JPS63289499A - Sodium handling apparatus - Google Patents
Sodium handling apparatusInfo
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Classifications
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野Ｊ
本発明は、冷却剤として高温ナトリウム（Ｎａ）を用い
る高速中性了増殖原了炉（ＦＢＲ）に用いるすトリウム
ハントリンク装置に係り、詳しくはナトリウムハンドリ
ング機器のアルカリによる腐食、応力腐食を防止するこ
とができるす［・リウムハントリング装置に関するもの
である。Detailed Description of the Invention [Technical Field J] The present invention relates to a thorium hunt link device used in a fast neutral breeder reactor (FBR) that uses high-temperature sodium (Na) as a coolant. It is possible to prevent alkali corrosion and stress corrosion of equipment.This relates to a lium hunting device.
冷却剤は炉心で発生した熱を外部へ運び出す役目を果す
もので、熱伝導率、比熱などの伝熱特性が優４シ、中性
ｆ−吸収断面積が小さいことが必要である。The coolant plays the role of transporting the heat generated in the core to the outside, and must have excellent heat transfer properties such as thermal conductivity and specific heat, and a small neutral f-absorption cross section.
また炉心で放射線を受けて分解したり、そＪＬ自身放射
化されに（く、炉心および冷却剤ｆ＃環糸系統構成材料
に対する腐食の少ないものほど良いどされている。In addition, the JL itself is less susceptible to decomposition due to exposure to radiation in the reactor core, and is less likely to corrode the constituent materials of the reactor core and coolant f# ring system, the better.
Ｆ Ｂ Ｒにおいては、液体金属冷却剤として広く用い
られているのはすＩ−リウムで、これは伝熱特性が優れ
、融点が高く、原子炉の運転温度では常圧で液状であり
、放射線分解の心配がなく、中性子の吸収が小さい等の
理由によるものである。In FBR, the liquid metal coolant widely used is lotus I-lium, which has excellent heat transfer properties, a high melting point, is liquid at normal pressure at the operating temperature of the reactor, and is radioactive. This is because there is no need to worry about decomposition and the absorption of neutrons is small.
ところが、このハンドリング機器でナトリウムを使用す
ると、ナトリウムの融点が高いことがら、例えば、配管
内で閉塞を起しゃすく、しかも大気中の水分、酸素と反
応して水酸化ナトリウム（Ｎ ａ ＯＨ）となり、強度
食性の物質となる欠点を有している。However, when sodium is used in this handling equipment, because sodium has a high melting point, it is likely to cause blockages in pipes, and it also reacts with moisture and oxygen in the atmosphere to form sodium hydroxide (N a OH). However, it has the disadvantage of being a highly edible substance.
つまり、ナトリウムは常温、常圧では固体で、その液化
温度は９８℃であることがら、ハンドリング機器の冷却
剤として用いる場合は、その機器自体を２００℃以上に
予熱し、一方、す１−リウムは２５０℃程度に加熱して
液体ナトリウムにして。In other words, sodium is solid at room temperature and pressure, and its liquefaction temperature is 98°C, so when using it as a coolant for handling equipment, the equipment itself must be preheated to 200°C or higher; is heated to about 250°C to form liquid sodium.
窒素ガスでパージしながら機器内へ供給されている。It is supplied into the equipment while being purged with nitrogen gas.
しかしながら、ハンドリンク機器を一度高温ナトリウム
中で使用し、再びナトリウム中で使用する場合には、こ
の機器のネジ部や１ｍｍ程度以下の隙間にナトリウムが
残留する。この残留したナトリウムを洗浄するために水
蒸気やアルコール等によって洗浄を行なっても除去する
ことができない。However, when a hand link device is used once in high-temperature sodium and then used again in sodium, sodium remains in the threaded portion of the device and in gaps of about 1 mm or less. This residual sodium cannot be removed even if it is washed with water vapor, alcohol, or the like.
この残留ナトリウムは、ナトリウムの補填時、定期検査
時などのように大気にさらされる間に、大気中の湿分、
酸素ど反応して前述の水酸化ナトリウムを生成する。When this residual sodium is exposed to the atmosphere during sodium replenishment, periodic inspections, etc., it is absorbed by moisture in the atmosphere.
The reaction with oxygen produces the aforementioned sodium hydroxide.
この水酸化ナトリウムはよく知られているように強度食
性の物質で、特に常圧で１００℃〜１５０℃前後では機
器の全面腐食が生じるとともに、オーステナイト系ステ
ンレス鋼や低合金鋼の材料の応力腐食割れを生じる。As is well known, sodium hydroxide is a strongly corrosive substance, and it causes general corrosion of equipment, especially at around 100°C to 150°C under normal pressure, and stress corrosion of materials such as austenitic stainless steel and low alloy steel. Cracks occur.
つまり第１図に示すように、１気圧での水酸化ナトリウ
ムの濃度と沸騰温度との特性は曲線イで示す通りで、斜
線口の領域は炭素鋼の応力腐食割れを発生領域、斜線ハ
の領域はオーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れ
発生領域を示している。In other words, as shown in Figure 1, the characteristics of the concentration of sodium hydroxide at 1 atm and boiling temperature are as shown by curve A, and the area indicated by the diagonal line is the area where stress corrosion cracking occurs in carbon steel, and the area indicated by the diagonal line C is the area where stress corrosion cracking occurs in carbon steel. The area indicates the area where stress corrosion cracking occurs in austenitic stainless steel.
従って、ナトリウム中で再使用するハンドリング機器に
対しては、再起動時に残留している水酸 ゛化ナ
トリウムの濃縮を防止すると共に、第１図の斜線口、ハ
で示す応力腐食割れ発生領域での使用を避けるために、
ハンドリング機器自体を余熱する必要がある。Therefore, for handling equipment that is reused in sodium, it is necessary to prevent the concentration of residual sodium hydroxide when restarting, and to prevent stress corrosion cracking from occurring in the stress corrosion cracking area shown by the diagonal line and C in Figure 1. To avoid the use of
It is necessary to preheat the handling equipment itself.
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消しようとするも
ので、その目的とするところは、水酸化ナトリウムの濃
縮による全面腐食や応力腐食割れが防止できるナトリウ
ムハンドリング装置を得ようとするものである。The present invention attempts to eliminate the drawbacks of the prior art, and its purpose is to provide a sodium handling device that can prevent general corrosion and stress corrosion cracking due to concentration of sodium hydroxide. .
［課題を解決するための手段〕
前述の目的を達成するため、本発明は、ナトリウムハン
ドリング機器に、ナトリウム中の不純物を捕獲するペー
パートラップと、その後流側に配置された真空ポンプと
からなる減圧装置を設け。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides sodium handling equipment with a paper trap that captures impurities in sodium and a vacuum pump disposed on the downstream side. Set up equipment.
ナトリウムハンドリング機器へナトリウムを供給する前
に、ナトリウムハンドリング機器内の残留ナトリウムと
、大気中の湿分、酸素との反応によって生成した水酸化
ナトリウムを、前記加熱ヒータと減圧装置によって沸騰
、除去するように構成されたことを特徴とするものであ
る。Before supplying sodium to the sodium handling equipment, the sodium hydroxide generated by the reaction between the residual sodium in the sodium handling equipment and the moisture and oxygen in the atmosphere is boiled and removed by the heater and pressure reducing device. It is characterized by being configured as follows.
以下、本発明の実施例を第２図を用いて説明するか、そ
の前に第１図を用いて水酸化ナトリウムの沸点と圧力と
の関係について説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained using FIG. 2, or first, the relationship between the boiling point and pressure of sodium hydroxide will be explained using FIG. 1.
第１図中の曲線イは１気圧、曲線二は０．５気圧、曲線
ホは０．１５気圧、曲線へは０．１７気圧での水酸化ナ
トリウムの濃度と沸騰温度との関係を示したものである
。これら曲線イ、二、ホ。Curve A in Figure 1 shows the relationship between the concentration of sodium hydroxide and boiling temperature at 1 atm, curve 2 at 0.5 atm, curve E at 0.15 atm, and curve 2 at 0.17 atm. It is something. These curves A, 2, and H.
へからも明かなように、常圧から順次減圧して行けば、
水酸化ナトリウムの沸点は低下し、曲線ホ。As is clear from the beginning, if you gradually reduce the pressure from normal pressure,
The boiling point of sodium hydroxide decreases, resulting in curve E.
へで示すように、０．１５気圧まで減圧すれば、約６０
℃で水酸化ナトリウム水溶液は沸騰し。As shown in , if the pressure is reduced to 0.15 atm, the pressure will be about 60
At °C an aqueous solution of sodium hydroxide boils.
０．０７気圧まで減圧すれば約４０℃で水酸化ナトリウ
ム水溶液は沸騰することになる。If the pressure is reduced to 0.07 atm, the aqueous sodium hydroxide solution will boil at about 40°C.
従って、再使用するす［・リウムハンドリンク機器に対
して、ナトリウムを供給する前に０．１５気圧まで減圧
し、その後に昇温すれば、水酸化ナトリウム水溶液は約
６０℃以上で完全に沸騰し・、昇温過程では第１図に示
した応力腐食割れの発生領域口、ハを避けることができ
、そのために応力腐食割れが防止できる。Therefore, if you reduce the pressure to 0.15 atm before supplying sodium to reused sodium hand link equipment and then raise the temperature, the sodium hydroxide aqueous solution will completely boil at about 60°C or higher. However, in the temperature raising process, the stress corrosion cracking occurrence area C shown in FIG. 1 can be avoided, and therefore stress corrosion cracking can be prevented.
第２図は、本発明の一実施例を示したナトリウムハンド
リング装置の系統図である。FIG. 2 is a system diagram of a sodium handling device showing one embodiment of the present invention.
図中の１はナトリウム中で再使用されるナトリウムハン
ドリング機器、２はナトリウムハンドリング機器１を予
熱する加熱ヒータ、３はナトリウムハンドリング機器１
へのナトリウムの供給時。In the figure, 1 is the sodium handling equipment that is reused in sodium, 2 is the heater that preheats the sodium handling equipment 1, and 3 is the sodium handling equipment 1.
When supplying sodium to.
補填時にナトリウムの化学反応を防止するパージ配管で
、窒素ガスは容器４より供給される。５は圧力計、６は
減圧装置で、ナトリウムの不純物を捕獲するペーパート
ラップ７とナトリウムハントリンク機器１内を減圧する
真空ポンプ８によって構成されている。Nitrogen gas is supplied from the container 4 through purge piping that prevents chemical reaction of sodium during replenishment. 5 is a pressure gauge, and 6 is a pressure reducing device, which is comprised of a paper trap 7 for capturing sodium impurities and a vacuum pump 8 for reducing the pressure inside the sodium hunt link device 1.
９は減圧袋！ｉ！６とナトリウムハントリンク機器１を
連結する減圧配管、１０はナトリウムの供給配管である
。9 is a vacuum bag! i! 6 is a decompression pipe connecting the sodium hunt link device 1, and 10 is a sodium supply pipe.
従来の再使用時におけるナトリウム供給は前述した如く
、残留水酸化す１ヘリウムがあるにも拘らず加熱ヒータ
２でヂトリウムハントリング機器ｌを２００℃以上に加
熱する。その後に容器４からパージ配管３へ供給される
窒素ガスによって、ナトリウムハントリンク機器１内を
パージし、しかる後に２５０℃以上に加熱された液体ナ
トリウムを供給配管１０より供給し、ナトリウムハント
リンク機器１内へ充填していた。As described above, in the conventional sodium supply during reuse, the dtrium hunting device 1 is heated to 200° C. or higher using the heater 2 even though there is residual helium hydroxide. Thereafter, the inside of the sodium hunt link device 1 is purged with nitrogen gas supplied from the container 4 to the purge pipe 3, and then liquid sodium heated to 250° C. or higher is supplied from the supply pipe 10, and the sodium hunt link device 1 is It was filling inside.
ところが、先に述べたようにすＩ・リウムハント・リン
グ機器１の再起動にあたっては、残留ナトリウムがある
ことからこの残留ナトリウムが水酸化ナトリウムに変化
して、ナ［・リウムハンドリンク機器ｌ内が腐食される
。However, as mentioned earlier, when restarting the I-Hand-Ring device 1, since there is residual sodium, this residual sodium changes to sodium hydroxide, and the inside of the I-Hand-Ring device 1 is turned on. Corroded.
本発明においてはこの水酸化ナトリウムによる腐食を防
止するために、圧力計５を監視しながらナトリウムハン
ドリング機器ｌ内を減圧装置６によって減圧すると共に
、ナトリウムハンドリング機器１を加熱ヒータ２によっ
て６０℃前後に加熱するようにしたものである。In the present invention, in order to prevent corrosion caused by this sodium hydroxide, the pressure inside the sodium handling equipment 1 is reduced by the pressure reducing device 6 while monitoring the pressure gauge 5, and the sodium handling equipment 1 is heated to around 60°C by the heating heater 2. It is designed to heat up.
つまり、第１図の説明でも述べたように、ナ［・リウム
ハントリンク機器１内を０．１５気圧に減圧すれば、６
０℃で水酸化ナトリウム水溶液をナトリウムハンドリン
グ機器ｌ内で蒸発沸騰させることかできるので、２００
℃までは水酸化ナトリラムを全く含有しない状態となり
、ナトリウム中で再使用しても、ナトリウムハンドリン
グ機器１内での応力腐食割れを防止することができる。In other words, as mentioned in the explanation of Fig. 1, if the pressure inside the sodium hunt link device 1 is reduced to 0.15 atmospheres, 6
Since sodium hydroxide aqueous solution can be evaporated and boiled in sodium handling equipment at 0°C, 200°C
℃, it becomes a state in which it does not contain any sodium hydroxide, and even if it is reused in sodium, stress corrosion cracking in the sodium handling equipment 1 can be prevented.
なお、水酸化ナトリウムの蒸発、沸騰時の不純物はペー
パートラップ７で回収される。Incidentally, impurities during evaporation and boiling of sodium hydroxide are collected in a paper trap 7.
また、水酸化ナトリウムを除去した後は、従来と同様に
加熱ヒータ２でナトリウムハンドリング機器１を２００
℃に加熱し、その後に供給管１０より２５０℃の液体す
１−リウムを供給すればよい。In addition, after removing the sodium hydroxide, the sodium handling equipment 1 is heated to 200 m
℃ and then supply liquid sodium at 250° C. from the supply pipe 10.
このように、加熱ヒータ２で昇温中であっても、常時圧
力計５の圧力値を監視して０．１５気圧よりも高くなら
ないように所定の圧力を維持することが重要である。In this way, even when the temperature is being raised by the heater 2, it is important to constantly monitor the pressure value of the pressure gauge 5 and maintain a predetermined pressure so that it does not rise above 0.15 atmospheres.
また、０．１５気圧よりも更に低い０．０７気圧に減圧
すれば４０℃で残留水酸化ナトリウムは完全に蒸発沸騰
するので、より−・層効果的で安全である。Furthermore, if the pressure is reduced to 0.07 atm, which is even lower than 0.15 atm, residual sodium hydroxide will completely evaporate and boil at 40°C, making it more effective and safe.
本発明によれば、ナトリウム中で再使用するナトリウム
ハンドリング機器であっても、加熱ヒータと減圧装置に
よる減圧沸騰で水酸化ナトリウムが有効に除去されるか
ら、水酸化ナトリウムによる腐食、応力腐食割れが防止
できる。According to the present invention, even in sodium handling equipment that is reused in sodium, sodium hydroxide is effectively removed by boiling under reduced pressure using a heating heater and a pressure reducing device, so corrosion caused by sodium hydroxide and stress corrosion cracking are prevented. It can be prevented.
また、蒸発した水酸化ナトリウムを含む水蒸気などの不
純物はペーパートラップで捕獲されるため、それの後流
側に配置されている真空ポンプの真空性能の低下や水酸
化すｌ・リウムによる腐食なども防止することかできる
。このようなことから安価な設備で装置の安全性、（８
頼性に寄与することができる。In addition, since impurities such as water vapor containing evaporated sodium hydroxide are captured by the paper trap, the vacuum performance of the vacuum pump placed downstream of it may deteriorate and corrosion due to sulfur and lithium hydroxide may occur. It can be prevented. For this reason, equipment safety can be improved with inexpensive equipment (8
This can contribute to reliability.
第１図は水酸化ナトリウムの濃度と錦騰温度との関係を
示した特性図、第２図は本発明の実施例に係るナトリウ
ムハン１くリンク＋ＪＡ［の系統図である。
ｌ・・・・・・ナトリウムハン１くリング機器、６・・
・減圧装置、
７・・ヘーバー１へラップ、
８・・・・・真空ポンプ、
９・・・・・・減圧配管。
手続補正書（帥）
昭和６３年 ５月２５日FIG. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between the concentration of sodium hydroxide and the boiling temperature, and FIG. 2 is a system diagram of the sodium hydroxide solution according to the embodiment of the present invention. l... Sodium salt 1 ring equipment, 6...
・Pressure reduction device, 7.. Wrap to Haver 1, 8.. Vacuum pump, 9.. Pressure reduction piping. Procedural Amendment (Marshal) May 25, 1986
Claims (1)
器を、その外周から予め加熱ヒータで加熱し、これに窒
素ガスでパージしながらナトリウムを供給するものにお
いて、 前記ナトリウムハンドリング機器に、ナトリウムの不純
物を捕獲するペーパートラップと、その後流側に配置さ
れた真空ポンプとからなる減圧装置を設け、ナトリウム
ハンドリング機器へナトリウムを供給する前に、ナトリ
ウムハンドリング機器内の残留ナトリウムと、大気中の
湿分、酸素との反応によって生成した水酸化ナトリウム
を、前記加熱ヒータと減圧装置によって沸騰、除去する
ように構成されていることを特徴とするナトリウムハン
ドリング装置。[Scope of Claims] A sodium handling device that uses sodium as a coolant is heated in advance from its outer periphery with a heater, and sodium is supplied to the device while purging with nitrogen gas, the sodium handling device being supplied with sodium. A pressure reducing device consisting of a paper trap to capture impurities and a vacuum pump placed downstream is installed to remove residual sodium in the sodium handling equipment and moisture in the atmosphere before supplying sodium to the sodium handling equipment. A sodium handling device characterized in that it is configured to boil and remove sodium hydroxide produced by reaction with oxygen using the heater and the pressure reducing device.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63104224A JPS63289499A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | Sodium handling apparatus |
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| JP (1) | JPS63289499A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5193560A (en) * | 1975-02-15 | 1976-08-17 | Shinkujohatsunyoru natoriumukikisenjoho | |
| JPS5640800A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of preheating liquid sodium flow system |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63104224A patent/JPS63289499A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5193560A (en) * | 1975-02-15 | 1976-08-17 | Shinkujohatsunyoru natoriumukikisenjoho | |
| JPS5640800A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of preheating liquid sodium flow system |
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