、その
一部分を取り出して精製し、二次主循環系へ戻す補助冷
却系によって、常時目標の純度に維持管理する。
In the cooling system of a nuclear reactor plant, hydrogen that has entered the Na side of the heat transfer tube wall of the steam generator flows through the secondary main circulation system, and a portion of it is extracted, purified, and returned to the secondary main circulation system for auxiliary cooling. Depending on the system, the target purity is constantly maintained.

前記補助冷却系では、これに取り付けられている水素除
去・捕集装置により、Na中の水素を分離し、捕集する
In the auxiliary cooling system, hydrogen in Na is separated and collected by a hydrogen removal/collection device attached to the auxiliary cooling system.

すなわち、水素除去・捕集装置のブロワ4を作動すると
、ブロワ4の吸引側の導管8と部屋3とが減圧され、こ
の部屋3に設けられている水素拡散膜2により、Na配
管1内を流れるNa流れ17中の水素が拡散され、部屋
3内に分離される。
That is, when the blower 4 of the hydrogen removal/collection device is operated, the conduit 8 on the suction side of the blower 4 and the chamber 3 are depressurized, and the hydrogen diffusion membrane 2 provided in the chamber 3 causes the inside of the Na pipe 1 to be Hydrogen in flowing Na stream 17 is diffused and separated into chamber 3.

前記部屋3内に分離された水素は、導管8およびブロワ
4を通り、このブロワ4により加圧され、導管8を通じ
て水素貯蔵容器5に積極的に導入される。
The hydrogen separated in the chamber 3 passes through a conduit 8 and a blower 4, is pressurized by the blower 4, and is actively introduced into the hydrogen storage container 5 through the conduit 8.

前記水素貯蔵容器5内には、メツジュロを介して水素吸
蔵金属7が封入されており、前記水素貯蔵容器5に導入
された水素は前記水素吸蔵金属7に吸蔵され、捕集され
る。
A hydrogen storage metal 7 is sealed in the hydrogen storage container 5 via a gas filter, and the hydrogen introduced into the hydrogen storage container 5 is stored and collected in the hydrogen storage metal 7.

その結果、この実施例では原子炉の補助冷却系の各ルー
プのコールドトラップの前段において。
As a result, in this example, in each loop of the reactor's auxiliary cooling system, upstream of the cold trap.

Na中の水素を分離し、除去できるため、コールドトラ
ップの負荷を大幅に軽減でき、したがってコールド1−
ラップの寿命を大幅に延長させることができる。
Since hydrogen in Na can be separated and removed, the load on the cold trap can be significantly reduced, and therefore cold 1-
The life of the wrap can be significantly extended.

前記ブロワ4の負荷を軽減したいとき、およびNa中の
水素拡散2分離速度を変えたいときは。
When it is desired to reduce the load on the blower 4 and when it is desired to change the separation rate of hydrogen diffusion 2 in Na.

圧力調節計11の設定値を変えると、変更された設定値
に従ってリレー12および自動弁10が連動し。
When the set value of the pressure regulator 11 is changed, the relay 12 and the automatic valve 10 are operated in accordance with the changed set value.

所期の設定値で水素除去・捕集装置の各部が運転される
Each part of the hydrogen removal/collection device is operated at the desired set values.

また、前記水素拡散膜2が破損すると、部屋3内にNa
が漏洩する。前記部屋3内にNaが漏洩して来ると、N
a漏洩検出計13により前記Naの漏洩が検出され、漏
洩量が設定値を超えると、リレー12および自動弁10
が作動し、部屋3側に設けられた導管2が閉鎖され、ブ
ロワ4側へのNaの流入が防止される。
Furthermore, if the hydrogen diffusion membrane 2 is damaged, Na
leaks. When Na leaks into the room 3, N
a When the leakage of Na is detected by the leakage detector 13 and the amount of leakage exceeds the set value, the relay 12 and automatic valve 10 are activated.
is activated, the conduit 2 provided on the room 3 side is closed, and Na is prevented from flowing into the blower 4 side.

次に、第2図は本発明水素除去・捕集装置における水素
拡散膜の他の実施例を示すもので、Na配管の軸方向と
直交する方向の断面図である。
Next, FIG. 2 shows another embodiment of the hydrogen diffusion membrane in the hydrogen removal/collection device of the present invention, and is a sectional view taken in a direction perpendicular to the axial direction of the Na pipe.

この第2図に示す水素拡散膜18は、Na流路部19と
、水素の拡散2分離部20とを有する格子状に形成され
、かつ全体の外形がNa配管1内に収まる形状に形成さ
れている。
The hydrogen diffusion membrane 18 shown in FIG. 2 is formed in a lattice shape having an Na flow path section 19 and a hydrogen diffusion/separation section 20, and is formed in a shape that fits within the Na pipe 1 as a whole. ing.

そして、前記水素拡散膜18には、水素の導管21が設
けられている。
A hydrogen conduit 21 is provided in the hydrogen diffusion film 18 .

この第2図に示す実施例の水素拡散膜18は、格子状に
形成されているため、Na中の水素と水素拡散膜18と
が広い表面積で接触するので、Na中から水素をより一
層効率よく拡散9分離することが可能となる。
Since the hydrogen diffusion film 18 of the embodiment shown in FIG. 2 is formed in a lattice shape, the hydrogen in Na contacts with the hydrogen diffusion film 18 over a large surface area, so hydrogen can be removed from Na more efficiently. It becomes possible to separate well by diffusion.

また、水素拡散膜18で拡散2分離された水素は導管2
1から取り出される。
Further, the hydrogen that has been diffused and separated by the hydrogen diffusion membrane 18 is transferred to the conduit 2.
1.

さらに、この第2図に示す水素拡散膜において。Furthermore, in the hydrogen diffusion film shown in FIG.

ハニカム構造に構成することにより、なお−層効率よく
水素を拡散8分離することができる。
By configuring the honeycomb structure, hydrogen can be diffused and separated with high efficiency.

ついで、第3図は本発明水素除去・捕集装置の水素拡散
膜の別の実施例を示す斜視図である。
Next, FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the hydrogen diffusion membrane of the hydrogen removal/collection device of the present invention.

この第3図に示す実施例の水素拡散膜22は、Na配管
1の内周面との間に周隙を有する外径の中空円筒形に形
成されている。
The hydrogen diffusion membrane 22 of the embodiment shown in FIG. 3 is formed into a hollow cylindrical shape with an outer diameter having a circumferential gap between it and the inner circumferential surface of the Na pipe 1.

前記水素拡散膜22の胴部には、水素の導管23が設け
られている。
A hydrogen conduit 23 is provided in the body of the hydrogen diffusion membrane 22 .

この第3図に示す水素拡散膜22は、中空円筒形に形成
されており、Na中の水素と水素拡散膜22とが広い表
面積で接触するので、Na中から水素をより一層効率よ
く拡散2分離することができる。
The hydrogen diffusion membrane 22 shown in FIG. 3 is formed in a hollow cylindrical shape, and the hydrogen in Na contacts with the hydrogen diffusion membrane 22 over a large surface area, so hydrogen can be diffused more efficiently from Na. Can be separated.

なお、この第3図に示す水素拡散膜において、中空多角
筒形に形成してもよい。
Note that the hydrogen diffusion membrane shown in FIG. 3 may be formed in the shape of a hollow polygonal cylinder.

前記第2図、第3図に示す実施例の他の構成。Another configuration of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3.

作用については、前記第1図に示す実施例と同様である
The operation is similar to that of the embodiment shown in FIG. 1 above.

次に、他の色々な実施例について説明する。Next, various other embodiments will be described.

(1)本発明水素除去・捕集装置では、第1図、第2図
および第3図に示すような水素拡散膜をNaの流れ方向
に間隔をおいて、複数個設置し、各水素拡散膜に導管を
設け、各導管を通じて水素貯蔵容器に水素を導入するよ
うにしてもよい。
(1) In the hydrogen removal/collection device of the present invention, a plurality of hydrogen diffusion membranes as shown in FIGS. 1, 2, and 3 are installed at intervals in the Na flow direction, and each hydrogen diffusion membrane is The membrane may be provided with conduits through which hydrogen can be introduced into the hydrogen storage vessel.

(2)前記水素導入手段として、ブロワ4に代えて、第
1図に示すフランジ15に真空ポンプを連結し、水素貯
蔵容器5内に減圧下で水素を吸蔵する水素吸蔵金属を封
入してもよい。
(2) As the hydrogen introduction means, instead of the blower 4, a vacuum pump may be connected to the flange 15 shown in FIG. 1, and a hydrogen storage metal that stores hydrogen under reduced pressure may be enclosed in the hydrogen storage container 5. good.

(3)前記水素貯蔵容器5内に水素吸蔵金属として、細
線状、細線を編んだメツシュ状、薄板の小片状、薄板を
加工したチップ状、同じく薄板を加工したボール状、金
属を焼結した多孔質の塊状のものの1種類または複数種
類を混合して用いてもよい。
(3) In the hydrogen storage container 5, the hydrogen storage metal may be in the form of a thin wire, a mesh made of thin wires, a small piece of a thin plate, a chip made of a thin plate, a ball made of a thin plate, or a sintered metal. One type or a mixture of multiple types of porous lumps may be used.

(4)前記水素貯蔵容器5に加熱手段または熱風供給手
段を設け、いったん水素吸蔵金属に捕集した水素を加熱
し、放出して他の容器に移し変えるようにしてもよい。
(4) The hydrogen storage container 5 may be provided with heating means or hot air supply means to heat the hydrogen once captured in the hydrogen storage metal, release it, and transfer it to another container.

(5)第1図に示す排気管14に設けられたフランジ1
5に、酸化炉等の処理装置を接続し、拡散2分離された
水素を酸化させて水に変え、安定化させて取り出すよう
にしてもよい。
(5) Flange 1 provided on the exhaust pipe 14 shown in Fig. 1
5, a processing device such as an oxidation furnace may be connected to oxidize the hydrogen separated by diffusion into water, stabilize it, and take it out.

(6)前記排気管14にフランジ15を介して接続され
た排気系管16を、原子炉の排気塔へ接続し、水素拡散
膜により拡散9分離された水素を直接排気塔へ導入し、
処理するようにしてもよい。
(6) Connecting the exhaust system pipe 16 connected to the exhaust pipe 14 via the flange 15 to the exhaust tower of the reactor, and directly introducing the hydrogen that has been diffused and separated by the hydrogen diffusion membrane into the exhaust tower;
It may also be processed.

(7)前記各実施例の水素除去・捕集装置とも、原子炉
プラントの冷却系に適用する場合に限らず、液体金属中
から水素を拡散9分離する用途の全般に適用することが
できる。
(7) The hydrogen removal/collection devices of each of the above embodiments can be applied not only to the cooling system of a nuclear reactor plant but also to general applications in which hydrogen is diffused and separated from liquid metal.

[発明の効果] 以上説明した本発明の請求項1記載の発明によれば、液
体金属を流す配管の途中に、液体金属中の水素を拡散さ
せる水素拡散膜を有する部屋を設け、この部屋に導管を
介して、水素吸蔵金属を封入した水素貯蔵容器を接続す
るとともに、前記部屋で拡散2分離された水素を前記水
素貯蔵容器に積極的に導入する水素導入手段を設けてい
るので、コールドトラップを用いることなく、簡易な設
備で液体金属中から水素を効率よく分離し、除去し得る
効果を有する外、分離した水素を水素貯蔵容器内の水素
吸蔵金属に安全に貯蔵し得る効果がある。
[Effects of the Invention] According to the invention described in claim 1 of the present invention described above, a chamber having a hydrogen diffusion membrane for diffusing hydrogen in the liquid metal is provided in the middle of the pipe through which the liquid metal flows, and A hydrogen storage container filled with a hydrogen storage metal is connected via a conduit, and a hydrogen introduction means is provided to actively introduce the hydrogen that has been diffused and separated in the room into the hydrogen storage container, thereby creating a cold trap. In addition to having the effect of efficiently separating and removing hydrogen from liquid metal with simple equipment without using a hydrogen storage container, this method also has the effect of safely storing the separated hydrogen in a hydrogen storage metal in a hydrogen storage container.

また1本発明の請求項2記載の説明によれば、前記液体
金属を流す配管内に、液体金属流路と、水素の拡散9分
離部とを有する格子状の水素拡散膜を設置しており、液
体金属中の水素と水素拡散膜とが広い表面積で接触する
ので、液体金属中から水素をより一層効率よく拡散9分
離し得る効果がある。
According to the description of claim 2 of the present invention, a lattice-shaped hydrogen diffusion membrane having a liquid metal channel and a hydrogen diffusion/separation section is installed in the pipe through which the liquid metal flows. Since the hydrogen in the liquid metal and the hydrogen diffusion membrane come into contact with each other over a wide surface area, hydrogen can be separated from the liquid metal more efficiently by diffusion.

さらに、本発明の請求項3記載の発明によれば、前記液
体金属を流す配管内に、液体金属流路と、水素の拡散2
分離部とを有するハニカム構造の水素拡散膜を設置して
おり、この発明でも液体金属中の水素と水素拡散膜とが
広い表面積で接触するので、液体金属中から水素をなお
一層効率よく拡散2分離し得る効果がある。
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, a liquid metal channel is provided in the pipe through which the liquid metal flows, and a hydrogen diffusion 2
In this invention, the hydrogen in the liquid metal comes into contact with the hydrogen diffusion membrane over a wide surface area, so hydrogen can be diffused from the liquid metal even more efficiently. There are effects that can be separated.

さらにまた、本発明の請求項4記載の発明によれば、前
記液体金属を流す配管内に、中空筒状の水素拡散分離膜
を設置しており、この発明においても液体金属中の水素
と水素拡散膜とが広い表面積で接触するので、液体金属
中から水素をより一層効率よく拡散9分離し得る効果が
ある。
Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, a hollow cylindrical hydrogen diffusion separation membrane is installed in the pipe through which the liquid metal flows. Since it contacts with the diffusion membrane over a wide surface area, hydrogen can be more efficiently diffused and separated from the liquid metal.

また、本発明の請求項5記載の発明によれば、前記配管
における液体金属の流れ方向に間隔をおいて、水素拡散
膜を複数個設置しているので、液体金属中から水素をよ
り一層効率よく拡散9分離し得る効果がある。
Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, since a plurality of hydrogen diffusion membranes are installed at intervals in the flow direction of the liquid metal in the piping, hydrogen can be removed from the liquid metal even more efficiently. It has the effect of being well diffused.

さらに、本発明の請求項6記載の発明によれば、前記導
管にブロワを設け、このブロワで前記水素拡散膜側から
水素を吸引し、その水素を水素貯蔵容器に加圧して送り
込むようにしているので、ブロワの作用により液体金属
中から水素をより一層的確に分離、除去し得る効果があ
る。
Furthermore, according to the sixth aspect of the present invention, a blower is provided in the conduit, and the blower sucks hydrogen from the hydrogen diffusion membrane side, and pressurizes the hydrogen and sends it to the hydrogen storage container. Therefore, hydrogen can be more accurately separated and removed from the liquid metal by the action of the blower.

さらにまた、本発明の請求項7記載の発明によれば、前
記水素貯蔵容器に減圧下で水素を吸蔵する水素吸蔵金属
を封入し、しかも水素貯蔵容器の排気側に真空ポンプを
設け、水素貯蔵容器に真空を供給し、水素を導入するよ
うにしているので、液体金属中から水素をより一層的確
に分離、除去し得る効果がある。
Furthermore, according to the seventh aspect of the present invention, a hydrogen storage metal that stores hydrogen under reduced pressure is sealed in the hydrogen storage container, and a vacuum pump is provided on the exhaust side of the hydrogen storage container to store hydrogen. Since a vacuum is supplied to the container and hydrogen is introduced, hydrogen can be more accurately separated and removed from the liquid metal.

そして1本発明の請求項8記載の発明によれば、前記水
素吸蔵金属として、細線状、細線を編んだメツシュ状、
薄板を加工したチップ状、薄板を加工したボール状また
は金属を焼結した多孔質の塊状のものを1種類あるいは
複数種類を混ぜ合わせて用いており、これにより液体金
属中から水素をより一層的確に分離、除去し得る効果が
ある。
According to the eighth aspect of the present invention, the hydrogen storage metal has a thin wire shape, a mesh shape made of thin wires,
Chips made from thin plates, balls made from thin plates, or porous lumps made from sintered metal are used in one type or in a mixture of several types.This allows hydrogen to be extracted from liquid metal more precisely. It has the effect of separating and removing.

また、本発明の請求項9記載の発明によれば。Further, according to the invention described in claim 9 of the present invention.

前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧力調節計を設け、こ
の圧力調節計に連動して、液体金属中の水素の拡散、捕
集速度を制御する制御機器を配備しているので、圧力調
節計を任意の圧力値に設定することにより、運転時の水
素貯蔵容器の水素吸入側の圧力が適正になるように調節
し得る効果がある。
A pressure regulator is provided on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container, and a control device that controls the diffusion and collection rate of hydrogen in the liquid metal is provided in conjunction with this pressure regulator. By setting the pressure to an arbitrary pressure value, there is an effect that the pressure on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container during operation can be adjusted to be appropriate.

さらに、本発明の請求項10記載の発明によれば、前記
水素拡散膜の水素取り出し側に、液体金属漏洩検出計を
設け、この液体金属漏洩検出計により検出された液体金
属の漏洩が設定値を超えたときは、制御機器が作動し、
少なくとも水素の導管を閉鎖するようにしているので、
水素拡散膜の破損時の、水素の導管への液体金属の流入
を確実に防止し得る効果がある。
Furthermore, according to the tenth aspect of the present invention, a liquid metal leakage detector is provided on the hydrogen extraction side of the hydrogen diffusion membrane, and the liquid metal leakage detected by the liquid metal leakage detector is set to a set value. When it exceeds the limit, the control equipment will operate
At least the hydrogen conduit is closed, so
This has the effect of reliably preventing liquid metal from flowing into the hydrogen conduit when the hydrogen diffusion membrane is damaged.

また、本発明の請求項11記載の発明によれば、前記水
素の導管に、水素を酸化させ、水として取り出す処理装
置を設置しているので、液体金属中から分離した水素を
水に変え、安定化させて取り出し得る効果がある。
Furthermore, according to the eleventh aspect of the present invention, the hydrogen conduit is provided with a processing device that oxidizes hydrogen and extracts it as water, so that the hydrogen separated from the liquid metal is converted into water. It has the effect of stabilizing and removing it.

さらに1本発明の請求項12記載の発明によれば、前記
構成の水素除去・捕集装置を、原子炉の補助冷却系に設
けられているコールドトラップの上流側に取り付けてお
り、原子炉の運転中に、常時蒸気発生器の伝熱管壁によ
り二次Na系に拡散、混入して来る水素を、コールドト
ラップの前段で前記水素除去・捕集装置の水素拡散膜を
介してNa中の水素をNaループ系外に連続的に拡散さ
せて分離し1分離した水素を導管より水素導入手段を通
じて水素貯蔵容器に積極的に導入し、この水素貯蔵容器
内に封入された水素吸蔵金属に吸蔵し、捕集するように
しているので、コールドトラップの負荷を大幅に軽減で
き、原子炉の耐用年数と同程度までコールドトラップの
寿命を延長することが可能となるので、設備費および運
転、操業費とも大幅に低減し得る効果がある。
Furthermore, according to the invention described in claim 12 of the present invention, the hydrogen removal/collection device having the above configuration is installed on the upstream side of a cold trap provided in the auxiliary cooling system of the nuclear reactor. During operation, hydrogen that is constantly diffused and mixed into the secondary Na system by the heat transfer tube walls of the steam generator is removed from the Na solution through the hydrogen diffusion membrane of the hydrogen removal/collection device at the stage before the cold trap. Hydrogen is continuously diffused out of the Na loop system and separated, and the separated hydrogen is actively introduced into a hydrogen storage container through a hydrogen introducing means through a conduit, and is stored in a hydrogen storage metal sealed in this hydrogen storage container. Since the cold traps are collected, the load on the cold traps can be significantly reduced, and the lifespan of the cold traps can be extended to the same extent as the reactor lifespan, reducing equipment costs, operation, and operating costs. This has the effect of significantly reducing both costs.

そして、本発明の請求項13記載の発明によれば、液体
Naを流す配管の途中に、水素拡散膜を設置し、この水
素拡散膜に水素の導管を設け、この導管を原子炉の排気
塔へ接続しているので、Na中から水素拡散膜で拡散9
分離した水素を原子炉の排気塔へ直接導入し、処理し得
る効果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, a hydrogen diffusion membrane is installed in the middle of a pipe through which liquid Na flows, a hydrogen conduit is provided in this hydrogen diffusion membrane, and this conduit is connected to an exhaust tower of a nuclear reactor. Since it is connected to the hydrogen diffusion membrane from Na, it can be diffused from Na
This has the effect of directly introducing the separated hydrogen into the reactor exhaust tower and processing it.

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

第1図は本発明水素除去・捕集装置を原子炉の補助冷却
系に接続した一実施例の断面図、第2図は本発明水素除
去・捕集装置における水素拡散膜の他の実施例を示すも
ので、Na配管の軸方向と直交する方向の断面図、第3
図は本発明水素除去・捕集装置の水素拡散膜の別の実施
例を示す示す斜視図である。 1・・・液体金属を流す配管であるNa配管、2・・・
水素拡散膜、3・・・水素拡散膜を有する部屋、4・・
・水素導入および加圧下で水素吸蔵金属に吸蔵させる手
段であるブロワ、5・・・水素貯蔵容器、7・・・水素
吸蔵金属、8・・・水素の導管、10・・・自動弁、1
1・・・圧力調節計、12・・・リレー、13・・・液
体金属漏洩検出計であるNa漏洩検出計、14・・・排
気管、16・・・排気系管、17・・・Na流れ、18
・・・格子状の水素拡散膜、19・・・液体金属流路、
20・・・水素の拡散2分離部、21・・・同導管、2
2・・・中空円筒状の水素拡散膜、23・・・水素の導
管。
Figure 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the hydrogen removal/trapping device of the present invention connected to the auxiliary cooling system of a nuclear reactor, and Figure 2 is another embodiment of the hydrogen diffusion membrane in the hydrogen removal/trapping device of the present invention. This is a cross-sectional view in a direction perpendicular to the axial direction of the Na piping, and the third
The figure is a perspective view showing another embodiment of the hydrogen diffusion membrane of the hydrogen removal/collection device of the present invention. 1...Na pipe which is a pipe for flowing liquid metal, 2...
Hydrogen diffusion membrane, 3... Room having a hydrogen diffusion membrane, 4...
・Blower which is a means for introducing hydrogen and storing it in hydrogen storage metal under pressure, 5...Hydrogen storage container, 7...Hydrogen storage metal, 8...Hydrogen conduit, 10...Automatic valve, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Pressure regulator, 12... Relay, 13... Na leak detector which is a liquid metal leak detector, 14... Exhaust pipe, 16... Exhaust system pipe, 17... Na flow, 18
...Grid-like hydrogen diffusion membrane, 19...Liquid metal channel,
20... Hydrogen diffusion 2 separation section, 21... Same conduit, 2
2...Hollow cylindrical hydrogen diffusion membrane, 23...Hydrogen conduit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、液体金属を流す配管の途中に、液体金属中の水素を
拡散させる水素拡散膜を有する部屋を設け、この部屋に
導管を介して、水素吸蔵金属を封入した水素貯蔵容器を
接続するとともに、前記部屋で拡散、分離された水素を
前記水素貯蔵容器に積極的に導入する水素導入手段を設
けたことを特徴とする液体金属中の水素除去・捕集装置
。 2、前記液体金属を流す配管内に、液体金属流路と、水
素の拡散、分離部とを有する格子状の水素拡散膜を設置
し、この水素拡散膜に、拡散、分離された水素の導管を
設けたことを特徴とする請求項1記載の液体金属中の水
素除去・捕集装置。 3、前記液体金属を流す配管内に、液体金属流路と、水
素の拡散、分離部とを有するハニカム構造の水素拡散膜
を設置し、この水素拡散膜に、拡散、分離された水素の
導管を設けたことを特徴とする請求項1記載の液体金属
中の水素除去・捕集装置。 4、前記液体金属を流す配管内に、中空筒状の水素拡散
膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散、分離された水素
の導管を設けたことを特徴とする請求項1記載の液体金
属中の水素除去・捕集装置。 5、前記配管における液体金属の流れ方向に間隔をおい
て、水素拡散膜を複数個設置し、各水素拡散膜に、拡散
、分離された水素の導管を設けたことを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載の液体金属中の水素除去・捕
集装置。 6、前記導管に水素導入手段として、前記水素拡散膜側
から水素を吸引し、その水素を水素貯蔵容器に加圧して
送り込むブロワを設けたことを特徴とする請求項1〜5
のいずれかに記載の液体金属中の水素除去・捕集装置。 7、前記水素貯蔵容器に減圧下で水素を吸蔵する水素吸
蔵金属を封入し、前記水素貯蔵容器の排気側に水素導入
手段として、真空ポンプを設けたことを特徴とする請求
項1〜5のいずれかに記載の液体金属中の水素除去・捕
集装置。 8、前記水素吸蔵金属として、細線状、細線を編んだメ
ッシュ状、薄板の小片状、薄板を加工したチップ状、薄
板を加工したボール状、金属を焼結した多孔質の塊状の
ものの少なくとも1種類を用いたことを特徴とする請求
項1記載の液体金属中の水素除去・捕集装置。 9、前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧力調節計を設け
、この圧力調節計に連動して、液体金属中の水素の拡散
、捕集速度を制御する制御機器を配備したことを特徴と
する請求項1〜8のいずれかに記載の液体金属中の水素
除去・捕集装置。 10、前記水素拡散膜における水素取り出し側に、液体
金属漏洩検出計を設け、この液体金属漏洩検出計により
検出された液体金属の漏洩が設定値を超えたときに、少
なくとも水素の導管を閉鎖する制御機器を配備したこと
を特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の液体金属
中の水素除去・捕集装置。 11、液体金属を流す配管の途中に、液体金属中の水素
を拡散、分離する水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜
で拡散、分離された水素の導管を設け、この導管に、水
素を酸化させ、水として取り出す処理装置を設置したこ
とを特徴とする液体金属中の水素除去・捕集装置。 12、請求項1〜11のいずれかに記載の液体金属中の
水素除去・捕集装置を、原子炉の補助冷却系に設けられ
ているコールドトラップの上流側に取り付たことを特徴
とする原子炉プラント。 13、液体ナトリウムを流す配管の途中に、液体ナトリ
ウム中の水素を拡散、分離する請求項1〜4のいずれか
に記載の水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散
、分離された水素の導管を設け、この導管を原子炉の排
気塔へ接続したことを特徴とする原子炉プラント。
[Claims] 1. A hydrogen storage device in which a chamber having a hydrogen diffusion membrane that diffuses hydrogen in the liquid metal is provided in the middle of a pipe through which liquid metal flows, and a hydrogen storage metal is sealed in this chamber via a conduit. 1. An apparatus for removing and collecting hydrogen in liquid metal, characterized in that a hydrogen introducing means is provided to connect the container and to actively introduce hydrogen diffused and separated in the chamber into the hydrogen storage container. 2. A lattice-shaped hydrogen diffusion membrane having a liquid metal channel and a hydrogen diffusion/separation section is installed in the pipe through which the liquid metal flows, and a hydrogen diffusion membrane that has been diffused and separated is connected to the hydrogen diffusion membrane. 2. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to claim 1, further comprising: 3. A hydrogen diffusion membrane with a honeycomb structure having a liquid metal channel and a hydrogen diffusion and separation section is installed in the pipe through which the liquid metal flows, and a conduit for the diffused and separated hydrogen is installed in the hydrogen diffusion membrane. 2. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to claim 1, further comprising: 4. The liquid according to claim 1, wherein a hollow cylindrical hydrogen diffusion membrane is installed in the pipe through which the liquid metal flows, and a conduit for diffused and separated hydrogen is provided in the hydrogen diffusion membrane. Equipment for removing and collecting hydrogen in metals. 5. Claim 1, wherein a plurality of hydrogen diffusion membranes are installed at intervals in the flow direction of the liquid metal in the piping, and each hydrogen diffusion membrane is provided with a conduit for diffused and separated hydrogen. 5. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to any one of items 4 to 4. 6. Claims 1 to 5, characterized in that the conduit is provided with a blower as hydrogen introduction means that sucks hydrogen from the hydrogen diffusion membrane side and pressurizes the hydrogen and sends it into the hydrogen storage container.
The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to any one of the above. 7. A hydrogen storage metal that stores hydrogen under reduced pressure is sealed in the hydrogen storage container, and a vacuum pump is provided as hydrogen introduction means on the exhaust side of the hydrogen storage container. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to any one of the above. 8. The hydrogen storage metal is at least in the form of a thin wire, a mesh made of thin wires, a small piece of a thin plate, a chip made of a processed thin plate, a ball made of a processed thin plate, or a porous lump made of sintered metal. 2. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to claim 1, wherein one type of hydrogen is used. 9. A pressure regulator is provided on the hydrogen suction side of the hydrogen storage container, and a control device is provided in conjunction with the pressure regulator to control the diffusion and collection rate of hydrogen in the liquid metal. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to any one of claims 1 to 8. 10. A liquid metal leak detector is provided on the hydrogen extraction side of the hydrogen diffusion membrane, and when the liquid metal leak detected by the liquid metal leak detector exceeds a set value, at least the hydrogen conduit is closed. The apparatus for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to any one of claims 1 to 9, further comprising a control device. 11. Install a hydrogen diffusion membrane that diffuses and separates the hydrogen in the liquid metal in the middle of the pipe through which the liquid metal flows, and install a conduit for the hydrogen that has been diffused and separated by this hydrogen diffusion membrane. A device for removing and collecting hydrogen in liquid metal, characterized by being equipped with a processing device that oxidizes it and extracts it as water. 12. The device for removing and collecting hydrogen in liquid metal according to any one of claims 1 to 11 is installed on the upstream side of a cold trap provided in an auxiliary cooling system of a nuclear reactor. nuclear reactor plant. 13. The hydrogen diffusion membrane according to any one of claims 1 to 4, which diffuses and separates hydrogen in the liquid sodium, is installed in the middle of a pipe through which liquid sodium flows, and the hydrogen diffusion membrane diffuses and separates hydrogen in the liquid sodium. A nuclear reactor plant characterized by providing a hydrogen conduit and connecting this conduit to an exhaust tower of a nuclear reactor.
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