JPS6057492B2 - 液体金属精製装置 - Google Patents
液体金属精製装置Info
- Publication number
- JPS6057492B2 JPS6057492B2 JP53163296A JP16329678A JPS6057492B2 JP S6057492 B2 JPS6057492 B2 JP S6057492B2 JP 53163296 A JP53163296 A JP 53163296A JP 16329678 A JP16329678 A JP 16329678A JP S6057492 B2 JPS6057492 B2 JP S6057492B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid metal
- tank
- liquid
- main body
- hydrogen
- 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.)
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-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高速増殖型原子炉の冷却材を精製するとき
などに用いられる液体金属精製装置に係り、特に再生系
を備えた精製装置に関する。
などに用いられる液体金属精製装置に係り、特に再生系
を備えた精製装置に関する。
周知のように、高速増殖型原子炉の冷却材としては、
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
。このような目的に液体金属を用いた場合、上記液体金
属中に水素等の不純物が混入すると、熱伝導率が低下し
、冷却材としての機能が著しく低下する。したがつて、
上述した目的に液体金属を用いる場合には、何らかの手
段で、連続的あるいは不連続的に含まれている不純物を
除去する必要がある。 このように、液体金属をいわゆ
る精製する装置としては、従来、種々のものが考えられ
ているが、何れのものも基本的には液体を冷却すること
によつて液体中に含まれている不純物の飽和溶解度を低
下させ、過飽和分を網体等の表面に析出させることによ
つて除去する方式を採用している。
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
。このような目的に液体金属を用いた場合、上記液体金
属中に水素等の不純物が混入すると、熱伝導率が低下し
、冷却材としての機能が著しく低下する。したがつて、
上述した目的に液体金属を用いる場合には、何らかの手
段で、連続的あるいは不連続的に含まれている不純物を
除去する必要がある。 このように、液体金属をいわゆ
る精製する装置としては、従来、種々のものが考えられ
ているが、何れのものも基本的には液体を冷却すること
によつて液体中に含まれている不純物の飽和溶解度を低
下させ、過飽和分を網体等の表面に析出させることによ
つて除去する方式を採用している。
このような除去方式を採用しているので、不純物が多量
に析出されると、いわゆる目詰まり現象を起こし、つい
には使用できなくなる。 そこで、一般には、精製装置
を再生するための再生系を付設しているものが多い。
に析出されると、いわゆる目詰まり現象を起こし、つい
には使用できなくなる。 そこで、一般には、精製装置
を再生するための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ている従来の精製装置の一例
を示すもので、この装置は次のように構成されている。
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、精製装置本体１の液体金属導入口２をパイプ
３、バルブ４、パイプ５を介して、たとえばプラントの
液体金属流出口に接続し、上記精製装置本体１の液体金
属排出口６をパイプ７、バルブ８、パイプ９を介して上
記プラントの液体金属流入口に接続している。 精製装
置本体１は、上記導入口２および排出口６を両端部に有
したタンク１１と、このタンク１１の内部に挿着された
金属製の網体１２と、上記タンク１１内を通流する液体
金属を所望の温度に冷却する冷却装置１３とで構成され
ている。
３、バルブ４、パイプ５を介して、たとえばプラントの
液体金属流出口に接続し、上記精製装置本体１の液体金
属排出口６をパイプ７、バルブ８、パイプ９を介して上
記プラントの液体金属流入口に接続している。 精製装
置本体１は、上記導入口２および排出口６を両端部に有
したタンク１１と、このタンク１１の内部に挿着された
金属製の網体１２と、上記タンク１１内を通流する液体
金属を所望の温度に冷却する冷却装置１３とで構成され
ている。
一方、再生系は次のように構成されている。すなわち、
タンク１１の上部をバルブ２１を介して上記タンク１１
より上方に配置されたガス抜きポット２２に接続してい
る。上記ガス抜きポット２２内には液体金属の自由液面
２３が形成されており、この自由液面２３より下の部分
はバイブ２牡ポンプ２５、バルブ２６を介して前記バイ
ブ７に接続されている。またガス抜きポット２２の自由
液面２３上に形成された空間はベーパートラップ２７を
介して真空ポンプ２８に接続されている。さらに、再生
系の一要素として前記タンク１１内の液体金属を選択的
に加熱する加熱装置２９が設けられている。しカルて、
この装置によつて、液体金属の精製および精製装置本体
１の再生を行なうには、次のようにする。
タンク１１の上部をバルブ２１を介して上記タンク１１
より上方に配置されたガス抜きポット２２に接続してい
る。上記ガス抜きポット２２内には液体金属の自由液面
２３が形成されており、この自由液面２３より下の部分
はバイブ２牡ポンプ２５、バルブ２６を介して前記バイ
ブ７に接続されている。またガス抜きポット２２の自由
液面２３上に形成された空間はベーパートラップ２７を
介して真空ポンプ２８に接続されている。さらに、再生
系の一要素として前記タンク１１内の液体金属を選択的
に加熱する加熱装置２９が設けられている。しカルて、
この装置によつて、液体金属の精製および精製装置本体
１の再生を行なうには、次のようにする。
すなわち、液体金属を精製するに当つては、まず、バル
ブ２１，２６を゜“閉３゛に制御するとともにバルブ４
，８を“開゛に制御する。このようにすると、プラント
を出た液体金属がバイブ５〜バルブ４〜バイブ３〜タン
ク１１〜バイブ７〜バルブ８〜バイブ９の経路で再びプ
ラントに戻る。このように通流させている状態で冷却装
置１３を作動させ、タンク１１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飽
和溶解度を越えた分が網体１２の表一面に析出される。
したがつて、精製装置としての機能が発揮されることに
なる。しかして、上述の如く精製運転を行なつていると
、ついには網体１２が目詰り現象を起こす。
ブ２１，２６を゜“閉３゛に制御するとともにバルブ４
，８を“開゛に制御する。このようにすると、プラント
を出た液体金属がバイブ５〜バルブ４〜バイブ３〜タン
ク１１〜バイブ７〜バルブ８〜バイブ９の経路で再びプ
ラントに戻る。このように通流させている状態で冷却装
置１３を作動させ、タンク１１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飽
和溶解度を越えた分が網体１２の表一面に析出される。
したがつて、精製装置としての機能が発揮されることに
なる。しかして、上述の如く精製運転を行なつていると
、ついには網体１２が目詰り現象を起こす。
そこで、下純物がある量析出された時点で、こんど；は
バルブ４，８を゜゜閉゛に、またバルブ２１，２６を゜
゜開゛に制御するとともに冷却装置１３の運転を停止さ
せ、また加熱装置２９、ポンプ２５、真空ポンプ２８を
運転開始させる。加熱装置２９が作動すると、タンク１
１内の液ご体金属が温度上昇し、この結果網体１２の表
面に析出していた不純物が溶解する。したがつて、タン
ク１１内に存在する液体金属中の不純物濃度が増加する
。そしてタンク１１内の液体金属はポンプ２５の作用で
ガス抜きポット２２内を経て図中４実線矢印３０で示す
如く循環する。一方、ガス抜きポット２２内の自由液面
上に形成された空間は真空ポンプ２８によつて排気され
ているので不純物の濃度は低い。
バルブ４，８を゜゜閉゛に、またバルブ２１，２６を゜
゜開゛に制御するとともに冷却装置１３の運転を停止さ
せ、また加熱装置２９、ポンプ２５、真空ポンプ２８を
運転開始させる。加熱装置２９が作動すると、タンク１
１内の液ご体金属が温度上昇し、この結果網体１２の表
面に析出していた不純物が溶解する。したがつて、タン
ク１１内に存在する液体金属中の不純物濃度が増加する
。そしてタンク１１内の液体金属はポンプ２５の作用で
ガス抜きポット２２内を経て図中４実線矢印３０で示す
如く循環する。一方、ガス抜きポット２２内の自由液面
上に形成された空間は真空ポンプ２８によつて排気され
ているので不純物の濃度は低い。
このため、液体金属中の不純物は自由液面２３上の空間
に徐々に移行し真空ポンプ２８によつて排気される。し
たがつて、ついにはタンク１１内の不純部の全てが除去
され、精製装置本体１が再生されることになる。しかし
ながら、上記のように構成された従来の装置にあつては
次のような問題があつた。
に徐々に移行し真空ポンプ２８によつて排気される。し
たがつて、ついにはタンク１１内の不純部の全てが除去
され、精製装置本体１が再生されることになる。しかし
ながら、上記のように構成された従来の装置にあつては
次のような問題があつた。
すなわち、今、不純物として水素を例にとり、再生時を
考えると、ガス抜きポット２２の自由液面２３上ｌの空
間における水素分圧をＰＯ、ガス抜きポット２２内の液
体中の水素分圧をＰ１、タンク１１内の水素分圧をＰ２
としたとき、網体１２の表面が水素供給源と言う関係か
らして必ず、ＰＯくＰ１〈Ｐ２の関係となる。一方、ガ
ス抜きポット２２の自由液面２３上への水素の拡散速度
は（Ｐ１−ＰＯ）によつて決まる。このため、拡散速度
をあまり大きくとることができず、その結果、再生に長
時間を要する欠点があつた。従来装置は拡散速度を上げ
るためにポンプ２５によつて液体金属を循環させ等価的
に気液接触部の面積を増すようにしてはいるが、プラン
ト設計上ガス抜きポット２２をあまり大きくできないの
で、拡散速度をそれ程増加させることはできず、再生時
間の短縮化には限界があつた。また、ポンプ２５を負圧
状態で使用しているのでキャビテーションが発生し易く
、信頼性が低いなどの問題もあつた。本発明は、このよ
うな事情に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、再生時間の短縮化を図れ、しかも信頼性の向上化
を図れる液体金属精製装置を提供することにある。
考えると、ガス抜きポット２２の自由液面２３上ｌの空
間における水素分圧をＰＯ、ガス抜きポット２２内の液
体中の水素分圧をＰ１、タンク１１内の水素分圧をＰ２
としたとき、網体１２の表面が水素供給源と言う関係か
らして必ず、ＰＯくＰ１〈Ｐ２の関係となる。一方、ガ
ス抜きポット２２の自由液面２３上への水素の拡散速度
は（Ｐ１−ＰＯ）によつて決まる。このため、拡散速度
をあまり大きくとることができず、その結果、再生に長
時間を要する欠点があつた。従来装置は拡散速度を上げ
るためにポンプ２５によつて液体金属を循環させ等価的
に気液接触部の面積を増すようにしてはいるが、プラン
ト設計上ガス抜きポット２２をあまり大きくできないの
で、拡散速度をそれ程増加させることはできず、再生時
間の短縮化には限界があつた。また、ポンプ２５を負圧
状態で使用しているのでキャビテーションが発生し易く
、信頼性が低いなどの問題もあつた。本発明は、このよ
うな事情に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、再生時間の短縮化を図れ、しかも信頼性の向上化
を図れる液体金属精製装置を提供することにある。
以下本発明の詳細な説明の実施例によつて説明する。
第２図は本発明に係る装置を概略的に示すもので、第１
図と同一部分は同一符号で示してある。
図と同一部分は同一符号で示してある。
したがつて、重複する部分の説明は省略する。本発明装
置が従来装置と異なる点は、再生系にある。すなわち、
ガス抜きポット２２の自由液面２３上の空間にたとえば
アルゴン等の不活性ガスを充填するとともに上記空間を
ベーパートラップ３１、ガス分離装置３２を介してポン
プ３３の吸込口に接続し、上記ポンプ３３の吐出口をバ
ルブ３４を介して一端側が前記タンク１１内の底部に位
置し、他端側がタンク１１外に位置したノズル３５の上
記他端側に接続している。なお、上記ガス分離装置３２
は、たとえば隔膜使用の水素分離装置である。このよう
な構成であれば、液体金属を精製する手順は従来のもの
と回じであるが、精製装置本体±を再生するに当つては
次のようになる。
置が従来装置と異なる点は、再生系にある。すなわち、
ガス抜きポット２２の自由液面２３上の空間にたとえば
アルゴン等の不活性ガスを充填するとともに上記空間を
ベーパートラップ３１、ガス分離装置３２を介してポン
プ３３の吸込口に接続し、上記ポンプ３３の吐出口をバ
ルブ３４を介して一端側が前記タンク１１内の底部に位
置し、他端側がタンク１１外に位置したノズル３５の上
記他端側に接続している。なお、上記ガス分離装置３２
は、たとえば隔膜使用の水素分離装置である。このよう
な構成であれば、液体金属を精製する手順は従来のもの
と回じであるが、精製装置本体±を再生するに当つては
次のようになる。
すなわち、網体１２の表面に不純物、たとえば水素が所
定量析出された時点でバルブ４，８を゜゜閉゛に制御す
るとともにバルブ２１，３４を゛開゛に制御し、また冷
却装置１３の運転を停止し、加熱装置２９、ポンプ３３
を運転開始させる。加熱装置２９を動作すると、網体１
２の表面に析出していた水素が溶解する。
定量析出された時点でバルブ４，８を゜゜閉゛に制御す
るとともにバルブ２１，３４を゛開゛に制御し、また冷
却装置１３の運転を停止し、加熱装置２９、ポンプ３３
を運転開始させる。加熱装置２９を動作すると、網体１
２の表面に析出していた水素が溶解する。
一方、ポンプ３３が作動すると、ノズル３５からタンク
１１内に不活性ガスが吹き込まれ、タンク１１内に泡が
生じ、この泡がガス抜きポット２２の自由液面２３上に
向けて移動する。この場合、気泡中の水素分圧は零であ
り、また、この気泡を取り囲む液体金属中の水素分圧は
十分高いＰ２である。
１１内に不活性ガスが吹き込まれ、タンク１１内に泡が
生じ、この泡がガス抜きポット２２の自由液面２３上に
向けて移動する。この場合、気泡中の水素分圧は零であ
り、また、この気泡を取り囲む液体金属中の水素分圧は
十分高いＰ２である。
したがつて、気泡中に拡散する水素の拡散速度は分圧差
（Ｐ２−０）に対応し、非常に速い。そして、水素を含
んだ気泡は大きな浮力を受け、ガス抜きポット２２の自
由液面２３上へと移行し、この移行したガスはベーパー
トラップ３１を経た後、ガス分離装置３２で含まれてい
る水素が除去され、続いて再びタンク１１内へ送り込ま
れる。したがつてついにはタンク１１内の水素を全て除
去でき、精製装置本体１を再生できることになる。この
ように、再生時にタンク１１内に不活性ガスを強制的に
吹き込んで泡を作り出し、この泡中に不純物ガスを拡散
移動させるようにしているので、従来のものに較べて分
圧差を大きくとることができ、それだけ拡散速度を増加
させることができるので、再生時間の短縮化を図ること
ができる。また、この場合における拡散面積は各泡の表
面積を合計したものであり、従来のものに較べて比較に
ならない程大きくすることができるので、尚一層再生時
間を短縮できる。また、負圧下においてポンプを使用し
ないので、キャビテーションの発生がなく、ポンプが損
傷する虞れがないので信頼性の向上化も図ることができ
る。なお、上述した実施例では、ガス分離装置を設けて
いるが、不活性ガスを回収再利用する必要のない場合に
は省略してもよい。
（Ｐ２−０）に対応し、非常に速い。そして、水素を含
んだ気泡は大きな浮力を受け、ガス抜きポット２２の自
由液面２３上へと移行し、この移行したガスはベーパー
トラップ３１を経た後、ガス分離装置３２で含まれてい
る水素が除去され、続いて再びタンク１１内へ送り込ま
れる。したがつてついにはタンク１１内の水素を全て除
去でき、精製装置本体１を再生できることになる。この
ように、再生時にタンク１１内に不活性ガスを強制的に
吹き込んで泡を作り出し、この泡中に不純物ガスを拡散
移動させるようにしているので、従来のものに較べて分
圧差を大きくとることができ、それだけ拡散速度を増加
させることができるので、再生時間の短縮化を図ること
ができる。また、この場合における拡散面積は各泡の表
面積を合計したものであり、従来のものに較べて比較に
ならない程大きくすることができるので、尚一層再生時
間を短縮できる。また、負圧下においてポンプを使用し
ないので、キャビテーションの発生がなく、ポンプが損
傷する虞れがないので信頼性の向上化も図ることができ
る。なお、上述した実施例では、ガス分離装置を設けて
いるが、不活性ガスを回収再利用する必要のない場合に
は省略してもよい。
以上詳述したように本発明によれば、特に装置ノの信頼
性向上化と再生時間の短縮化とを図り得る使い易い液体
金属精製装置を提供できる。
性向上化と再生時間の短縮化とを図り得る使い易い液体
金属精製装置を提供できる。
第１図は従来のこの種装置の概略構成図、第２図は本発
明の一実施例の慨略構成図てある。 ７ ±・・・精製装置本体、２２・・・ガス抜きポット
、２３・・・自由液面、３３・・・ポンプ、３５・・・
ノズル。
明の一実施例の慨略構成図てある。 ７ ±・・・精製装置本体、２２・・・ガス抜きポット
、２３・・・自由液面、３３・・・ポンプ、３５・・・
ノズル。
Claims (1)
- １ 液体金属通流路に介在し上記液体金属中の不純物を
コールドトラップする精製装置本体と、この本体を選択
的に加熱する加熱装置と、この加熱装置が付勢されると
き前記精製装置本体に接続され内部に自由液面をもつた
ガス抜きポットと、前記加熱装置が付勢されるとき前記
精製装置本体内へ不活性ガスを吹き込む手段と、この手
段が動作しているとき前記ガス抜きポットの自由液面上
のガスを排出する手段とを具備したことを特徴とする液
体金属精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53163296A JPS6057492B2 (ja) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | 液体金属精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53163296A JPS6057492B2 (ja) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | 液体金属精製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5589443A JPS5589443A (en) | 1980-07-07 |
| JPS6057492B2 true JPS6057492B2 (ja) | 1985-12-16 |
Family
ID=15771123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53163296A Expired JPS6057492B2 (ja) | 1978-12-27 | 1978-12-27 | 液体金属精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057492B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5845600A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-16 | 動力炉・核燃料開発事業団 | 高速増殖炉二次系からの水素除去方法 |
| CN102254577B (zh) * | 2011-06-30 | 2013-05-22 | 西安交通大学 | 液态金属钠热工水力实验回路系统及其使用方法 |
| CN106338575B (zh) * | 2016-06-27 | 2020-04-17 | 百色学院 | 一种液态金属净化实验装置 |
-
1978
- 1978-12-27 JP JP53163296A patent/JPS6057492B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5589443A (en) | 1980-07-07 |
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