JPS62179646A - ナトリウム純度監視装置およびその運転方法 - 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、ナトリウム純度監視装置およびその運転方法
に係り、特に高速増殖炉用ナトリウム純化系統設備に使
用するのに好適なナトリウム純度監視装置およびその運
転方法に関する。

〔従来の技術〕

高速増殖炉では、冷却材としてナトリウムが使用される
。この冷却材中の不純物による材料の腐食、材料強度の
劣化、不純物の析出による狭い通路の閉塞、ナトリウム
中の放射性腐食生成物等による放射能レベルの上昇等を
防止するために、ナトリウムの純度管理および純化を目
的としたナトリウム純化系ａ設備が設置されている。

ナトリウム純化系ＭＨＵ’Ｊ中には、ナトリウムの純度
管理を目的として、ナトリウム中の不純物の溶解度が温
度により異なることを利用し、す１−リウムの不純物濃
度を間接的に測定するプラギング計装置と、周チ栓中の
す１〜リウムを必要時に直接採取しナトリウム中の不純
物を分析するナトリウムサンプリング装置とが設けられ
る。通常、プラギング計装置は、不純物濃度を連続的に
監視するために使用され、ナトリウムサンプリング装置
によるナトリウム採取は間歇的に行われる。

高速増殖炉プラントに設置した従来のナトリウム純度監
視装置の一例を第５図に示す（特願昭５６−１３１４８
０号、高温流体サンプリング装置）。

図において、１０はナトリウム純化系統設備の主配管か
ら分岐した入口、１２はエコノマイザ、１４は加圧用電
磁ポンプ、１６はエコノマイザによりある程度冷却され
たナトリウムの温度をさらに下げ所定温度に制御する冷
却器、１８および２０は窒素ガスまたは空気等の冷却媒
体を循環させるブロワと冷却媒体を外部に排出するダク
ト、２２は冷却器１６からの配管２４に配置した電磁流
量計、２６はプラギング計装置、２８および３０はその
配管と弁、３２はエコノマイザ１２への戻り配管、３４
前記主配管にナトリウムを戻すための出口、３８はサン
プリング装置、３６および４２はサンプリング装置３８
の配管４０途中の弁、４４はサンプリング装置３８のバ
イパス配管。

４６はその途中のバイパス弁である。

通常時、入口１０から流入したナトリウムは、エコのマ
イザ１２で熱交換により冷却された後に電磁ポンプ１４
で加圧され、さらにナトリウムの温度を所定の温度に制
御するための冷却器１６および電磁流量計２２を経て、
プラギング計装置本体２６に導入される。プラギング計
装置本体２６は、不純物を付着させるためのオリフィス
部を含む、ここで不純物濃度を測定後、ナトリウムはプ
ラギング計装置配管２８および弁３ｏを通り、再びエコ
ノマイザに戻って入口１０から導入される高温のナトリ
ウムから熱を奪い、所定の温度を回復してから出口３４
を経て主配管に戻される。

一方、ナトリウムをサンプリングする際には、まず、プ
ラギング計装置本体２６部を流れるナトリウム温度をエ
コノマイザ１２および冷却器１６によりサンプリング装
置３８側の予熱温度に近づけ矛でおく。その後、弁３６
，４２．４６を開けるとともに、弁３０を閉じてナトリ
ウムをサンプリング装置側に切り替えて循環させ、冷却
器１６の制御によりナトリウム温度を徐々に主配管側温
度に近づけた後に、所定のナトリウム採取作業を実施す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、エコノマイザ１２゜電磁ポン
プ１４．冷却器１６．および図示しないナトリウムの温
度制御系をプラギング計装置とナトリウムサンプリング
装置とに共用でき、設備の簡素化や設備費の低減を図る
ことが可能であり、さらにサンプリング装置への熱衝撃
を緩和できる利点がある。

しかしながら、プラギング計装置側とサンプリング装置
側の分流点Ｂを冷却器１６の下流側としているため１通
常時、プラギング計装置として運転される場合には、こ
の部分がナトリウムの最低温度域となる。そこで、弁３
６につながるサンプリング装置入口配管部でナトリウム
が凝固する懸念と、サンプリング装置入口配管部の電気
ヒータによる予熱制御がプラギング計装置本体側ナトリ
ウム温度に外乱を与えるおそれがあった。プラギング装
置はナトリウム中の不純物の溶解度が温度により異なる
ことを利用しているので、温度を安定させる必要がある
。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、ナトリ
ウムサンプリング装置側でのナトリウム凝固の懸念をな
くする一方、サンプリング装置等からの温度外乱をプラ
ギング計装置が受けないようにしたナトリウム純度管理
装置およびその運転方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、プラギング計装
置とナトリウムサンプリング装置との分岐点を冷却器の
出口側とする従来方式に替えて、エコノマイザおよび電
磁ポンプと冷却器との間に分岐点を移動し、従来よりも
高いナトリウム温度で分岐させるようにしたものである
。

〔作用〕

本発明の上記構成によれば１分岐点のナトリウム温度が
従来よりも高いので、サンプリング装置入口配管部でナ
トリウムが凝固する懸念がない。

また、凝固防止のために従来用いられていた前記　１入
口配管部の電気ヒータがプラギング計装置主体側のナト
リウム温度に外乱を与えるおそれもなくなる。

〔実施例〕

次に１本発明によるナトリウム純度監視装置の一実施例
の構成を第１図を用いて説明する。

本実施例が第５図の従来例と異なるのは次の点である。

すなわち、プラギング計装置とナトリウムサンプリング
装置との分岐点をエコノマイザ１２および電磁ポンプ１
４と冷却器１６との間のＡ点に移し、電磁流量計２２を
電磁ポンプ１４のすく゛下流に配置し、プラギング計装
置２６からの配管２８に電磁流量計２７を配置するとと
もに。

バイパス配管２９を設けたことである。

第２図は１通常時のプラギング計装置としての運転方法
を示す０本運転状態においては、弁３６゜４２．４６は
閉じており、入口１０から流入したナトリウムは、プラ
ギング計装置本体２６側だけ流れ、出口３４から流出す
る。一般的にな運転状態としては、入口１０から流入す
る約５００℃のナトリウムはエコノマイザ１２で熱交換
して冷却され（約２００〜１５０℃）、さらに冷却＠１
６によりナトリウム中の不純物濃度に応じたナトリウム
温度（約１２０〜１４０℃）に温度制御され、プラギン
グ計装置本体２６に導入される。そのオリフィス部への
不純物付着が規定の状態になるように、電磁流量計２２
．プラギング計装置本体側電磁流量計２７．および図示
しない温度制御装置等から構成される制御系により、冷
却器１６の交換熱量を制御する。排熱はプロ９１８によ
りダクト２０から排出する。このようにして、その溶解
度からナトリウム中の不純物を間接測定する。

この期間中、ナトリウムが循環しないナトリウムサンプ
リング装置側は、内部ナトリウムが凝固しないように、
配管や機器外面に設置された予熱　。

ヒータで約２００℃の予熱状態に保持される。ここで、
予熱ヒータのオン・オフ制御等に起因し、系統への入熱
条件に変化が生じた場合には、前述の制御系で冷却器１
６を制御して、その影響を排除できる。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１なお、プランギング計装置
本体バイパス配管２９は、プラギング計装置本体２６の
オリフィス部が閉塞するような場合にも、電磁ポンプ１
４によるナトリウムの循環を停止させないために設けで
ある。

次に、ナトリウムサンプリング装置としての運転方法を
第１図に戻り説明する。

系統中のナトリウムを直接採取する場合には、初めに、
冷却器１６の冷却量を調節して、エコノマイザ１２出口
【すなわち、電磁ポンプ１４の入口）のナトリウム温度
をサンプリング装置側の予熱温度（約２００℃）とほぼ
等しくする。その後、弁４６を開くとともに弁３０を絞
り込んで微開にし、プラギング計装置側およびナトリウ
ムサンプリング装置側の双方に所定のナトリウム流量が
循環するように調整し、さらに弁３６．４２を開くとと
もに弁４６を微開にし、ナトリウムサンプリング装置３
８側へのナトリウム循環が主体となるようにする。上記
操作終了後、冷却器１６による冷却量を徐々に減少させ
て、エコノマイザ１２の出口温度を上昇させ、全系の温
度を入口１０のナトリウム温度（約５００℃）に近づけ
る。所定時間経過後、弁４２．３６を閉じ、ナトリウム
サンプリング装置本体３８へのナトリウム採取作業を完
了する。

その後、冷却器１６の冷却量を徐々に増して。

全系の温度を低下させ、エコノマイザ１２出口温度が約
２００℃に達した後に、弁４６を閉じるとともに弁３０
を全開し、ナトリウムの循環をプラギング計装置側だけ
にし、再びプラギング計装置としての運転状態に復帰す
る。

このナトリウムサンプリング装置としてのＮ　ｉｌａに
おける各弁の開閉経過は次のとおりである。

弁３０　全開→微開→微開→微開→微開弁３６　全閉→
全閉→全開→全閉→全閉弁４２　全閉→全閉→全開→全
閉→全閉弁４６　全閉→全開→微開→微開→全閉本実施
例によれば、ナトリウム純化系統設備の幅広い運転温度
（約１７０〜５００℃）のいかんにかかわらず、エコノ
マイザ１２および冷却器１６双方の調整により、ナトリ
ウム純度監視装置内のナトリウム温度を所定値に制御し
設定できる。

第３図に本発明の他の実施例を示す０本実施例が第１図
実施例と異なるのは、冷却器１６に替えて、電気ヒータ
１９を備えた冷却加熱器１７を配置した点である０本実
施例では、前述の実施例におけるナトリウムサンプリン
グに際し、エコノマイザのみによりナトリウム温度を上
昇させるのと比べ、電気ヒータ１９によってもエコノマ
イザに戻るナトリウム温度を上げることができるので、
昇温時間を短縮する効果がある。また、プラギング計装
置としての制御性も高まる。

第４図は、プラギング計装置としての運転方法を示す系
統図である。

第３図および第４図は電気ヒータを除いて第１−図およ
び第２図にそれぞれ同じであるから、運転方法について
は、説明は省略する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の効果が得られる。

１、プラギング計装置とナトリウムサンプリング装置と
の分流点を冷却器よりも上流側としたので、分流点付近
でのナトリウム凝固の懸念を解消できる。

２、ナトリウムサンプリング系配管を予熱することによ
り外乱が生じても１分流点よりも下流にある冷却器の制
御によってそれを吸収可能であり、プラギング計装置の
測定精度が上がる。

３、プラギング計装置およびナトリウムサンプリング装
置の双方について、エコノマイザおよび冷却器（または
冷却加熱器）の組合わせにょる調整でナトリウム温度を
幅広く調節可能であり、装置側温度とナトリウム温度と
の間に大きな温度差を与えないで運転が可能となり、Ｗ
進上の信頼性を高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるナトリウム純度監視装置の一実施
例の構成を示す系統図、第２図は第１図装置をプラギン
グ計装置として運転する状態を示す系統図、第３図は第
１図実施例の冷却器を冷却加熱器に替えたもうひとつの
実施例の構成を示す系統図、第４図は第３図装置をプラ
ギング計装置として運転する状態を示す系統図、第５図
は従来のナトリウム純度監視装置の一例の構成を示す系
統図である。 １０・・・入口、１２・・・エコノマイザ、１４・・・
電磁ポンプ、１６・・・冷却器、１７・・・冷却加熱器
、１８・・・ブロワ、１９・・・電気ヒータ、２ｏ・・
・ダクト、２２・・・電磁流量計、２４・・・配管、２
６・・・プラギング計装置、２７・・・電磁流量計、２
８・・・配管、２９・・・バイパス管、３０・・・弁、
３２・・・エコノマイザへの戻り配管、３４・・・出口
、３６・・・弁、３８・・・ナトリウムサンプリング装
置、４０・・・配管、４２・・・弁。 ４４・・・サンプリング装置バイパス配管、４６・・・
バイパス弁、Ａ点・・・本発明の分岐点、Ｂ点・・・従
来の分岐点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ナトリウム循環系から高温ナトリウムを取込みこの
   高温ナトリウムと純度監視後に前記循環系に戻す低温ナ
   トリウムとの間で熱交換させるエコノマイザと、エコノ
   マイザで取込まれたナトリウムの温度を所定値に調節す
   る冷却器と、その温度における不純物の溶解度から不純
   物の濃度を間接的に測定するプラギング計装置と、前記
   冷却器よりも上流に分岐的に接続されプラギング計装置
   に代わり必要時にナトリウムを直接採取しナトリウム中
   の不純物を分析するナトリウムサンプリング装置とから
   なるナトリウム純度監視装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のナトリウム純度監視
   装置において、前記冷却器が加熱ヒータを備えた冷却加
   熱器であることを特徴とするナトリウム純度監視装置。 ３、ナトリウム循環系から高温ナトリウムを取込みこの
   高温ナトリウムと純度監視後に前記循環系に戻す低温ナ
   トリウムとの間で熱交換させるエコノマイザと、エコノ
   マイザで取込まれたナトリウムの温度を所定値に調節す
   る冷却器と、その温度における不純物の溶解度から不純
   物の濃度を間接的に測定するプラギング計装置と、前記
   冷却器よりも上流に分岐的に接続されプラギング計装置
   に代わり必要時にナトリウムを直接採取しナトリウム中
   の不純物を分析するナトリウムサンプリング装置とから
   なるナトリウム純度監視装置の運転方法において、 Ａ、前記ナトリウムサンプリング装置側の弁を全て閉じ
   、前記冷却器でナトリウム温度を所定値に調節し、プラ
   ギング計装置で不純物濃度を間接的に測定する段階と、 Ｂ、前記必要時に、サンプリング装置側予熱温度とエコ
   ノマイザ出口温度とをほぼ等しくし、プラギング計装置
   側の弁を絞り込むとともにナトリウムサンプリング装置
   側弁を開け、前記冷却器による冷却量を減らしてサンプ
   リングすべきナトリウム温度をナトリウム循環系の温度
   に近づけ、ナトリウムサンプリング装置にナトリウムを
   採取し、不純物を分析した後、前記と逆の様式でナトリ
   ウムの温度を下げて元に戻るナトリウムサンプリング段
   階とからなることを特徴とするナトリウム純度監視装置
   の運転方法。