JPS645673B2 - - Google Patents
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- JPS645673B2 JPS645673B2 JP57042098A JP4209882A JPS645673B2 JP S645673 B2 JPS645673 B2 JP S645673B2 JP 57042098 A JP57042098 A JP 57042098A JP 4209882 A JP4209882 A JP 4209882A JP S645673 B2 JPS645673 B2 JP S645673B2
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- capture
- flow
- radioactive corrosion
- corrosion products
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、原子炉の冷却材に含まれる放射性腐
食生成物を捕獲する放射性腐食生成物捕獲装置に
関する。
食生成物を捕獲する放射性腐食生成物捕獲装置に
関する。
高速増殖炉においては、冷却材として、一般に
液体ナトリウムで代表されるアルカリ液体金属が
用いられている。そして、このような液体金属冷
却材は、原子炉容器内の炉心で加熱された後、容
器外に設けられた１次冷却系へと導びかれ、再び
原子炉容器内へと戻され、循環する。
液体ナトリウムで代表されるアルカリ液体金属が
用いられている。そして、このような液体金属冷
却材は、原子炉容器内の炉心で加熱された後、容
器外に設けられた１次冷却系へと導びかれ、再び
原子炉容器内へと戻され、循環する。
ところで、高速増殖炉の場合、核燃料要素の被
覆管や炉心構造物は、通常、ステンレス鋼で構成
されるが、これ等の構成材料が中性子の照射をう
けると、上記構成材料に含まれている鉄、コバル
ト等が核反応を起し、マンガン―54，コバルト―
60、コバルト―58等の放射性核種が多量に生成さ
れる。この構成材料は冷却材として用いられてい
る前述のアルカリ液体金属により腐食された冷却
材中へ放出される。このとき前述の放射性核種も
冷却材中へ放出され、いわゆる放射性腐食生成物
が冷却材へ混入することになる。
覆管や炉心構造物は、通常、ステンレス鋼で構成
されるが、これ等の構成材料が中性子の照射をう
けると、上記構成材料に含まれている鉄、コバル
ト等が核反応を起し、マンガン―54，コバルト―
60、コバルト―58等の放射性核種が多量に生成さ
れる。この構成材料は冷却材として用いられてい
る前述のアルカリ液体金属により腐食された冷却
材中へ放出される。このとき前述の放射性核種も
冷却材中へ放出され、いわゆる放射性腐食生成物
が冷却材へ混入することになる。
冷却材へ混入した放射性腐食生成物は冷却材の
流れに従つて、１次冷却系へと運ばれ、中間熱交
換器等の１次冷却系機器配管の壁面等に沈着す
る。このように、１次冷却系の壁面等に沈着した
放射性腐食生成物の放射能はポンプ、熱交換器，
バルブ，流量計等の機器やこれ等の機器に接続さ
れた配管の保守、補修等の作業に障害を与える。
特に、マンガン―54，コバルト―60，コバルト―
58等は生成量も多く、半減期も長いためにその影
響が大きい。
流れに従つて、１次冷却系へと運ばれ、中間熱交
換器等の１次冷却系機器配管の壁面等に沈着す
る。このように、１次冷却系の壁面等に沈着した
放射性腐食生成物の放射能はポンプ、熱交換器，
バルブ，流量計等の機器やこれ等の機器に接続さ
れた配管の保守、補修等の作業に障害を与える。
特に、マンガン―54，コバルト―60，コバルト―
58等は生成量も多く、半減期も長いためにその影
響が大きい。
そこで、このような不具合を解消するために、
最近では、ニツケルが高温の液体金属ナトリウム
中でマンガン―54，コバルト―60等の放射性核種
を効率よく補獲する性質を有していることを利用
した放射性腐食生成物捕獲装置を原子炉容器内に
設置することが考えられている。この放射性腐食
生成物捕獲装置は、炉心の冷却材出口に対向させ
て、つまり炉心上方に前記ニツケル等の捕獲材を
収容した要素を複数配置し、炉心から流出した冷
却材を上記捕獲材に直接接触させることによつ
て、放射性核種を捕獲するようにしている。
最近では、ニツケルが高温の液体金属ナトリウム
中でマンガン―54，コバルト―60等の放射性核種
を効率よく補獲する性質を有していることを利用
した放射性腐食生成物捕獲装置を原子炉容器内に
設置することが考えられている。この放射性腐食
生成物捕獲装置は、炉心の冷却材出口に対向させ
て、つまり炉心上方に前記ニツケル等の捕獲材を
収容した要素を複数配置し、炉心から流出した冷
却材を上記捕獲材に直接接触させることによつ
て、放射性核種を捕獲するようにしている。
前記のような装置にあつては、効率よく放射性
腐食生成物の核種を捕獲するには、捕獲材と冷却
材との接触面積をある程度以上大きくするととも
にすべての冷却材を上記捕獲材に均一に接触させ
ることが必要である。
腐食生成物の核種を捕獲するには、捕獲材と冷却
材との接触面積をある程度以上大きくするととも
にすべての冷却材を上記捕獲材に均一に接触させ
ることが必要である。
しかしながら、冷却材が捕獲材間を流れる場合
には、冷却材の粘性作用により、捕獲材の表面近
傍に層流をなす、いわゆる境界層が形成される。
この境界層を形成している冷却材と境界層の外側
を流れる冷却材との間の位置交換は少い。したが
つて、捕獲材間に形成された流路の中央部を流れ
る冷却材が捕獲材に接触する確率は小さい。この
ため、中央部を流れる冷却材中の放射性腐食生成
物は、専ら前記境界層を拡散して上記捕獲材に吸
着されることになるが、上記境界層中での放射性
腐食生成物の拡散速度は非常に遅く、このため、
捕獲効率が低く、結局、装置全体の効率が低いと
いう問題があつた。
には、冷却材の粘性作用により、捕獲材の表面近
傍に層流をなす、いわゆる境界層が形成される。
この境界層を形成している冷却材と境界層の外側
を流れる冷却材との間の位置交換は少い。したが
つて、捕獲材間に形成された流路の中央部を流れ
る冷却材が捕獲材に接触する確率は小さい。この
ため、中央部を流れる冷却材中の放射性腐食生成
物は、専ら前記境界層を拡散して上記捕獲材に吸
着されることになるが、上記境界層中での放射性
腐食生成物の拡散速度は非常に遅く、このため、
捕獲効率が低く、結局、装置全体の効率が低いと
いう問題があつた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、簡単な構成であ
るにもかかかわらず、冷却材を効率よく捕獲体に
接触させることができ、もつて、捕獲効率の向上
化を図れる放射性腐食生成物捕獲装置を提供する
ことにある。
ので、その目的とするところは、簡単な構成であ
るにもかかかわらず、冷却材を効率よく捕獲体に
接触させることができ、もつて、捕獲効率の向上
化を図れる放射性腐食生成物捕獲装置を提供する
ことにある。
本発明の放射性腐食生成物捕獲装置は、放射性
腐食生成物の混入した原子炉冷却材の流路内に冷
却材の流れ方向と直交する面上に球状に形成され
た吸着捕獲材を複数配置した捕獲体を流れ方向に
複数段配置してなることを特徴としている。
腐食生成物の混入した原子炉冷却材の流路内に冷
却材の流れ方向と直交する面上に球状に形成され
た吸着捕獲材を複数配置した捕獲体を流れ方向に
複数段配置してなることを特徴としている。
一般に、流路内に置かれた物体の周囲を流れる
粘性流体の流れの形態は、ナビア・ストークスの
解によつて与えられるが、この解は流体の動粘度
ｒ，流体の流速Ｖ，物体の代表寸法（球の場合に
は直径）Ｌによつて次式のように定義されるレイ
ノルズ数Reの値により大きく影響される。
粘性流体の流れの形態は、ナビア・ストークスの
解によつて与えられるが、この解は流体の動粘度
ｒ，流体の流速Ｖ，物体の代表寸法（球の場合に
は直径）Ｌによつて次式のように定義されるレイ
ノルズ数Reの値により大きく影響される。
Re＝VL／ｒ
すなわち、上記レイノルズ数Reがある程度以
上大きいと、物体の後流域での上記方程式の解が
発散し、結果的に、上記物体の後流域にうず流又
は乱流と言つた非定常流が形成されることにな
る。
上大きいと、物体の後流域での上記方程式の解が
発散し、結果的に、上記物体の後流域にうず流又
は乱流と言つた非定常流が形成されることにな
る。
このように、非定常流が形成されると、物体の
下流側表面に形成される境界層が乱され、この境
界層が薄くなつたり、剥離したりする。本発明は
このような現像を利用したもので、冷却材の流路
内にその後流域を積極的に乱流化させる曲率表面
をもつた、つまり球状に形成された吸着捕獲材を
複数設けるようにしているのである。
下流側表面に形成される境界層が乱され、この境
界層が薄くなつたり、剥離したりする。本発明は
このような現像を利用したもので、冷却材の流路
内にその後流域を積極的に乱流化させる曲率表面
をもつた、つまり球状に形成された吸着捕獲材を
複数設けるようにしているのである。
したがつて、冷却材が捕獲体に接触する確率を
大きくすることができ、しかも境界層の薄膜化に
よつて中央部を流れる冷却材中の放射性腐食生成
物の核種が上記境界層を拡散して上記捕獲体に到
達するまでの時間を短縮することができ、それ
故、上記中央部を流れる冷却材中の放射性腐食生
成物の核種を効率よく上記複数の捕獲体にて捕獲
させることができ、しかも球形に形成された吸着
捕獲材を用いているので、吸着捕獲材における流
れ方向と直交する周面全体を乱流化発生に使用で
きるとともに吸着面として使用できるので、結
局、冷却材中に混入した放射性腐食生成物を多量
に捕獲することができる。したがつて、この装置
を原子炉容器の冷却材出口に設けておけば、放射
性腐食生成物が中間熱交換器等の機器まで流れる
のを止できるので、この系の保守、補修等の作業
の容易化に寄与できる。
大きくすることができ、しかも境界層の薄膜化に
よつて中央部を流れる冷却材中の放射性腐食生成
物の核種が上記境界層を拡散して上記捕獲体に到
達するまでの時間を短縮することができ、それ
故、上記中央部を流れる冷却材中の放射性腐食生
成物の核種を効率よく上記複数の捕獲体にて捕獲
させることができ、しかも球形に形成された吸着
捕獲材を用いているので、吸着捕獲材における流
れ方向と直交する周面全体を乱流化発生に使用で
きるとともに吸着面として使用できるので、結
局、冷却材中に混入した放射性腐食生成物を多量
に捕獲することができる。したがつて、この装置
を原子炉容器の冷却材出口に設けておけば、放射
性腐食生成物が中間熱交換器等の機器まで流れる
のを止できるので、この系の保守、補修等の作業
の容易化に寄与できる。
第１図は本発明の一実施例に係る放射性腐食生
成物物捕獲装置の概略構成を示す縦断面図であ
り、この放射性腐舎生成物捕獲装置は、主に、内
部に冷却材１が通流する円筒体２と、この円筒体
２の内部で上記冷却材１の流れ方向を基準として
上流部に配置された第１の捕獲体３と、この第１
の捕獲体３より下流部に配置された第２の捕獲体
４と、この第２の捕獲体４よりさらに下流部に配
置された第３の捕獲体５とで構成されている。
成物物捕獲装置の概略構成を示す縦断面図であ
り、この放射性腐舎生成物捕獲装置は、主に、内
部に冷却材１が通流する円筒体２と、この円筒体
２の内部で上記冷却材１の流れ方向を基準として
上流部に配置された第１の捕獲体３と、この第１
の捕獲体３より下流部に配置された第２の捕獲体
４と、この第２の捕獲体４よりさらに下流部に配
置された第３の捕獲体５とで構成されている。
前記円筒体２はステンレス鋼で形成されてお
り、その両端開口６には冷却材１を案内する配管
７が接続されている。
り、その両端開口６には冷却材１を案内する配管
７が接続されている。
前記第１の捕獲体３，第２の捕獲体４および第
３の捕獲体５はすべて同一構成のもので各捕獲体
は、前記円筒体２の軸心線上に配置されたステン
レス鋼製の球８と、この球８を含む上記軸心線に
垂直な面内で、第２図に示すように、上記球８の
周囲に放射状に配置された上記球８より小径のス
テンレス鋼製の４個の球９と、これらの球８，９
を上記円筒体２の側壁内面に固定支持するための
支持体１０とで構成されている。
３の捕獲体５はすべて同一構成のもので各捕獲体
は、前記円筒体２の軸心線上に配置されたステン
レス鋼製の球８と、この球８を含む上記軸心線に
垂直な面内で、第２図に示すように、上記球８の
周囲に放射状に配置された上記球８より小径のス
テンレス鋼製の４個の球９と、これらの球８，９
を上記円筒体２の側壁内面に固定支持するための
支持体１０とで構成されている。
なお、上記第１〜第３の捕獲体３，４，５が設
置されている部分の冷却材１の流路の最小断面
積、すなわち、第２図における円筒体２内の球
８，９と支持体１０を除いた間隙１１部分の総面
積は、冷却材１が通流する前記配管７の断面積よ
り小さくなるように上記球８，９および円筒体２
の径が設定されている。
置されている部分の冷却材１の流路の最小断面
積、すなわち、第２図における円筒体２内の球
８，９と支持体１０を除いた間隙１１部分の総面
積は、冷却材１が通流する前記配管７の断面積よ
り小さくなるように上記球８，９および円筒体２
の径が設定されている。
このような構成であると、原子炉運転時には、
冷却材１は第１図中の矢印で示すように第１〜第
３の捕獲体３，４，５内の間隙１１を流れる。こ
の場合、上記捕獲体を構成する球８，９の表面に
は前述したように層流による境界層が形成される
が、この流路系におけるレイノルズ数が十分大き
いと（Re≫２）、上記境界層は流れ方向の最大幅
位置にて上記球８，９の表面から離脱し、その結
果、上記球８，９の後流域にうず流又は乱流が発
生する。したがつて、上記冷却材１中に混入した
放射性腐食生成物の核種は、放射性核種捕獲材と
してのステンレス鋼製の球８，９にて効率よく捕
獲され、結局、放射性腐食生成物が中間熱交挽器
等の機器まで流れるのを防止できるので、この系
の保守、補修等の作業の容易化に寄与できる。
冷却材１は第１図中の矢印で示すように第１〜第
３の捕獲体３，４，５内の間隙１１を流れる。こ
の場合、上記捕獲体を構成する球８，９の表面に
は前述したように層流による境界層が形成される
が、この流路系におけるレイノルズ数が十分大き
いと（Re≫２）、上記境界層は流れ方向の最大幅
位置にて上記球８，９の表面から離脱し、その結
果、上記球８，９の後流域にうず流又は乱流が発
生する。したがつて、上記冷却材１中に混入した
放射性腐食生成物の核種は、放射性核種捕獲材と
してのステンレス鋼製の球８，９にて効率よく捕
獲され、結局、放射性腐食生成物が中間熱交挽器
等の機器まで流れるのを防止できるので、この系
の保守、補修等の作業の容易化に寄与できる。
特に、実施例では、冷却材１の流路である円筒
体２の断面全体に捕獲材としての５個の球８，９
を分布配置しているので、上記球８，９によつて
形成されるうず流又は乱流は上記円筒体２の断面
全体に分布され、結局、冷却材１の流れの全断面
においてより均一な捕獲効果を得ることができ
る。
体２の断面全体に捕獲材としての５個の球８，９
を分布配置しているので、上記球８，９によつて
形成されるうず流又は乱流は上記円筒体２の断面
全体に分布され、結局、冷却材１の流れの全断面
においてより均一な捕獲効果を得ることができ
る。
また、捕獲体が設置されている部分における冷
却材１の通流断面積（例えば、第１図のＡ―
A′断面）を配管７の断面積より小さくしている
ので、上記捕獲体が設置されている部分の冷却材
１の流速が増大し、前述のレイノルズ数Reが増
大するので、結局、冷却材１のうず流又は乱流が
より発生しやすくなり、前述の捕獲効果をより向
上させることができる。
却材１の通流断面積（例えば、第１図のＡ―
A′断面）を配管７の断面積より小さくしている
ので、上記捕獲体が設置されている部分の冷却材
１の流速が増大し、前述のレイノルズ数Reが増
大するので、結局、冷却材１のうず流又は乱流が
より発生しやすくなり、前述の捕獲効果をより向
上させることができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。実施例では捕獲材としてステンレス
鋼を用いたが、ニツケル，又はニツケル合金であ
つてもよい。さらに、１捕獲体を構成する球の数
および冷却材の流れ方向に分布配置する捕獲体の
数も特に限定されるものではない。
のではない。実施例では捕獲材としてステンレス
鋼を用いたが、ニツケル，又はニツケル合金であ
つてもよい。さらに、１捕獲体を構成する球の数
および冷却材の流れ方向に分布配置する捕獲体の
数も特に限定されるものではない。
第１図は本発明の一実施例に係る放射性腐食生
成物捕獲装置の概略構成を示す縦断面図、第２図
は第１図のＡ―A′線に沿つて切断し矢印方向に
見た断面図である。
成物捕獲装置の概略構成を示す縦断面図、第２図
は第１図のＡ―A′線に沿つて切断し矢印方向に
見た断面図である。
Claims (1)
- １ 放射性腐食生成物の混入した原子炉冷却材を
案内する流路と、この流路内に流れ方向に複数段
配置されて前記放射性腐食生成物を吸着捕獲する
複数の捕獲体とを備え、上記各捕獲体は、冷却材
の流れ方向と直交する面上に複数配置された球状
の吸着捕獲材で形成されてなることを特徴とする
放射性腐食生成物捕獲装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57042098A JPS58160895A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 放射性腐食生成物捕獲装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57042098A JPS58160895A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 放射性腐食生成物捕獲装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58160895A JPS58160895A (ja) | 1983-09-24 |
| JPS645673B2 true JPS645673B2 (ja) | 1989-01-31 |
Family
ID=12626512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57042098A Granted JPS58160895A (ja) | 1982-03-17 | 1982-03-17 | 放射性腐食生成物捕獲装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58160895A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4202730A (en) * | 1977-01-18 | 1980-05-13 | The United States Of America As Represented By The Department Of Energy | Radionuclide deposition control |
| FR2396592A1 (fr) * | 1977-07-08 | 1979-02-02 | Commissariat Energie Atomique | Filtre magnetique a aimants permanents |
| JPS564099A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-16 | Tokyo Shibaura Electric Co | Device for removing radioactive nuclide |
-
1982
- 1982-03-17 JP JP57042098A patent/JPS58160895A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58160895A (ja) | 1983-09-24 |
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