JPH0745007B2 - 水・水素同位体交換反応装置の制御方法 - Google Patents
水・水素同位体交換反応装置の制御方法Info
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- JPH0745007B2 JPH0745007B2 JP1144492A JP14449289A JPH0745007B2 JP H0745007 B2 JPH0745007 B2 JP H0745007B2 JP 1144492 A JP1144492 A JP 1144492A JP 14449289 A JP14449289 A JP 14449289A JP H0745007 B2 JPH0745007 B2 JP H0745007B2
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B5/00—Water
- C01B5/02—Heavy water; Preparation by chemical reaction of hydrogen isotopes or their compounds, e.g. 4ND3 + 7O2 ---> 4NO2 + 6D2O, 2D2 + O2 ---> 2D2O
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交換反応塔、電解装置、再結合装置からなる
単温度法水・水素同位体交換反応装置により、軽水で濃
度の低くなった重水（以下、劣化重水という）を高濃度
重水（以下、製品重水という）と高濃度軽水（以下、回
収水という）に分離する際の水・水素同位体交換反応装
置の制御方法に関する。
単温度法水・水素同位体交換反応装置により、軽水で濃
度の低くなった重水（以下、劣化重水という）を高濃度
重水（以下、製品重水という）と高濃度軽水（以下、回
収水という）に分離する際の水・水素同位体交換反応装
置の制御方法に関する。
劣化重水を単温度法水・水素同位体交換反応装置（以
下、装置という）により製品重水と回収水とに分離する
場合、製品重水は原子炉の減速材として使用されるた
め、その中に殆ど軽水を含まず（通常、重水濃度99.7wt
％以上）、また、回収水には高価な重水の損失を防止す
るため、その中に殆ど重水を含まない（軽水濃度99.9wt
％程度以上）ことが要求される。
下、装置という）により製品重水と回収水とに分離する
場合、製品重水は原子炉の減速材として使用されるた
め、その中に殆ど軽水を含まず（通常、重水濃度99.7wt
％以上）、また、回収水には高価な重水の損失を防止す
るため、その中に殆ど重水を含まない（軽水濃度99.9wt
％程度以上）ことが要求される。
したがって、製品重水と回収水の装置からの抜出し量
は、劣化重水に対して物質収支に見合った量でなければ
ならず、極めて精度よく制御しなければ、上記条件に適
合した製品重水、回収水は得られない。
は、劣化重水に対して物質収支に見合った量でなければ
ならず、極めて精度よく制御しなければ、上記条件に適
合した製品重水、回収水は得られない。
一般に上記制御は、製品重水の濃度を計測してその値が
一定となるように製品重水の抜出し量を制御するととも
に、劣化重水の供給および上記製品重水の抜出しによっ
て変化する装置内の水量が一定となるように回収水抜出
し量を制御する。
一定となるように製品重水の抜出し量を制御するととも
に、劣化重水の供給および上記製品重水の抜出しによっ
て変化する装置内の水量が一定となるように回収水抜出
し量を制御する。
その一例を示せば第６図のようになる。すなわち、図中
１は、水・水素同位体交換反応塔（以下反応塔という）
で、反応塔１は、高さを低くするため分割し、貯槽1c、
ポンプ1d、貯槽の液位調節器（LC）1eによって１本の反
応塔１として機能させている。本図では反応塔１を1a,1
bに２分割している。２は隔膜を有する電解槽を含む電
解装置、３は水素と酸素の再結合装置で、電解装置２に
は液位調節器（LC）15が設けられている。
１は、水・水素同位体交換反応塔（以下反応塔という）
で、反応塔１は、高さを低くするため分割し、貯槽1c、
ポンプ1d、貯槽の液位調節器（LC）1eによって１本の反
応塔１として機能させている。本図では反応塔１を1a,1
bに２分割している。２は隔膜を有する電解槽を含む電
解装置、３は水素と酸素の再結合装置で、電解装置２に
は液位調節器（LC）15が設けられている。
上記電解装置２より発生する水素Ｄおよび酸素Ｅは、そ
れぞれ反応塔１の底部と再結合装置３に送られる。
れぞれ反応塔１の底部と再結合装置３に送られる。
反応塔１の底部に導入された水素は、塔内を上昇する過
程で降下する水に含まれる軽水素を交換する。反応塔１
の塔項より出る水素は再結合装置３に導かれ、再結合装
置３に導かれる酸素と再結合される。再結合した水（再
結合水Ｇ）は、液位調節器（LC）3aによって液位制御さ
れ、ポンプ８により還流水Ｆとして反応塔１の頂部に導
入される。
程で降下する水に含まれる軽水素を交換する。反応塔１
の塔項より出る水素は再結合装置３に導かれ、再結合装
置３に導かれる酸素と再結合される。再結合した水（再
結合水Ｇ）は、液位調節器（LC）3aによって液位制御さ
れ、ポンプ８により還流水Ｆとして反応塔１の頂部に導
入される。
上記装置によって、劣化重水を製品重水と回収水に分け
るには、先ず劣化重水Ａを原料ポンプ９により反応塔１
の中間に導入する。劣化重水Ａは、電解装置２から発生
し、反応塔１の底部に導入される重水素と向流接触し
て、劣化重水Ａ中の軽水素が重水素に交換され、重水と
なって塔底より流出し電解装置２に導かれる。
るには、先ず劣化重水Ａを原料ポンプ９により反応塔１
の中間に導入する。劣化重水Ａは、電解装置２から発生
し、反応塔１の底部に導入される重水素と向流接触し
て、劣化重水Ａ中の軽水素が重水素に交換され、重水と
なって塔底より流出し電解装置２に導かれる。
上記劣化重水と接触して、軽水素を取込んだ水素は、さ
らに塔内を上昇し、塔項より導入される還流水Ｆと向流
接触し、残存する重水素を上記還流水Ｆの軽水素と交換
し、軽水素となって再結合装置３に導入される。この際
還流水Ｆは、降下過程で、重水素を取込み、劣化重水Ａ
が導入される部分では、ほぼこれと同じ重水濃度とな
る。
らに塔内を上昇し、塔項より導入される還流水Ｆと向流
接触し、残存する重水素を上記還流水Ｆの軽水素と交換
し、軽水素となって再結合装置３に導入される。この際
還流水Ｆは、降下過程で、重水素を取込み、劣化重水Ａ
が導入される部分では、ほぼこれと同じ重水濃度とな
る。
上記のように運転される装置を制御するには、電解装置
２の重水を重水の濃度が重水濃度調節器（ZC）11によっ
て一定となるように調節しながら、流量調節器（FC）12
を介してコントロールバルブ13を作動させて製品重水Ｂ
を抜き出す。
２の重水を重水の濃度が重水濃度調節器（ZC）11によっ
て一定となるように調節しながら、流量調節器（FC）12
を介してコントロールバルブ13を作動させて製品重水Ｂ
を抜き出す。
一方回収水Ｃは、上記再結合装置３から反応塔１の頂部
に送る配管を分岐し、上記装置内の水量を代表する電解
装置２の液位調節器（LC）15の出力を流量調節器（FC）
16に流量設定信号として送り、このFC16によってコント
ロールバルブ17を作動して抜出す。
に送る配管を分岐し、上記装置内の水量を代表する電解
装置２の液位調節器（LC）15の出力を流量調節器（FC）
16に流量設定信号として送り、このFC16によってコント
ロールバルブ17を作動して抜出す。
上記制御によって、製品重水の濃度および装置内の水量
は一定に保持され、製品重水Ｂ中の重水濃度、回収水Ｃ
中の軽水濃度共に所望の高濃度のものが得られることに
なる。
は一定に保持され、製品重水Ｂ中の重水濃度、回収水Ｃ
中の軽水濃度共に所望の高濃度のものが得られることに
なる。
しかしながら、上記装置の各部に存在する水量について
調べてみると、反応塔では保有水量は少なく、高さを低
くするため分割した場合の貯槽（第６図においては1c）
の保有量が最も大きいが、還流水Ｆの滞留時間は、数分
から数時間で、また再結合装置において、再結合水Ｇの
滞留量は大きいがこれも、再結合水量に対して数時間以
内である。
調べてみると、反応塔では保有水量は少なく、高さを低
くするため分割した場合の貯槽（第６図においては1c）
の保有量が最も大きいが、還流水Ｆの滞留時間は、数分
から数時間で、また再結合装置において、再結合水Ｇの
滞留量は大きいがこれも、再結合水量に対して数時間以
内である。
これに対して電解装置は、その容量が極めて大きく、製
品重水抜出し量に対する滞留時間は100時間程度とな
る。
品重水抜出し量に対する滞留時間は100時間程度とな
る。
したがって第６図のような制御方法では、製品重水濃度
の変化への応答は極めて遅く、重水濃度が殆ど変化して
いないにもかかわらず、回収水の抜出し量が大幅に変わ
って、回収水中の軽水濃度が目標値よりはずれ制御出来
なくなる。
の変化への応答は極めて遅く、重水濃度が殆ど変化して
いないにもかかわらず、回収水の抜出し量が大幅に変わ
って、回収水中の軽水濃度が目標値よりはずれ制御出来
なくなる。
この対策として、回収水の軽水濃度、或は重水濃度が一
定となるように回収水を抜出せば、応答良く、回収水中
の重水濃度を制御することが出来る。
定となるように回収水を抜出せば、応答良く、回収水中
の重水濃度を制御することが出来る。
しかし、回収水中の微量の重水濃度を連続測定する方法
は、極めて高価な赤外線吸光光度法があるが、これの制
御系への適用は、安定性、信頼性の面で問題がある。
は、極めて高価な赤外線吸光光度法があるが、これの制
御系への適用は、安定性、信頼性の面で問題がある。
本発明は劣化重水を製品重水と回収水に安定して分ける
ことが出来る単温度法水・水素同位体交換反応装置の制
御方法を提供することを目的とする。
ことが出来る単温度法水・水素同位体交換反応装置の制
御方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明における制御方法に
おいては、 劣化重水を、反応塔、電解装置、再結合装置の組合わせ
からなる単温度法水・水素同位体交換反応装置により、
製品重水と回収水とに分離する際の装置の制御方法にお
いて、上記反応塔の中間部の水の重水濃度が一定になる
ように回収水の抜出し量を制御するとともに、装置内の
水量が一定となるように製品重水の抜出し量を制御する
ことであり、また、上記再結合装置から排出される再結
合水が回収水と還流水とに分流され、上記反応塔の中間
部の水の重水濃度が一定になるように還流水の流量を制
御し、かつ上記再結合装置の水量が一定になるように回
収水を抜出すとともに、装置内の水量が一定となるよう
に製品重水の抜出し量を制御する。
おいては、 劣化重水を、反応塔、電解装置、再結合装置の組合わせ
からなる単温度法水・水素同位体交換反応装置により、
製品重水と回収水とに分離する際の装置の制御方法にお
いて、上記反応塔の中間部の水の重水濃度が一定になる
ように回収水の抜出し量を制御するとともに、装置内の
水量が一定となるように製品重水の抜出し量を制御する
ことであり、また、上記再結合装置から排出される再結
合水が回収水と還流水とに分流され、上記反応塔の中間
部の水の重水濃度が一定になるように還流水の流量を制
御し、かつ上記再結合装置の水量が一定になるように回
収水を抜出すとともに、装置内の水量が一定となるよう
に製品重水の抜出し量を制御する。
このいずれの発明においても反応塔の中間部において
は、重水濃度の高い軽・重水混合水が存在し、密度等の
測定によって、その重水濃度を測定出来る。
は、重水濃度の高い軽・重水混合水が存在し、密度等の
測定によって、その重水濃度を測定出来る。
また、反応塔内の重水、軽水の濃度が、密度等によって
測定し易い濃度となる部分は、重水濃度が数％から95％
程度となる部分であり、反応塔を重水濃度がこの範囲内
の値となる部分で分割して、もしくはしないで、重水濃
度を密度等によって測定することは充分可能である。反
応塔を分割した場合には、貯槽の水を測定に使用するこ
とが出来るので便利である。
測定し易い濃度となる部分は、重水濃度が数％から95％
程度となる部分であり、反応塔を重水濃度がこの範囲内
の値となる部分で分割して、もしくはしないで、重水濃
度を密度等によって測定することは充分可能である。反
応塔を分割した場合には、貯槽の水を測定に使用するこ
とが出来るので便利である。
第１図および第２図は、本発明に係る制御法の説明図
で、第６図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。
で、第６図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略する。
第１図の制御方法において、反応塔１の中間部と水の重
水濃度は、密度調整器（DC）21により密度として計測さ
れ、かつ調節されたその出力信号を流量調節器（FC）16
に送り、このFC16によってコントロールバルブ17を作動
させて回収水Ｃは抜出される。また製品重水Ｂは、上記
抜出される回収水Ｃと供給される劣化重水Ａによって変
化する装置内の水量を一定に保持するように液位調節器
（LC）15および流量調節器（FC）12によってコントロー
ルバルブ13を作動して抜出される。
水濃度は、密度調整器（DC）21により密度として計測さ
れ、かつ調節されたその出力信号を流量調節器（FC）16
に送り、このFC16によってコントロールバルブ17を作動
させて回収水Ｃは抜出される。また製品重水Ｂは、上記
抜出される回収水Ｃと供給される劣化重水Ａによって変
化する装置内の水量を一定に保持するように液位調節器
（LC）15および流量調節器（FC）12によってコントロー
ルバルブ13を作動して抜出される。
また第２図の制御方法において、反応塔１の中間部の水
の重水濃度は、密度調節器（DC）21により密度として計
測され、かつ調節された出力信号を流量調節器（FC）18
に送り、このFC18によってポンプ８のストロークを調節
して還流水が流されるとともに、再結合装置３内の水量
は液位調節器（LC）3aにより水位で計測されかつ調節さ
れた出力信号によってコントロールバルブ17を作動させ
て回収水Ｃは抜出される。また製品重水Ｂは、上記抜出
される回収水Ｃと供給される劣化重水Ａによって変化す
る装置内の水量を一定に保持するように液位調節器（L
C）15および流量調節器（FC）12によってコトロールバ
ルブ13を作動して抜出される。
の重水濃度は、密度調節器（DC）21により密度として計
測され、かつ調節された出力信号を流量調節器（FC）18
に送り、このFC18によってポンプ８のストロークを調節
して還流水が流されるとともに、再結合装置３内の水量
は液位調節器（LC）3aにより水位で計測されかつ調節さ
れた出力信号によってコントロールバルブ17を作動させ
て回収水Ｃは抜出される。また製品重水Ｂは、上記抜出
される回収水Ｃと供給される劣化重水Ａによって変化す
る装置内の水量を一定に保持するように液位調節器（L
C）15および流量調節器（FC）12によってコトロールバ
ルブ13を作動して抜出される。
上記制御方法により、上記装置を運転する一例を示す。
例えば、劣化重水濃度30wt％、供給量1.4/hr、電解水
素発生流量4Nm3/hr、気液分離型交換反応塔90段、温度7
0℃、圧力がほぼ大気圧の場合に、回収水Ｃと塔頂から3
5段の途中段の重水濃度との関係は第３図の如くなる。
図より明らかなように、回収水Ｃ中の重水濃度が、0.1w
t％から0.12wt％に変わった場合、上記途中段における
重水濃度は62.9wt％から63.6wt％に変わる。
素発生流量4Nm3/hr、気液分離型交換反応塔90段、温度7
0℃、圧力がほぼ大気圧の場合に、回収水Ｃと塔頂から3
5段の途中段の重水濃度との関係は第３図の如くなる。
図より明らかなように、回収水Ｃ中の重水濃度が、0.1w
t％から0.12wt％に変わった場合、上記途中段における
重水濃度は62.9wt％から63.6wt％に変わる。
この濃度範囲の重水濃度は、比較的安価な工業用の密度
計で測定可能であり、上記62.9wt％と63.6wt％の25℃の
密度は、1.0646g/cm3,1.0653g/cm3であり、計器のスパ
ンを25℃で1.0400〜1.0900g/cm3（重水濃度、約40wt％
〜87wt％に相当）としても、その変化はスパンに対して
1.4％となり、充分に検出可能である。
計で測定可能であり、上記62.9wt％と63.6wt％の25℃の
密度は、1.0646g/cm3,1.0653g/cm3であり、計器のスパ
ンを25℃で1.0400〜1.0900g/cm3（重水濃度、約40wt％
〜87wt％に相当）としても、その変化はスパンに対して
1.4％となり、充分に検出可能である。
したがって、上記途中段の重水濃度を密度として連続し
て計測し、その密度が一定になるように回収水の抜出し
量を制御し、または還流水の流量を制御するとともに、
再結合装置の水量が一定となるように、回収水の抜出し
量を制御すれば、回収水の抜出し流量の変化に応じて装
置全体としての軽水保有量が変化し、再結合装置と反応
塔の保有水量が少ないことから、再結合装置と反応塔各
部の重水濃度が応答よく変化する。このように反応塔途
中段の水の密度が一定となるように回収水の抜出し量を
制御し、または還流水の流量を制御するとともに、再結
合装置の水量が一定になるように、回収水の抜出し量を
制御すれば、回収水Ｃ中の重水濃度は応答性よく制御さ
れる。
て計測し、その密度が一定になるように回収水の抜出し
量を制御し、または還流水の流量を制御するとともに、
再結合装置の水量が一定となるように、回収水の抜出し
量を制御すれば、回収水の抜出し流量の変化に応じて装
置全体としての軽水保有量が変化し、再結合装置と反応
塔の保有水量が少ないことから、再結合装置と反応塔各
部の重水濃度が応答よく変化する。このように反応塔途
中段の水の密度が一定となるように回収水の抜出し量を
制御し、または還流水の流量を制御するとともに、再結
合装置の水量が一定になるように、回収水の抜出し量を
制御すれば、回収水Ｃ中の重水濃度は応答性よく制御さ
れる。
上記制御を行うとともに、装置全体の水量が一定となる
ように製品重水を抜出せば、流量収支、重水、軽水の各
成分収支が成立するようになる。
ように製品重水を抜出せば、流量収支、重水、軽水の各
成分収支が成立するようになる。
この場合において、製品重水の濃度は、上記物質収支
と、主として反応塔の同位体分離性能で定まる濃度とな
るので、反応塔の段数に余裕を持たせることにより、製
品重水濃度を高くすることは容易である。
と、主として反応塔の同位体分離性能で定まる濃度とな
るので、反応塔の段数に余裕を持たせることにより、製
品重水濃度を高くすることは容易である。
また、劣化重水中にトリチウムを含む場合には、反応塔
への劣化重水供給位置の選定と、制御する反応塔中間部
の水の密度の値を適当な値に選ぶことにより、回収水中
の重水濃度を目標値以下に下げるだけでなく、回収水中
のトリチウム濃度を桁違いに下げることが可能となる。
への劣化重水供給位置の選定と、制御する反応塔中間部
の水の密度の値を適当な値に選ぶことにより、回収水中
の重水濃度を目標値以下に下げるだけでなく、回収水中
のトリチウム濃度を桁違いに下げることが可能となる。
なお、第１図において回収水の抜出し量の制御は密度調
節器21の出力により回収水の流量調節器16の設定を変え
るカスケード制御を行っているが、密度調節器21の出力
で直接回収水抜出しのコントロールバルブ17を制御して
もよい。また第２図において還流水の流量の制御は密度
調節器21の出力により還流水の流量調節器18の設定を変
え、還流水の流量調節器18の出力でポンプ８のストロー
クを変えるカスケード制御をおこなっているが、還流配
管にコントロールバルブを設置してポンプ８のストロー
クのかわりにこのコントロールバルブをカスケード制御
してもよく、またこれらにおいて流量調節器18を省いて
直接ポンプ８のストロークまたはコントロールバルブを
制御してもよい。また第１図、第２図において重水濃度
の計測は密度計測が好ましいが、比重や屈折率の計測、
水素ガス中の重水素濃度を熱伝導検出器型ガスクロマト
グラフや質量分析計で計測してもよい。第１図、第２図
において製品重水についても液位調節器15によって直接
コントロールバルブ13を制御してもよい。
節器21の出力により回収水の流量調節器16の設定を変え
るカスケード制御を行っているが、密度調節器21の出力
で直接回収水抜出しのコントロールバルブ17を制御して
もよい。また第２図において還流水の流量の制御は密度
調節器21の出力により還流水の流量調節器18の設定を変
え、還流水の流量調節器18の出力でポンプ８のストロー
クを変えるカスケード制御をおこなっているが、還流配
管にコントロールバルブを設置してポンプ８のストロー
クのかわりにこのコントロールバルブをカスケード制御
してもよく、またこれらにおいて流量調節器18を省いて
直接ポンプ８のストロークまたはコントロールバルブを
制御してもよい。また第１図、第２図において重水濃度
の計測は密度計測が好ましいが、比重や屈折率の計測、
水素ガス中の重水素濃度を熱伝導検出器型ガスクロマト
グラフや質量分析計で計測してもよい。第１図、第２図
において製品重水についても液位調節器15によって直接
コントロールバルブ13を制御してもよい。
また、第１図、第２図において装置全体の保有水量を一
定にする方法の他に、劣化重水の供給量と回収水の抜出
し量の差の値を製品の抜出し量としてもよく、製品重水
の抜出し位置は、電解装置２としたが、反応塔の塔底よ
り流出するものを抜出してもよい。
定にする方法の他に、劣化重水の供給量と回収水の抜出
し量の差の値を製品の抜出し量としてもよく、製品重水
の抜出し位置は、電解装置２としたが、反応塔の塔底よ
り流出するものを抜出してもよい。
また、反応塔については、気液分離型で説明したが、ト
リクルベッド型の場合にも適用できる。
リクルベッド型の場合にも適用できる。
本発明は上記の構成を有するので、回収水の重水濃度変
化に対して濃度変化の大きい反応塔の中間部の重水濃度
を一定に保持するように、回収水を抜出すか、または還
流水の流量を制御し、かつ再結合装置の水量を一定にす
るように回収水を抜出し、製品重水濃度への応答速度の
遅い製品重水の抜出し量によって、装置内の水量を一定
に制御するので、製品重水、および回収水の濃度の両方
が、当初目標とした値に安定して保持される。
化に対して濃度変化の大きい反応塔の中間部の重水濃度
を一定に保持するように、回収水を抜出すか、または還
流水の流量を制御し、かつ再結合装置の水量を一定にす
るように回収水を抜出し、製品重水濃度への応答速度の
遅い製品重水の抜出し量によって、装置内の水量を一定
に制御するので、製品重水、および回収水の濃度の両方
が、当初目標とした値に安定して保持される。
以下、実施例及び比較例を示して説明する。
実施例１ 第１図の装置を用いて、 劣化重水中の重水濃度 44.8wt％ 劣化重水中のトリチウム濃度 343μCi/ml 劣化重水の供給量 2.0/hr 電解水素発生量 4.0Nm3/hr 反応塔全般数 90段 反応塔温度 70℃ 反応塔圧力 大気圧 反応塔水保有量 約７ 再結合装置水保有量 約８ 電解装置水保有量 約250 の条件で、劣化重水を製品重水、回収水に分離した。
塔頂から35段の流下する水の密度を約1.06g/cm3に制御
することにより、製品重水を99.8wt％以上、回収水の重
水濃度を0.016wt％以下に制御し回収水中のトリチウム
濃度を２×10-3μCi/ml以下にすることが出来た。結果
を第４図に示す。
することにより、製品重水を99.8wt％以上、回収水の重
水濃度を0.016wt％以下に制御し回収水中のトリチウム
濃度を２×10-3μCi/ml以下にすることが出来た。結果
を第４図に示す。
比較例１ 第６図の装置を用い、 劣化重水中の重水濃度 30wt％ 劣化重水の供給量 1.4/hr 電解水素発生量 4.0Nm3/hr 反応塔全段数 90段 反応塔温度 70℃ 反応塔圧力 大気圧 の条件で、劣化重水を製品重水、回収水に分離した。結
果を第５図に示す。第５図より明らかなように、この制
御方法によっては安定した制御が出来ないことがわか
る。
果を第５図に示す。第５図より明らかなように、この制
御方法によっては安定した制御が出来ないことがわか
る。
以上述べたように、本発明に係る制御方法は、変化の大
きい反応塔中間部における重水濃度を一定に保持するよ
うに、装置内に存在する量が少ない軽水が殆どを占める
回収水の抜出し量を制御するので、その応答速度は速
い。また、装置内に導入される劣化重水の供給量、濃度
の変化などの外乱に対しても装置内各所の濃度分布が乱
されることはない。この抜出される回収水と、装置内に
供給される劣化重水によって変化する装置内の水量を一
定に保持するように制御して、装置内に存在する量の多
い重水が殆どを占める製品重水を抜き出すので、劣化重
水は、安定した濃度の回収水および製品重水に分離され
る。
きい反応塔中間部における重水濃度を一定に保持するよ
うに、装置内に存在する量が少ない軽水が殆どを占める
回収水の抜出し量を制御するので、その応答速度は速
い。また、装置内に導入される劣化重水の供給量、濃度
の変化などの外乱に対しても装置内各所の濃度分布が乱
されることはない。この抜出される回収水と、装置内に
供給される劣化重水によって変化する装置内の水量を一
定に保持するように制御して、装置内に存在する量の多
い重水が殆どを占める製品重水を抜き出すので、劣化重
水は、安定した濃度の回収水および製品重水に分離され
る。
第１図は反応塔中間部の重水濃度を一定にするように回
収水を抜出す本発明による装置の制御方法の説明図、第
２図は反応塔中間部の重水濃度を一定にするように還流
水の流量を制御するとともに再結合装置の水量を一定に
するように回収水を抜出す本発明による装置の制御方法
の説明図、第３図は塔頂から35段目の重水濃度をそれぞ
れの濃度に保持して回収水を抜出した場合の回収水中の
重水濃度を示す図、第４図は実施例１における、劣化重
水、製品重水、回収水、反応塔頂より35段目における重
水濃度の経時変化を示す図、第５図は比較例１における
劣化重水、製品重水、回収水、反応塔頂より35段目にお
ける重水濃度の経時変化を示す図、第６図は従来の装置
による制御方法の説明図である。 １……水・水素同位体交換反応塔（反応塔）、 1a,1b……分割された反応塔、 1c……貯槽、 1d……ポンプ、 1e……液位調節器（LC）、 ２……電解装置、 ３……再結合装置、 3a……液位調節器（LC）、 ８……ポンプ、 ９……原料ポンプ、 11……重水濃度調節器（ZC）、 12……流量調節器（FC）、 13……コントロールバルブ、 15……液位調節器（LC）、 16……流量調節器（FC）、 17……流量調節器（FC）、 18……コントロールバルブ、 21……密度調節器（DC）、 Ａ……製品重水、 Ｂ……製品重水、 Ｃ……回収水、 Ｄ……水素、 Ｅ……酸素、 Ｆ……還流水 Ｇ……劣化合水。
収水を抜出す本発明による装置の制御方法の説明図、第
２図は反応塔中間部の重水濃度を一定にするように還流
水の流量を制御するとともに再結合装置の水量を一定に
するように回収水を抜出す本発明による装置の制御方法
の説明図、第３図は塔頂から35段目の重水濃度をそれぞ
れの濃度に保持して回収水を抜出した場合の回収水中の
重水濃度を示す図、第４図は実施例１における、劣化重
水、製品重水、回収水、反応塔頂より35段目における重
水濃度の経時変化を示す図、第５図は比較例１における
劣化重水、製品重水、回収水、反応塔頂より35段目にお
ける重水濃度の経時変化を示す図、第６図は従来の装置
による制御方法の説明図である。 １……水・水素同位体交換反応塔（反応塔）、 1a,1b……分割された反応塔、 1c……貯槽、 1d……ポンプ、 1e……液位調節器（LC）、 ２……電解装置、 ３……再結合装置、 3a……液位調節器（LC）、 ８……ポンプ、 ９……原料ポンプ、 11……重水濃度調節器（ZC）、 12……流量調節器（FC）、 13……コントロールバルブ、 15……液位調節器（LC）、 16……流量調節器（FC）、 17……流量調節器（FC）、 18……コントロールバルブ、 21……密度調節器（DC）、 Ａ……製品重水、 Ｂ……製品重水、 Ｃ……回収水、 Ｄ……水素、 Ｅ……酸素、 Ｆ……還流水 Ｇ……劣化合水。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清田 史功 福井県敦賀市明神町３ 動力炉・核燃料開 発事業団新型転換炉ふげん発電所内 (72)発明者 北端 琢也 福井県敦賀市明神町３ 動力炉・核燃料開 発事業団新型転換炉ふげん発電所内
Claims (3)
- 【請求項１】軽水で濃度が低くなった重水を、交換反応
塔、電解装置、再結合装置の組合わせからなる単温度法
水・水素同位体交換反応装置により、高濃度重水と高濃
度軽水とに分離する際の水・水素同位体交換反応装置の
制御方法において、上記交換反応塔の中間部の水の重水
濃度が一定になるように高濃度軽水の抜出し量を制御す
るとともに、上記水・水素同位体変換反応装置内の水量
が一定となるように高濃度重水の抜出し量を制御するこ
とを特徴とする水・水素同位体交換反応装置の制御方
法。 - 【請求項２】軽水で濃度が低くなった重水を、交換反応
塔、電解装置、再結合装置の組合わせからなる単温度法
水・水素同位体交換反応装置により、高濃度重水と高濃
度軽水とに分離する際の水・水素同位体交換反応装置の
制御方法において、上記再結合装置から排出される再結
合水が高濃度軽水と還流水とに分流され、上記交換反応
塔の中間部の水の重水濃度が一定になるように還流水の
流量を制御し、かつ上記再結合装置の水量が一定になる
ように高濃度軽水を抜出すとともに、上記水・水素同位
体交換反応装置内の水量が一定となるように高濃度重水
の抜出し量を制御することを特徴とする水・水素同位体
交換反応装置の制御方法。 - 【請求項３】交換反応塔の中間部の水の重水濃度の計測
を密度の計測で行う請求項（１）または（２）記載の水
・水素同位体交換反応装置の制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144492A JPH0745007B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 水・水素同位体交換反応装置の制御方法 |
| US07/531,682 US5093098A (en) | 1989-06-07 | 1990-06-01 | Method of controlling water/hydrogen isotopic exchange reaction plant |
| SE9002015A SE504878C2 (sv) | 1989-06-07 | 1990-06-06 | Sätt att styra en vatten/väte isotopisk utbytesreaktionsanläggning av entemperaturtyp |
| CA002018396A CA2018396C (en) | 1989-06-07 | 1990-06-06 | Method of controlling water/hydrogen isotopic exchange reaction plant |
| CH191890A CH685926A5 (de) | 1989-06-07 | 1990-06-07 | Verfahren zur Steuerung einer Wasser/Wasserstoff-Isotopen-Austauschreaktionsanlage. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1144492A JPH0745007B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 水・水素同位体交換反応装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038417A JPH038417A (ja) | 1991-01-16 |
| JPH0745007B2 true JPH0745007B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15363596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1144492A Expired - Fee Related JPH0745007B2 (ja) | 1989-06-07 | 1989-06-07 | 水・水素同位体交換反応装置の制御方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5093098A (ja) |
| JP (1) | JPH0745007B2 (ja) |
| CA (1) | CA2018396C (ja) |
| CH (1) | CH685926A5 (ja) |
| SE (1) | SE504878C2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6355882B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2018-07-11 | 三菱重工業株式会社 | 核種変換装置及び核種変換方法 |
| LT3185247T (lt) * | 2014-08-18 | 2019-04-10 | De Nora Permelec Ltd | Tričio vandens, turinčio žaliavinio vandens, apdorojimo būdas |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5381899A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-19 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Manufacturing method of tritium |
| US4191626A (en) * | 1978-05-22 | 1980-03-04 | Atomic Energy Of Canada Limited | Apparatus for finishing and upgrading of heavy water |
-
1989
- 1989-06-07 JP JP1144492A patent/JPH0745007B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-06-01 US US07/531,682 patent/US5093098A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-06 CA CA002018396A patent/CA2018396C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-06 SE SE9002015A patent/SE504878C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1990-06-07 CH CH191890A patent/CH685926A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038417A (ja) | 1991-01-16 |
| CA2018396C (en) | 1997-12-30 |
| CH685926A5 (de) | 1995-11-15 |
| US5093098A (en) | 1992-03-03 |
| CA2018396A1 (en) | 1990-12-07 |
| SE504878C2 (sv) | 1997-05-20 |
| SE9002015L (sv) | 1990-12-08 |
| SE9002015D0 (sv) | 1990-06-06 |
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