JPS62198794A - 原子炉の冷却材浄化装置 - 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） 本発明は原子炉の冷却材浄化装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の原子炉の冷却材浄化装置を第７図により説明する
と、　（１１）が原子炉、　（１２）が蒸気発生器。

（１３）が冷却材循環ポンプで、原子炉（１１）で加熱
された高温の１次冷却材が蒸気発生器（１２）へ送られ
。

ここで熱交換を行い、給水を加熱して、蒸気を発生させ
る。また温度の低下した１次冷却材は、冷却材循環ポン
プ（１３）を経て原子炉（１１）へ戻り、再び加熱され
て、蒸気発生器（１２）へ送られる。また（１５）が再
生熱交換器、　（１６）が非再生熱交換器（外部から冷
却水が導入される熱交換器）　、　（１７）が浄化脱塩
塔、　（１８）がタンク、　（１９）が充填ポンプで。

上記１次冷却材循環系統を循環する１次冷却材が同１次
冷却材循環系統から抽出され、再生熱交換器（１５）→
非再生熱交換器（１６）を経て冷却された後。

浄化脱塩塔（１７）へ送られて、ここで浄化される。

また浄化されｈ１次冷却材は、タンク（１８）−充填ポ
ンプ（１９）を経て上記１次冷却材循環系統へ送られて
、同１次冷却材循環系統を再び循環するようになってい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 前記第７図に示す原子炉の冷却材浄化装置では。

１次冷却材の浄化流量を増大できないという問題があっ
た。即ち、浄化脱塩塔（１７）内の浄化材料がポリスチ
レンとジビニルベンゼンとの共重合体にスルホン酸基ま
たは４級アンモニウム基を付加したものであり、一般に
有機イオン交換樹脂と呼ばれている。この材料は、高分
子材料であるため。

耐熱温度が６０′″以下程度であり、再生熱交換器（１
５）　、非再生熱交換器り１６）で３００〜５０６以下
まで冷却して浄化脱塩塔（１７）に送る必要があり。

浄化流量を増大させようとすると、同各熱交換器（１５
）　（１６）を大型化する必要がある。しかし大流量の
１次冷却材を大型の熱交換器（１５）　（１６）を通過
させるのでは、熱損失が多くなって、好ましくない。

また熱交換器（１５）　（１６）の周辺は狭く、大型の
熱交換器（１５）　（１６）を設置するスペースを確保
するのが困難で、１次冷却材の浄化流量を増大できない
という問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記の問題点に対処するもので２強磁性体の粒
状物、繊維状物を内蔵する電磁フィルタを有し、同電磁
フィルタの冷却材入口管にそれぞれの開閉弁を介してス
ピネル酸化物供給装置及び廃棄物タンクを連結したこと
を特徴とする原子炉の冷却材浄化装置に係わり、その目
的とする処は２熱損失を生ぜずに浄化流量を増大できる
。また１次冷却材の浄化に伴って生じる廃棄物の処理を
容易に行うことができる改良された原子炉の冷却材浄化
装置を供する点にある。

（作用） 本発明の原子炉の冷却材浄化装置は前記のようのように
構成されており、１次冷却材を１次冷却材循環系から本
浄化系へ供給して１本浄化系を１次冷却材で満たし９次
いで電磁フィルタの強磁性体（粒状物、繊維状物）を電
磁コイルにより磁化し２次いでスピネル酸化物スラリー
をスピネル酸化物供給装置から本浄化系へ供給して、磁
性体であるスピネル酸化物を上記強磁性体（粒状物、繊
維状物）により保持し、同スピネル酸化物が所定量保持
されたら、スピネル酸化物スラリーの供給を停止して、
１次冷却材の浄化運転に入り、スピネル酸化物の結晶格
子内に５８６．６（Ｉｃ０　　等の放射性核種を高温下
で取り込み、１次冷却材中のイオン性物質を除去して、
１次冷却材を浄化し、また１次冷却材中の粒子状腐食生
成物（所謂クラッド）を上記強磁性体（粒状物、繊維状
物）により吸着、捕捉して、１次冷却材を浄化し、浄化
が終了したら、スピネル酸化物と粒子状腐食生成物とを
廃棄物タンクへ排出して２強磁性体（粒状物。

繊維状物）を再生する。

（実施例） 次に本発明の原子炉の冷却材浄化装置を第１図に示す一
実施例により説明すると、（１）が電磁フィルタの強磁
性体容器、（２）が同電磁フィルタ（１）の電磁コイル
、（３）が同電磁コイル（２）により磁化される強磁性
体の粒状物、繊維状物で、同強磁性体（３）が上記強磁
性体容器（１）に充填されており２強磁性体（３）を電
磁コイル（２）により磁化して、スピネル酸化物（無機
酸化物）中の放射性物質及び１次冷却材中の粒子状物質
を同強磁性体（３）により吸着５捕捉するようになつい
る。また（４）がスピネル酸化物供給装置（無機酸化物
供給装置）　、　（５）が同スピネル酸化物供給装置（
４）内のスピネル酸化物スラリーを１次冷却材循環系統
に供給するポンプ、（７）が同ポンプ（５）の吐出側配
管に設けた開閉弁、（９）が１次冷却材循環系統からの
配管に設けた開閉弁、（８）が上記電磁フィルタ（１）
〜（３）の入口管に設けた開閉弁、　（１０）が１次冷
却材循環系統への配管に設けた開閉弁。

（６）が廃棄物タンクで、同廃棄物タンク（６）が上記
電磁フィルタ（１）〜（３）で吸着、捕捉したスピネル
酸化物（無機酸化物）中の放射性物質及び１次冷却材中
の粒子状物質を貯蔵した後、排出するようになついる。

上記強磁性体（３）（粒状物、繊維状物）には。

フェライト系ステンレス、具体的には、　ＳＯＳ　４３
０゜５ＵＳ４２９．５ＵＳ４３４．５ＵＳ４４４．５Ｕ
Ｓ４３７ＪＩ等の１８　Ｃ，−４０を主成分とする材料
を線系５０μ〜２ｍｍに加工し、切断して、繊維状（ウ
ール状）または粒子にしたものを使用する。また無機酸
化物には、一般式ＡＢｚＯ４，具体的には、Ｘ及びｙを
原子数比率とすると。

Ａ　＝（Ｎｉｘ＋　Ｆ　ｏｒ−ｘ　）　　　ｘ＝ｏ　〜
ＩＢ　＝（Ｃｒｙ、　Ｆ　ａｌ−ｙ　）　　　ｙ＝ｏ　
〜２により表されるスピネル酸化物、または原子数比率
として上記Ｘ及びｙをの半分を越えない量のＺ、及び（
または）Ｔｉを添加したスピネル酸化物である。このス
ピネル酸化物（無機酸化物）を粉砕した後、篩分けして
１粒度を１〜１０μに調整したものを使用する。

また第２図乃至第６図は、前記１次冷却材系統を示して
いる。同各図において、　（１１）が原子炉容器、　（
１２）が蒸気発生器、　（１３）が冷却材循環ポンプで
、第２図の場合には、前記開閉弁（９）が原子炉容器（
１１）と蒸気発生器（１２）との間の冷却材配管に設け
られ、前記開閉弁（１０）が蒸気発生器（１２）と循環
ポンプ（１３）との間の冷却材配管に設けられている。

また第３図の場合には、前記開閉弁（９）が原子炉容器
（１１）と蒸気発生器（１２）との間の冷却材配管に設
けられ、前記開閉弁（１０）が冷却材循環ポンプ（１３
）と原子炉容器（１１）との間の冷却材配管に設けられ
ている。また第４図の場合には、前記開閉弁（９）が冷
却材循環ポンプ（１３）と原子炉容器（１１）との間の
冷却材配管に設けられ、前記開閉弁（１０）が蒸気発生
器（１２）と循環ポンプ（１３）との間の冷却材配管に
設けられている。また第５図の場合には。

前記開閉弁（９）　（１０）が原子炉容器（１１）と蒸
気発生器（１２）との間の冷却材配管に設けられている
。また第６図の場合には、前記開閉弁（９）　（１０）
が冷却材循環ポンプ（１３）と原子炉容器（１１）との
間の冷却材配管に設けられている。

次に前記原子炉の冷却材浄化装置の作用を具体的に説明
する。浄化流ｔｓｏｏ　、ｉへの場合の運転条件を次に
例示する。第１図に示すように電磁フィルタの強磁性体
容器（１）は、内径が１１３０ｍｍφ、高さが８００ｍ
ｍの竪型円筒体で、下部にメツシュ１５０μのジョンソ
ンスクリーンを設置し、その上に外径が２１φ、長さが
２１ＶＩｌ１１の円筒状の５ＵＳ４３０製強磁性体（３
）を５００ｍｍの高さに積層している。この強磁性体容
器（１）の外部に電磁コイル（２）を設けて。

強磁性体（３）に生起する磁界を３〜１０キロガウスに
なるようにする。電磁フィルタ（１）〜（３）をこのよ
うに設定した状態で、　（Ｉ）水張り工程に入り、開閉
弁（１０）　（８）を僅かに開き、開閉弁（９）　（７
）を閉じ、１次冷却材を冷却材浄化系に導入して。

廃棄物タンク（６）に達したときに、開閉弁（１０）を
閉じる。（ＩＩ）次いで通水工程に入り、開閉弁（９）
　（１０）を開き、開閉弁（７）　（８）を閉じて、１
次冷却材を１次冷却材循環系−開閉弁（９）→電磁フィ
ルタ（１）〜（３）−開閉弁（１０）−１次冷却材循環
系に５００　ｃｎ／ｎの流量で流す一方１強磁性体（２
）を電磁コイル（２）で磁化する。（ＩＩＩ）次いでス
ピネル酸化物（無機酸化物）の供給工程に入り、開閉弁
（７）を開いて、スピネル酸化物供給装置（４）内のス
ピネル酸化物スラリーをポンプ（５）により浄化系に供
給する。このとき、スピネル酸化物スラリーの濃度は、
５０〜ＬＯＯＯｐｐｍが望ましい。総供給量は、スピネ
ル酸化物の重量で５０〜１００　ｋｇが望ましい。この
とき、スピネル酸化物の密度を５ｇ／ｒｄ。

粒径を５μにすれば、全表面積は１〜２　ＸＩＯ’　ｃ
ｒＡになる。これはプラントの全接液面積と同等以上の
値である。（ｒＶ）磁性体のスピネル酸化物が強磁性体
（２）に所定量保持されたら、開閉弁（７）を閉じ、ス
ピネル酸化物スラリーの浄化系への供給を停止して、１
次冷却材の浄化運転に入る。このとき、開閉弁（７）　
（８）　（９）　（１０）は閉じている。（■）次いで
再生運転に入る。即ち、上記浄化を続けると、１次冷却
材内の粒子状物質が電磁コイル（２）により磁化された
強磁性体（３）により吸着。

捕捉されて、圧力損失が増大し、またスピネル酸化物（
無機酸化物）中の放射性物質が強磁性体（３）により吸
着、捕捉され、遂には飽和状態に達して、吸着能力がな
くなる。この監視は、電磁フィルタ（１）〜（３）の前
後に設けた圧力針、放射性物質濃度計等で行う。またこ
の状態になると、開閉弁（９）（１０）を開き、開閉弁
（８）を閉じる。そうすると、高温水が沸騰しながら廃
棄物タンク（６）へ流出し、このときの二相流によりス
ピネル酸化物（無機酸化物）と粒子状生成物とが廃棄物
タンク（６）へ流入する。次いで前記の水張り工程に戻
って、再度、浄化が行われる。

このように本発明では、浄化流量を増大するときのネッ
クになっていた有機イオン交換樹脂の耐熱性を改善する
のに、有機イオンに変えてＡＢ２０４の一般式で示され
るスピネル酸化物を使用している。同スピネル酸化物は
、イオン交換能力が小さく、これを補うために９ミクロ
ンオーダの粒径の粒状物等を使用して１表面積を増大さ
せいる。また磁性を有する同スピネル酸化物を保持する
ために、電磁コイルにより磁化される強磁性体（粒状物
、繊維状物）を使用している。

（発明の効果） 本発明の原子炉の冷却材浄化装置は前記のよう１次冷却
材を１次冷却材循環系から本浄化系へ供給して１本浄化
系を１次冷却材で満たし２次いで電磁フィルタの強磁性
体（粒状物、繊維状物）を電磁コイルにより磁化し２次
いでスピネル酸化物スラリーをスピネル酸化物供給装置
から本浄化系へ供給して、磁性体であるスピネル酸化物
を上記強磁性体（粒状物、繊維状物）により保持し、同
スピネル酸化物が所定量保持されたら、スピネル酸化物
スラリーの供給を停止して、１次冷却材の浄化運転に入
り、スピネル酸化物の結晶格子内に”Ｇｏ＋　”Ｃｏ　
　等の放射性核種を高温下で取り込み。

１次冷却材中のイオン性物質を除去して、１次冷却材を
浄化し、また１次冷却材中の粒子状腐食生成物（所謂ク
ラッド）を上記強磁性体（粒状物。

繊維状物）により吸着、捕捉して、１次冷却材を浄化し
、浄化が終了したら、スピネル酸化物と粒子状腐食生成
物とを廃棄物タンクへ排出して１強磁性体（粒状物、繊
維状物）を再生するので、熱損失を生ぜずに浄化流量を
増大できる。また１次冷却材の浄化に伴って生じる廃棄
物の処理を容易に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる原子炉の冷却材浄化装置の一実
施例を示す系統図２第２図乃至第６図は同冷却材浄化装
置の１次冷却材循環系統への接続例を示す系統図、第７
図は従来の原子炉の冷却材浄化装置を示す系統図である
。 （１）〜（３）・・・電磁フィルタ、（１）・・・強磁
性体容器、（２）・・・電磁コイル、（３）・・・強磁
性体の粒状物、繊維状物、（４）・・・スピネル酸化物
供給装置、（６）・・・廃棄物タンク。 復代理人弁理士岡本重文外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強磁性体の粒状物、繊維状物を内蔵する電磁フィルタを
   有し、同電磁フィルタの冷却材入口管にそれぞれの開閉
   弁を介してスピネル酸化物供給装置及び廃棄物タンクを
   連結したことを特徴とする原子炉の冷却材浄化装置。