JPS61295336A - 液体金属中の不純物除去装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は液体金属中の不純物を除去する不純物除去装置
に関するものである。

（従来の技術） 液体金属冷却型高速増殖炉では、冷却材として液体金属
（なお液体金属の代表例は、Ｎａで、その外にに、Ｎａ
Ｋがある）を用いるが、液体金属は、不純物の濃度を充
分に低くして、材料の腐食等を防止する必要がある。こ
のため、第２図に示す液体金属中の不純物除去装置が設
、けられている。

同第２図において、（１）がコールドトラップで。

同コールドトラップ（１）の中には、不純物を捕獲する
メツシュ部（４）が設けられ、液体金属が入口（２）か
らコールドトラップ（１）内に入って、同メツシュ部（
４）を通過することにより、不純物が析出、捕獲される
。同液体金属の温度は、入口（２）側の配管を流れると
き、或いはコールドトラップ（１）向上部を流れてメツ
シュ部（４）に入るときに。

システム側の温度よりも低い温度に低下しており。

不純物の溶解度を下げて、不純物をメツシュ部（４）で
析出、捕獲するようになっている。なお不純物として多
いのは、酸素と水素である。上記メツシュ部（４）で不
純物の捕獲量が容量を越えると。

コールドトラップ（１）を交換する必要がある。この場
合、液体金属及び不純物が炉心に直接流れているライン
であれば、コールドトラップ（１）もある程度放射化し
ており、遮蔽等の大損りな作業が必要になる上に、交換
後には、廃棄物処理が問題になる。このため、初めから
予備機を設けておく場合が多いが、第２図に示すように
コールドトラップ（１）の出口（３）と吸着体を有する
水素分離器（７）とを液体金属再循環管（１２）により
連絡し、同水素分離器（７）とコールドトラップ（１）
の入口（２）とを液体金属再循環管（１１）により連絡
し、メツシュ部（４）に捕獲された水素成分を液体金属
とともに水素分離器（７）へ移行させて、メツシュ部（
４）の性能を回復させる液体金属中の不純物除去装置が
提案されている。この不純物除去装置の運転方法は１次
の通りである。

コールドトラップ（１）を通常運転時の状態から隔離す
る。この隔離は、弁（２ａ）　（３ａ）を閉じることに
より行われる。次いでコールドトラップ（１）の再生運
転に移る。この再生運転は、液体金属再循環管（１１）
　（１２）に設けた弁（ｌｌａ）　（１２ａ）を開き、
電磁ポンプ（１０）を起動させて、液体金属をメツシュ
部（４）−液体金属再循環管（１２）−水素分離器（７
）−液体金属再循環管（１１）−メツシュ部（４）に循
環させることにより行われる。このとき、メツシュ部（
４）を加熱等して、水素化合物を循環する液体金属中へ
溶出する一方、この水素化合物を水素分離器（７）の吸
着体へ吸着させる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記第２図に示す液体金属中の不純物除去装置で問題に
なるのは、水素分離器（７）に比較的大型のものが必要
になることである。またこの水素分離器（７）では、吸
着体が例えばニッケル管の中にあるため、水素の透過に
多くの時間がかかり、前述の場合と同様に予備機を設け
て２通常運転時にも予備機とで交互に再生を行う必要が
ある。

本発明は前記の問題点に対処するもので、それぞれが開
閉弁をもつ入口管及び出口管と、同人口管及び出口管に
接続し且つ温度調節手段をもつコールドトラップとを有
する液体金属中の不純物除去装置において、不純物分離
器をもつカバーガス循環系を前記開閉弁とは別の開閉弁
を介して前記コールドトラップの内部上方領域に接続し
たことを特徴とする液体金属中の不純物除去装置に係わ
り、その目的とする処は、コールドトラップ内の不純物
量を速やかに減少できる。また装置を簡略できる改良さ
れた液体金属中の不純物除去装置を供する点にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記のようにそれぞれが開閉弁をもつ入口管及
び出口管と、同人口管及び出口管に接続し且つ温度調節
手段をもつコールドトラップとを有する液体金属中の不
純物除去装置において、不純物分離器をもつカバーガス
循環系を前記開閉弁とは別の開閉弁を介して前記コール
ドトラップの内部上方領域に接続しており、コールドト
ラップ内のメツシュ部に不純物が蓄積されると、入口管
及び出口管の開閉弁を閉じ１次いで別の開閉弁を開き７
カバーガスを外部系配管からコールドトラップの内部上
方領域へ供給して、同内部上方領域にカバーガス空間部
を形成し１次いで上記別の開閉弁を閉じ、入口管及び出
口管の開閉弁を開き。

ガス循環ポンプを起動して、カバーガスをコールドトラ
ップの内部上方領域−カバーガス循環管→コールドトラ
ップの内部上方領域に循環させる。

このとき、カバーガス循環管からのカバーガスは。

コールドトラップの内部上方領域の水素成分を吸着して
、水素分離器に入り、ここで水素成分が分離されて、コ
ールドトラソブの内部上方領域へ戻る。またこのとき、
同コールドトラップは、温度調節手段により通常使用時
よりも高い温度に保持され、メツシュ部から不純物が溶
出され易くされて、内部上方領域のナトリウム濃度が高
められており、内部上方領域のナトリウムからカバーガ
スへの水素移行量が多（なっている。そのため、メツシ
ュ部の不純物量が速やかに減少する。また本発明では、
液体金属をコールドトラ・ノブ−不純物分離容器−コー
ルドトラップに循環させて、液体金属中の不純物を除去
する場合に比べると、液体金属を循環させる循環ライン
が不用で、装置が簡略化される。また上記のように液体
金属を循環させる場合には、大容量の配管ヒータが必要
になる上に、循環ポンプに電磁ポンプが必要になって。

装置が大規模になるが１本発明は、これらの機器が不用
で、この点でも装置が簡略化される。

（実施例） 次に本発明の液体金属中の不純物除去装置を第１図に示
す一実施例により説明すると、（１）がコールドラップ
、（２）が入口、　（２ａ）が同人口（２）に設けた開
閉弁、（３）が出口、　（３ａ）が同出口（３）に設け
た開閉弁、　（５）（６）がカバーガス循環管で、同カ
バーガス循環管（５）　（６）が上記コールドラップ（
１）の内部上方領域に接続している。また（７）が同カ
バーガス循環管（６）に設けた水素吸着体を有する不純
物分離器、（８）が同カバーガス循環管（６）に設けた
加熱器、（９）が上記カバーガス循環管（５）に設けた
ガス循環ポンプ、　（１３ａ）が上記カバーガス循環管
（５）に接続した外部系配管（八、）の開閉弁、　（１
３ｂ）が上記カバーガス循環管（６）に接続した外部系
配管（八２）の開閉弁である。なお上記各機器（７）〜
（９）の配列順序は、第１図の例に限定されない。また
コールドランプ（１）は、水素等の不純物を捕獲できる
機器であれば、他のものでも差支えない。

（作用） 次に前記第１図の液体金属中の不純物除去装置の作用を
説明する。コールドトラップ（１）内のメツシュ部（４
）に不純物が蓄積されると、入口（２）及び出口（３）
の開閉弁（２ａ）　（３ａ）を閉じ１次いで開閉弁（１
３ａ）を開き、カバーガスを外部系配管（八、）からコ
ールドトラップ（１）の内部上方領域へ供給して、同内
部上方領域にカバーガス空間部を形成し９次いで上記開
閉弁（１３ａ）を閉じ、開閉弁（５ａ）　（６ａ）を開
き、ガス循環ポンプ（９）を起動して。

カバーガスをコールドトラップ（１）の内部上方領域−
カバーガス循環管（６）−カバーガス循環管（５）→コ
ールドトラップ（１）の内部上方領域に循環させる。こ
のとき、カバーガス循環管（５）からのカバーガスは、
コールドトラップ（１）の内部上方領域の水素成分を吸
着して、水素分離器（７）に入り、ここで水素成分が分
離され２次いで加熱器（８）に入り、ここで加熱されて
、コールドトラップ（１）内の液体金属温度（ナトリウ
ム温度）よりも高い温度または等しい温度まで昇温し、
ガス循環ポンプ（９）を経てコールドトラップ（１）の
内部上方領域へ戻る。このとき、同コールドトラップ（
１）は１通常使用時よりも高い温度に保持され、メソシ
ュ部（４）から不純物が溶出され易くされて。

内部上方領域のナトリウム濃度が高められており。

内部上方領域のナトリウムからカバーガスへの水素移行
量が多くなっている。

（発明の効果） 本発明は前記のようにそれぞれが開閉弁をもつ入口管及
び出口管と、同人口管及び出口管に接続し且つ温度調節
手段をもつコールドトラップとを有する液体金属中の不
純物除去装置において、不純物分離器をもつカバーガス
循環系を前記開閉弁とは別の開閉弁を介して前記コール
ドトラップの内部上方領域に接続しており、コールドト
ラップ内のメツシュ部に不純物が蓄積されると、入口管
及び出口管の開閉弁を閉じ９次いで別の開閉弁を開き、
カバーガスを外部系配管からコールドトラップの内部上
方領域へ供給して、同内部上方領域にカバーガス空間部
を形成し２次いで上記側の開閉弁を閉じ、入口管及び出
口管の開閉弁を開き。

ガス循環ポンプを起動して、カバーガスをコールドトラ
ップの内部上方領域−カバーガス循環管−コールドトラ
ップの内部上方領域に循環させる。

このとき、カバーガス循環管からのカバーガスは。

コールドトラップの内部上方領域の水素成分を吸着して
、水素分離器に入り、ここで水素成分が分離されて、コ
ールドトラップの内部上方領域へ戻る。またこのとき、
同コールドトラップは、温度調節手段により通常使用時
よりも高い温度に保持され、メツシュ部から不純物が溶
出され易くされて、内部上方領域のナトリウム濃度が高
められており、内部上方領域のナトリウムからカバーガ
スへの水素移行量が多くなっている。そのため、メツシ
ュ部の不純物量を速やかに減少できる。また本発明では
、液体金属をコールドトラソブー不純物分離容器−コー
ルドトラップに循環させて、液体金属中の不純物を除去
する場合に比べると、液体金属を循環させる循環ライン
が不用で、装置が簡略化される。また上記のように液体
金属を循環させる場合には、大容量の配管ヒータが必要
になる上に、循環ポンプに電磁ポンプが必要になって。

装置が大規模になるが１本発明は、これらの機器が不用
で、この点でも装置を簡略化できる効果がある。

以上本発明を実施例により説明したが、勿論本発明はこ
のような実施例に限定されるものではなく２本発明の精
神を逸脱しない範囲で種々の設計の改変を施しうるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる液体金属中の不純物除去装置の
一実施例を示す系統図、第２図は従来の液体金属中の不
純物除去装置を示す系統図である。 （１）・・・コールドラップ、（２）・・・入口管、（
２ａ）・・・開閉弁、（３）・・・出口管、　（３ａ）
・・・開閉弁、　（５）（６）・・・カバーガス循環系
、、（７）・・・不純物分離器。 復代理人弁理士岡本重文外２名 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれが開閉弁をもつ入口管及び出口管と、同入口管
   及び出口管に接続し且つ温度調節手段をもつコールドト
   ラップとを有する液体金属中の不純物除去装置において
   、不純物分離器をもつカバーガス循環系を前記開閉弁と
   は別の開閉弁を介して前記コールドトラップの内部上方
   領域に接続したことを特徴とする液体金属中の不純物除
   去装置。