JPS6159238A - 液体金属のサンプリング装置 - Google Patents

液体金属のサンプリング装置

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JPS6159238A
JPS6159238A JP59181545A JP18154584A JPS6159238A JP S6159238 A JPS6159238 A JP S6159238A JP 59181545 A JP59181545 A JP 59181545A JP 18154584 A JP18154584 A JP 18154584A JP S6159238 A JPS6159238 A JP S6159238A
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JP
Japan
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sampling
liquid metal
nozzle
sodium
container
Prior art date
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JP59181545A
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English (en)
Inventor
Nozomi Sato
望 佐藤
Iwao Oshima
大島 巌
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.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6159238A publication Critical patent/JPS6159238A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • G21C17/022Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
    • G21C17/025Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators for monitoring liquid metal coolants
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N2033/0093Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00 radioactive materials
    • 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

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】 [発明の技術分野] 本発明は液体金属冷却原子炉プラントの冷却材中の不純
物等を分析する装置で酸素yji度を測定するために使
用する液体金属のサンプリング装置に関する。
[発明の技術的背景] 液体金属冷却原子炉においては冷u1材として液体金属
たとえばナトリウムを用いている。以下液体金属の例と
してナトリウムについて説明するが、ナトリウムに限定
されるものではない。そのナトリウム中に酸素が溶解し
ていると、構造材及び燃料被覆管等の腐食に大きく影響
する。このため、コールドトラップ及び酸素計により濃
度管理が行なわれているが、より正確な酸素8度を測定
するためにナトリウムをサンプリングして、分析°丈る
ナトリウムサンプリング法が行なわれている。
そのナトリウムサンプリング法として管内を真空にした
ガラス管または金戊管の一端をナトリウム中に挿入し、
先端を破壊しナトリウムを管内へ吸い上げる吸い上げ法
、ナトリウムの自由液面下へサンプリングカップを降下
させて、ナトリウムを汲み上げる汲み上げ法、ナトリウ
ムのバイパスラインに金属製のサンプリングチューブを
取り付け、このチューブをナトリウムで洗浄後、ナトリ
ウムをサンプリングするバイパス−フロースル法、ナト
リウム流路にサンプリング部を設け、あらかじめサンプ
リングカップが取り1寸けられているカップにナトリウ
ムを流し込んでナトリウムでブラッシングした後サンプ
リングするバイパス−オーバーフロ法が知られている。
これらのなかでも分析値の正確さおよびサンプリングの
容易さならびにサンプリング後オンラインでナトリウム
と酸化物を分離できる点等を考慮した場合にはバイパス
−オーバーフローカップ法が最適な方法と考えられる。
また特に酸素分析を目的とする場合には試料を取り出す
際の空気による汚染を防止するために容器から試料を取
り出す前にナトリウムと酸化物を分離する必要がある。
この分離方法として従来、真空蒸留法が知られているの
で第2図を用いて真空蒸留法について説明する。
第6図は真空蒸留装置を示す概略図である。真空蒸留装
置は、たで型円筒状容器1内に固定台2が配置され、そ
の固定台2の上にサンプリングボット4が載置されてい
る。容器1の上部7ランジ3には液面計5が取付けられ
ており、サンプリングボット4がセットされた位置に注
入ノズル6が容器1を貫通して配置されている。又、容
器1の上部はパイプ7を介してペーパートラップ8が接
続されている。ペーパートラップ8はさらに真空ポンプ
9と図示しないArガス系とに各々パイプ10.18を
介して接続されている。容器1及びベーパートラップ8
の下部は各々パイプ11゜12を介して図示しないダン
プタンクに接続されている。各々のパイプ10,11.
12および18には各々バルブ13.14,15.19
が接続され、またノズル6にもバルブ17が接続されて
いる。さらに容器1には加熱器20が巻回されている。
上記のように構成された真空蒸84装置は次のように真
空蒸留を行なう。
サンプリングボット4を固定台2に載置して、バルブ1
3,14.17.19を閉とし真空ポンプ19を始動さ
せて、容器1内の真空引きを行なう。圧力計16により
真空度をM1認し、バルブ15を開とし、真空ポンプ9
を停止する。
バルブ13を間とし、図示しないダンプタンクからナト
リウムをチャージする。液面計5によりナトリウムのチ
ャージ量を確認した後、バルブ13を閉とする。上記の
ようにナトリウムをチャージして容器1内をブラッシン
グしてから、バルブ19を開としアルゴンガスを供給し
、バルブ13を開としダンプタンクへナトリウムをドレ
ンする。
次にバルブ13を閉とし、図示しないナトリウムサンプ
リングループからバルブ17を調整して、注入ノズル6
により、ナトリウムをサンプリングボット4に注入する
。このときサンプリングボット4に注入するナトリウム
はオーバーフローさせ、ボット4内をブラッシングする
。次にバルブ17を閉とし、真空ポンプ9を始動させ、
バルブ15を間として容器内を高真空度(10Torr
以上)に真空引きする。圧力計16により真空度を確認
し、バルブ15を閑とする。ペーパートラップ8に付属
しているファン21を作動させる。加熱器20をONに
し、円筒容器を400〜500℃に加熱する。容器1の
加熱により、す”ンプリングポット4内のナトリウムが
蒸発を始める。蒸発したナトリウムは容器1内とペーパ
ートラップ8内の圧力差により、パイプ7を通ってペー
パートラップ内のファン21により冷却されたメツシュ
部22で凝縮してトラップされる。サンプリングボット
4内のナトリウムの蒸発が終ると、ボット4内の底部に
酸化ナトリウムのみが残る。  ゛そこで、加熱器20
をOFFとしてサンプリングボットを冷却し、上部7ラ
ンジ3から取り出して原子吸光分析等により酸素Mを測
定する。
[背、WA技術の問題点] 以上のようにして真空蒸留法が行なわれるが上記の場合
、ナトリウムをサンプリングボットに採取した後、容器
1内を高真空度(10Torr以上)にするため、容器
1外から酸素(空気)のリークインの問題があり、リー
クインによりサンプリングしたナトリウムが汚染される
恐れがある。
また、高真空に耐え得るようなバルブを用いる等の考慮
が心皿となる。
[発明の目的] 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、rli素のリークインの恐れがなく、高真空におけ
る対策を考慮しなくても良い信頼性の高い液体金属のサ
ンプリング装置を提供することを目的とする。
[発明の概要] すなわち本発明は横型筒状容器内にサンプリングボット
を載置し、該サンプリングボットを選択的に加熱する加
熱装置を設け、サンプリングポット内に液体金属を注入
するノズルおよび不活性ガスを供給するノズルを設け、
また容器の他端側に選択的に冷却する冷却装置を設け、
この冷却装置により冷却される冷却壁内にナトリウムト
ラップ材を設け、さらに容器内に液体金属を供給しかつ
ドレンするノズルを設けてなり、容器内を排気すること
なく不活性ガス中で液体金属の蒸留を行うことができる
常圧蒸留法を使用した液体金属のサンプリング装置であ
る。
[発明の実施例] 以下第1図から第3図を参照しながら本発明に係る液体
金属のサンプリング装置の一実施例を説明する。
第1図において、符号24は横型円筒状容器を示してお
り、上面には第2図に示したサンプリングポット4を取
出すための取出口23が接続されている。容器24内に
はドレン口25が設けられた固定台26が配置され、こ
の固定台26の上部にサンプリングボット4が載置され
る。サンプリングボット4の外周には加熱円筒27が固
定され、この加熱円筒27の内壁部に熱雷対28がセッ
トされる。また加熱円筒27の外壁部にはシースヒータ
29が巻回されている。そして容器24の左端面を貫通
してサンプリングボット4の位置に延在する液体金属の
注入ノズル30が設置されている。さらに容器24の右
端面側の外周面には、第4図に示したように冷却フィン
31が取付けられており、この冷却フィン31の周囲を
冷却ダクト32で覆っている。冷却ダクト32の入口側
は送風礪33に接続されている。前記送風義33により
冷却される冷却壁39の内側にナトリウムトラップ材と
してナトリウムトラップフィン40が設けられている。
また容器24の取出口23は上部7ランジ34で閉寒さ
れるが、上部7ランジ34には液面計35が取付けられ
ている。容器24下部にはす]・リウムのドレンノズル
36が取付けられるとともに、容器24の取出口23に
はガス系ノズル37が取付けられている。
ヒータ29及び熱電対28の配線取出部36は容器24
のポット取出口23に取付けられている。
上記のように構成されたり゛ンブリング装置は次のよう
にして液体金属のサンプリング及び常圧蒸留が行われる
容器24内をブラッシングするために図示していない不
活性ガスたとえばArガス系を用いてガス系ノズル37
から、真空排気を行い図示していないダンプタンクから
ドレンノズル36を通して液体金属をチャージする。液
体金属のチャージは液面削35により確認し、ブラッシ
ング後はドレンノズル36からダンブタンクヘドレンす
る。次に図示しない液体金属サンプリングラインから注
入ノズル30により液体金属をサンプリングボット4に
注入し、オーバーフローさせてブラッシングするととも
にサンプリングを行う。サンプリング後、送風vs33
を作動させて冷却フィン31部を冷却する。加熱ヒータ
7を作動さぜ、加熱器筒27を加熱(400〜600℃
)することにより、サンプリングポット4内の液体金属
が蒸発を開始する。加熱器fi127の温度は熱電対2
8により確認する。
蒸発した液体金属は、拡散した円筒容器24が冷却フィ
ン31の取付けられている部分の低温となっているナト
リウムトラップ材のフィン40及び内壁39部に凝縮し
て付着する。サンプリングボット4内の液体金属の蒸発
が終わると底部に金Fm IIQ化物たとえば酸化ナト
リウムのみが残る。ここで、加熱器29を停止して、サ
ンプリングボット4を冷却したのち、ポット取出口23
の上面フランジ34をはずし、サンブリングボット4内
の酸化ナトリウムの原子吸光分析を行い、酸素量の測定
を行う。
次に第4図および第5図を参照しながら本発明の他の実
施例について説明する。なお、第5図において第1図と
同一部分は同一符号で示し重複した部分の説明は省略し
である。すなわち、この実施例では冷却壁39の内側に
設けた第1図のフィン49の代りにナトリウムトラップ
材として金網41を使用した例である。この実施例にお
いても第1図の実施例と同等の効果を奏する。
[発明の効果] 上記説明したように本発明によれば不活性ガスたとえば
アルゴンガス中で液体金属たとえばナトリウムをサンプ
リング及び蒸留するために、酸素(空気)のリークイン
等による汚染がなく信頼性が大きい。また、真空蒸留の
ための高真空バルブ、ベーパートラップ、高真空ポンプ
等の特別な真空排気系を必要としない。さらにナトリウ
ムトラップ材を冷却壁の内側に設けることにより、蒸留
時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る液体金属のサンプリング装置の一
実施例を一部側面で示す縦断面図、第2図は第1図のサ
ンプリングポットを拡大して一部断面で示す斜視図、第
3図は第1図のA−A線に沿う矢視断面図、第4図は本
発明の他の実施例を一部側面で示ず縦断面図、第5図は
第4図のA−A線に沿う矢視断面図、第6図は従来の真
空蒸留法をもちいたサンプリング装置の概略構成図であ
る。 1・・・円筒容器    2・・・固定台3・・・上部
フランジ 4・・・サンプリングポット 5・・・液面計     6・・・注入ノズル8・・・
ペーパーイラップ 9・・・真空ポンプ  io、is・・・バイブ11.
12・・・ドレンパイプ 13.14.15.19・・・バルブ 16・・・圧力計    17・・・流ff1m整バル
ブ20・・・加熱器(ヒータ) 21・・・フィン    22・・・メツシュ部23・
・・サンプリングポット取出口 24・・・円筒容器   25・・・ドレン口26・・
−固定台    27・・・加熱容器28・・・熱電対 29・・・加熱器(シースヒータ) 30・・・注入ノズル  31・・・冷却ファン23・
・・冷却ダクト  33・・・送風器34・・・上面フ
ランジ 35・・・液面計36・・・ドレンノズル 3
7・・・ガス系ノズル38・・・配線取出部  39・
・・冷却壁40・・・ナトリウムトラップ材のフィン4
1・・・金網 代  理  人   弁理士   則  近  憲  
佑(ほか1名) 第1図 第2図    tlEJ図 第4図 3j 第ど図 1に

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 液体金属を採取するサンプリングポットを挿着自在に収
    納した横型筒状容器と、前記サンプリングポットを選択
    的に加熱する加熱装置と、前記サンプリングポット内に
    液体金属を注入する注入ノズルと、前記容器の一部を選
    択的に冷却する冷却装置と、この冷却装置により冷却さ
    れる冷却壁内に設けたナトリウムトラップ材と、前記容
    器内に不活性ガスを供給するガス系ノズルと、前記容器
    内を液体金属をドレンするドレンノズルと、前記容器内
    を液体金属でブラッシングするために用いる液面計とを
    具備したことを特徴とする液体金属のサンプリング装置
JP59181545A 1984-08-30 1984-08-30 液体金属のサンプリング装置 Pending JPS6159238A (ja)

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JP59181545A JPS6159238A (ja) 1984-08-30 1984-08-30 液体金属のサンプリング装置

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JPS6159238A true JPS6159238A (ja) 1986-03-26

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8850715B2 (en) * 2006-09-07 2014-10-07 Eisenmann Ag Process and installation for drying articles
CN104392755A (zh) * 2014-09-24 2015-03-04 中国科学院合肥物质科学研究院 一种流动工况下液态重金属氧浓度控制固液交换反应装置
CN105556614A (zh) * 2013-11-12 2016-05-04 阿科姆工程合资(控股)公司 一种液态金属冷却核反应堆,该反应堆中的氧气热力学活度的监测系统及氧气热力学活度的监测方法

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