SU1440339A3 - Способ выделени изотопов водорода из потока инертного газа - Google Patents

Способ выделени изотопов водорода из потока инертного газа Download PDF

Info

Publication number
SU1440339A3
SU1440339A3 SU823436448A SU3436448A SU1440339A3 SU 1440339 A3 SU1440339 A3 SU 1440339A3 SU 823436448 A SU823436448 A SU 823436448A SU 3436448 A SU3436448 A SU 3436448A SU 1440339 A3 SU1440339 A3 SU 1440339A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
wird
austauschwand
inert gas
partition
der
Prior art date
Application number
SU823436448A
Other languages
English (en)
Inventor
Иниотакис Николаос
Фон Дер Декен Клаус-Бенедикт
Хекер Рудольф
Фрелинг Вернер
Шультен Рудольф
Original Assignee
Кернфоршунгсанлаге Юлих,Гмбх (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кернфоршунгсанлаге Юлих,Гмбх (Фирма) filed Critical Кернфоршунгсанлаге Юлих,Гмбх (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU1440339A3 publication Critical patent/SU1440339A3/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
    • G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
    • G21C19/303—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for gases
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/02—Treating gases
    • 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

Abstract

Изобретение относитс  к способам выделени  изотопов водорода, из газового потока и может быть исполь- зовано при очистке газов в циркул ционном конту1эе  дерных реакторов с газовым охлаждением, при регенерации  дерного топлива, а также при получении изотопов водорода из инертных газов. Целью изобретени   вл етс  обеспечение непрерывности процесса выделени  изотопов водородй при посто нной степени очистки инертного газа. Способ вьщелени  изотопов водорода из потока инертного газа включает пропускание инертного газа вдоль первичной стороны перегородки, селективно проницаемой только дл  изотопов водорода, и отведение от первичной стороны перегородки очищенного инертного газа. На вторичную сторону перегородки подают вод ной пар или окислитель. В качестве окислител  используют кислород или окись меди. Вод ной пар и кислород подают в потоке инертного газа-носител , в качестве которого могут использо вать ОТВ9ДИМЫЙ от первичной стороны перегородки очищенный инертный газ. Поток инертного газа-носител  направл ют противотоком к потоку инертного газа,пропускаемого вдоль первичной стороны перегородки. Инертный газ- носитель, от вторичной стороны пере- :городки отвод т И очищают конденсаци- |ей. Вод ной пар и окислитель на вторичную сторону перегородки могут подавать последовательно друг за другом . При подаче окислител  на вторичной стороне перегородки происходит образование паров воды, удал емых в потоке инертного газа. При подаче воды протекает реакци  протонного обмола , при которой дейтерий и тритий пpeи ryщecтвeннo св зываютс  .в виде .окислов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. О) 4iki 4i О СО Од СО

Description

о
Изобретение относитс  к способам выделени  изотопов водорода из газового потока и может быть использовано при очистке газов в циркул ционном контуре  дерных реакторов с газо- вым охлаждением, при регенерации . :  дерного топлива, а также при получении изотопов вЗДорода из инертных
ГЙЗОВ.
Целью изобретени   вл етс  обеспечение непрерывности процесса выделени  изотопов водорода при посто нной степени очистки инертного газа. .Подачей на вторичную сторону перегородки , селективно проницаемой только дл  изотопов водорода, окисли- ,тел  в виде кислорода или окиси меди св зьюают водород в виде паров воды, легко отводимых от вторичной стороны перегородки. Подачей на вторичную сторону перегородки паров ; воды за счет реакций химического изотопного обмена достигают селективного вьщелени  из проникшего через перегородку водорода изотопов дейтери  и трити .
Способ выделени  изотопов водорода из потока инертного газа вклю- чает пропускание инертного газа вдоль первичной перегородки, селективно проницаемой только дл  изотопов водорода, и отведение от первичной стороны перегородки очищенного инертнего газа. На вторичную сторону пере- .городки подают вод ной пар или окислитель . В качестве окислител  исполь- :зуют кислород или окись меди. Вод ной пар икислород подают в потоке и ертного газа-носител , в качестве которого могут использовать отводимый от первичной стороны перегородки очищенный инертный газ. Поток инертного газа-носител  направл ют противото- ком к потоку инертного газа, пропускаемого вдоль первичной стороны перегородки . Инертный газ-носитель от вторичной стороны перегородки отвод т и очищают конденсацией. Вод ной пар и окислитель на вторичную сторону перегородки могут подавать последовательно .
На чертеже приведена схема осуществлени  способа с использованием двух перегородок.
Способ вьщелени  изотопов водорода из,потока инертного газа осуществл ют следующим образом.
Поток 1 инертного газа, поступающий , например, после нагрева в  дер- ном реакторе (не показан), подают последовательно в обменные устройства 2 и 3 и пропускают вдоль первич ных сторон перегородок 4 и 5, селективно проницаемых только дл  изотопов водорода, в полост х 6 и 7. В качестве перегородок могут быть использованы металлы с высокой проникающей способностью дл  водорода, например Zr, Nb, Та, V, РЗ и т.п., а также сплавы этих металлов. Перегородки могут быть выполнены в виде труб или пластин. На вторичную сторону перегородок в полости 8 и 9 подают вод ной пар или окислитель в виде кислорода -или окиси меди, причем вод ной пар и кислород подают в потоке инертного газа-носител , направл емом противотоком потоку 1 , а окись меди могут использовать в виде стационарного сло  10. Газ-носитель подают по трубопроводу
11,вод ной пар - по трубопроводу
12,а кислород - по трубопроводу 13 При этом в обменном устройстве происходит окисление проникших через перегородку 5 изотопов водорода с образованием , DjO, , а также HDO и НТО. Возникшую вследствие этого в основном как продукт реакции ВОДУ, а также вод ной пар, поступающий по трубопроводу 12, используют дл  изотопного обмена в обменном устройстве 2 о В результате реакций изотонного обмена
НТ + HjO НТО + Н
HD + - HDO f Н 2
концентраци  дейтери  и трити , присутствующих в основном в виде молекул HD и НТ, по обе стороны перего- родки понижаетс . Таким образом, по трубопроводу 14 из обменного устройства 2 протекает поток газа-носител , содержащего посто нно отводимые от вторичных сторон перегородок 4 и 5 изотопы водорода в виде вод ного пара. Через перегоррдки 4 И 5 существует непрерывный поток изотопов водорода с первичной стороны на вторичную, причем степень очистки потока 1 инертного газа может пор держиватьс  посто нной во времени. В потоке 1 достигаетс  как абсолютное снижение концентрации изотопов
водорода за счет их окислени  в обменном устройстве 3, так и снижение концентрации дейтери  и тритк  за счет из селективного выделени  в обменном устройстве 2, В зависимости от целей реализаци  способа может предусматривать использование только окислительного обменного устройства 3 с окислителем кислородом или окисью меди либо только изотопно-обменного устройства 2, либо последовательную их комбинацию (фиг,1). Использование противоточного те- чени  с разных сторон перегородок позвол ет либо увеличить степень .очистки, либо обеспечить зал.анную степень очистки потока 1 при минимальном расходе реагентов на вторичных сторонах перегородок.
Поток газа -носител  по трубопроводу 14 направл ют дл  очистки от паров воды в конденсатор.15, откуда воду, обогащенную дейтерием и тритием (обогащение имеет место при наличии обменного устройства 2), отвод т по трубопроводу 16, а чистьй газ-носитель - по трубопроводу 17. Очищенный инертный газ отвод т по трубопроводу 18.
В качестве потока газа-носител  могут использовать часть потока очищенного инертного газа, подав его в основной поток 19 газа-носител  по байпасному трубопроводу 20. При этом часть потока 21 из трубопровода 17 должна быть возвращена в трубопровод 18.
При непрерывной очистке потока гели  74 кг/с с температурой 573 К и давлением 4.-10 Па, содержащего изотопы водорода в виде НТ с парциальным давлением 50 Па и О,1 Па соответственно, при протекании потока через обменные устройства 2 и 3 парциальное давление К j снижаетс  в 4 раза, а парциальное давление НТ в 50 раз. Перегородки 4 и 5 выполнены из циркони  толщиной 1 мм. Feperg- ррдка 4 имеет площадь 1000 м, а пв регородка 5 - 275 м, Расход окислител  483 т/год окиси меди или моль/год кислорода. Расход
вод ного пара 1 т/год. При этом в кислороде 15 наработано 11,5 т/год воды, содержащей тритий.
В случае необходимости парциальное давление водорода Н в потоке гели  может быть снижено в 20 раз при неизменной величине снижени  парциального давлени  по тритию
(снижение парциального давлени  НТ в 50 раз). В этом случае при увеличении площади перегородки 5 с 275 до 600 м необходимость в подводе вод ного пара в трубопроводе 12 отпадает , а количество окиси меди должно быть увеличено на 20%.

Claims (2)

1. Способ выделени  изотопов водорода из потока инертного газа, включающий пропускание инертного газа вдоль первичной стороны перегородки, селективно проницаемой только дл 
изотопов водорода, и отведение от первичной стороны перегородки очи- |Щенного инертного газа, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  непрерьгоности процесса
при посто нной степени очистки,
на вторичную сторону перегородки по- .дают вод ной пар или окислитель в виде кислорода или окиси меди, причем вод ной пар и кислород подают в потоке инертного газа-носител , направл емого противотоком к потоку инертного газа, пропускаемого вдоль первичной стороны перегородки, с последующим отведением инертного газаносител  от вторичной стороны перегородки и его очистки от паров воды конденсацией.
2.Способ ПОП.1, отличаю- Щ и и с   тем, что в качестве инертного газа-носител  используют отводимый от первичной стороны перегородки очищенный инертный газ.
3,Способ по ПП.1 и 2, о т л И- чающийс  тем, что на вторич
нуто сторону перегородки подают вод - ной пар и окислитель последовательно друг за другом.
SU823436448A 1981-05-27 1982-05-17 Способ выделени изотопов водорода из потока инертного газа SU1440339A3 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3121125A DE3121125C2 (de) 1981-05-27 1981-05-27 Verfahren zum Abtrennen von Wasserstoff und/oder Deuterium und Tritium aus einem Inertgasstrom sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Kühlgaskreislauf eines gasgekühlten Kernreaktors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1440339A3 true SU1440339A3 (ru) 1988-11-23

Family

ID=6133361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823436448A SU1440339A3 (ru) 1981-05-27 1982-05-17 Способ выделени изотопов водорода из потока инертного газа

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4707342A (ru)
EP (1) EP0069222B1 (ru)
JP (1) JPS57199998A (ru)
CA (1) CA1185770A (ru)
DE (1) DE3121125C2 (ru)
GR (1) GR76489B (ru)
SU (1) SU1440339A3 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558888C2 (ru) * 2010-06-16 2015-08-10 Энеа-Адженция Национале Пер Ле Нуове Текнолоджие, Л'Энерджия Э Ло Свилуппо Экономико Состенибиле Мембранный реактор для очистки газов, содержащих тритий

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5987022A (ja) * 1982-11-08 1984-05-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd 高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方法及びその装置
US4820477A (en) * 1983-06-29 1989-04-11 Mcnally Lillian Method and apparatus for providing a non-radioactive coolant for a nuclear reactor
DE3332346A1 (de) * 1983-09-08 1985-04-04 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Wasserstoff-permeationswand, verfahren zur herstellung derselben und deren verwendung
DE3332348A1 (de) * 1983-09-08 1985-04-04 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Wasserstoff-permeationswand
JPS62104038A (ja) * 1985-07-15 1987-05-14 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 水蒸気含有酸素ガス供給装置
DE3606317A1 (de) * 1986-02-27 1987-09-03 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren und vorrichtung zur dekontamination des abgases des brennstoffkreislaufs eines fusionsreaktors von tritium und/oder deuterium in chemisch gebundener form enthaltenden abgas-bestandteilen
DE3606316A1 (de) * 1986-02-27 1987-09-03 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren und vorrichtung zur dekontamination des abgases des brennstoffkreislaufs eines fusionsreaktors von tritium und/oder deuterium in chemisch gebundener form enthaltenden abgas-bestandteilen
US4935196A (en) * 1987-10-02 1990-06-19 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Differential atmospheric tritium sampler
JP2601927B2 (ja) * 1990-02-22 1997-04-23 住友重機械工業株式会社 同位体分離方法およびその実施に用いる熱拡散塔
FR2683737B1 (fr) * 1991-11-18 1994-08-05 Air Liquide Procede et installation de production par permeation d'un gaz leger impur a partir d'un melange gazeux contenant ce gaz leger.
US6068683A (en) * 1993-05-20 2000-05-30 The Regents Of The University Of California Apparatus for separating and collecting hydrogen gas
FR2710044B1 (fr) * 1993-09-17 1995-10-13 Air Liquide Procédé de séparation d'un hydrure gazeux ou d'un mélange d'hydrures gazeux à l'aide d'une membrane.
US5895519A (en) * 1996-03-28 1999-04-20 Saes Pure Gas, Inc. Method and apparatus for purifying hydrogen gas
DE19821334C2 (de) * 1998-05-13 2002-07-11 Uwe Kuhnes Vorrichtung zum Einbau in einem Raum oder Anlage, insbesondere eines Kernkraftwerkes, in dem die Gefahr einer Wasserstoff-Freisetzung besteht
WO2001030471A2 (en) * 1999-10-26 2001-05-03 Syzygy Licensing, Llc A system for collecting and utilizing atmospheric hydrogen gas
US6332914B1 (en) * 2000-02-28 2001-12-25 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Method and apparatus for separation of heavy and tritiated water
GB0617498D0 (en) 2006-09-06 2006-10-18 Boc Group Plc Method of pumping gas
WO2011059401A1 (en) * 2009-11-16 2011-05-19 Biomotif Ab Method and apparatus to perform hydrogen-deuterium exchange
IT1400531B1 (it) 2010-06-22 2013-06-11 Commissariat Energie Atomique Processo per la detriziazione di soft housekeeping waste e impianto relativo
FR2971614A1 (fr) * 2011-02-11 2012-08-17 Tn Int Dispositif de piegeage de gaz inflammables produits par radiolyse ou thermolyse dans une enceinte de confinement
FR2974444B1 (fr) * 2011-04-21 2015-11-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif et procede de detritiation
CN106552480B (zh) * 2016-12-06 2019-08-30 中国工程物理研究院材料研究所 用于分离氢同位素与惰性气体的沸石分子筛膜及其制备方法和应用
US20230227380A1 (en) * 2022-01-20 2023-07-20 Battelle Savannah River Alliance, Llc Hydrogen isotope exchange methods and systems for organic and organosilicon materials

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB975819A (ru) * 1960-04-01
FR1470361A (fr) * 1965-12-30 1967-02-24 Commissariat Energie Atomique Procédé d'épuration du gaz carbonique
US4178350A (en) * 1973-08-27 1979-12-11 Engelhard Minerals & Chemicals Corp. Removal of tritium and tritium-containing compounds from a gaseous stream
JPS5127808A (ru) * 1974-08-16 1976-03-09 Hitachi Ltd
JPS5132800A (ja) * 1974-09-11 1976-03-19 Shigeki Awata Kairyotabakotsukifuirutaa
DE2548734A1 (de) * 1975-10-31 1977-05-05 Guenter Dipl Phys Morlock Vorrichtung zur entfernung von wasserstoff-isotopen aus gasphasen, insbesondere zur entfernung von tritium aus dem primaergas von hochtemperatur-reaktoren
DE2557908A1 (de) * 1975-12-22 1977-06-30 Guenter Dipl Phys Morlock Verfahren und vorrichtung zur entfernung von wasserstoff-isotopen aus gasphasen
JPS5437012A (en) * 1977-08-29 1979-03-19 Toshiba Corp Apparatus for eliminating comtaminants
GB2040899B (en) * 1979-01-22 1982-11-24 Euratom Spent plasma reprocessing system
JPS5914733Y2 (ja) * 1979-07-24 1984-05-01 東北金属工業株式会社 風量検知装置
JPS5648599A (en) * 1979-09-29 1981-05-01 Tokyo Shibaura Electric Co Tritium recovering device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US № 3848067, кл. 423-248, 1974. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2558888C2 (ru) * 2010-06-16 2015-08-10 Энеа-Адженция Национале Пер Ле Нуове Текнолоджие, Л'Энерджия Э Ло Свилуппо Экономико Состенибиле Мембранный реактор для очистки газов, содержащих тритий

Also Published As

Publication number Publication date
CA1185770A (en) 1985-04-23
JPS57199998A (en) 1982-12-08
EP0069222B1 (de) 1988-08-10
GR76489B (ru) 1984-08-10
DE3121125A1 (de) 1983-02-10
EP0069222A3 (en) 1985-12-27
US4707342A (en) 1987-11-17
DE3121125C2 (de) 1986-04-10
EP0069222A2 (de) 1983-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1440339A3 (ru) Способ выделени изотопов водорода из потока инертного газа
US4774065A (en) Process and apparatus for decontaminating exhaust gas from a fusion reactor fuel cycle of exhaust gas components containing chemically bonded tritium and/or deuterium
US4190515A (en) Apparatus for removal and recovery of tritium from light and heavy water
US3505017A (en) Process for removing protium and tritium from heavy water
US4687644A (en) Process and arrangement for the incremental enrichment of deuterium and/or tritium in a material suitable for the isotope exchange of deuterium and/or tritium with hydrogen
EP3053638B1 (en) Integrated device and process for the treatment and the tritium recovery from tritiated water
US4237100A (en) Isotopic enrichment of uranium with respect to an isotope
JPS62255894A (ja) 核融合炉の燃料サイクルの廃ガスを汚染除去する方法および装置
US4673547A (en) Process for separation of hydrogen and/or deuterium and tritium from an inert gas flow and apparatus for effectuation of process in the cooling gas circuit of a gas-cooled nuclear reactor
US3954654A (en) Treatment of irradiated nuclear fuel
CA1093499A (en) Finishing and upgrading of heavy water
CA1147694A (en) Separating and oxidizing hydrogen isotopes from gas mixture followed by electrolysis
US2923601A (en) Method of isotope concentration
CA1160428A (en) Process for the extraction of tritium from heavy water
CA2079757C (en) Process for the recovery of hydrogen and sulfur from a feedstock
US4117102A (en) Thermochemical process for producing methane and oxygen from carbon oxides and water
JPS60166202A (ja) 軽水及び／又は重水中のトリチウムの除去及び／又は濃縮方法
CA1155794A (en) Removal of helium from deuterium/tritium using catalytic oxidation
JPH11271483A (ja) 核融合炉排ガスの処理方法
Iniotakis et al. Method of hydrogen isotope isolation from inert gas flow
Holmes The Development of the Modern Ammonia Oxidation Process
Dombra Process for the extraction of tritium from heavy water
JPH01210019A (ja) トリチウム精製装置
Butler et al. Method and apparatus for enrichment or upgrading heavy water
Cooper Method of and filter for removing tritium from inert gases