JPS6057493B2 - 液体金属精製装置 - Google Patents

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。

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。

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。 第１
図は再生系を付設した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。

すなわち、図示しない液体金属供給系から液体金属を導
き、これをパイプ１、バルブ２を介して精製装置本体１
に導き、この精製装置本体１を出た液体金属をパイプ４
、バルブ５およびパイプ６を介して使用系に戻すように
している。精製装置本体１は、バルブ２を介して導入さ
れた液・体金属を一旦貯留した後、前記パイプ４を介し
て排出させるタンク１１と、このタンク１１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１２と、タ
ンク１１外に設けられタンク１１内の液体金属を所望の
温度に冷却する冷却装置１３とで構成されている。一方
、上記精製装置本体１を再生する再生系は次のように構
成されている。すなわち、前記バイブ４にバルブ２１を
介してガス抜きポット２２を接続している。ガス抜きポ
゛ツト２２は前記タンク１１より上方位置に設けられ、
その内部に自由液面２３が形成されるようになつている
。そして、上記ガス抜きポット２２内の自由液面２３上
に形成された空間をベーパートラップ２牡フィルタ２５
を介して図示しない排気装置に接続している。また、タ
ンク１１の周囲にこのタンク１１内を選択的に加熱する
加熱装置２６を設けたものとなつている。しかして、こ
の装置によつて液体金属の精製および精製装置本体立の
再生を行なうに際しては次．のようにしている。

すなわち、液体金属を精製するに当つては、バルブ２１
を“閉゛に、またバルブ２，５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、この液
体金属は、バルブ２〜タンク１１〜バイブ４〜バルブ５
〜バイブ６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
不純物の過飽和分が網体１２の表面に析出される。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、不純物がある量析出された時点で、こんどはバ
ルブ２，５を“閉゛バルブ２１を“゜開゛に制御すると
ともに冷却装置１３の運転を停止し、力旧熱装置２６の
運転を開始させ、さらに排気装置を作動させる。加熱装
置２６を作動させると、タンク１１内の液体金属が温度
上昇し、このため網体１２の表面に析出していた不純物
が溶解する。

今、不純物がこ水素てあるとすると、液体金属中に溶解
した水素は、バイブ４、バルブ２１を通つてガス抜きポ
ット２２内へ移行し、自由液面上に移行した後排気され
る。したがつて、網体１２の目詰りを解消することがで
きるので、結局、精製装置本体ｕの再４生を行なえるこ
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、この装置を使つて連続的に精製する場合はあ
まり問題はないが、たとえば、数日おきに精製運転する
ような場合、バルブ２，５を゜“閉゛にして運転を停止
し、数日後の再運転まで放置しておくと、タンク１１内
の液体金属、たとえば液体ナトリウムは凝固する。した
がつて、再運転時には加熱装置２６を付勢してナトリウ
ムを溶解させる必要があるが、このように溶解させると
網体１２の表面に析出されていた不純物も溶解する。こ
の結果、再運転時に被精製系の不純物濃度を上昇さｊせ
てしまう欠点があつた。また、再生時には前述の如く加
熱することによつて析出された不純物を溶解させ、拡散
によつて上記不純物をガス抜きポット２２内の自由液面
上へ移動させるようにしているが、液体中の拡散速度は
遅いので、結局、再一生に長時間を要し、使い難いと云
う欠点もあつた。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、精製運転を再
関する際に被精製系の不純物濃度を乱す虞れがなく、し
かも再生時には短時間で再生が行なえる液体金属精製装
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。

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、ガス抜きポット２２とタン
ク１１との間にタンク１１内の液体金属を上記ガス抜き
ポット２２を介して選択的に循環させる循環回路立±を
設けたことにある。すなわち、ガス抜きポット２２の自
由液面２３より下に液体排出口３２を設け、この排出口
３２をポンプ３３、バルブ３４を介してタンク１１のド
レインロ３５に接続している。このように構成された装
置によれば、精製運転時の手順は従来のものと同じであ
るが、精製運転を再関する場合および再生処理を行なう
場合に次のような制御が行なえる。

すなわち、精製運転を再関する場合には次のようにする
。まず、バルブ２，５を“゜閉゛のま）にし、またバル
ブ２１を゜“開゛にした状態で加熱装置２６を付勢して
タンク１１内およびガス抜きポット２２内に凝固してい
る液体金属を溶解させ十分高温に加熱する。次にバルブ
３４を゜“開゛にするとともにポンプ３３を作動させ、
タンク１１内およびガス抜きポット２２内の液体金属を
タンク１１〜ガス抜きポット２２〜ポンプ３３〜バルブ
３４〜タンク１１の経路で循環させる。続いて、加熱装
置２６の付勢を解除し、かわりに冷却装置１３を作動さ
せる。そして、循環する液体金属の温度を精製運転時の
温度まで低下させる。このようにすれば、加熱装置２６
を付勢したときに一旦溶解した不純物は、再び網体１２
に捕集されることになる。そして、適宜な時間経過後、
こんどはバルブ２１，３４を“゜閉゛に制御するととも
にポンプ３３の運転を停止させ、速やかにバルブ２，５
を“゜開゛に制御することによつて正常の精製運転に移
行させることができる。そして、この場合には、上述の
如く網体１２に捕集されていた不純物が精製装置１外へ
流れだす虞れがないので、被精製系の不純物濃度を乱す
ことなく精製運転を再開できる。一方、精製装置本体１
を再生するに当つては、基本的には従来のものと同じで
あるが再生時にバルブ３４を゜゜開゛に制御するととも
にポンプ３３を作動させてガス抜きポット２２を介して
循環させるようにする。

このようにすれば、液体金属の全てを短時間にガス抜き
ポット２２内に形成された気液接触部に近づけることが
できるので不純物の自由液面２３上への拡散移行を促進
させることができ、結局、再生に要する時間の短縮化を
図ることができる。なお、本発明は、上述した実施例に
限定されるものではなく、たとえば第３図に示すように
バルブ２とタンク１１との間に被精製液体金属を導入す
るためのポンプ４１を介在させるとともに上記ポンプ４
１とバルブ２との間のバイブをバルブ３４を介してガス
抜きポット２２の液体排出口３２に接続することによつ
て上記ポンプ４１を循環回路立±の駆動源に共用しても
よい。

また、第４図に示すように循環回路刈±に一時貯留用の
タンク４２を介在させてもよい。以上詳述したように、
本発明によれば、精製運転再開時に被精製系の不純物濃
度の乱れを防止できるとともに再生に要する時間の短縮
化を図り得る液体金属精製装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの種従来装置の概略構成図、第２図は本発明
の一実施例の概略構成図、第３図および第４図は本発明
のそれぞれ異なる実施例の概略構成図である。 刈・・・精製装置本体、２２・・・ガス抜きポット、２
６・・・加熱装置、１±・・・循環回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体金属通流路に選択的に介挿され上記液体金属中
   の不純物をコールドラップする精製装置本体と、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
   勢されるとき前記精製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系と、前記ガス抜きポットを
   介して前記精製装置本体内の液体金属を選択的に循環さ
   せ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。