JPS62235434A - 蒸気除去方法および装置 - 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、高速増殖炉のカバーガス純イヒ系等において
、ガス中に含まれているナトリウムの蒸気を高効率で除
去する方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、たとえば高速増殖炉においては、炉容器内のカバ
ーガス（アルゴンガス）を循環させ、ガス中の成分を分
析することにより、炉心内部の燃料破損を検出している
。ところで、上記カバーガス中には、多量のナトリウム
蒸気が含まれており、このナトリウム蒸気が燃料破損検
出器に流し込むと、検出器の性能が著しく劣化するとい
われている。そこで従来は、特開昭４９−５３１６３号
に記載の様に、燃料破損検出器の上流側に、ナトリウム
（以下Ｎａと略す）の蒸気を捕獲し、ガス中のＮａ蒸気
濃度を低減させる蒸気トラップが組込まれている。

上記公知側記載のシステム構成を第１２図に示す。炉容
器１のカバーガス２は、ポンプ３によって一つの閉ルー
プ４内を循環させられる。循環ループ４には、ガス中の
成分を分析する破損燃料検出計５が組込まれており、そ
の上流側に、２段の蒸気トラップ７と１基のアブソリュ
ートフィルタ６が配置されている。

蒸気トラップ７の構成を第１３図に示す。蒸気トラップ
７は、金属容器８の中に金属メツシュ９等の蒸気捕捉体
を密に充填したもので、このメツシュの温度を下げるた
めの冷却ジャケット１０が容器８の外側に取付けられて
いる。冷却ジャケット１０には外部から常温の空気１１
が供給される。

Ｎａの蒸気を含んだカバーガス２は、容器８の下部から
入り、メツシュ９を通過する時に、Ｎａの蒸気が、メツ
シュの表面に凝縮して除去される。

通常の高速炉プラントで用いられている蒸気トラップの
殆んどは、この様な型のもので、大きさとしては、直径
＝０．５〜１ｍ、高さ＝３〜４ｍの範囲にある。

通常炉容器内のカバーガスには約２Ｘ１０’（ｐｐｍ）
のＮａ蒸気が含まれているが、破損燃料検出計５に悪影
響を与えないためには、Ｎａ蒸気濃度を２　ｐｐｍまで
低減させる必要がある。たとえば原型炉もんじゆではこ
の値が要求仕様になっている。このために従来の装置で
は、１基の蒸気トラップではＮａ蒸気を取り切れず、上
述の様に２段の蒸気トラップとアブソリュートフィルタ
を用いているわけであるが、蒸気除去効率の高効率化と
いう点については配慮されていなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、蒸気トラップの蒸気除去効率の高効率
化という点の配慮を欠いており、次のような問題があっ
た。

（１）装置が大型化するために設置スペースの確保が困
難である。無理に設けようとすると１Ｍ子炉格納容器を
大きくしなければならず、建設コストが高くなる。

（２）アブソリュートフィルタを長時間使用していると
、フィルタが目詰りし、定期的に交換する必要が生じる
。フィルタには、放射線強度が高いＮａ”が付着してい
るので、運転員（交換具）は多量の放射線を被曝する危
険がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消すること
であり、具体的には、コンパクトな装置構成で高効率に
Ｎａ蒸気を除去でき、しかもアブソリュートフィルタを
必要としない蒸気除去方法および装置を提供することで
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、蒸気トラップ内
部を通過するガスをある決った速さで冷却し、トラップ
内部で比較的捕捉しにくいＮａのミスト（微小な液？ｉ
Ｉ）が発生しにくい様な方法ならびに手段を提案するも
のである。

具体的には、まず、ガス中の蒸気の状態を未飽和状態に
保つ方法がある。

次にそのように保つ手段として、前記トラップの流路内
を通るガスを加熱する手段と、ガスの流れ方向に沿って
ガスの加熱量に所定の分布をつける手段とからなる蒸気
除去装置がある。

この加熱手段とトラップ内で蒸気を捕捉する手段とは、
交互に組み込み多段化するようにしてもよい。あるいは
流路を曲げてもよい。

更に、ガス中の蒸気の状態を未飽和状態に保つ手段とし
ては、前記流路出口におけろ蒸気除去後のガスを吸引し
、流量調節手段を介して、前記流路内の各位置に流入さ
せる構成とすることもできる。

他に、加熱手段として、高周波加熱を利用する例も提案
する。

〔作用〕

第１４図は従来技術を用いた場合の蒸気トラップの性能
データの一例を示している。蒸気トラップの入口のＮａ
蒸気濃度を一定（＝−３０００ｐｐｍ）に保った時に、
蒸気トラップ出口から放出されるガス中に含まれるＮａ
濃度を、出口のガス温度に対して整理して示しである。

第１４図で実線は、出口ガス温度で飽和するＮａ蒸気温
度である。仮に、蒸気トラップ内では、ガス中でＮａが
気中凝縮せず、蒸気の状１ｍを保ったまま、メツシュ表
面へ拡１１々しそこで凝縮するとすれば、出口ナトリウ
ムｉａＪばは、出口ガス温度に見合った飽和蒸気濃度ま
で減衰してゆくはずである。ところが、第４図の結果で
は、出口Ｎａ濃度は、各出口ガス温度に対する飽和蒸気
濃度よりも１０〜１００倍も大きい。このことは、出口
ガス中のＮａの殆んどは。

ミストの状態になっていることを意味している。

蒸気トラップ入口ではガス中にミストが存在していなか
ったから、このＮａミストは、蒸気トラップの中で蒸気
が気中凝縮して生じたもので、メツシュ表面に捕捉され
かなったものになる。

第１５図は、メツシュ表面にＮａミストが捕捉される割
合を示している。メツシュを構成する一本の金属素ｍ（
直径ｌｌ１ｍ１を例にした。）に粒径の異なったＮａミ
ストが付着して捕捉される割合をしめしたものである６
図から明らかな様に捕捉割合には粒径の依存性があり、
１〜１０μｍ付近のミストは捕捉しにくいことになる。

またミストの粒径が小さくなる（蒸気の状態に近づく）
につれて、捕捉割合が増加してゆくことが示されている
。

従って、蒸気トラップの入口で、ガス中のＮａがすべて
蒸気の状態であっても、蒸気トラップの中で、−たんＮ
ａミストが発生すると、捕捉が困難なため、多量のＮａ
が捕捉されないまま出口ガスとともに放出されることに
なる。

そこで本発明では、上記した様に、蒸気トラップ内のガ
スの冷却速度を工夫し、蒸気トラップ内部のミスト発生
を抑止する方法と手段をとる。

第１６図は、蒸気トラップ内部でＮａミストが発生する
原因を説明するものである。Ｎ’　ａの蒸気を含んだカ
バーガス２が、低温に保たれメツシュ９の充填層内を下
から上に流れている。第１６図（Ｂ）は、ガスの流れ方
向に、ガス温度Ｔ、ガス中Ｎａ蒸気濃度Ｃがどの様に変
化してゆくかを示したものである。以後、説明を容易に
するため、メツシュ濃度ＴＭ、従ってメツシュ表面上の
飽和蒸気濃度ＣＭは一定とする。蒸気トラップ入口１２
には、ガス温度Ｔ！、Ｎａ蒸気濃度ＣＩの飽和蒸気が供
給されるとしている。ガス中の熱とＮａ蒸気はメツシュ
表面へ拡散してゆくので、第・１６図に示す様に、流れ
とともに単調に減衰してゆく。しかし、ガス温度に対す
る飽和Ｎａ蒸気濃度Ｃａｑは、ガス温度の低下につれ急
激に減少してゆくので、蒸気トラップの内部は、いたる
所で過飽和状態、すなわち、Ｃ＞　Ｃｅｑとなる。この
ため、ガス中に含まれるＮａ蒸気は、メツシュ表面に捕
捉される前にガス中で気中凝縮し、Ｎａのミストが発生
する様になる。

第１７図は上記ガス温度ＴとＮａ蒸気濃度Ｃが変化して
ゆく様子を示したものである。図中、実線はガス温度Ｔ
に対する飽和蒸気濃度Ｃｅｑを示す。

点Ｔは、蒸気トラップ入口における蒸気の状態を示す。

図の例では、ガス温度＝４６０℃、Ｎａ蒸気濃度８００
ｐｐｍ（飽和蒸気）としである。図で点線は、蒸気トラ
ップ内部のＮａ蒸気濃度が、ガスの冷却とともに変化し
てゆく径路を示す。点Ｍは、蒸気トラップの長さが無限
大であった場合に最終的に到達するガス温度とＮａ蒸気
濃度、したがって、メツシュ温度Ｔｓとその温度に対す
る飽和蒸気濃度ＣＭを示している。後述する様に単なる
ガス冷却だけでは、Ｎａ蒸気の状態は径路Ｉ→Ａ−４Ｍ
を通って変化する。この場合、蒸気トラップ内のＮａ蒸
気濃度は、いたるところで過飽和状態となりガス中でＮ
ａミストが発生する。

ところで何らかの手段によって、Ｎａ蒸気の状態が・　
Ｉ→Ｃ→Ｍの様な径路を経て変イヒできたすれば、蒸気
トラップ内のＮａ蒸気は至るところで未飽和状態（Ｃ＜
　Ｃｅｑ　）となり−Ｎａミストは発生しなくなる。こ
の様にするには、次に述べる様にガスをただ冷却するだ
けでなく、ガスの冷却速度を所定の値に保持する必要が
ある。

以下、Ｎａミスト発生を抑制するための条件について説
明する。

第１７図に示される様なガス温度ＴとＮａ蒸気濃度の状
態変化を数式を用いて表わしてみる。

まず蒸気トラップ内部のガスの温度変化には次の熱収支
の式で評価できる。

ＣｐρＱｄＴ＝−ｈσ（Ｔ−Ｔに）ｄＺ　・・・（１）
また、Ｎａ蒸気濃度の変化は９次の物質収支の式で評価
できる。

ＱｄＣ＝−にσ（Ｃ−ＣＭ）ｄＺ　　　・・・（２）こ
こで。

ＣＰ　：ガスの比熱（ｅｒｇ／　ｇ　’Ｃ）ρ　：ガス
の密度（ｇ／ｃｄ） Ｑ　：ガスの体積流量（ｃｌ／ｓ） ｈ　：ガスからのメツシュ表面への熱伝達率（ｅｒｇ／
　ａｌ−ｓ　） σ　：メッシュ充填層の単位長さあたりのメツシュ全表
面精（ｃＩＩ／ａｍ） ｋ　：ガスからメツシュ表面への蒸気の物質伝達率（■
／ｓ） 式（１）９式（２）からＺを消去すると式（３）で示さ
れる様に、Ｎａ蒸気濃度Ｃとガス温度Ｔが変化してゆく
様子（第１７図点線で示される径路の形）は上記の因子
φの値によって決まる。φ＝１の場合は第１７図の径路
Ｌ４Ａ→Ｍで示される様に蒸気濃度とガス温度が直線に
沿って変化する０式（３）の物質移動係数（ｋ）、熱伝
達率（ｈ）はさらに次の様に表わされる。

ここでλは熱伝導率（ｅｒｇ／ａｍ″Ｃｓ）、ｄｚはメ
ツシュの素線の直径（ｃｏ＋）、Ｄはガス中の蒸気の拡
散率（ａＪ／ｓ）　、Ｎｕおよびｓｈはヌツセルト数、
シャーウッド数と呼ばれるもので、円柱に対する値は１
次の様な実験式で記述される。

β ここで、Ｒｅはレイノズル数、Ｐｒはガスのプラントル
数、ＳＣは蒸気のシュミット数である。

α、βは定数で、それぞれ０．８９１．０．３３という
値をとる。式（４）、（５）の関係を式（３）のφに代
入すると因子φは、次の様にルイス数Ｌｅの関数となる
。

Ｃｐρ　　　　　　　Ｃｐρ ・・・・・・　（６） 上式にナトリウム蒸気、アルゴンガスの物性値を代入す
ると、φの値はほぼ１となる。なお、ルイス数は物性値
だけで決まる値である。したがって蒸気トラップ内部で
はＮａ蒸気濃度とガス温度は、第１７図に示される直線
径路Ｉ→Ａ４Ｍに沿って変化することになる。この場合
、前にも述べた様に蒸気トラップ内のＮａ蒸気はいたる
ところで過飽和状態（Ｃ＞　Ｃｅｑ）となり、蒸気トラ
ップ内部でＮａミストが発生する。すなわち、従来技術
にみられる様に、蒸気トラップ内のガスを、ただ単に、
冷やすだけでは蒸気トラップの中でＮａミストが必らず
発生することになる。

蒸気トラップ内部でミストを発生させないためには、蒸
気トラップ内のいたるところで蒸気を未飽和の状態にし
ておく必要がある。このためには第１７図においてＮａ
蒸気濃度とガス温度を飽和蒸気濃度曲線より下を通る径
路（たとえば径路工→Ｃ−４Ｍ）に沿って変化させてや
る必要がある。

式（３）が示す様にφの値が大きくなると、たとえば、
第１７図の様な入口温度と入口濃度であればφ〉４にな
ると、上記の関係が満足される様になる。しかし、ただ
単にガスを冷却するだけではφ＝１となるので上記の関
係は満足されない。

そこで１本発明では、ガスを加熱して人工的にφのみか
けの値を大きくする方法をとる。以下その原理を説明す
る。

本発明では、蒸気トラップ内部のガスを、ガス温度Ｔと
メツシュ温度ＴＭの差に比例して加熱する方法をとる。

式（１）に示される熱収支の式に上記の加熱量を追加す
ると。

ＣｐρＱｄＴ＝−ｈσ（Ｔ　−Ｔ阿）ｄ　Ｚ　＋　Ｅ　
（Ｔ　−ＴＭ）ｄ　Ｚ・・・・・・（７） ここでＥは比例定数である。上式はさらに、ＣｐρＱｄ
Ｔ＝−（ｈσ−Ｅ）（Ｔ−Ｔｓ）ｄＺ＝−（ｈ−一）σ
（Ｔ−ＴＭ）ｄＺ σ ＝　−ｈ　’　　ａ　（Ｔ　−ＴＭ）ｄ　Ｚ　　　　　
−（８）ここでｈ′は見かけの熱伝達率で１元の熱伝達
率よりＥ／σだけ減少している。

この熱伝達率ｈ′を式（３）の因子φの式に代入すると
、 ｈ′ となり、元の値Ｃｐρに／ｈ　　より大きくすることが
て１きる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。本実
施例では、金属の容器８の中央部に円筒１３を配置し、
その外周部をメツシュ９のブロック１４で取囲んである
。上記円筒の中心部には電気ヒータ１５を挿入しである
。容器８の外側には従来技術と同じく冷却ジャケット１
０があり、内部に空気１１を流入させ、容器内部のメツ
シュブロックを一定温度まで下げている。各メツシュブ
ロック１４の底部は仕切り板１６により封じである。電
気ヒータ１５は支持板１７により円筒に固定しである。

支持板１７を各メツシュブロック１４の最上部の位置に
配置しており、円筒１３内の空間を仕切る役目もさせる
６円筒１３には、円筒１３とメツシュブロック１４とが
接する位置、ならびに、メツシュブロック１４とメツシ
ュブロック１４間の空間の位置に孔１８が設けられてい
る。

Ｎａ蒸気を含んだカバーガス２は容器８の下部から入り
、カバー矢印で示す様に流れる。まず円筒１３に流入し
たのち孔１８から第一段目のメツシュブロック１４に入
り込む、メツシュブロック内で、カバーガスは半径方向
に流入したのち、上部にある空間１９に出て、再び孔１
８から円筒１３内に入り込む。円筒内は支持板１７によ
って仕切られているので、ガスは孔１８を通過して第２
段目のメツシュブロック１４に流入する。上記の様なジ
グザグした径路を繰返しながら、ガスは容器８内を下か
ら上方向に流れ、上部空間に出たのち、流出口２０から
外部に放出される。カバーガス中のＮａ蒸気は、メツシ
ュブロック１４を通過する時に凝縮し除去される。また
、ガ°スは、円筒１３内を流れる時に加熱される。ガス
の加熱量をガス温度とメツシュ温度の差に比例する様に
するため、電気ヒータ１５の単位長さあたりの出力、す
なわち出力密度を軸方向に所定の分布をつけである。こ
の方法として１本実施例では、ヒータ素線２１の巻き数
を軸方向に変化させである。通常のプラントにおいては
、ガス流量と負荷されるＮａ蒸気濃度にほとんど変化が
ないため、ヒータ素線の巻き数の分布は一度決めるだけ
でよい。

第２図は、上記実施例における電気ヒータ１５の関する
他の実施例を示す。この実施例ではヒータ素線２１の電
気抵抗ｒが、温度Ｔによって、第２図の様に変化する電
気ヒータ１５を用いる。すなわち、メツシュ温度Ｔにま
では、抵抗ｒが小さく、メツシュ温度より高い温度では
、温度Ｔに比例して増加する様な電気ヒータ１５を用い
る。この電気ヒータ回路には定電流源２２が組込んであ
る。この場合、電気ヒータ１５の局所的な発熱密度ｑは
、 ｑ＝ｒｉ” ＝ｒｏ（１＋ζ　（Ｔ　−Ｔｓ）　　）　　ｉ　”＝ζ
ｒｏｉ”　（Ｔ　　Ｔｓ）　　　　　　　−（１０）と
なる。ここで＋　ｒｏはメツシュ温度ＴＭにおける電気
抵抗、ζは抵抗温度係数（’Ｃ−”）　、ｉは定電流源
の電流（Ａ）である。

式（１０）において、ζ、　ｒｏ、　ｉ　　はすべて一
定なので、発熱密度（ｑ）は、常時ガス温度Ｔとメツシ
ュ温度ＴＭに比例する。通常メツシュ温度は１００℃〜
３００℃の間にある。この様な温度範囲で、上記の様な
抵抗一温度特性を示すものとしてチタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯ＋）　　などがある。

第３図に装置に関する他の実施例を示す０本実施例では
、容器８の中央部に円筒１３を取付け、その外側にメツ
シュブロック１４を配置しである。

メツシュブロック間の空間１９に電気ヒータ１５を取付
けである。ヒータは上記円筒１３に巻きつけガス温度Ｔ
に対して出力密度を変化させるため。

その巻き数は軸方向に所定の分布をつけである。

メツシュブロック１４は容器８の外側に取付けた冷却ジ
ャケット１０により低温に保持される。

Ｎａ蒸気を含んだカバーガス２は図中矢印の様に。

メツシュブロック１４内を通過し、蒸気は凝縮により除
去される。メツシュブロック１４を出たガスは電気ヒー
タ１５により、加熱され、再びメツシュブロック１４内
に入る様になっている。

第４図に装置に関する他の実施例を示す。この実施例で
は、容器８の中央部にフィン２３の付いた円筒１３が取
付けである。円筒１３の中には第２図に示した様な温度
特性をもつ電気ヒータ１５を挿入しである。フィン２３
とフィン２３の間にはメツシュ１４を埋込んである。し
かし、フィン２３とメツシュ１４は直接触れない様にし
ておく。

メツシュ１４は容器８の外側に取付けた冷却ジャケット
１０により冷却される。Ｎａ蒸気を含んだカバーガス２
は図中矢印の様に流れ、蒸気はメツシュ１４内で凝縮し
てゆく。またカバーガスはフィン２３を介して電気ヒー
タ１５により加熱される。本実施例では、フィン２３と
メツシュ１４は直接、接触していないので、メツシュ１
４はフィン２３によって加熱されることはない。

第５図に装置に関する他の実施例を示す。本実施例では
、容器８の中に仕切り板１６をちどり状に配置し、その
間にメツシュのブロック１４を詰めである。メツシュブ
ロック１４の中央部にはＮａＫ等の液体金属２４で冷却
する円筒１３がある６円筒１３は二重になっていて、液
体金属２４は内側の円筒２５から入って下降し、底部２
６で折返したのち、外側の円環状流路２７を上昇し、外
に出る。メツシュブロック１４の内側は上記円筒１３に
接しており、冷却される。容器８の外側には電気ヒータ
１５を巻き付けてあり、内側を流れるカバーガス２を加
熱できる様にしである。また、加熱量を調節するため、
電気ヒータ１５の巻数は、容器８の軸方向に分布をもた
せである。

ガスは第５図の矢印が示す様に、仕切板１６の間をジグ
ザグ状に流れる。Ｎａ蒸気はメツシュブロック１４の中
で凝縮される。一方、カバーガス２は容器８の内面近傍
を通過する時に加熱される。

以上、電気ヒータを用いてガスを加熱する実施例につい
て説明したが、ガスの温度をモニターして加熱量をさら
に厳密に制御してもよい。第６図は第３図に示した実施
例に上記の制御を施した例を示す。電気ヒータ１５の下
流側のメツシュブロック１４内に２本の熱雷対２８を挿
入し、内部を流れるカバーガス２の温度Ｔとメツシュの
温度ＴＭを測定できる様にする。２つの温度信号を差動
増幅器２９に入り、両者の差を増幅する。この出力信号
３ｏを後段の電流調節器３１に入れ、電気ヒータ回路３
２に入力信号に比例した電流ｉが流れる様にする。

第７図に関する他の実施例を示す。この例では、容器８
内のカバーガス２は電気ヒータで加熱する代りに、高温
のガス３３で加熱する方法をとる。

高温のガス源として、装置出口のＮａ除去後のガス３４
を用いる。装置の出口配管３５には、ガスを抽出する配
管３６と吸引ポンプ３７ならびにガスを加熱する電気ヒ
ータ１５が取付けである。ヒータ１５を出たガスは、メ
ツシュブロック１４間の空間１９へ供給配管３８を通じ
て供給される。

上記空ｒＩＩＪ１９でカバーガス２と高温ガスが混合し
、カバーガスの温度が上昇することになる。この場合ガ
スの加熱量は、各段の供給配９３８に取付けた弁３９の
開度を変えて調節する。

第８図は、第７図の実施例から吸引ポンプを取除いた構
成例を示す。メツシュブロック１４間の空間１９に、ノ
ズル４０を取付け、カバーガス２がこのノズル４０を通
って上昇してゆく様にする。

供給配管３８は、このノズルの最も狭くなった流路部４
１に開口している。この構成では、ノズル４０の部分で
カバーガスの流速が速くなる（したがって動圧は増加す
る）ので、静圧Ｐ１が減少する。この静圧Ｐｓが、出口
配管部の静圧Ｐ２に比べて低くなると、供給配管３８か
ら高温ガス３３が、空間１９に供給される様になる。す
なわち本実施例は、吸引ポンプの代りに、エジェクター
ポンプを使った例である。

第９図は、メシュブロック内に凝縮したナトリウム液体
を、除去（ドレン）する方法に関する実施例を示す。な
おこの実施例では、第１図で示さ九る実施例のベーパト
ラップを対象にしである。

容器８の内側には、金属ウール等の目の細かい毛細管４
６を取付けである。毛細管４６は、メツシュブロック１
４の外側と接している。仕切板１６の一端は毛細管４６
の中に埋め込んである。毛細管４６の下端は液体ナトリ
ウム溜め４７の中に浸されている。メツシュブロック１
４内に凝縮したナトリウム液は、実線の矢印４８で示す
様に９毛細管４６の中を通って下部の液体ナトリウム溜
め４７に流下する様になる。なお、毛細管４６の中にカ
バーガス２が流れると、凝縮液の流下が困難になるので
１毛細管４６の断面構造は細かい方がよい（ポアサイズ
で１０〜１ｏｏμｍが最適である）。

第１０図に装置に関する他の実施例を示す。この例では
、カバーガス中のＮａミスト４３を高周波加熱によって
加熱し、再蒸発させる方法をとる。

容器８の中央部に非電導性の物質（たとえば耐熱ガラス
、セラミックス等）で作った円筒１３を取付け、その内
部に高周波コイル４２を挿入する。

高周波コイル４２は高周波電源４４に結線しである。円
［１３の外側にメツシュブロック１４を配置する。メツ
シュブロック間の空間１９に、高周波コイル４２を図で
示す様にら線状に巻く。高周波数加熱法では、電導性の
物質のみが加熱されるため、上記高周波コイル４２内を
通ったＮａミスト（電導性）４３は加熱され再蒸発する
ことになる。メツシュブロック１４を詰込んで容器８の
外側にはフィン２３を配置してあり、外気への自然循環
放熱によってメツシュブロックは冷却される。

Ｎａ蒸気を含んだカバーガス２は下方向から流入し、Ｎ
ａ蒸気はメツシュブロック１４内に凝縮してゆくが、ガ
ス中にミストができた場合でも、上記高周波加熱によっ
て再蒸発する様になっている。

このため、常時、容器８の中では蒸気だけの状態を保持
できる。

第１１図に装置に関する他の実施例を示す。この例でも
、ガス中のミストを高周波加熱によって蒸発させる方法
をとる。容器８、メツシュブロック１４は非電導性の物
質（たとえば耐熱ガラス。

セラミックス等）で作る。容器８の中央部に冷却用の円
筒１３を取付け、その中は非電導性の液体（たとえば、
アルコール、水）応警循環できる様にする。容器８の外
周部に高周波コイル４２を配置し、高周波電源４４に結
線しである。

Ｎａ蒸気を含んだカバーガス２はメツシュブロック１４
内で凝縮し、下方向に滴下して除去される。ガス中に発
生したＮａミスト４３だけが、高周波加熱によって加熱
されるので、容器８内は常に蒸気の状態に保た九る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ナトリウム蒸気の除去効率を大幅に向
上させ、流路出口での濃度を出口濃度に対する飽和蒸気
濃度まで無理なく下げられるので、次の様な効果がある
。

（１）アブソリュートフィルタを使用しなくてもよく、
それに関連して必要だったメンテナンスは一切不要にな
り、運転具の放射線被曝量が軽減される。

（２）装置がコンパクトになり、原子炉格納容器が小さ
くてよい。このため、建設コストが低下する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるＮａ蒸気除去装置の一実施例の構
成を示す図、第２図は第１図実施例に用いる電気ヒータ
の他の実施例を示す図、第３図はメツシュブロック間の
空間に電気ヒータを分割して取付けた実施例を示す図、
第４図はフィンを用いた実施例を示す図、第５図は仕切
り板を用いてガス流路を長くするとともに液体金属を用
いて冷却する実施例を示す図、第６図はガス温度をモニ
ターし加熱量をさらに厳密に制御する系Ｍ構成を示す図
、第７図はＮａを除去したガス自体を再び送り込み加熱
する系統構成を示す図、第８図はガス送り込みにエジェ
クタポンプを用いる系統構成を示す図、第９図はメツシ
ュブロック内に凝縮したナトリウム液体を除去する実施
例を示す図、第１０図は高周波加熱によりミストを再蒸
発させる実施例を示す図、第１１図は高周波加熱により
ミストを再蒸発させる他の実施例を示す回、第１２図は
従来のＮａ除去システムの構成の一例を示す図、第１３
図は従来のＮａ除去装置の構成を示す図、第１４図は従
来技術を用いた場合の蒸気トラップの性能データの一例
を示す特性図、第１５図はメツシュ表面にＮａミストが
捕捉される割合を示す図、第１６図は蒸気トラップ内で
Ｎａミストが発生する原因を説明する図、第１７図はガ
ス温度とＮａ蒸気濃度が変化してゆくイ最子を示す図で
ある。 ２・・・カバーガス、７・・・蒸気トラップ、８・・・
容器、１０・・・冷却ジャケット、１３・・・円筒、１
４・・・メツシュブロック、１５・・・電気ヒータ、１
６・・・仕切り板、１７・・・支持板、１８・・・Ｊｔ
、１９・・・メツシュブロック間の空間、２１・・・ヒ
ータ素線、２２・・・定電流源、２３・・・フィン、２
８・・・熱電対、２９・・・差動増幅器、３１・・・電
流調節器、３３・・・高温ガス、３４・・・Ｎａ除去後
のガス、３７・・・吸引ポンプ、３８・・・供給配管、
３９・・・弁、４０・・・ノズル、４２・・・高周波コ
イル、４３・・・Ｎａミスト、４４・・・高周波電源、
４６・・・毛細管、４７・・・液体ナトリウム溜め、４
８・・・凝縮液、Ｔ・・・ガス温度、ＴＨ・・・メツシ
ュ温度、Ｃ・・・ガス中蒸気濃度、ＣＭ・・・メツシュ
表面上の蒸気濃度、Ｃ１１ｑ・・・飽和蒸気濃度、Ｚ・
・・ガスの流れ方向、■・・・入口の蒸気状態点、Ｍ・
・・最終到達点の蒸気状態点、ｒ・・・電気抵抗、ｉ・
・・電流、ＰＩ・・・静圧、Ｐｚ・・・静圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、凝縮性の蒸気を含んだガスを低温に保った捕捉体表
   面に接触させながら流動させガス中の蒸気を捕捉体表面
   に凝縮させ回収する蒸気除去方法において、ガス中の蒸
   気を未飽和状態に保つことを特徴とする蒸気除去方法。 ２、凝縮性の蒸気を含んだガスを流す流路とこの流路内
   に置かれ表面が低温に保たれた蒸気の捕捉体とからなり
   、ガス中の蒸気を捕捉体表面に凝縮させ回収する蒸気除
   去装置において、前記流路内のいたるところで蒸気を未
   飽和状態に保つためのガス加熱手段を設けたことを特徴
   とする蒸気除去装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の蒸気除去装置におい
   て、前記ガス加熱手段がガスの流れる方向に沿って、加
   熱量に所定の分布を有することを特徴とする蒸気除去装
   置。 ４、特許請求の範囲第２項または第３項に記載の蒸気除
   去装置において、前記蒸気の捕捉体とガス加熱手段とが
   ガスが流れる方向に交互に設置されたことを特徴とする
   蒸気除去装置。 ５、特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか一項に記
   載の蒸気除去装置において、前記ガス加熱手段が電気ヒ
   ータであることを特徴とする蒸気除去装置。 ６、特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか一項に記
   載の蒸気除去装置において、前記ガス加熱手段が、前記
   流路出口から蒸気除去後のガスを吸引しこのガスを前記
   流路内の各位置に流入させる手段と、各位置への流入ガ
   スの流量を調節する手段とからなることを特徴とする蒸
   気除去装置。 ７、特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれか一項にお
   いて、前記ガス加熱手段が高周波加熱装置であることを
   特徴とする蒸気除去装置。