JPS58166293A - 液体金属の純化精製装置 - Google Patents

液体金属の純化精製装置

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JPS58166293A
JPS58166293A JP57049817A JP4981782A JPS58166293A JP S58166293 A JPS58166293 A JP S58166293A JP 57049817 A JP57049817 A JP 57049817A JP 4981782 A JP4981782 A JP 4981782A JP S58166293 A JPS58166293 A JP S58166293A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trap
hydrogen
coolant
cold trap
liquid metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP57049817A
Other languages
English (en)
Inventor
直樹 吉岡
白滝 康次
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Atomic Power Industries Inc filed Critical Mitsubishi Atomic Power Industries Inc
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Publication of JPS58166293A publication Critical patent/JPS58166293A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は液体金属の純化精製装fl?に関するもので
、特に、液体金属冷却型の高速増殖炉および核融合炉の
冷却系に接続して冷却材である液体金属の純化を行なう
純化精製装置に関するものである。
液体金属冷却型高速増殖炉及び核融合炉においては、ナ
トリウムあるいはリチウム等の液体金属が冷却材として
用いられるが、この冷却材から不純物を除去iia*す
るのに、従来コールドトラップによる沈澱捕集法が使用
されていた。
この;−ルドシツップ法は、冷却材中の不純物溶解度が
温度依存性を持ち、低−では不純物が不純物単体もしく
は冷却材と不純物との化合物として、析出するという原
理に基づくものであり、水素、酸素をはじめ、核分裂生
成物等の不純物を除去することができ、しかも水素、酸
素に対しては純化適度を大きくできる優れた方法である
。コールドトラップの構造例は第1図に示すようで、;
−★トドラップlは上部にナトリクム入ロノズル/J、
ナトリウム出ロノズル/J、底部にナト9?ムドレンノ
ズル/4IQ有する容器内にメツシュ部lりがあり、容
器のまわ9に冷却フィンitv設け、冷却ガス人口is
及び冷却sX出口16を持つジャケットでかこんでいる
・、入ロノズル/コから容器内に入ったナトリクム◆i
メツシエ部lりを通って中央の出口ノズルから出る間に
、まわりの冷却ガスで冷却され、メツシュ部lりに不純
物を析出する。
コールドトラップlを高速増殖炉に適用した冷却系統図
は第一図のようで、原子炉容器J。
中間熱交換m−,1次ナトリクム系主循壌ボ/ブjv含
む冷却系に、電磁ポンプ6、エコノマイザデを介して;
−ルドト、ラップlが接続されている。
しかしながら、コールドトラップ法によって水素を除去
しようとする場合、水素は液体金属との化合物として捕
集されるので、単位重量の水素を捕獲するのに必要なメ
ツシュ部容積は、他の不純物を捕獲する場合に比べて非
常に大きくなる。このため不純物として水素の多い場合
は大容量(大m>のコールドトラップが必要となり、ブ
ラント設計上困難が多いという欠点がある。例えば、液
体金属冷却製高速増殖炉7次冷却系のコールドトラップ
に関して言えば、蒸気発生器伝熱管から1次冷却材へ拡
散、侵入し、更に中間熱交換器伝熱管を通して7次冷却
材へ拡散、侵入する水素が多いので、;−ルドトラツ1
としCは、大渥のものが必要とされるが、これが設置さ
れる場所は、その大きさが厳しく]Iされる格納容器内
であるので、配#p計上非常に困Sをきたしている。ま
た小型のコールドトラップを用いて、適宜これを交換す
るか又は再生する方法も考えられるが、これら処理技術
はまだ確立されたものではない。
一方、液体金属中の水嵩及び水素同位体を除去する装置
として、小蓋で捕集容量の大きい、反応形式による水嵩
同位体除去回収装置すなわちケミカルトラップを出願人
は特開昭141−JJffA号に提案している。ケミカ
ルトラップの構造例は第j及びダ図Kyyすようであっ
て、ナトリウム入口ノズル11及びナトリウム出口ノズ
ルココなそれぞれ有する端板Jj、 Julで胴コIの
両端v#!鎖し、胴内に支持板−6によって例えば6本
(第参図)の支持棒コクを取付け、この支持棒コツで胴
Jjの長さ方向の中央と両端近くに支持格子コtを支持
し、これらの支持格子コtで多数のトラップ材充填管−
デな胴コS内に胴の軸方向に平行に延長するように保持
してケミカルトラップコを構成している。このケミカル
トラップコは原子炉容器J、中間熱交換器亭及び1次ナ
トリウム系主循鷹ボ/グ!を含む冷却系に、第5図に示
すように連結して使用する。
このケミカルトラップは、構造が簡単で、水素捕集容量
が大きく、使用後の処理も容易という%長を有する反面
純化速度が小さいというと点を有する。、 こ、の発明は従来使用、されているコールドトラップの
先に記載したような欠点を除去するためになされたもの
で、小型でコールドトラップの交換不要な液体金属の純
化精製装置を提供することを目的、とし、捕集容量は小
さいが純化速廖の大きいコールドトラップと、純化速度
は小さいが、水素同位体不純物に対して捕集容量の大き
いケミカルトラップとを組合わせ、両者の利点を活用す
ることにより、て、以上の目的を達成しようとするもの
である。
以下に1図示する実施例に関して、この発明を具体的に
説明する。この発明においては原子炉容器21中間熱交
換S*及び1次ナトリウム系主循穣ポング1v備えた1
次主冷゛却系にコールドトツツプl、ケ建カルトラップ
コを接続するのに、第6図の実施例では弁A、Hによっ
て電磁ポンプ4、−加熱器t、ケミカルトラップコ及び
弁01通るような配管を主冷却系に並列に接続すると共
に、エコノマイザク、コールドトラップ/を通る配管を
弁Cとケミカルトラップ1との間に弁鵞を介し、弁Cと
弁Bとの関に弁Dv介して直列的に接続し、弁Aと電磁
ポンプ6との間と弁Bと弁C・との間な弁Fを介して結
ぶ配管を設けている。
第を図に示す実施例はコールドトラップlの接続が弁1
1.Iv経て直接主冷却系に行われている点が第4図の
場合と異るだけで、コールドトラップ回路とケミカルト
ラップ回−はそれぞれ弁1.()を有する配管で連絡さ
れている。
溶料交換時及びメ′ンテナンス時などKは、相当量の酸
素、水素等の不純物が冷却材中に混入するので、ケミカ
ルトラップとコールドトラップの両方を運転し、急速に
冷却材を精製する。
すなわち、第6図の場合黒ぬりの弁C,Fを閉じ、他の
弁A、B、D、Kを開いて、冷却材を主冷却系から分岐
して精製系に入れ、まず、ケミカルトラップコに通し、
更にコールドトラップlを過つ【主冷却系に戻るように
する。この場合ケミカルトラップコの純化速度は小さく
・ため、水素の一部がケミカルトラップで捕集されるが
、大部分の水素と酸素等の他の不純物は純化速度の大き
いコールドトラップで捕集除去される。
精製が一段落したのち、弁A、Bを閉じて、精製系を主
冷却系から分離し、弁F′1!It開き、コールドトラ
ップlに一時的に捕集された水素不純物なケミカルトラ
ップコに移行させ、ケミカルトラップで再捕集する。す
6わち、コールドトラップlを昇温し、冷却材中不純物
溶解度を高めることKより、コールドトラップに捕集さ
れていた酸素、水素轡不純物な冷却材中に溶出させる。
この^濃度不純物を含む冷却材をケミカルトラップに導
き、これら不純物のうち水素tケミカルトラップで捕集
除去する。ケミカルトラップ材に補集される水素同位体
は極めて安定な水素化合物となるのでjoor:前後の
通常運転温度範囲では、水素が拘び冷却材中に溶出する
ことはない。
水素ヲケ電カルトラップで捕集除去した後、コールドト
ラップを徐々に降温し、酸素等の他の不純物をコールド
トラップに再捕集する。この様にして、コールドトラッ
プに一時的に捕集された水素のはとんと全ては、ケミカ
ルトラップに移行捕集される。
また、7次系、1次系とも、通常運転時に冷却材中に混
入する不純物は、その大部分が蒸気発生器伝熱管からの
拡散水素であるから、これvWIN去するため、第6図
で弁A、B、Cを開け、弁り、に、νvWPじて、ケミ
カルトラップだけケ運転することも可能である。
第7図においても、開閉操作する弁は異るけれども、弁
の適宜な開閉操作により、第6図に関して上聞したすべ
ての作業を行うことができる。
本発明のシステム及び上述の運転方法を適用することK
より不純物と゛して、混入量の大きく、L カ41コー
ルドトラップ法ではこれを捕集するのに大きなコールド
トラップを必要とする水素を、最終的にケミカルトラッ
プで捕集除去することKより、コールドトラップに対す
る不純物負荷量を大幅に低減できる。従って、小型で、
しかもコールドトラップ交換不要な沿体金柩精製装置を
得ることができる。このことKより、格納容器内の配曾
上の困難さは解消し、また高放射線量下での配管の切断
、溶接等の困難な作業を伴なうコールドトラップの交換
を不用とすることができる。
PK、現在開発中のコールドトラップ再生技術も必要で
なくなる。   “ また、1次系では、以上の効果に加え、蒸気発生器伝熱
管からの水漏洩検出器である水素針の検出性能に係わる
、パックグラウンド水素源、度の変動幅を小さくするこ
とができるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はコール−トラップの檜成を略示する断面図、第
一図はコールドトラップを適用した冷却系精製系を示す
系統図、第3Vはケミカルトラップの構造を例示する縦
断面図、第9図は第2図の−mV−Wにおける横断面図
、第3図はケ建力→ツ門プを5用いる冷却系の系統図、
第6図はこめ尭@□−の液体、金属の純化精製装置の一
実施例の第6図と同様の系統図である。 I・・・コールドトラップ、コ・・・ケミカルトラップ
、J・・・原子炉容器、ダ・・・中間熱交換器、!・・
・1次ナトリクム系主、循積ポンプ、ト・・電磁ポンプ
、7・・・エコノマイず、t・・・加熱器、/2.コト
・・ナトリウム入口ノズル、13.ココ・・・ナトリウ
ム出口ノズル、/4I−・・・ナトリウムドレンノズル
、l!・・・冷却ガス入口、/4・・・冷却ガス出口、
17・・・メツシュ部、JJ、−ダ・・・端板、コj・
・・胴、−6・・・支持板、−り・・・支持棒、Jf・
・・支持格子、コt・・・トラップ材充填管、A、B・
・・弁、H,I・・・弁。 特許出願人  三菱原子カニ業株式会社第1図 第2図 第3図 第4図 −咀A−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 液体金属冷却型原子炉の主冷却系に分岐接続されるコー
    ルドトラップ及びケミカルトラップを備え、これら両ト
    ラップが直列又は並列に冷却材に作用するようKかつ冷
    却材が両トラップ間を循環可能なように、両トラップと
    主冷却系との間に配設された管路及び止め弁を備える沿
    体金属の純化精製装置。
JP57049817A 1982-03-27 1982-03-27 液体金属の純化精製装置 Pending JPS58166293A (ja)

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JP57049817A JPS58166293A (ja) 1982-03-27 1982-03-27 液体金属の純化精製装置

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JP57049817A JPS58166293A (ja) 1982-03-27 1982-03-27 液体金属の純化精製装置

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JPS58166293A true JPS58166293A (ja) 1983-10-01

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ID=12841663

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JP57049817A Pending JPS58166293A (ja) 1982-03-27 1982-03-27 液体金属の純化精製装置

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