JPS5867835A

JPS5867835A - 液体金属浄化装置

Info

Publication number: JPS5867835A
Application number: JP56164648A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Otani; 大谷　良一; Iwao Oshima; 大島　巌
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Genshiryoku Jigyo KK; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Genshiryoku Jigyo KK; Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Priority date: 1981-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1983-04-22

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】（ａ）　　発明の技術分野本発明は、たとえば高速増殖型原子炉の冷却材に使用さ
れる金属ナトリウムを浄化する液体金属浄化装置に関す
る。

（ｂ）　　従来例の説明周知のように、高速増殖型原子炉の冷却材には、液体ナ
トリウムで代表される液体金属が用いられている。この
ような目的で液体金属を用いた場合、上記液体金属中に
含まれる水素等の不純物濃度が高くなると、蒸気発生器
から水が漏洩するのを検出するための水リーク検出器の
検出感度が低下したシ、また配管機器の腐食が促進され
る等の多くの問題がある。そのため液体金属中に含まれ
る不純物の濃度を規制する必要があり、何等かの手段で
連続的あるいは不連続的に液体金属中から上記不純物を
除去し浄化している。このように液体金属をいわゆる浄
化する装置としては従来から種々のものが考えられてい
る。これらの装置は何れも基本的には液体金属を冷却す
ることによって、液体中に含まれる不純物の飽和溶解度
を低下させ過飽和分を金網等の表面に析出させることは
よって、除去する方式を採用している。従って不純物が
多量に析出されると、いわゆる目詰り現象を起こし、つ
いには使用不能となる。そこで一般には浄化装置を再生
するため、再生系を付設しているものが多い。

第１図は再生系を付設した従来の浄化装置の一例を示す
もので、この装置は次のように構成されている。すなわ
ち、図示しない液体金属供給系から液体を導き、これを
パイプ１およびパルプ２を介して浄化装置本体３に導入
し、浄化装置本体３で浄化し、浄化された液体金属をパ
イプ４、パルプ５およびバイブロを介して使用系に戻す
ようにしである。浄化装置本体３はパルプ２を介して導
ブ４を介して排出させるタンク７と、このタンク７内に
液体金属の流れ方向を横断する形に設置された網体８と
、タンク７外に設けられ、タンク７内の液体金属を所望
の温度に冷却する冷却装置９とで構成されている。一方
、上記浄化装置本体３を再生する再生系は、前記パイプ
４にパルプ１゜を介して、ガス抜きボット１１を接続し
ており、ガス抜きポット１，１は前記タンク７より上方
位置に設けられ、その内部に自由液面１２が形成される
ようになっている。そして、上記ガス抜きボット１１内
の、自由液面１２上に形成された空間はペーパートラッ
プ１３およびフィルタ１４［気ポンプ１６を介してガス
留めボンベＧに接続されている。またタンク７の周囲に
、このタンク７内を選択的に加熱する加熱装置１５が設
けられている。

しかして、この装置によって液体金属の浄化、および浄
化装置本体３の再生を行うに際しては次のようにしてい
る。すなわち、液体金属を浄化するにあたっては、パル
プ１０を閉に、またパルプ２およびパルプ５を開にする
。このようにすると、供給系から液体金属が供給され、
その液体金属はパルプ２−タンク７−、バイア’　４−
　パルプ５−バイブロの経路で流れる。このように通流
させている状態で冷却装置９を作動させ、タンク７内を
通流する液体金属を冷却すると、この液体金属中に含ま
れている不純物の過飽和分が網体８の表面に析出される
。従って、浄化装置としての機能が発揮されることにな
る。斯くして、上述のごとく浄化運転を行っていると、
ついには網体８が目詰り現象を起こす。そこで不純物が
成る量析出された時点で、今度は、パルプ２，５を閉、
パルプ１０を開に制御するとともに、冷却装置９の運転
を停止し、加熱装置１５の運転を開始させると、タンク
７内の液体金属が温度上昇し、このため網体８の表面に
析出した不純物が溶解する。

今、不純物が水素であるとすると、液体金属中に溶解し
た水素はパイプ４、パルプ１０を通って、ガス抜きポッ
トＩＸ内に移行し、自由液面１２上に移行した後排気さ
れる。従って、網体８の目詰りは解消され、浄化装置本
体３の再生が行われるっ前記ガス抜きボット１１内に移
行し、自由液面１２上に移行した水素ガスはペーパート
ラップ１３、フィルタ１４を通流し排気−ポンプ１６に
よってボンベ１７に充填される。

（ｃ）　　従来例の欠点しかしながら、上記のように構成された従来の装置にあ
たっては次のような問題点があった。

浄化装置本体３から排気されるガスには水素ガスのほか
水素の同位元素であるトリチウムなどが混入されている
ため、水素やその同位元素を完全に管理する必要がある
が、ガス状のため漏洩の危険性が大きく、また容積が大
きくなる欠点があった。

（ｄ）　　本発明の目的本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、排気
された水素ガスとその同位元素の漏洩の危険性を減少さ
せ、また容積を小さくして、しかも連続的にかつ安全に
処理できる装置を組み込んだ液体金属浄化装置を提供す
ることを目的とする０（ｅ）　　本発明の構成前記目的を達成するため、本発明においては水素とその
同位元素を酸化処理するための酸化処理装置と、この処
理装置内に空気を送風する送風器と、コールドトラップ
再生系のより安全な処理を行うためにバツクファイア防
止器とを設けたことを特徴とする液体金属浄化装置であ
る０（ｆ）　　実施例の説明以下添付第２図を参照して本発明の一実施例について説
明する。なお、第２図中従来例の第１図と同一部分につ
いては同一符号を付し、その説明を省略する。

排気ポンプ１６の吐出側配管１６ａはノくツクファイア
防止器１７に接続されている。ノくツクファイア防止器
１７内には金網又は通孔を有する薄板あるいは通路を蛇
行させるようなノ（ソファ板等が充填されている。バツ
クファイア防止器１７の出口側配管１７ａは送風器１８
の出口側配管１８ａに合流し、この合流した配管２２は
酸化処理装置１９の入口に接続される。前記酸化処理装
置１９の下部には、気体中から取り除いた水を導くドレ
ン配管２０が接続され、出口側配管１９ａは残シの気体
を廃棄するための排気筒２１に接続されている。

バツクファイア防止器１７は第３図に筒体２３内に消炎
素子たとえば金網２４がほぼ中央部に装填され、この金
網２４の背部に補強板２５が当接サレ、金網２４と補強
板２５はスペーサリング２６．２７で固定されたもので
ある。なお、筒体２３の左側開口には配管２９を接続し
たフランジ２８で気密に閉塞され、また右側端板３ｏに
は出口側配管１．７　ａが接続されている。また筒体２
３の外周面には冷却用フィン３５が、さらに内部には熱
電対３６が挿入されている。

（ｇ）　　作用効果の説明次にこの実施例に係る装置の作用効果について説明する
。第２図において液体金属の浄化法及びコールドトラッ
プの再生については従来と同様に行う。そしてコールド
トラップの再生に伴いガス抜きボット１２により排気さ
れた水素及びその同位元素は、排気ポンプ１６によシバ
ツクファイア防止器１７に移送され、前記バツクファイ
ア防止器１７を通流し、送風器１８より送られる空気と
混合されて酸化処理装置１９へ移送される。酸化処理装
置１９に移送された空気と水素及びその同位元素は前記
処理装置１９内に充填された触媒などにより酸化処理さ
れて水となシ、ドンン配管２０から図示してないドレン
タ／りへ送られ、残りのガスは排気筒２１より排気され
る。

ここで、前記酸化処理装置１９内の触媒などによる酸化
反応は高温となるため、酸化処理装置１９内で燃焼が生
じる危険があシ、燃焼気体が水素とその同位体であるの
でバンクファイアの発生により、配管内で爆発が起こる
可能性がある。そこで、このバツクファイアを防止する
ためバンクファイア防止器１７において燃焼熱を金網２
４で構成した消炎素子により奪いとり、燃焼温度を冷却
し燃焼を防止する。したがって、コールドトラップから
排気された水素ガスとその同位元素の漏洩の危険性を減
少させて安全に浄化処理することができる。

第４図から第７図はバツクファイア防止装置１７におけ
る他の例を示したもので、第４図は多数の孔３１を有す
る多孔性板３２を第５図に示したように筒体２３内に並
列配置した例である。また第６図は第４図の多孔性板３
２の孔３１よりやや大きい孔３３を有するセラミック板
３４を第７図に示したように筒体２３内に多数枚並列配
置し、かつ隣接する板３４の孔３３の位置を交互に上下
するように配置して気体が蛇行する流路を形成した例で
ある。

しかして、本発明ではコールドトラップ再生系の安全性
をさらに増すために起こり得べき現象を想定し、これら
現象が発生してもこれに十分耐えることのできるコール
ドトラップ再生系を提供するものである。すなわち前記
酸化処理装置１９内で発生した燃焼によるバツクファイ
アを金網１８まだは多数の孔３１を有する板３２あるい
は気体の流路を蛇行させるようなバッフル板３４等が充
填されたバンクファイア防止器１７により酸化処理装置
１９からの燃焼熱を奪い去り、燃焼温度以下に低下して
燃焼を止め、原子炉側への進行を防止し、原子炉の健全
性を維持するのである。

（ｈ）　　総合的効果の説明以上詳述したように本発明によれば、酸化処理装置によ
シ、水素とその同位元素を連続的にかつ安全に処理する
ことができ、また酸化処理装置内で燃焼が発生した場合
でもバンクファイアや煽ごう等による事故を防ぐことが
できる安全な再生系を組み込んだ液体金属浄化装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液体金属浄化装置の概略構成を示す系統
図、第２図は本発明に係る装置の一実施例の概略構成を
示す系統図、第３図は第２図におけるバツクファイア防
止器を示す断面図、第４図および第６図は第３図におけ
るバンクファイア防止器に使用する消炎素子の他の例を
それぞれ示す斜視図、第５図および第７図は第４図およ
び第６図の消炎素子が筒体内に組み込まれた例をそれぞ
れ示す断面図である。１・・・パイプ、　　　　　２・・・パル°プ、３・・
・浄化装置本体、　　４・・・パイプ、５・・・パルプ
、　　　　　６・・・パイプ、７・・・タンク、　　　
　　８・・・網　体、９・・・冷却装置、　　　　１０
・・・バルブ、１１・・・ガス抜きポット、１２・・・
自由液面、１３・・・ペーハートラップ、１４・・・フ
ィルタ、１５・・・加熱装置、　　１６・・・排気ポン
プ、Ｇ・・・ボンベ、　　　　　１７・・・バツクファ
イア防止器、１８・・・送風機、　　　　１９・・・酸
化処理装置、２０・・・ドレン配管、　　２１・・・排
気筒、２２・・・配　管、　　　　２３・・・筒　体、
２４・・・金　網、　　　２５・・・補強板、２６、２
７・・・スペーサリング、２８・・・フランジ、２９・
・・配　管、　　　３ｏ・・・端　板、３１・・・多　
孔、　　　　３２・・・多孔性板、３３・・・孔、　　
　　　　３４・・・セラミンク円板。出願代理人　弁理士　菊　池　五　部第　／ｌ］第　３　図ｑ５第４　図　　　　　弗Ｏ図

Claims

【特許請求の範囲】（１）液体金属中の不純物をコールドトラップする浄化
装置本体と、この本体を選択的に加熱可能な加熱装置と
、この加熱装置が付勢されるとき前記浄化装置本体に接
続され、加熱により溶解した不純物ガスを導くガス抜き
ポットと、このポット内を選択的に排気する排気ポンプ
と、排気された不純物ガスを酸素によって酸化処理する
処理装置と、前記排気ポンプと酸化処理装置の間に設け
られたバンクファイア防止器とを具備したことを特徴と
する液体金属浄化装置０（２）バンクファイア防止器は筒体内に消炎素子が装填
されかつ、筒体を冷却する機能が備えられていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体金属浄化装
置。（８）筒体の冷却機能としては外周面に多数のフィンが
設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載の液体金属浄化装置。（４）消炎素子は金網または多孔板からなることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の液体金属浄化装置。