JPS5919896A - タグガス濃縮方法及びその装置 - Google Patents

タグガス濃縮方法及びその装置

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JPS5919896A
JPS5919896A JP57130172A JP13017282A JPS5919896A JP S5919896 A JPS5919896 A JP S5919896A JP 57130172 A JP57130172 A JP 57130172A JP 13017282 A JP13017282 A JP 13017282A JP S5919896 A JPS5919896 A JP S5919896A
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JP
Japan
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gas
activated carbon
argon
tag
adsorbed
Prior art date
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Pending
Application number
JP57130172A
Other languages
English (en)
Inventor
小林 孝良
秋山 孝夫
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
Original Assignee
Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
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Publication date
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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

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (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】 本発明は、:にとして、高速増殖炉にお1プる破損燃J
’i+の位置を検出するため、破損燃料要素から成田さ
れた特定のガスをカバー刀スから分削淵縮する方法、及
びそれに用いるSX置に閏づ−るものである。
竜 高速増殖炉にd3いて、破損燃料位置検出系(以下FF
DIと記す)は破損燃料検出系(以下F F Dど配づ
)と共に原子炉の安全運転および運転の効率化の面り日
ら重要である。
破損燃料の位置決めをJ−るための一方法としC1炉内
に′8!i荷する前の各燃料要素に各々同位体組成の異
なる希ガス(通常クリ11−ン1〈(゛およびキ1!ノ
ンXeが使用される。これをタグガスど称り)をあらか
じめ封入してJ5さ、燃お1破損にJ、−)て冷jK+
 kAノトリウムを経てカバーガス中へh文出されたタ
グガスの同位体組成を測定J−る方法がある。この方法
を実I7I!iづるに際しくは、カバーガス中に放出さ
れた極微量のタグガスを測定可能なil1度どなるまで
濃縮、捕集Mると共に、測定の際妨害要因となるアルゴ
ンを除去する必要がある。
カバーガス中からタグガスを濃縮分離する方法としては
、活性炭を充填した吸着筒を極低温(−180℃程度)
に保ち、ここにカバーガスを流通させることによってタ
グガスを吸着分離する活性炭深冷吸着法がある。□吸着
筒にはタグガスの他にカバーガスとして用いられるアル
ゴンも共吸着するが、この共吸着アルゴンは吸着筒温度
を一80℃としてヘリウムを用いてフラッシング(rl
usbing :洗い流づこと)することにより選択的
に分離除去することができる。
ここで、カバー)fス中に放出されたタグガスをできる
だ()多量に回収するには、カバーガス全量を短時間に
吸着筒へ流通さば、効率良くタグガスをill!l縮す
ることが望ましい。このためには大型の吸着筒を用いな
1′Jればならない。一方、吸着筒に共吸着したアルゴ
ンをヘリウムフラッシングにJ、り分離除去した場合、
吸着筒に残留するアルゴン量は第1図に示したJ、うに
充填した活性炭量と比例関係にあることがわかっている
。したがって、同一の吸着筒を用いてカバーガス系のタ
グガスを濃縮捕集し、次いで共吸着アルゴンの分離除去
を両省どもに効率的に行なうことは困f「である。
本発明は上記の問題を解決覆るために6されたちので、
タグ万ス晴縮捕集効率の向上ならびに残留りる共吸7″
1アルゴンの低減化を達成し1qる方法及びそれに用い
る装置を提供することを目的としている。
暇なわら本発明方法は、深冷吸着により大型の吸着筒に
濃縮捕集したタグガスd3よび共吸着アルゴンを’A 
ンQ III!離さけつつキトす\7−カ゛スヘリウム
で小型の吸@筒へ導き、ここに再び深冷吸袷さI!l、
二q多ヘリウムフラッシングすることによってカバーガ
スアルゴンからタグガスを駆ぽ完全に分離i1J縮りる
h法C゛ある。それに伴い本発明方法を実施ηるのに用
いる本発明装置は、カバーガス中のタグガス濃縮捕集用
および共吸着アルゴンの分離除去用に各々大型および小
型の活性炭吸着筒を用いる構成である。
以下、図面に基づき本発明について詳述する。
第2図は本発明(、二係る装置の一実施例を示す説明図
である。図示されているように、本装置は、大型の活性
炭吸着筒1を備えたタグガス濃縮捕集部2と、小型の活
性炭吸着筒3を備えた共吸着アルゴン分離除去部4とを
有し、両活性炭吸着筒1,3間はバルブ5を備えた配管
6でM結された構成である。タグガス濃縮捕集部2は、
・前述の大型活性炭吸着筒1のC;tか、ヘリノコルー
1イル状の予冷管7、およびこれらを収容づる恒温槽8
等から構成され、槽内は液化窒素を噴霧攪拌することに
より冷ム[1される。共吸着アルゴン分離除去部4も同
様に、予冷管9、小型の活性炭吸着筒3、およびこれら
を収容づ′る恒温槽10から構成される。イの他本装置
の構成については、操作手順とともに説明覆る。
第1段階のタグガス濃縮捕集操作に際しては、槽内の冷
!、11間殆ど同前にバルブ11を経てアルゴンを1I
71縮捕集部2へ流通さぜ、予冷管7および大型活性炭
吸着iD 1の内部を予め所定の温度(−18′O°C
)に冷却しておく。次に、バルブ11を閉じ、バルブ1
2を開いてカバーガスをjJバーガス淵縮捕集部2に導
く。濃縮捕集部2に導かれたカバーガスは予冷管7に入
り、予冷管用11でほば所定の温度まで冷却される。次
いで冷却されノこカバーガスは大型活性炭吸着筒1へ入
り、ここでクリブ+−ンおよびキセノン等のタグガスが
吸着される。またアルゴンも平衡に達り一るまC吸着さ
れる。吸着筒1から流出′するガスはパル713を杼て
カバーガス系へ戻される。
他方状吸着アルゴン分離除去部4ち、濃縮捕集操作終了
以前に液化窒素の噴霧撹拌により所定の湿度(−180
℃)に冷141シ、待機状態どしておく。
このJ、うにして所定量のカバーガスアルゴンを流して
第1段階の濃縮捕集操作を終了したら、濃縮捕集部2の
出入口バルブ12.13を閉じる。次いでバルブ14を
開き、予冷管7、吸着筒1、バルブ5を経てヘリウムを
分離除去部4へ導く。同時に恒温槽8内に設置しlζ電
気ヒータ(図示するを省略)により哨縮捕集部2をが瀧
し、第1段階の濶縮捕集操作で吸着筒1に吸着したクリ
ア1〜ン、キセノン等のタグガスおよびアルゴンを脱離
させる。脱離したガスはヘリウムにJ:り分離除去部4
へ運ばれ、予冷管9でほぼ所定の温度まで冷却された後
、小型の活性炭吸着筒3に入り、ここに吸着する。吸着
筒3から流出りるガスはバルブ15を経て廃ガス処理系
へ放出される。
ヘリウ11はその分子径が小さく活性炭の細孔内まで入
り込み易いため洗浄効果が高いが、1述の移し換え操作
においては吸着筒1ての空筒線速度にして10 cm/
 sec以下程度で流通させるとその洗浄効果を最も良
く発揮し、吸着筒1に吸着していたクリプトンおよびキ
セノンの全量を吸着筒3へ移し換えることができる。こ
の際、瀧縮捕集部2の吸着筒1に平衡吸着してぃたアル
ゴンら分離除去部4へ移し換えられるが、吸t′i筒ご
3の容量が吸+11ti) 1の容量より小さいため、
(の分だりアルゴンの平衡吸@巾は少なくなる。またこ
の11.1の吸着筒1の加熱温度おJ:び加熱時間は各
)7100〜200°Cおよび30〜60分間が適当で
ある。
このようにして第2段階の移し換え操作が終了したら、
分離除去部4の出口バルブ5,156よびヘリウ11供
給バルブ14を閉じる。次いe恒温槽10内に設置した
電気ヒータ(図示するを省略)による加熱と液化窒素の
噴霧撹拌にJ、る冷1111とを適度に調節して分離除
去部4を一ε30℃まで−胃渇−!lる。この時この温
度土昇分(−180°Cから一80℃)に相当する吊の
アルゴンが脱離するのでての分だtノ圧力上テアがみら
れるが、このIli 2+1アルゴンは接点イ」圧力計
16の動作にJ、リパルプ15から自動的に排出される
次にヘリウムをバルブ17を経て分離除去部4へ導入し
、吸着筒3に吸着したアルゴンをフラッシングする。吸
着筒3から流出するガスはバルブ15を経て廃ガス処理
系へ放出される。
フラッシングの条(’IとしCは、ブラッシング比(ヘ
リウム総流量(vol、)/吸着筒3の活性炭ffl 
(vol、) )については2000以下、ヘリウム流
速は吸着筒3の空筒線速度にしてl Q cm/ se
c以下が適当である。
第3段階のフラッシング操作によって共吸着アルゴンは
選択的に分離除去される。フラッシング操作が終了した
ら分離除去部の出入口バルブ17.15を閉じる。次い
で吸着筒3を200〜300℃に加熱すれば吸着してい
たクリブ[−ン、やキセノンを吸着筒3からI]j21
させることができる。このI]t2 flJJガスは、
例えばバルブ18を経て質量分析計等へ導くことができ
る。
本発明方法及び装置を高速増殖炉の破損燃料の位置検出
に適用した場合の一例を第3図に示す。破損燃料検出系
FFD20は原子炉21の一次カバーガス系22と並列
に設置されてJ3す、常時燃1131の破損を監視して
いる。破損燃料位置検出系FFDL23はタグガス)農
縮捕集部2と共吸着アルゴン分離除去部4どから成る濃
縮装置と質量分析t124で構成され、この内淵縮捕集
部2がFFD20と並設に設置される。
なお、ここて゛符号25はカバーガス層、2Gは炉心、
27はツートリウムである。
FFD20により燃料の破損を検出したら、−次カバー
ガス系のバルブ28を閉じて淵縮捕集部2の出入1]パ
ル129.30を聞4J 、−次カバーガス系を循環1
ノでいるアルゴンの全量が淵縮捕集部2を通過するよう
に覆る。所定量のカバーガスアルゴンを流通さU゛たら
出入口バルブ29.30を閉じ゛Cバルブ28を聞り、
通常の流路に戻ず。次いで濃縮捕集したガスを分離除去
部4へ移してアルゴンを除去した後、濃縮したクリア1
〜ンJ3 J:びキロノンを質量分析5124へ導入し
−C測定りる。測定したクリプトンおよびキセノンの同
位体比から破損した燃お1の位置を9JJるこができる
以上の説明から明らかなように、本発明によれば高速増
殖炉にお(Jる燃料破損の際、カバーガスアルゴン中へ
放出されるような極微量のタグガスを効率良−く濃縮捕
集り−ることができ、さらには共吸着したアルゴンもほ
ぼ完全に除去づることができるから、精度の高い測定を
可能として破損燃料位置の正確な同定が期待できる。
特に、タグガスの濃縮捕集ど其吸着アルー1ンの分離除
去とを各々別個の吸着筒で実施する構成となっているた
め、濃縮捕集用吸着筒の大きさをカバーガス系の流量に
合せて変更しでも、分離除去用吸着筒の活性炭量を1Q
cc程度以下にずれぽいかなる状況においても常に残留
する1アルゴン量をわずか0.3cc以トどすることが
できると共にタグガスをほぼ100%回収づ−ることが
できる。
つまり、本発明によればタグガス淵縮捕集効率の大幅な
向上ならびに残留する共吸着アルゴンの著しい低減化を
図ることができ、技術的効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1図はフラッシング操作後に残留覆るアルゴン量ど充
填活性炭量の関係を示リグラフ、第2図は本発明に係る
装置の一実施例を示す説明図、第3図はFFDおJ、び
F F D Lの概略を示す系統図である。 1・・・大型活性炭吸着筒、2・・・タグガス)■縮捕
集部、3・・・小型話性炭吸着筒、4・・・共吸肴アル
ゴン分離除去部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、活性炭を充填した第1の大型吸着筒を極低温に保ち
    、ここにカバーガスを流通させることによってタグガス
    含有ガスを深冷吸着さける第一の段階と; 該第1の大型吸着筒をR温してタグガス及び共吸着アル
    ゴンを脱離させ、キャリーガスで第2の小型活性炭吸着
    筒に導き、該小型活性炭吸着筒に再び深冷吸着させる第
    一の段階ど:前記第2の小型活性炭吸着筒をヘリウムフ
    ラッシングすることにより共吸着アルゴンを)社択的に
    分離除去り“る第三の段階ど: を右づることを特徴と覆るタグガス濃縮方法、12、高
    速増殖炉の一次カバーガス系に設置される大型の活性炭
    吸着筒を1賄えたタグガス晴縮捕集部と、前記大型の活
    性炭吸着筒とバルブ付配管で接続された小型の活性炭吸
    着筒を備えた共吸着アルゴン分離除去部を右づ−ること
    を特徴と覆るタグガス淵綿装置。
JP57130172A 1982-07-26 1982-07-26 タグガス濃縮方法及びその装置 Pending JPS5919896A (ja)

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