JPS5837139A - Regeneration of cold trap - Google Patents

Regeneration of cold trap

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Publication number
JPS5837139A
JPS5837139A JP56133610A JP13361081A JPS5837139A JP S5837139 A JPS5837139 A JP S5837139A JP 56133610 A JP56133610 A JP 56133610A JP 13361081 A JP13361081 A JP 13361081A JP S5837139 A JPS5837139 A JP S5837139A
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JP
Japan
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cold trap
sodium
hydrogen
trap
gas
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
JP56133610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Himeno
姫野 嘉昭
Mikio Isozaki
磯崎 三喜男
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.)
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Power Reactor and Nuclear Fuel Development 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 Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan, Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp filed Critical Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Priority to JP56133610A priority Critical patent/JPS5837139A/en
Publication of JPS5837139A publication Critical patent/JPS5837139A/en
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

Abstract

PURPOSE:To regenerate a cold trap having decreased refining capacity easily by heating the trap to prescribed temp. and removing the hydride captured in the trap with circulating sodium. CONSTITUTION:A cold trap having decreased impurity capturing capacity is temporarily heated to 200-250 deg.C to release hydride into sodium without disconnecting the same from the system. The hydride dissolved in the sodium is released as gaseous hydrogen into the equipment covering gaseous phase in the system. Further the hydrogen released into the covering gaseous phase is exchanged with the covering gas or refined and is discharged to the outside of the system.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体ナトリウム冷却型高速増殖炉あるいは各
種ナトリウム試験施設でナトリウムの精製に使用される
コールドトラップを再生する方゛法に関し、特に、コー
ルドトラップが捕集した不純物の内の相当な割合を占め
る水素不純物をコールドトラップから離脱させると共に
、系外に排出させるための簡便な方法に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for regenerating a cold trap used for refining sodium in a liquid sodium-cooled fast breeder reactor or various sodium testing facilities, and particularly relates to a method for regenerating a cold trap used for refining sodium in a liquid sodium-cooled fast breeder reactor or various sodium testing facilities, and in particular, it relates to a method for regenerating a cold trap used for refining sodium in a liquid sodium-cooled fast breeder reactor or various sodium test facilities. The present invention relates to a simple method for removing hydrogen impurities, which account for a considerable proportion of hydrogen, from a cold trap and discharging them out of the system.

例えば高速増殖炉では、−次と二次のナトリウム冷却系
にコールドトラップが設けられていて、これによって各
系内を循環しているナトリウムの精製が行なわれる。−
次系では、原子炉運転時やその保守点検などの時にカバ
ー。ガスの流入・排出や燃料交換が行われるため、外部
から水分やw1素が系内に混入し、それら水分や酸素が
ナトリウム中で水素化合物や酸化物に変化する。二次系
ではこれと異なり、蒸気発生器のスチーム側から水素が
拡散によってナトリウム中に浸入し、水素化合物となる
。したがって、二次系の不純物は主として水素化合物で
あり、この不純物がコールドトラップ中に捕捉され、ナ
トリウムの精製が行われる。原子炉の寿命は通常20〜
25年と長年月にわたるが、この間にはコールドトラッ
プは捕集した不純物でいっばいになり、精製能りがなく
なる状態が生じる。
For example, in a fast breeder reactor, cold traps are provided in the secondary and secondary sodium cooling systems, and the sodium circulating in each system is purified using these cold traps. −
In the next system, it covers the time of reactor operation and its maintenance inspection. As gas flows in and out and fuel is exchanged, moisture and W1 elements enter the system from the outside, and these moisture and oxygen change into hydrogen compounds and oxides in the sodium. In the secondary system, however, hydrogen diffuses into the sodium from the steam side of the steam generator and forms hydrogen compounds. Therefore, impurities in the secondary system are mainly hydrogen compounds, and these impurities are captured in the cold trap to purify sodium. The lifespan of a nuclear reactor is usually 20~
It took 25 years, but during this time, the cold trap became full of collected impurities, and a state occurred where it lost its ability to purify.

特に、原子炉の冷却系を模擬したナトリウム試験1i!
!i設では、試験のために比較的ひんばんに機器交換が
なされるためコールドトラップの精製能力がなくなるま
での時間が短かく、通常3〜6年である。実際の原子炉
では、この時間幅は長くなることが予想されるが、いず
れにしても数年ないし士数年でこのような精製能力の低
下がおこるため、炉の寿命期間中にコールドトラップの
交換もしくは再生を行なう必要が生じてくる。
In particular, the sodium test 1i, which simulates the cooling system of a nuclear reactor!
! At the i facility, equipment is replaced relatively frequently for testing purposes, so the time it takes for the cold trap to run out of refining capacity is short, typically 3 to 6 years. In an actual nuclear reactor, this time range is expected to be longer, but in any case, this kind of reduction in refining capacity will occur after several years or even years, so cold traps should not be closed during the life of the reactor. It becomes necessary to replace or regenerate.

コールドトラップの再生法の一つに、内部の不純物をか
なり高温に加熱することによって溶融し、コールドトラ
ップの外部に排出するものがある。この再生法は近年開
発されたもので、短期間にコールドトラップの精製能力
が回復され、かつ操作が容易であるためナトリウム試験
mlではこの加熱再生法がよく採用されている。
One method of regenerating a cold trap is to melt the impurities inside by heating them to a fairly high temperature and discharge them to the outside of the cold trap. This regeneration method has been developed in recent years, and because it restores the refining ability of the cold trap in a short period of time and is easy to operate, this heating regeneration method is often used for sodium test ml.

また原子炉−次系のコールドトラップでもこの方法を採
用することが検討されている。しかし、この方法は、コ
ールドトラップを430〜450℃および不純物に酸化
物と水素化物との両方が必ずある割合で含まれていない
と加熱しても流動性のあるNa OHにならないため不
純物の排出ができないといった欠点がある。特に、43
0℃以上に加熱するためにはコールドトラップを少なく
とも2日間以上原子炉のナトリウム系から隔離しなけれ
ばならないとともに、捕集した不純物が再びナトリウム
系内に逆流し、系統を不純物で汚染する危険がある。ま
た、原子炉二次系のコールドトラップでは、不純物のほ
とんどが水素化物であるため、このような加熱によって
も不純物は溶融せず、この方法、すなゎら加熱し流動化
させた上で不純物を排出する方法は効果がない。
The use of this method in cold traps in the nuclear reactor system is also being considered. However, with this method, the impurities cannot be discharged because the cold trap cannot be heated to fluid NaOH unless it is heated to 430-450°C and the impurities contain both oxides and hydrides in a certain proportion. The disadvantage is that it is not possible to In particular, 43
In order to heat the cold trap to above 0℃, the cold trap must be isolated from the reactor's sodium system for at least two days, and there is a risk that the captured impurities will flow back into the sodium system and contaminate the system with impurities. be. In addition, in the cold trap of the secondary reactor system, most of the impurities are hydrides, so even such heating does not melt the impurities. Draining methods are ineffective.

このため、二次系では、同じ加熱法ではあるが、コール
ドトラップを加熱の上、内部の水素化物を分解させ、分
解生成した水素ガスをカバーガスを介してニッケル拡散
躾を通過させるなどして外部に排気する方法が現在検討
されている。しかし、この方法でも四百故十℃に加熱づ
るための煩雑さと不便さの点では前記−次系のコールド
トラップの再生の場合と大差なく、しかも拡散速度の遅
いニッケル躾等を使用するため少くとも数週間という長
い時間が必要とされ、非現実的である。
For this reason, in the secondary system, although the same heating method is used, the cold trap is heated, the hydride inside is decomposed, and the hydrogen gas produced by the decomposition is passed through a nickel diffusion chamber via a cover gas. A method of exhausting the air to the outside is currently being considered. However, even with this method, the complexity and inconvenience of heating the temperature to between 400 and 100 degrees Celsius are not much different from those of the above-mentioned cold trap regeneration process, and moreover, it uses nickel, etc., which has a slow diffusion rate, so it is less complicated and inconvenient. Both require a long time of several weeks, which is unrealistic.

本発明の目的は、このような困難を避け、コールドトラ
ップ内に捕集されている不純物のうち水素化物を取除い
てコールドトラップを再生し、かつ水素を冷却系外に排
出することのできる方法を提供することである。
The object of the present invention is to provide a method that avoids such difficulties, removes hydrides from among the impurities collected in the cold trap, regenerates the cold trap, and discharges hydrogen to the outside of the cooling system. The goal is to provide the following.

この目的を達成するため、本発明は次のような方法を採
用する。コールドトラップに捕集された不純物のうち、
少なくとも数十%以上は水素化物で、特に原子炉二次系
のコールドトラップでは前述したように大部分は水素化
物である。
To achieve this objective, the present invention employs the following method. Among the impurities collected in the cold trap,
At least several tens of percent or more is hydride, and especially in the cold trap of the secondary system of a nuclear reactor, the majority is hydride, as described above.

そこで、この水素化物の除去のため、不純物捕集能力の
低下したコールドトラップを系から切離すことなく一時
的に約200〜250℃に昇温させて水素化物をナトリ
ウム中に放出させる。ナトリウム中に放出された水素化
物は、ごく短時間のうちに冷却ループ内゛機器のカバー
ガス相中に水素ガスの形で放出される。実験によると、
このようにカバーガス中に放出された水素ガスの濃度は
、ナトリウム中の水素化物に含まれている水素濃度より
も少くとも十倍以上高い。すなわち、水素ガスはカバー
カス中に濃縮される傾向を持つ。このカバーガス相中に
濃縮された水素ガスを系外に排出すると」−ルドトラッ
プの中の水素化物は間接的ではあるが冷却系より除去で
きコールドトラップの再生処理ができる。
Therefore, in order to remove these hydrides, the temperature of the cold trap whose impurity collecting ability has decreased is temporarily raised to about 200 to 250° C. without being separated from the system to release the hydrides into sodium. The hydride released into the sodium is released in the form of hydrogen gas into the cover gas phase of the equipment in the cooling loop within a very short time. According to experiments,
The concentration of hydrogen gas thus released into the cover gas is at least ten times higher than the hydrogen concentration contained in the hydride in sodium. That is, hydrogen gas tends to be concentrated in the cover dregs. When the hydrogen gas concentrated in this cover gas phase is discharged to the outside of the system, the hydrides in the cold trap can be removed from the cooling system, albeit indirectly, and the cold trap can be regenerated.

カバーガス相中から水素ガスを排出する具体的方法とし
ては、カバーカスの斬ガスとの交換、またはカバーガス
循環系に水素除去装置を取付けるといった容易な方法で
よい。カバーガス相から水素を除去する方法としてカバ
ーガスを減圧して排気する方法も考えられるが、この方
法は真空排気にともなう外気の吸込みの危険性があって
実際の原子炉やナトリウムループ系には採用し難い。
A specific method for discharging hydrogen gas from the cover gas phase may be a simple method such as replacing the cover dregs with cutting gas or installing a hydrogen removal device in the cover gas circulation system. One possible way to remove hydrogen from the cover gas phase is to reduce the pressure of the cover gas and exhaust it, but this method has the risk of sucking in outside air due to vacuum evacuation, and is not suitable for actual nuclear reactors or sodium loop systems. Difficult to hire.

次に本発明方法にお(プるコールドトラップ両生時の加
熱温度について述べる。通常コールドトラップは、メツ
シュ部の温度が120〜150℃で運転されているが、
再生時捕集されている水素化物を分解するには、少くと
も約200℃の加熱が必要となる。一方、冷却系の配管
やナトリウム弁には300〜400℃で運転されている
ものがあ′す、コールドトラップをこの温度以上に加熱
するとコールドトラップから溶出した不純物が、これら
配管内面や弁に再びトラップされるおそれがあるので、
コールドトラップをこの温度以上に加熱することは避け
なければならない。
Next, we will discuss the heating temperature when both cold traps are generated in the method of the present invention.Usually, cold traps are operated at a temperature of 120 to 150°C at the mesh part.
Heating of at least about 200° C. is required to decompose the hydride collected during regeneration. On the other hand, some cooling system piping and sodium valves are operated at temperatures of 300 to 400°C. When a cold trap is heated above this temperature, impurities eluted from the cold trap are returned to the inside of these pipes and valves. There is a risk of being trapped.
Heating the cold trap above this temperature must be avoided.

従って、本発明方法においては、コールドトラップの加
熱温度は、安全性を考慮して約250℃をその上限とす
るよう定められる。
Therefore, in the method of the present invention, the upper limit of the heating temperature of the cold trap is set to about 250° C. in consideration of safety.

本発明方法を実施するには、例えば以下のようにすれば
よい。装置的には、図面に承りように、従来のものをほ
とんどそのまま使用してよい。原子炉容器1と一次冷却
系ポンプ2と中間熱交換器3によって一次冷却系が、ま
た、中間熱交換器3と二次系ボン/4と蒸気発生器5に
よって二次冷却系が構成され、−次冷却系および二次冷
却系に、−次系コールドトラップ6、二次系コールドト
ラップ7が設けられている。
The method of the present invention may be carried out, for example, as follows. As for the device, as shown in the drawings, the conventional device can be used almost as is. The reactor vessel 1, primary cooling system pump 2, and intermediate heat exchanger 3 constitute a primary cooling system, and the intermediate heat exchanger 3, secondary system bomb/4, and steam generator 5 constitute a secondary cooling system. A secondary cold trap 6 and a secondary cold trap 7 are provided in the secondary cooling system and the secondary cooling system.

この図面は、−次系コールドトラップ6の再生の場合を
示すもので、炉容器1のカバーガス相8に新ガスの注入
配管9とカバーガス排出配管10が設けられる。コール
ドトラップ6を約200〜250℃に加熱するには、コ
ールドトラップの冷却能力を通常の場合より低下させる
だけでよい。つまり−、コールドトラップの冷却ブロア
ーの空気流量を減少さすか停止させればよ(1′。
This drawing shows the case of regeneration of the secondary cold trap 6, in which a new gas injection pipe 9 and a cover gas discharge pipe 10 are provided in the cover gas phase 8 of the furnace vessel 1. To heat the cold trap 6 to about 200-250°C, it is only necessary to reduce the cooling capacity of the cold trap compared to normal. In other words, reduce or stop the air flow rate of the cold trap cooling blower (1').

このようにすると、前述した如く、水素ガスがカバーガ
ス中に放出されてくる。そこで、新ガスの注入配管9と
カバーガス配管10を用いてガス交換を行なうことによ
り、水素を系外に排出できる。また、水素除去装置を介
して新ガス注入配管とカバーガス排出配管とを接続する
ことにより、カバーガス中に放出された水素ガスを除去
することもできる。
When this is done, hydrogen gas is released into the cover gas as described above. Therefore, by performing gas exchange using the new gas injection pipe 9 and the cover gas pipe 10, hydrogen can be discharged to the outside of the system. Furthermore, hydrogen gas released into the cover gas can be removed by connecting the new gas injection pipe and the cover gas discharge pipe via a hydrogen removal device.

原子炉二次系についても、これと同様、中間熱交換器ま
たは蒸気発生器におけるカバーガス相に新ガスの注入配
管とカバーガスの排出配管を取付けることによって水素
ガスの除去を行なうことができる。
Similarly to the secondary system of the nuclear reactor, hydrogen gas can be removed by attaching a new gas injection pipe and a cover gas discharge pipe to the cover gas phase of the intermediate heat exchanger or steam generator.

本発明は、上記のように構成されているため、コールド
トラップ再生時にコールドトラップを冷却系ループから
遮断する必要がないため、再生時でも通常のナトリウム
循環が確保され、予備のコールドトラップおよびそのた
めの配管系が不要となる利点がある。また、本発明によ
れば、再生操作に要する時間が数時間で十分な効果をあ
げることができ、このためナトリウム冷却系中に不純物
が再放出される時間も短かく、かつ従来よりも加熱温度
が低いため再放出される酸素不純物濃度も低く、これに
よって冷却系構成のナトリウム腐食が促進されることは
ないなど、幾多のすぐれた効果が得られるものである。
Since the present invention is configured as described above, there is no need to cut off the cold trap from the cooling system loop during cold trap regeneration, so normal sodium circulation is ensured even during regeneration, and a spare cold trap and its This has the advantage of not requiring a piping system. In addition, according to the present invention, sufficient effects can be achieved within a few hours required for the regeneration operation, and therefore, the time for re-release of impurities into the sodium cooling system is shortened, and the heating temperature is lower than in the past. Since the concentration of oxygen impurities is low, the concentration of oxygen impurities re-released is also low, which does not accelerate sodium corrosion in the cooling system, and many other excellent effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】 図面は水元−の一実施例を示す説明図である。 1・・・原子炉容器、2・・・−次系ポンプ、3・・・
中間熱交換器、4・・・二次系ポンプ、5・・・蒸気発
生器、6・・・−次系コールドトラップ、7・・・二次
系不i コールドトラップ、8・・・カバーガス誓、9・・・新
ガス注入配管、10・・・カバーガス排出配管。
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] The drawing is an explanatory diagram showing an embodiment of Mizumoto. 1...Reactor vessel, 2...-secondary system pump, 3...
Intermediate heat exchanger, 4...Secondary system pump, 5...Steam generator, 6...Secondary system cold trap, 7...Secondary system cold trap, 8...Cover gas Oath, 9...New gas injection pipe, 10...Cover gas discharge pipe.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.1製能力の低下したコールドトラップを約200〜
250℃に昇温させることによって該コールドトラップ
に捕集されている水素不純物を循環ナトリウム中に再溶
出させ、ナトリウム中に溶解した水素不純物を水素ガス
として系内―器hバーガス相に放出せしめ、ざらにカバ
ーガス相へ放出された水素をカバーガスの交換または精
製によって系外に排出することを特徴とするコールドト
ラップの再生方法
1.1 Cold trap with reduced production capacity of about 200 ~
By raising the temperature to 250°C, the hydrogen impurities collected in the cold trap are re-eluted into the circulating sodium, and the hydrogen impurities dissolved in the sodium are released as hydrogen gas into the bar gas phase in the system; A cold trap regeneration method characterized by discharging hydrogen loosely released into the cover gas phase to the outside of the system by replacing or purifying the cover gas.
JP56133610A 1981-08-26 1981-08-26 Regeneration of cold trap Pending JPS5837139A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61295336A (en) * 1985-06-21 1986-12-26 Kansai Electric Power Co Inc:The Apparatus for removing impurity in liquid metal
JPS61295335A (en) * 1985-06-21 1986-12-26 Kansai Electric Power Co Inc:The Apparatus for removing impurity in liquid metal
JPH04320825A (en) * 1991-03-01 1992-11-11 Reifenhaeuser Gmbh & Co Mas Fab Manufacturing device of plastic film

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