JPS5987022A - 高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方法及びその装置 - Google Patents

高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方法及びその装置

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JPS5987022A
JPS5987022A JP19572182A JP19572182A JPS5987022A JP S5987022 A JPS5987022 A JP S5987022A JP 19572182 A JP19572182 A JP 19572182A JP 19572182 A JP19572182 A JP 19572182A JP S5987022 A JPS5987022 A JP S5987022A
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JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
helium
permeable membrane
fin
tritium
Prior art date
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Pending
Application number
JP19572182A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Abe
忠 阿部
Yoshinori Hitokuma
仁熊 義則
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.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd, Kawasaki Jukogyo KK filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication of JPS5987022A publication Critical patent/JPS5987022A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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、高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方法
及びその装置((関する。
従来、高温ガス炉の冷却材中の放射性水素であるトリチ
ウムを含む不純物水素を純化するには、−次冷却材流路
の途中に一次冷却材のバイパス流路を設け、このバイパ
ス流路に透過模式等の水素純化手段を設ける方法を採っ
ている。
然し乍ら、このような技術手段では一次冷却材中の放射
性水素であるトリチウムを一次冷却材流路を一循する間
に除去することが不可能で、甚だ除去効率カニ悪いとい
う大小がある。
また、トリチウム除去にチタンスポンジフィルタを用い
ることも考えられるが、このチタンスポンジフィルタは
流路中の他の不純物をも吸着するので、固体物質を大量
に必要とし、次第にフィルタ性能が低下するという欠点
がある。
本発明は斯かる諸事情に鑑みなされたもので、放射性水
素であるトリチウムが一次冷却材流路内に放出後、流路
内を一循する間に除去すべく、−次冷却材流路内で直接
放射性水素であるトリチウムを含む不純物水素を高効率
で除去する方法及びその装置を提供せんとするものであ
る。
本発明による高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方
法は、−次冷却材流路を流れるヘリウム中のトチラム含
む不純物水素をパラジウム合金等の金属薄膜の中空透過
膜フィン中に透過させ、且つ中空透過膜フィン内の水素
分圧を冷却材ヘリウム側よりも著しく低くし、透過膜フ
ィン中の不純物水素を水素分子の形で又は水分子の形で
吸引除去することを%徴とするものである。
斯かるトリチウム除去方法を実施する為の装置は、高温
ガス炉の一次冷却材流路の途中に設けられたケーシング
と、該ケーシングの前後方向に適当間隔を存して複数貫
通立設された高コンダクタンスの吸引管と、該各吸引管
の上下方向に適当間隔を存して且つ適当な傾斜角にて連
通して支持されたパラジウム合金等の金属薄膜製の中空
透過膜フィンと、前記各吸引管が連結されたポンプ又は
ブロワ付排管とよ構成るものである。
以下本発明の種々の実施例を図によって説明する。
第1図aに示す如く一次冷却材流路1の途中にケーシン
グ2が設けられ、このケーシング2内の中央で前後方向
に適当間隔を存して複数、本例では2本底面より上端盲
状の高コンダクタンスの吸引管3が貫通立設され、各吸
引管3の上下方向には適当間隔を存して且つ適当な傾斜
角例えば25度の傾斜角にて4枚パラジウム合金の金属
薄膜製の中空透過膜フィン4が連通して支持され、前記
各吸引管3の基端は排管5に連通され、排管5の途中に
真空ポンプ6が設けられ、排管5の床端が不純物水素処
理設備(図示省略)に連通されている。前記中空透過膜
フィン4は第1図すに示す如く中央に前記吸引管3と連
通した高コンダクタンスの支管4aを有し、その両側に
物質伝達率を良くする為に接触面私を大きくした中空透
過膜4bを有し、中空透過膜4b内にフィン形状を維持
し真空排気流路を確保する隙間だらけの中空補強材4c
が配されている。
次に上記構成のトリチウム除去装置によるトリチウム除
去方法について説明する。−次冷却材流路1を流れてき
たヘリウムがケーシング2内に入ると、ヘリウム中の不
純物水素が接触面積の大きな各中空透過膜フィン4を透
過して効率良く内部に入る。さらに中空透過膜フィン4
の透過率を高める為に透過してくる側の水素分圧をヘリ
ウム側よりも大幅に低くするべく、真空ポンプ6を駆動
してフィン4内を真空引きし、その排気速度をヘリウム
側体状流量よシも十分大きくする。例えばヘリウム側が
400℃、40ata 、 10 m3/、で不純物水
素分圧(含トリチウム)3X10  ’I’orrO時
、フィン4内の排気速度を真空ポンプ6によI) 50
 m’、’Bを確保する。
かくしてヘリウム中の放射性水素であるトリチウムを含
む不純物水素は水素分子の形で極めて効率良く吸引除去
されて真空ポンプ6によシネ純物水素処理設備(図示省
略)に送られて処理され、除去装置を通過して一次冷却
材流路を流れるヘリウムに含まれている不純物水素は著
しく減少する。
次に他の実施例を第2図a、bによって説明すると、−
次冷却材流路1の途中に設けられたケーシング2内の一
側で前後方向に適当間隔を存して複数、本例では2本底
面より上端盲状の高コンダクタンスの吸引管3が貫通立
設され、ケーシング2内の他側で前後方向に適当間隔を
存して2本上面より下端盲状の高コンダクタンスの酸素
供給管7が貫通垂設され、両側の吸引管3と酸素供給管
7との間の上下方向に適当間隔を存して且つ適当な傾斜
角例えば25度の傾斜角にて3枚パラジウム合金の金属
薄膜製の中空透過膜フィン4が連通して支持されている
前記各吸引管3の基端は排管5に連通され、排管5の途
中には真空ポンプ6が設けられ、排管5の末端が処理設
備(図示省略)に連通され、前記各酸素供給管7は酸素
供給本管8に連通され、その本管の基端は低圧酸素供給
源(図示省略)に連通されている。前記中空透過膜フィ
ン4′は、第2図すに示す如く中央にフィンを支持し、
酸素が両側の中空透過膜4b部分のみを通るように棒4
dを有し、中空透過膜4b内にフィン形状を維持し、酸
素の通る真空排気流路を確保する隙間だらけの中空補強
材4゜が配されている。
斯かる構成のトリチウム除去装置によるトリチウム除去
方法について説明すると、−次冷却材流路1を流れてき
たヘリウムはケーシング2内に入ると、ヘリウム中の不
純物水素が接触面積の大きな各中空透過膜フィン4′を
透過して効率良く内部に入る。さらに中空透過膜フィン
4′の透過率を高める為に、透過してくる側の水素分圧
をヘリウム側よりも大幅に低くするべく、真空ポンプ6
を駆動してフィン4′内を真空引きし、その中にヘリウ
ム側水素モル流量と同程度以上f)酸素を、低圧酸素供
給源より本管8、供給管7を通して供給し、金属薄膜を
触媒として水素分子を水分子に転換し水素分圧を下げる
この場合、フィン4内の真空排気速度はヘリウム側体順
流量よしも小さくて良い。例えばヘリウム側が400℃
+ 40 ata l 10 ?n5//sで不純物水
素圧(含トリチウム)3X10  Torrの時、フィ
ン4′内の排気速度を真空ポンプ6により0.1m’7
’sを確保する。かくしてヘリウム中の放射性水素でち
るトリチウムを含む不純物水素は、水分子の形で過剰な
酸素と共に極めて効率良く吸引除去されて真空ポンプ6
により処理設備(図示省略)に送られて処理され、除去
装置を通過して一次冷却材流路を流れるヘリウムに含ま
れている不純物水素は著しく減少する。
更に他の実施例を第3図a、bによって説明すると、こ
のトリチウム除去装置は第2図a。
bに示すものと構造上大差が無く、即ち排管5の途中に
真空ポンプの代りに送風機9を設け、酸素供給管7、酸
素供給本管8をキャリヤガスと酸素の混合気供給管10
、混合気供給本管11と代えたもので、その他は第2図
a、bと全く同じである。
斯かる構成のトリチウム除去装置によるト】jチウム除
去方法について説明すると、−次冷却材流路1を流れて
きたヘリウムI・ハケ−シンク2内に入ると、ヘリウム
中の不純物水素が接触面積の大きな各中空透過膜フィン
4′を透過して効率良く内部に入る。さらに中空透過膜
フィン4′の透過率を高める為に、透過してくる側の水
素分圧をヘリウム側よりも大幅に低くするべく、送風機
9を駆動してフィン4′内の気体を吸3!シ、フィン4
内に混合気供給本管8、混合気供給管7を通してキャリ
ヤガスを流し、その上ヘリウム側水素モル流量と同程度
以上の酸素を混合気供給本管8′、混合気供給管7′を
供給し、金属薄膜を触媒として水素分子を水分子に転換
し水素分圧を下げる。この場合、フィン4′内の排気速
度及びフィン4内へのキャリヤガスと酸素との混合気体
の流量はヘリウム側体積流量よシも小さくて良い。例え
ばヘリウム側が400℃、40ata 、 10 m3
/sで不純物水素分圧(含トリチウム) 3 X io
  T□rrの時、フィン4′の排気速度を送風機9に
より0.1 m’/、を確保し、フィン4′内へのキャ
リヤガスは400℃・40ata・0.1m7. (7
)流量を確保し、これに5X10nol/Bを混合する
。かくしてヘリウム中の放射性水素であるトリチウムを
含む不純物水素は、水分子の形でキャリヤガス及び過剰
な酸素と共に極めて効率良く吸引除去されて送風機9に
より処理設備(図示省略)に送られて処理され、除去装
置を通過して一次冷却材流路を流れるヘリウムに含まれ
ている不純物水素は著しく減少する。
以上の説明で判るように本発明による高温ガス炉の冷却
材中のトリチウム除去方法は、−次冷却材流路を流れる
ヘリウム中のトリチウムを含む不純物水素を、パラジウ
ム合金等の金属薄膜の中空透過膜フィン内に透過させ且
つ中空透過膜フィン側の水素分圧を冷却材ヘリウム側よ
りも著しく低くするので、中空透過膜フィン内には効率
良く不純物水素が透過し、この透過した不純物水素は水
素分子の形で又は水分子の形で吸引除去するので、不純
物水素はヘリウムが一次冷却材流路を一循する間に直接
高効率で除去され、中空透過膜フィン群を通過した一\
リウム中の不純物水素は著しく減少するという優れた効
果がある。
また本発明の高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去装
置は、−次冷却材流路の途中に設けられ、冷却材の通過
する断面の略全体に中空透過膜ツーインを適当な傾斜角
(て冷却材と十分に接触するように上下方向に複数軟膜
は且つ冷却材の流れ方向に複数段設けているので、−次
冷却材流路を流れるヘリウム中の不純物水素は中空透過
膜フィン内に高効率で透過し、また不純物水素が透過し
てくる中空透過膜フィン内の水素分圧はフィン内を吸引
して不純物水素を水素分子又は水分子の形で吸引除去し
て冷却材ヘリウム側よりも著しく低くして透過効率を高
めることができるので、従来のように一次冷却材流路に
バイパス流路を設け、これに透過膜式水素純化フィルタ
を設けるものに比し、構造が簡素化されるばかりではな
く、前記トリチウム除去方法を容易に実施できて、トリ
チウム除去による冷却材ヘリウムの純化を簡単且つ能率
良く行うことができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図aは本発明による高温ガス炉の冷却材中のトリチ
ウム除去方法を実施する為の装置の一例を示す一部破断
斜視図、仝図すはその装置に於ける中空透過膜フィンの
断面図、第2図aは不沈を実ノウする為の装置の仙の例
を示す一部破断斜視図、仝sbはその装置に於ける中空
透過膜フィンの断面図、第3図aは本法を実施する為の
装置の更に他の例を示す一部破断斜視図、仝図すばその
装置に於ける中空透過膜フィンの断面図である。 1・・・−次冷却材流路  2・・・ケーシング3−・
・吸引管   4,4・・・中空透過膜フィン4a−・
支管  4b・−・中空透過膜4c・・−中空補強材 
 4d・・・棒5−・・排管  6−・・真空ポンプ 
 7・・・酸素供給管  8・−・酸素供給本管 9・・・送風様  10・・・混合気供給管11・・・
混合気供給本管 出 願 人  川崎重工業株式会社 代 理 人  弁理士高  j僅次部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1) 高温ガス炉の一次冷却材流路を流れるヘリウム中
    のトリチウムを含む不純物水素をパラジウム合金等の金
    属薄膜の中空透過膜フィンに透過させ、且つ中空透過膜
    フィン内の水素分圧をヘリウム側よシも著しく低くし、
    透過膜フィン中の不純物水素を水素分子の形で又は水分
    子の形で吸引除去することを特徴とする高温ガス炉の冷
    却材中のトリチウム除去方法0 2) 高温ガス炉の一次冷却材流路の途中に設けられた
    ケーシングと、該ケーシングの前後方向に適当間隔を存
    して複数貫通立設された高コンダクタンスの吸引管と、
    該各吸引管の上下方向に適当間隔を存して且つ適当な傾
    斜角にて連通して支持された金属薄膜の中空透過膜フィ
    ンと\前記病吸引管が連結されたポンプ又はブロワ付排
    管とより成る高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去装
    置。
JP19572182A 1982-11-08 1982-11-08 高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方法及びその装置 Pending JPS5987022A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100786626B1 (ko) 2006-10-11 2007-12-21 한국표준과학연구원 수소 동위원소 제거장치 및 이를 이용하여 제작된 저온교정장치

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS526715A (en) * 1975-07-07 1977-01-19 Ibigawa Electric Ind Co Ltd Method of working carbon rods for arc
JPS5633599A (en) * 1979-08-28 1981-04-04 Japan Atomic Energy Res Inst Purifier capable of continuous recovery of tritium*used for helium cooling medium for highhtemperature gas furnace
JPS5648599A (en) * 1979-09-29 1981-05-01 Tokyo Shibaura Electric Co Tritium recovering device
JPS57199998A (en) * 1981-05-27 1982-12-08 Kernforschungsanlage Juelich Method of seperating hydrogen and/or deuterium and tritium from inert gas , and device for practicing in gas cooled reactor

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