JPH0399298A - 液体金属中の水素除去・捕集装置 - 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、液体金属中の水素除去・捕集装置、およびこ
の装置を組み込んだ原子炉プラントに係り、特に液体ナ
トリウム゛（以下、ナトリウムをｒＮａＪという。）等
の液体金属中から水素を容易に分離し、除去するために
好適な水素除去・捕集装置と、この装置を用い、原子炉
のコールドトラップの長寿命化を図るために好適な原子
炉プラントに関する。

［従来の技術］ 原子炉の二次Ｎａ系には、蒸気発生器の伝熱管壁を通し
て多量の水素が混入して来る。この二次Ｎａ系のＮａ中
から水素を除去するには、従来技術ではコールドトラッ
プによって行っていた。このコールドトラップは、容器
に金属メツシュを充填したもので、Ｎａ中の水素をＮａ
水素化物として金属メツシュに析出させ、Ｎａ中から除
去する方式である。この方式では、水素化物の捕獲が進
むに従って金属メツシュが目詰まりを起こすため、再生
の方法を講するか、コールドトラップを新しいものと交
換する必要があった。

また、従来コールドトラップ方式のほかに、特開昭６３
−１５６５０７号公報に記載のように、容器へ水素吸蔵
合金製メツシュを充填し、Ｎａ中の水素を捕獲しようと
するものが提案されている。水素の捕獲機構は、液体Ｎ
ａと水素吸蔵合金を直接接触させて金属水素化物（ＭＨ
）として水素を捕獲するものであるが、ＭＨはＮａ中の
水素の存在形態である水素化Ｎａ　（ＮａＨ）より分解
圧を小さくしなければならず、かっＮａとの共存性のよ
い水素吸蔵合金を開発する必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ 原子炉の冷却材として製造、販売されているＮａ中に存
在する水素、酸素などの不純物の濃度は、水素が０．５
ｐｐｍ、酸素が５　ｐｐｍ程度であり、このＮａを各種
試験装置および原子炉プラントなどに用いる場合、Ｎａ
の純度管理は従来技術ではＮａ中の不純物の飽和溶解度
を利用して析出捕獲するコールドトラップと称する装置
を用いて行ってぃた、しかし、原子炉プラントでは二次
Ｎａ系に蒸気発生器の伝熱管壁から水素が拡散して来る
ので、この水素によりコールドトラップは直ぐ詰まって
しまう。このため、コールドトラップの大型化が要求さ
れるが、前述したように、コールドトラップの温度の制
御性、不純物の捕獲効率、および大型化によるコスト高
となることなどの問題がある。

このようなことから、コールドトラップに所定量の不純
物を捕獲後は、再生かまたは新しいコールドトラップと
交換することが考えられている。

ここで、大型の原子炉プラントを例にして述べる。蒸気
発生器の全伝熱管のＮａ接液表面積を約３０００　ｒｒ
ｒとし、原子炉プラントを３０年間運転するものとして
試算すると、二次Ｎａ系に拡散、混入して来る水素量は
約１３００ｋｇ、容積に換算すると約３５Ｔｒ？（Ｎａ
Ｈ換算）となる。

例えば、不純物捕獲部容積が１ポのコールドトラップを
設置するとした場合、コールドトラップで水素と同時に
捕獲されるＮａ中の酸素などの不純物を無視しても、全
水素を捕獲するには３０年間で合計３５基のコールドト
ラップが必要となる。

したがって、コールドトラップの設備費、運転。

操業費とも増大するという問題があった。

本発明の第１の目的は、コールドトラップを用いること
なく、簡易な設備で液体Ｎａ等の液体金属中から水素を
効率よく拡散２分離し、除去し得る液体金属中の水素除
去・捕集装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、液体金属中から水素をより一層
効率よく拡散２分離し得る液体金属中の水素除去・捕集
装置を提供することにある。

本発明の第３の目的は、液体金属中から水素をより一層
的確に分離、除去し得る液体金属中の水素除去・捕集装
置を提供することにある。

本発明の第４の目的は、運転時の水素貯蔵容器の水素吸
入側の圧力が適正になるように、調節可能な液体金属中
の水素除去・捕集装置を提供することにある。

本発明の第５の目的は、水素拡散膜が破損したときに、
水素の導管側への液体金属の流入を遮断し得る液体金属
中の水素除去・捕集装置を提供することにある。

また、本発明の第６の目的は、液体金属中から分離した
水素を安定化させ得る液体金属中の水素除去・捕集装置
を提供することにある。

さらに、本発明の第７の目的は、原子炉の補助冷却系に
設けられているコールドトラップの長寿命化を図ること
ができ、かつ設備費、運転、操業費を大幅に低減し得る
原子炉プラントを提供することにある。

そして、本発明の第８の目的は、Ｎａ中から拡散９分離
した水素を原子炉の排気塔へ直接導入し、処理し得る原
子炉プラントを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記第１の目的は、液体金属を流す配管の途中に、液体
金属中の水素を拡散させる水素拡散膜を有する部屋を設
け、この部屋に導管を介して、水素吸蔵金属を封入した
水素貯蔵容器を接続するとともに、前記部屋で拡散９分
離された水素を前記水素貯蔵容器に積極的に導入する水
素導入手段を設けたことにより、達成される。

前記第２の目的は、前記液体金属を流す配管内に、液体
金属流路と、水素の拡散９分離部とを有する格子状の水
素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散９分離され
た水素の導管を設けたことにより、また前記液体金属を
流す配管内に、液体金属流路と、水素の拡散９分離部と
を有するハ二カ、ム構造の水素拡散膜を設置し、この水
素拡散膜に、拡散２分離された水素の導管を設けたこと
により、さらには前記液体金属を流す配管内に、中空筒
状の水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に。

拡散１分離された水素の導管を設けたことにより、達成
される。

前記第３の目的は、前記配管における液体金属の流れ方
向に間隔をおいて、水素拡散膜を複数個設置し、各水素
拡散膜に、拡散２分離された水素の導管を設けたこと′
により、また前記導管に水素導入手段として、前記水素
拡散膜側から水素を吸引し、その水素を水素貯蔵容器に
加圧して送り込むブロワを設けたことにより、さらに前
記水素貯麗容器に減圧下で水素を吸蔵する水素吸蔵金属
を封入し、前記水素貯蔵容器の排気側に水素導入手段と
して、真空ポンプを設けたことにより、さらにまた前記
水素吸蔵金属として、細線状、細線を編んだメツシュ状
、薄板の小片状、薄板を加工したチップ状、薄板を加工
したボール状、金属を焼結した多孔質の塊状のものの少
なくとも１種類を用いたことにより、達成される。

前記第４の目的は、前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧
力調節計を設け、この圧力調節計に連動して、液体金属
中の水素の拡散、捕集速度を制御する制御機器を配備し
たことにより、達成される。

前記第５の目的は、前記水素拡散膜における水素取り出
し側に、液体金属漏洩検出計を設け、この液体金属漏洩
検出計により検出された液体金属の漏洩が設定値を超え
たときに、少なくとも水素の導管を閉鎖する制御機器を
配備したことにより、達成される。

また、前記第６の目的は、液体金属を流す配管の途中に
、液体金属中の水素を拡散９分離する水素拡散膜を設置
し、この水素拡散膜で拡散９分離された水素の導管を設
け、この導管に、水素を酸化させ、水として取り出す処
理装置を設置したことにより、達成される。

さらに、前記第７の目的は、液体金属中の水素除去・捕
集装置を、原子炉の補助冷却系に設けられているコール
ドトラップの上流側に取り付けたことにより、達成され
る。

そして、前記第８の目的は、液体ナトリウムを流す配管
の途中に、液体ナトリウム中の水素を拡散９分離する前
記水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散９分離
された水素の導管を設け、この導管を原子炉の排気塔へ
接続したことにより、達成される。

［作用］ 本発明では、液体金属を流す配管の途中に部屋が設けら
れ、この部屋には例えばニッケル（Ｎｉ）製の水素拡散
膜が設けられており、この水素拡散膜により、液体金属
中の水素を拡散９分離する。

前記液体金属中から分離された水素は、前記部屋に入り
、この部屋に設けられた導管を経て水素貯蔵容器に送り
込まれる。

前記水素貯蔵容器の内部には、例えばＦａＴｉ系合金等
の水素吸蔵金属が封入されている。また、拡散２分離さ
れた水素を前記水素貯蔵容器に積極的に導入する水素導
入手段が設けられている。

その結果、前記水素導入手段により、前記導管から水素
貯蔵容器に水素が積極的に送り込まれる。

そして、水素貯蔵容器に送り込まれた水素は、水素吸蔵
金属に吸蔵され、捕集される。

したがって、本発明ではコールドトラップを用いること
なく、簡易な設備で液体金属中から水素を効率よく分離
し、除去することができ、しかも分離した水素を水素貯
蔵容器内の水素吸蔵金属に安全に貯蔵することができる
。

また、本発明では前記液体金属を流す配管内に、液体金
属流路と、水素の拡散２分離部とを有する格子状の水素
拡散膜を設置しており、液体金属中の水素と水素拡散膜
とが広い表面積で接触するので、液体金属中から水素を
より一層効率よく拡散。

分離することが可能となる。

さらに、本発明では前記液体金属を流す配管内に、液体
金属流路と、水素の拡散９分離部とを有するハニカム構
造の水素拡散膜を設置しており、この発明でも液体金属
中の水素と水−素拡散膜とが広い表面積で接触するので
、液体金属中から水素をなお一層効率よく拡散２分離す
ることが可能となる。

さらにまた１本発明では前記液体金属を流す配管内に、
中空筒状の水素拡散分離膜を設置しており、この発明に
おいても液体金属中の水素と水素拡散膜とが広い表面積
で接触するので、液体金属中から水素をより一層効率よ
く拡散２分離することが可能となる。

また、本発明では前記配管における液体金属の流れ方向
に間隔をおいて、水素拡散膜を複数個設置しているので
、液体金属中から水素をより一層的確に分離、除去する
ことができる。

さらに、本発明では前記導管にブロワを設け、このブロ
ワで前記水素拡散膜側から水素誉吸引し、その水素を水
素貯蔵容器に加圧して送り込むようにしている。したが
って、この発明ではブロワの作用により液体金属中から
水素をより一層的確に分離、除去することができる。

さらにまた、前記水素貯蔵容器に減圧下で水素を吸蔵す
る水素吸蔵金属を封入し、しかも水素貯蔵容器の排気側
に真空ポンプを設け、水素貯蔵容器に真空を供給し、水
素を導入するようにしている。その結果、この発明にお
いても、液体金属中から水素をより一層的確に分離、除
去することができる。

そして、本発明では前記水素吸蔵金属として、細線状、
細線を編んだメツシュ状、薄板を加工したチップ状、同
じく薄板を加工したボール状または金属を焼結した多孔
質の塊状のものを１種類あるいは複数種類を混ぜ合わせ
て用いており、これにより液体金属中から水素をより一
層的確に分離。

除去することができる。

また、本発明では前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧力
調節計を設け、この圧力調節計に連動して、液体金属中
の水素の拡散、捕集速度を制御するリレーや自動弁等の
制御機器を配備しているので、圧力調節計を任意の圧力
値に設定することにより、運転時の水素貯蔵容器の水素
吸入側の圧力が適正になるように調節することができる
。

さらに、本発明では前記水素拡散膜の水素取り出し側に
、液体金属漏洩検出計を設け、この液体金属漏洩検出計
により検出された液体金属の漏洩が設定値を超えたとき
は、制御機器が作動し、少なくとも水素の導管を閉鎖す
るようにしている。

したがって、水素拡散膜の破損時の、水素の導管への液
体金属の流入を確実に防止することができる。

また、本発明では前記水素の導管に、水素を酸化させ、
水として取り出す処理装置を設置しているので、液体金
属中から分離した水素を水に変え、安定化させることが
できる。

さらに、本発明では前記構成の水素除去・捕集装置を、
原子炉の補助冷却系に設けられているコールドトラップ
の上流側に取り付けている。

そして、原子炉の運転中に、常時蒸気発生器の伝熱管壁
より二次Ｎａ系に拡散、混入して来る水素を、コールド
トラップの前段で前記水素除去・捕集装置の水素拡散膜
を介してＮａ中の水素をＮａループ系外に連続的に拡散
させて分離する。

ついで、分離した水素を導管より水素導入手段を通じて
水素貯蔵容器に積極的に導入し、この水素貯蔵容器内に
封入された水素吸蔵金属で吸蔵し。

捕集する。

したがって、この発明ではコールドトラップの負荷を大
幅に軽減でき、原子炉の耐用年数と同程度までコールド
トラップの寿命を延長することが可能となるので、設備
費および運転、操業費とも大幅に低減することができる
。

そして、本発明では液体Ｎａを流す配管の途中に、前記
水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に水素の導管を設
け、この導管を原子炉の排気塔へ接続しているので、Ｎ
ａ中から水素拡散膜で拡散。

分離した水素を原子炉の排気塔へ直接導入し、処理する
ことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図は本発明水素除去・捕集装置を原子炉の補助冷却
系に接続した一実施例の断面図である。

この第１図に示す実施例では、原子炉の補助冷却系にお
ける液体Ｎａを流すＮａ配管１の途中に、水素拡散膜２
を有する部屋３が設けられている。

前記水素拡散膜２は、Ｎｉ等で形成されている。

前記部屋３は、水素の導管８を介して水素貯蔵容器５に
接続されている。この水素貯蔵容器５には、これの内部
の水素吸入側および排気側に配置されたステンレス製の
メツジュロで包み込むようにして水素吸蔵金属７が封入
されている。この水素吸蔵金属７には、例えばＣａＮｉ
、等の金属が使用されている。また、前記水素貯蔵容器
５の底部には排気管１４が設けられている。

前記部屋３と水素貯蔵容器５とを結ぶ導管８には、水素
導入手段であるブロワ４が設けられている。このブロワ
４には、無漏洩型のものが使用されている。また、ブロ
ワ４は導管８を通じて部屋３側から水素を吸引し、その
水素を加圧し、導管８を通じて前記水素貯蔵容器５に積
極的に送り込むようになっている。なお、前記導管８に
はブロワ４のバイパス管９が設けられている。

前記部屋３とブロワ４間の導管８と、バイパス管９と、
ブロワ４と水素貯蔵容器５間の導管８と、排気管１４に
は、自動弁１０が設けられている。前記水素貯蔵容器５
の水素吸入側の導管８には、圧力調節計１１が設けられ
ている。前記水素拡散膜２の水素取り出し側である部屋
３には、液体金属漏洩検出計であるＮａ漏洩検出計１３
が設けられている。

前記圧力調節計１１およびＮａ漏洩検出計１３には、リ
レー１２を通じて前記自動弁１０およびブロワ４が電気
的に接続されている。前記自動弁１０やリレー１２は、
圧力調節計１１およびＮａ漏洩検出計１３と連動する制
御機器として働くようになっている。

前記水素貯蔵容器５に設けられた排気管１４には、フラ
ンジ１５を介して排気系管１６が接続されている。

前記水素除去・捕集装置は、この実施例では原子炉の補
助冷却系に設けられているコールドトラップ（図示せず
）の上流側に取り付けられている。

前記実施例の水素除去・捕集装置は、原子炉プラントの
冷却系と次のように関連動作する。

原子炉プラントの冷却系では、蒸気発生器の伝熱管壁よ
りＮａ側に混入した水素は二次主循環系を流動し、その
一部分を取り出して精製し、二次主循環系へ戻す補助冷
却系によって、常時目標の純度に維持管理する。

前記補助冷却系では、これに取り付けられている水素除
去・捕集装置により、Ｎａ中の水素を分離し、捕集する
。

すなわち、水素除去・捕集装置のブロワ４を作動すると
、ブロワ４の吸引側の導管８と部屋３とが減圧され、こ
の部屋３に設けられている水素拡散膜２により、Ｎａ配
管１内を流れるＮａ流れ１７中の水素が拡散され、部屋
３内に分離される。

前記部屋３内に分離された水素は、導管８およびブロワ
４を通り、このブロワ４により加圧され、導管８を通じ
て水素貯蔵容器５に積極的に導入される。

前記水素貯蔵容器５内には、メツジュロを介して水素吸
蔵金属７が封入されており、前記水素貯蔵容器５に導入
された水素は前記水素吸蔵金属７に吸蔵され、捕集され
る。

その結果、この実施例では原子炉の補助冷却系の各ルー
プのコールドトラップの前段において。

Ｎａ中の水素を分離し、除去できるため、コールドトラ
ップの負荷を大幅に軽減でき、したがってコールド１−
ラップの寿命を大幅に延長させることができる。

前記ブロワ４の負荷を軽減したいとき、およびＮａ中の
水素拡散２分離速度を変えたいときは。

圧力調節計１１の設定値を変えると、変更された設定値
に従ってリレー１２および自動弁１０が連動し。

所期の設定値で水素除去・捕集装置の各部が運転される
。

また、前記水素拡散膜２が破損すると、部屋３内にＮａ
が漏洩する。前記部屋３内にＮａが漏洩して来ると、Ｎ
ａ漏洩検出計１３により前記Ｎａの漏洩が検出され、漏
洩量が設定値を超えると、リレー１２および自動弁１０
が作動し、部屋３側に設けられた導管２が閉鎖され、ブ
ロワ４側へのＮａの流入が防止される。

次に、第２図は本発明水素除去・捕集装置における水素
拡散膜の他の実施例を示すもので、Ｎａ配管の軸方向と
直交する方向の断面図である。

この第２図に示す水素拡散膜１８は、Ｎａ流路部１９と
、水素の拡散２分離部２０とを有する格子状に形成され
、かつ全体の外形がＮａ配管１内に収まる形状に形成さ
れている。

そして、前記水素拡散膜１８には、水素の導管２１が設
けられている。

この第２図に示す実施例の水素拡散膜１８は、格子状に
形成されているため、Ｎａ中の水素と水素拡散膜１８と
が広い表面積で接触するので、Ｎａ中から水素をより一
層効率よく拡散９分離することが可能となる。

また、水素拡散膜１８で拡散２分離された水素は導管２
１から取り出される。

さらに、この第２図に示す水素拡散膜において。

ハニカム構造に構成することにより、なお−層効率よく
水素を拡散８分離することができる。

ついで、第３図は本発明水素除去・捕集装置の水素拡散
膜の別の実施例を示す斜視図である。

この第３図に示す実施例の水素拡散膜２２は、Ｎａ配管
１の内周面との間に周隙を有する外径の中空円筒形に形
成されている。

前記水素拡散膜２２の胴部には、水素の導管２３が設け
られている。

この第３図に示す水素拡散膜２２は、中空円筒形に形成
されており、Ｎａ中の水素と水素拡散膜２２とが広い表
面積で接触するので、Ｎａ中から水素をより一層効率よ
く拡散２分離することができる。

なお、この第３図に示す水素拡散膜において、中空多角
筒形に形成してもよい。

前記第２図、第３図に示す実施例の他の構成。

作用については、前記第１図に示す実施例と同様である
。

次に、他の色々な実施例について説明する。

（１）本発明水素除去・捕集装置では、第１図、第２図
および第３図に示すような水素拡散膜をＮａの流れ方向
に間隔をおいて、複数個設置し、各水素拡散膜に導管を
設け、各導管を通じて水素貯蔵容器に水素を導入するよ
うにしてもよい。

（２）前記水素導入手段として、ブロワ４に代えて、第
１図に示すフランジ１５に真空ポンプを連結し、水素貯
蔵容器５内に減圧下で水素を吸蔵する水素吸蔵金属を封
入してもよい。

（３）前記水素貯蔵容器５内に水素吸蔵金属として、細
線状、細線を編んだメツシュ状、薄板の小片状、薄板を
加工したチップ状、同じく薄板を加工したボール状、金
属を焼結した多孔質の塊状のものの１種類または複数種
類を混合して用いてもよい。

（４）前記水素貯蔵容器５に加熱手段または熱風供給手
段を設け、いったん水素吸蔵金属に捕集した水素を加熱
し、放出して他の容器に移し変えるようにしてもよい。

（５）第１図に示す排気管１４に設けられたフランジ１
５に、酸化炉等の処理装置を接続し、拡散２分離された
水素を酸化させて水に変え、安定化させて取り出すよう
にしてもよい。

（６）前記排気管１４にフランジ１５を介して接続され
た排気系管１６を、原子炉の排気塔へ接続し、水素拡散
膜により拡散９分離された水素を直接排気塔へ導入し、
処理するようにしてもよい。

（７）前記各実施例の水素除去・捕集装置とも、原子炉
プラントの冷却系に適用する場合に限らず、液体金属中
から水素を拡散９分離する用途の全般に適用することが
できる。

［発明の効果］ 以上説明した本発明の請求項１記載の発明によれば、液
体金属を流す配管の途中に、液体金属中の水素を拡散さ
せる水素拡散膜を有する部屋を設け、この部屋に導管を
介して、水素吸蔵金属を封入した水素貯蔵容器を接続す
るとともに、前記部屋で拡散２分離された水素を前記水
素貯蔵容器に積極的に導入する水素導入手段を設けてい
るので、コールドトラップを用いることなく、簡易な設
備で液体金属中から水素を効率よく分離し、除去し得る
効果を有する外、分離した水素を水素貯蔵容器内の水素
吸蔵金属に安全に貯蔵し得る効果がある。

また１本発明の請求項２記載の説明によれば、前記液体
金属を流す配管内に、液体金属流路と、水素の拡散９分
離部とを有する格子状の水素拡散膜を設置しており、液
体金属中の水素と水素拡散膜とが広い表面積で接触する
ので、液体金属中から水素をより一層効率よく拡散９分
離し得る効果がある。

さらに、本発明の請求項３記載の発明によれば、前記液
体金属を流す配管内に、液体金属流路と、水素の拡散２
分離部とを有するハニカム構造の水素拡散膜を設置して
おり、この発明でも液体金属中の水素と水素拡散膜とが
広い表面積で接触するので、液体金属中から水素をなお
一層効率よく拡散２分離し得る効果がある。

さらにまた、本発明の請求項４記載の発明によれば、前
記液体金属を流す配管内に、中空筒状の水素拡散分離膜
を設置しており、この発明においても液体金属中の水素
と水素拡散膜とが広い表面積で接触するので、液体金属
中から水素をより一層効率よく拡散９分離し得る効果が
ある。

また、本発明の請求項５記載の発明によれば、前記配管
における液体金属の流れ方向に間隔をおいて、水素拡散
膜を複数個設置しているので、液体金属中から水素をよ
り一層効率よく拡散９分離し得る効果がある。

さらに、本発明の請求項６記載の発明によれば、前記導
管にブロワを設け、このブロワで前記水素拡散膜側から
水素を吸引し、その水素を水素貯蔵容器に加圧して送り
込むようにしているので、ブロワの作用により液体金属
中から水素をより一層的確に分離、除去し得る効果があ
る。

さらにまた、本発明の請求項７記載の発明によれば、前
記水素貯蔵容器に減圧下で水素を吸蔵する水素吸蔵金属
を封入し、しかも水素貯蔵容器の排気側に真空ポンプを
設け、水素貯蔵容器に真空を供給し、水素を導入するよ
うにしているので、液体金属中から水素をより一層的確
に分離、除去し得る効果がある。

そして１本発明の請求項８記載の発明によれば、前記水
素吸蔵金属として、細線状、細線を編んだメツシュ状、
薄板を加工したチップ状、薄板を加工したボール状また
は金属を焼結した多孔質の塊状のものを１種類あるいは
複数種類を混ぜ合わせて用いており、これにより液体金
属中から水素をより一層的確に分離、除去し得る効果が
ある。

また、本発明の請求項９記載の発明によれば。

前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧力調節計を設け、こ
の圧力調節計に連動して、液体金属中の水素の拡散、捕
集速度を制御する制御機器を配備しているので、圧力調
節計を任意の圧力値に設定することにより、運転時の水
素貯蔵容器の水素吸入側の圧力が適正になるように調節
し得る効果がある。

さらに、本発明の請求項１０記載の発明によれば、前記
水素拡散膜の水素取り出し側に、液体金属漏洩検出計を
設け、この液体金属漏洩検出計により検出された液体金
属の漏洩が設定値を超えたときは、制御機器が作動し、
少なくとも水素の導管を閉鎖するようにしているので、
水素拡散膜の破損時の、水素の導管への液体金属の流入
を確実に防止し得る効果がある。

また、本発明の請求項１１記載の発明によれば、前記水
素の導管に、水素を酸化させ、水として取り出す処理装
置を設置しているので、液体金属中から分離した水素を
水に変え、安定化させて取り出し得る効果がある。

さらに１本発明の請求項１２記載の発明によれば、前記
構成の水素除去・捕集装置を、原子炉の補助冷却系に設
けられているコールドトラップの上流側に取り付けてお
り、原子炉の運転中に、常時蒸気発生器の伝熱管壁によ
り二次Ｎａ系に拡散、混入して来る水素を、コールドト
ラップの前段で前記水素除去・捕集装置の水素拡散膜を
介してＮａ中の水素をＮａループ系外に連続的に拡散さ
せて分離し１分離した水素を導管より水素導入手段を通
じて水素貯蔵容器に積極的に導入し、この水素貯蔵容器
内に封入された水素吸蔵金属に吸蔵し、捕集するように
しているので、コールドトラップの負荷を大幅に軽減で
き、原子炉の耐用年数と同程度までコールドトラップの
寿命を延長することが可能となるので、設備費および運
転、操業費とも大幅に低減し得る効果がある。

そして、本発明の請求項１３記載の発明によれば、液体
Ｎａを流す配管の途中に、水素拡散膜を設置し、この水
素拡散膜に水素の導管を設け、この導管を原子炉の排気
塔へ接続しているので、Ｎａ中から水素拡散膜で拡散９
分離した水素を原子炉の排気塔へ直接導入し、処理し得
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明水素除去・捕集装置を原子炉の補助冷却
系に接続した一実施例の断面図、第２図は本発明水素除
去・捕集装置における水素拡散膜の他の実施例を示すも
ので、Ｎａ配管の軸方向と直交する方向の断面図、第３
図は本発明水素除去・捕集装置の水素拡散膜の別の実施
例を示す示す斜視図である。 １・・・液体金属を流す配管であるＮａ配管、２・・・
水素拡散膜、３・・・水素拡散膜を有する部屋、４・・
・水素導入および加圧下で水素吸蔵金属に吸蔵させる手
段であるブロワ、５・・・水素貯蔵容器、７・・・水素
吸蔵金属、８・・・水素の導管、１０・・・自動弁、１
１・・・圧力調節計、１２・・・リレー、１３・・・液
体金属漏洩検出計であるＮａ漏洩検出計、１４・・・排
気管、１６・・・排気系管、１７・・・Ｎａ流れ、１８
・・・格子状の水素拡散膜、１９・・・液体金属流路、
２０・・・水素の拡散２分離部、２１・・・同導管、２
２・・・中空円筒状の水素拡散膜、２３・・・水素の導
管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体金属を流す配管の途中に、液体金属中の水素を
   拡散させる水素拡散膜を有する部屋を設け、この部屋に
   導管を介して、水素吸蔵金属を封入した水素貯蔵容器を
   接続するとともに、前記部屋で拡散、分離された水素を
   前記水素貯蔵容器に積極的に導入する水素導入手段を設
   けたことを特徴とする液体金属中の水素除去・捕集装置
   。 ２、前記液体金属を流す配管内に、液体金属流路と、水
   素の拡散、分離部とを有する格子状の水素拡散膜を設置
   し、この水素拡散膜に、拡散、分離された水素の導管を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の液体金属中の水
   素除去・捕集装置。 ３、前記液体金属を流す配管内に、液体金属流路と、水
   素の拡散、分離部とを有するハニカム構造の水素拡散膜
   を設置し、この水素拡散膜に、拡散、分離された水素の
   導管を設けたことを特徴とする請求項１記載の液体金属
   中の水素除去・捕集装置。 ４、前記液体金属を流す配管内に、中空筒状の水素拡散
   膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散、分離された水素
   の導管を設けたことを特徴とする請求項１記載の液体金
   属中の水素除去・捕集装置。 ５、前記配管における液体金属の流れ方向に間隔をおい
   て、水素拡散膜を複数個設置し、各水素拡散膜に、拡散
   、分離された水素の導管を設けたことを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載の液体金属中の水素除去・捕
   集装置。 ６、前記導管に水素導入手段として、前記水素拡散膜側
   から水素を吸引し、その水素を水素貯蔵容器に加圧して
   送り込むブロワを設けたことを特徴とする請求項１〜５
   のいずれかに記載の液体金属中の水素除去・捕集装置。 ７、前記水素貯蔵容器に減圧下で水素を吸蔵する水素吸
   蔵金属を封入し、前記水素貯蔵容器の排気側に水素導入
   手段として、真空ポンプを設けたことを特徴とする請求
   項１〜５のいずれかに記載の液体金属中の水素除去・捕
   集装置。 ８、前記水素吸蔵金属として、細線状、細線を編んだメ
   ッシュ状、薄板の小片状、薄板を加工したチップ状、薄
   板を加工したボール状、金属を焼結した多孔質の塊状の
   ものの少なくとも１種類を用いたことを特徴とする請求
   項１記載の液体金属中の水素除去・捕集装置。 ９、前記水素貯蔵容器の水素吸入側に圧力調節計を設け
   、この圧力調節計に連動して、液体金属中の水素の拡散
   、捕集速度を制御する制御機器を配備したことを特徴と
   する請求項１〜８のいずれかに記載の液体金属中の水素
   除去・捕集装置。 １０、前記水素拡散膜における水素取り出し側に、液体
   金属漏洩検出計を設け、この液体金属漏洩検出計により
   検出された液体金属の漏洩が設定値を超えたときに、少
   なくとも水素の導管を閉鎖する制御機器を配備したこと
   を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液体金属
   中の水素除去・捕集装置。 １１、液体金属を流す配管の途中に、液体金属中の水素
   を拡散、分離する水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜
   で拡散、分離された水素の導管を設け、この導管に、水
   素を酸化させ、水として取り出す処理装置を設置したこ
   とを特徴とする液体金属中の水素除去・捕集装置。 １２、請求項１〜１１のいずれかに記載の液体金属中の
   水素除去・捕集装置を、原子炉の補助冷却系に設けられ
   ているコールドトラップの上流側に取り付たことを特徴
   とする原子炉プラント。 １３、液体ナトリウムを流す配管の途中に、液体ナトリ
   ウム中の水素を拡散、分離する請求項１〜４のいずれか
   に記載の水素拡散膜を設置し、この水素拡散膜に、拡散
   、分離された水素の導管を設け、この導管を原子炉の排
   気塔へ接続したことを特徴とする原子炉プラント。