JPS5891136A - 液体金属精製装置 - Google Patents
液体金属精製装置Info
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- JPS5891136A JPS5891136A JP56189650A JP18965081A JPS5891136A JP S5891136 A JPS5891136 A JP S5891136A JP 56189650 A JP56189650 A JP 56189650A JP 18965081 A JP18965081 A JP 18965081A JP S5891136 A JPS5891136 A JP S5891136A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液体金属精製装置、特に、高速増殖炉におい
て用いられる液体金属精製装置に関するものである。
て用いられる液体金属精製装置に関するものである。
液体金属冷却高速増殖炉（以下、高速炉と称する）の１
次および２次系の純化系には、コールドトラップが設け
られ、液体金属中の不純物の捕獲を行ない液体金属の純
化を行なってい、る。第１図は、従来から、用いられて
いるコールドトラップの構造を示した゛ものである。こ
のコールドトラップは、容器１、内管２および冷却管３
を主要構成要素としておシ、容器１には上部に液体金属
流入管４が設けられ、内管２は容器１の内側部と一定間
隙（介して配置され下端部が開口し頂部に液体金属流出
管５が設けられておシ、その内部にはメツシュが充填さ
−れた充填層６と上部ブレナム７が設けられており、容
器１の底部と内管２の開口端下部によって液体金属の流
れが反転するセ） ＩＪソングェンバ８を構成している
。冷却管３は容器１の外側部及び底部を覆う如く構成さ
れ、底部に冷却体流入管９が設けられている。
次および２次系の純化系には、コールドトラップが設け
られ、液体金属中の不純物の捕獲を行ない液体金属の純
化を行なってい、る。第１図は、従来から、用いられて
いるコールドトラップの構造を示した゛ものである。こ
のコールドトラップは、容器１、内管２および冷却管３
を主要構成要素としておシ、容器１には上部に液体金属
流入管４が設けられ、内管２は容器１の内側部と一定間
隙（介して配置され下端部が開口し頂部に液体金属流出
管５が設けられておシ、その内部にはメツシュが充填さ
−れた充填層６と上部ブレナム７が設けられており、容
器１の底部と内管２の開口端下部によって液体金属の流
れが反転するセ） ＩＪソングェンバ８を構成している
。冷却管３は容器１の外側部及び底部を覆う如く構成さ
れ、底部に冷却体流入管９が設けられている。
このような構造を有するコールドトラップにおいては、
不純物を含む液体金属は、液体金属流入管４より容器１
に入り、環状間隙１０を流れたのちセトリングチェンバ
８に入るが、この環状間隙１０を下る間に冷却管３ｔ−
流れる冷却体によって冷却される。この冷却過程で液体
金属温度が低下する−ので、液体金属中の不純物はその
過飽和濃度分を析出する。セトリングチェンバ８に入っ
た液体金属は、ここで下向から上向きに流路が反転する
ので、質量の大きな析出不純物粒子はセトリングチェン
バ８の底に沈澱し、液体金属中の不純物の一部が捕集さ
れる。セトリングチェンバ８で沈澱しなかった他の不純
物は、液体金属とともに、セトリングチェンバ８から上
向きに流れ充填層６内に流入する。充填層６の領域では
、セトリングチェンバ８を通過した不純物粒子の一部は
メツシュのフィルタ効果によシろ過され、また、他の一
部はメツシュ表面に析出して液体金属中の不純物が除去
される。このようにして純化された液体金属は、上部プ
レナム７に入り、液体金属流出管５からコールドトラッ
プ外に流出する。
不純物を含む液体金属は、液体金属流入管４より容器１
に入り、環状間隙１０を流れたのちセトリングチェンバ
８に入るが、この環状間隙１０を下る間に冷却管３ｔ−
流れる冷却体によって冷却される。この冷却過程で液体
金属温度が低下する−ので、液体金属中の不純物はその
過飽和濃度分を析出する。セトリングチェンバ８に入っ
た液体金属は、ここで下向から上向きに流路が反転する
ので、質量の大きな析出不純物粒子はセトリングチェン
バ８の底に沈澱し、液体金属中の不純物の一部が捕集さ
れる。セトリングチェンバ８で沈澱しなかった他の不純
物は、液体金属とともに、セトリングチェンバ８から上
向きに流れ充填層６内に流入する。充填層６の領域では
、セトリングチェンバ８を通過した不純物粒子の一部は
メツシュのフィルタ効果によシろ過され、また、他の一
部はメツシュ表面に析出して液体金属中の不純物が除去
される。このようにして純化された液体金属は、上部プ
レナム７に入り、液体金属流出管５からコールドトラッ
プ外に流出する。
従って、このようなコールドトラップを用いて液体金属
の純化を行なり場合には、高速炉の運転実績とともに、
充填層６に不純物が蓄積され、液体金属の流路が閉塞す
るようになる。このような流路閉塞を起した場合には、
コールドトラップを新品と交換する必要がある。しかし
ながら、その経済性の側面から、コールドトラップは再
生処理して再利用するようにしている。コールドトラッ
プを再生処理するには、コールドトラップを４００〜６
００Ｃに昇温し、メツシュに捕獲された不純物や、メツ
シュ表面に析出した不純物を液体金属中に再溶解させて
コールドトラップ外にドレンする方法が用いられている
。しかし、高温で高不純物、特に、酸素の墳境にさらさ
れるコールドトラップの構造材およびメツシュは一部が
加速され、再使用が不能となる。そのため、コールドト
ラップは高速炉の保守点検時までの間に、不純物によっ
て液体金属の流路閉塞が生じないように、余裕を取る必
要があシ、大型化していた。
の純化を行なり場合には、高速炉の運転実績とともに、
充填層６に不純物が蓄積され、液体金属の流路が閉塞す
るようになる。このような流路閉塞を起した場合には、
コールドトラップを新品と交換する必要がある。しかし
ながら、その経済性の側面から、コールドトラップは再
生処理して再利用するようにしている。コールドトラッ
プを再生処理するには、コールドトラップを４００〜６
００Ｃに昇温し、メツシュに捕獲された不純物や、メツ
シュ表面に析出した不純物を液体金属中に再溶解させて
コールドトラップ外にドレンする方法が用いられている
。しかし、高温で高不純物、特に、酸素の墳境にさらさ
れるコールドトラップの構造材およびメツシュは一部が
加速され、再使用が不能となる。そのため、コールドト
ラップは高速炉の保守点検時までの間に、不純物によっ
て液体金属の流路閉塞が生じないように、余裕を取る必
要があシ、大型化していた。
本発明は、これらの問題を除去し、液体金属の流路閉塞
を起しても容易に再生可能が液体金属精製装置を提供す
ることを目的とし、頂部に流体金属流入口を有する外容
器と、この外容器内側部と一定間隙を介して配置され下
端部が開口し頂部に液体金属流出口を有し、その内部に
液体金属中の不純物除去用の充填材を保持してなる内容
器と、外容器に設けられた冷却手段とを有する液体金属
精製装置において、充填材が、液体金属と同一比重を有
する中空の鋼球よりなり、この鋼球な攪拌する手段が設
けであることを特徴とするものである。
を起しても容易に再生可能が液体金属精製装置を提供す
ることを目的とし、頂部に流体金属流入口を有する外容
器と、この外容器内側部と一定間隙を介して配置され下
端部が開口し頂部に液体金属流出口を有し、その内部に
液体金属中の不純物除去用の充填材を保持してなる内容
器と、外容器に設けられた冷却手段とを有する液体金属
精製装置において、充填材が、液体金属と同一比重を有
する中空の鋼球よりなり、この鋼球な攪拌する手段が設
けであることを特徴とするものである。
コールドトラップの機能は、液体金属中に含まれる不純
物濃度を目標とする濃度に精製することにあり、その不
純物捕獲能力は液体金属の冷却温度と充填材の表面積で
決定される。本発明は、この機能と能力を損なうことな
く、シかもコンパクトで流路閉塞時にも容易に再生可能
な構造としたものである。
物濃度を目標とする濃度に精製することにあり、その不
純物捕獲能力は液体金属の冷却温度と充填材の表面積で
決定される。本発明は、この機能と能力を損なうことな
く、シかもコンパクトで流路閉塞時にも容易に再生可能
な構造としたものである。
以下、 実施例について説明する。
第２図は、一実施例の構造を示すもので、第１図と同一
部分には同一符号□が付してありくこの実施例が第１図
の装置と異なるところは、内管２の内部に中空の鋼球１
１が充填されており、また容器１の底部にドレン弁１２
を有するドレン管１３が設けられており、冷却管３の胴
には磁界発生器１４が取り付けられている点である。
部分には同一符号□が付してありくこの実施例が第１図
の装置と異なるところは、内管２の内部に中空の鋼球１
１が充填されており、また容器１の底部にドレン弁１２
を有するドレン管１３が設けられており、冷却管３の胴
には磁界発生器１４が取り付けられている点である。
そして、内管２の内部において、中空の鋼球１１が充填
されて形成される充填＃６と上部プレナム７との間およ
びセトリングチェンバ８との境界には格子１４が設けで
ある。
されて形成される充填＃６と上部プレナム７との間およ
びセトリングチェンバ８との境界には格子１４が設けで
ある。
内管２の内部に充填する鋼球１１は、半径をｒ１鋼球の
厚さをｔとすると、鋼球の半径ｒと厚さｔとの比ｔ ／
ｒの温度による比重量と、液体金属の温度による比重
量との関係から、液体金属中の鋼球は浮いたり沈んだり
する。この液体金属中の鋼球１１が浮く領域と沈む領域
を求めたのが第３図で、この図の横軸、縦軸には、それ
ぞれ、液体金属温度（Ｃ）、鋼球の半径と厚さの比（ｔ
／ｒ ）がとってあり、領域Ａが鋼球１１の沈む領域、
領域Ｂが鋼球１１の浮く領域を示しており、鋼球１１は
、沈む領域Ａと浮く領域Ｂとの境界線Ｃ上にのるような
条件のものを用いるのが望ましい。
厚さをｔとすると、鋼球の半径ｒと厚さｔとの比ｔ ／
ｒの温度による比重量と、液体金属の温度による比重
量との関係から、液体金属中の鋼球は浮いたり沈んだり
する。この液体金属中の鋼球１１が浮く領域と沈む領域
を求めたのが第３図で、この図の横軸、縦軸には、それ
ぞれ、液体金属温度（Ｃ）、鋼球の半径と厚さの比（ｔ
／ｒ ）がとってあり、領域Ａが鋼球１１の沈む領域、
領域Ｂが鋼球１１の浮く領域を示しており、鋼球１１は
、沈む領域Ａと浮く領域Ｂとの境界線Ｃ上にのるような
条件のものを用いるのが望ましい。
このような構造を有するコールドトラップにおいては、
不純物を含む液体金属は、液体金属流入管４より容器１
に入り、環状間隙１０を流れたのちセトリングチェンバ
８に入るが、この環状間隙１０を下る間に冷却管３を流
れる冷却体によって冷却され、この冷却過程で、金属中
の不純物は液体金属温度が低下するので、液体金属中の
不純物はその過飽和濃度弁を析出する点は、従来の装置
の場合と同様である。
不純物を含む液体金属は、液体金属流入管４より容器１
に入り、環状間隙１０を流れたのちセトリングチェンバ
８に入るが、この環状間隙１０を下る間に冷却管３を流
れる冷却体によって冷却され、この冷却過程で、金属中
の不純物は液体金属温度が低下するので、液体金属中の
不純物はその過飽和濃度弁を析出する点は、従来の装置
の場合と同様である。
セトリングチェンバ８で沈澱しなかった他の不一物は、
この実施例の装置では鋼球１１の充填層６内に流入する
。鋼球１１の充填層６では、フィルタ効果によるろ過、
および鋼球１１の表面への不純物の析出により液体金属
中の不純物が除去される。このようにして純化された液
体金属は、上部プレナム７を経て液体金属流出管５か−
らコールドトラップ外に流出する。
この実施例の装置では鋼球１１の充填層６内に流入する
。鋼球１１の充填層６では、フィルタ効果によるろ過、
および鋼球１１の表面への不純物の析出により液体金属
中の不純物が除去される。このようにして純化された液
体金属は、上部プレナム７を経て液体金属流出管５か−
らコールドトラップ外に流出する。
第４図は、この実施例のコールドトラップを高速炉に組
み込んだ状態を示すもので、第２図と同一部分には同一
符号が付しである。１６は主配管で、１７はドレンタン
クで、主配管１６とコールドトラップの容器１は液体金
属流入管４で接続されて、液体金属流入管４には圧力計
１８と仕切り弁１９が設けられており、コールドトラッ
プの容器１から精製した液体金属を系内にもどす液体金
属流出管５には圧力計２０と仕切り弁２１が設けられて
いる。
み込んだ状態を示すもので、第２図と同一部分には同一
符号が付しである。１６は主配管で、１７はドレンタン
クで、主配管１６とコールドトラップの容器１は液体金
属流入管４で接続されて、液体金属流入管４には圧力計
１８と仕切り弁１９が設けられており、コールドトラッ
プの容器１から精製した液体金属を系内にもどす液体金
属流出管５には圧力計２０と仕切り弁２１が設けられて
いる。
ドレイタンク１７はドレン管１３によってコールドトラ
ップの容器１に接続されている。
ップの容器１に接続されている。
このコールドトラップを用いて液体金属を精製すると、
前述のようにして高速炉の運転実績とともに、鋼球１１
の充填層６に不純物が蓄積され、流路閉塞が起こるが、
このような状態になると、液体金属流入管４、液体金属
流出管５に取シつけられている圧力計１８．２０に差圧
を生じる。これが所定の差圧に達した時に、仕切り弁１
９゜２１を閉め、磁界発生器１４に電圧を印加して磁場
を発生させると、コールドトラップ内の液体金属と鋼球
１１とを攪拌することができる。この攪拌によってフィ
ルタ効果によるろ過作用で鋼球間に存在す・る不純物、
鋼球表面に析出し次不純物が取り除かれ液体金属中に混
入した状態になる。この状態で、ドレン弁１２を開きコ
ールドトラップ内の液体金属をドレンタンク１７内にド
レンし、ドレン完了後、ドレン弁１２を閉め、仕切り弁
１９．２１を開き、主配管１６内の液体金属の精製を再
開する。
前述のようにして高速炉の運転実績とともに、鋼球１１
の充填層６に不純物が蓄積され、流路閉塞が起こるが、
このような状態になると、液体金属流入管４、液体金属
流出管５に取シつけられている圧力計１８．２０に差圧
を生じる。これが所定の差圧に達した時に、仕切り弁１
９゜２１を閉め、磁界発生器１４に電圧を印加して磁場
を発生させると、コールドトラップ内の液体金属と鋼球
１１とを攪拌することができる。この攪拌によってフィ
ルタ効果によるろ過作用で鋼球間に存在す・る不純物、
鋼球表面に析出し次不純物が取り除かれ液体金属中に混
入した状態になる。この状態で、ドレン弁１２を開きコ
ールドトラップ内の液体金属をドレンタンク１７内にド
レンし、ドレン完了後、ドレン弁１２を閉め、仕切り弁
１９．２１を開き、主配管１６内の液体金属の精製を再
開する。
この実施例のコールドトラップは、液体金属と同じ比重
の鋼球をコールドトラップの充填層６に充填しているの
で、液体金属の流路閉塞時における攪拌は容易であり、
使用温度で再生処理が可能となり、装置のコンパクト化
が可能となる。また、機械的操作のみを用いているので
、再生処理操作は容易であり、計算制御への適用を計る
ことができる。
の鋼球をコールドトラップの充填層６に充填しているの
で、液体金属の流路閉塞時における攪拌は容易であり、
使用温度で再生処理が可能となり、装置のコンパクト化
が可能となる。また、機械的操作のみを用いているので
、再生処理操作は容易であり、計算制御への適用を計る
ことができる。
以上の如く、本発明は、液体金属の流路閉塞を起しても
容易に再生可能でコンパクトな液体金属精製装置を提供
可能とするもので、産業上の効果の犬なるものである。
容易に再生可能でコンパクトな液体金属精製装置を提供
可能とするもので、産業上の効果の犬なるものである。
第１図は、従来の液体金属精製装置の縦断面図、第２図
は、本発明の液体金属精製装置の・一実施例の縦断面図
、第３図は、鋼球の半径と厚さとの比と、液体金属温度
との関係を示す線図、第４図は、第２図の液体金属精製
装置の使用状態を示す説明図である。 １・・・容器、２・・・内管、３・・・液体金属冷却管
、４・・・液体金属流入管、５・・・液体金属流出管、
６・・・充填層、７・・・上部プレナム、８・・・セト
リングチェンバ、９・・・冷却体流入管、１０・・・環
状間隙、１１・・・鋼球、１２・・・ドレン弁、１３・
・・ドレン管、１４・・・磁界発生器、１５・・・格子
、１６・・・主配管、１７・・・ドレンタンク、１８．
２０・・・圧力計、１９．２１・・・仕切（は力＼１名
ン 第 １ 口 第２図 第 ３ 口 ｔｏｏ ｔ５０ ２００ 液体金漏温度（゛り 第４ （２） ｌに
は、本発明の液体金属精製装置の・一実施例の縦断面図
、第３図は、鋼球の半径と厚さとの比と、液体金属温度
との関係を示す線図、第４図は、第２図の液体金属精製
装置の使用状態を示す説明図である。 １・・・容器、２・・・内管、３・・・液体金属冷却管
、４・・・液体金属流入管、５・・・液体金属流出管、
６・・・充填層、７・・・上部プレナム、８・・・セト
リングチェンバ、９・・・冷却体流入管、１０・・・環
状間隙、１１・・・鋼球、１２・・・ドレン弁、１３・
・・ドレン管、１４・・・磁界発生器、１５・・・格子
、１６・・・主配管、１７・・・ドレンタンク、１８．
２０・・・圧力計、１９．２１・・・仕切（は力＼１名
ン 第 １ 口 第２図 第 ３ 口 ｔｏｏ ｔ５０ ２００ 液体金漏温度（゛り 第４ （２） ｌに
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、頂部に液体金属流入口を有する外容器と、該外容器
内側部と一定間隙を介して配置され下端部が開口し頂部
に液体金属流出口を有し、その内部に液体金属中の不純
物除去用Ω充填材を保持してなる内容器と、前記外容器
に設けられた冷却手段とを有する液体金属精製装置にお
いて、前記充填材が、前記液体金属と同一比重を有する
中空の鋼球よりなシ、該鋼球を攪拌する手段が設けであ
ることを特徴とする液体金属精製装置。 ２、前記鋼球を攪拌する手段が、磁界発生器である特許
請求の範囲第１項記載の液体金属精製装置二
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56189650A JPS5891136A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 液体金属精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56189650A JPS5891136A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 液体金属精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891136A true JPS5891136A (ja) | 1983-05-31 |
| JPS622617B2 JPS622617B2 (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=16244862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56189650A Granted JPS5891136A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 液体金属精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891136A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011005483A (ja) * | 2009-05-22 | 2011-01-13 | Kitagawa Elaborate Mach Co Ltd | 不純物回収装置 |
| CN107195339A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-22 | 百色学院 | 一种液态金属回路运行介质熔化与净化装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4870603A (ja) * | 1971-12-27 | 1973-09-25 | ||
| JPS5819452A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | Hitachi Ltd | 液体金属精製装置 |
-
1981
- 1981-11-25 JP JP56189650A patent/JPS5891136A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4870603A (ja) * | 1971-12-27 | 1973-09-25 | ||
| JPS5819452A (ja) * | 1981-07-29 | 1983-02-04 | Hitachi Ltd | 液体金属精製装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011005483A (ja) * | 2009-05-22 | 2011-01-13 | Kitagawa Elaborate Mach Co Ltd | 不純物回収装置 |
| CN107195339A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-22 | 百色学院 | 一种液态金属回路运行介质熔化与净化装置 |
| CN107195339B (zh) * | 2017-06-30 | 2023-04-28 | 百色学院 | 一种液态金属回路运行介质熔化与净化装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS622617B2 (ja) | 1987-01-21 |
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