JPS5837139A - コ−ルドトラツプの再生方法 - 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】 本発明は、液体ナトリウム冷却型高速増殖炉あるいは各
種ナトリウム試験施設でナトリウムの精製に使用される
コールドトラップを再生する方゛法に関し、特に、コー
ルドトラップが捕集した不純物の内の相当な割合を占め
る水素不純物をコールドトラップから離脱させると共に
、系外に排出させるための簡便な方法に関するものであ
る。

例えば高速増殖炉では、−次と二次のナトリウム冷却系
にコールドトラップが設けられていて、これによって各
系内を循環しているナトリウムの精製が行なわれる。−
次系では、原子炉運転時やその保守点検などの時にカバ
ー。ガスの流入・排出や燃料交換が行われるため、外部
から水分やｗ１素が系内に混入し、それら水分や酸素が
ナトリウム中で水素化合物や酸化物に変化する。二次系
ではこれと異なり、蒸気発生器のスチーム側から水素が
拡散によってナトリウム中に浸入し、水素化合物となる
。したがって、二次系の不純物は主として水素化合物で
あり、この不純物がコールドトラップ中に捕捉され、ナ
トリウムの精製が行われる。原子炉の寿命は通常２０〜
２５年と長年月にわたるが、この間にはコールドトラッ
プは捕集した不純物でいっばいになり、精製能りがなく
なる状態が生じる。

特に、原子炉の冷却系を模擬したナトリウム試験１ｉ！
！ｉ設では、試験のために比較的ひんばんに機器交換が
なされるためコールドトラップの精製能力がなくなるま
での時間が短かく、通常３〜６年である。実際の原子炉
では、この時間幅は長くなることが予想されるが、いず
れにしても数年ないし士数年でこのような精製能力の低
下がおこるため、炉の寿命期間中にコールドトラップの
交換もしくは再生を行なう必要が生じてくる。

コールドトラップの再生法の一つに、内部の不純物をか
なり高温に加熱することによって溶融し、コールドトラ
ップの外部に排出するものがある。この再生法は近年開
発されたもので、短期間にコールドトラップの精製能力
が回復され、かつ操作が容易であるためナトリウム試験
ｍｌではこの加熱再生法がよく採用されている。

また原子炉−次系のコールドトラップでもこの方法を採
用することが検討されている。しかし、この方法は、コ
ールドトラップを４３０〜４５０℃および不純物に酸化
物と水素化物との両方が必ずある割合で含まれていない
と加熱しても流動性のあるＮａ　ＯＨにならないため不
純物の排出ができないといった欠点がある。特に、４３
０℃以上に加熱するためにはコールドトラップを少なく
とも２日間以上原子炉のナトリウム系から隔離しなけれ
ばならないとともに、捕集した不純物が再びナトリウム
系内に逆流し、系統を不純物で汚染する危険がある。ま
た、原子炉二次系のコールドトラップでは、不純物のほ
とんどが水素化物であるため、このような加熱によって
も不純物は溶融せず、この方法、すなゎら加熱し流動化
させた上で不純物を排出する方法は効果がない。

このため、二次系では、同じ加熱法ではあるが、コール
ドトラップを加熱の上、内部の水素化物を分解させ、分
解生成した水素ガスをカバーガスを介してニッケル拡散
躾を通過させるなどして外部に排気する方法が現在検討
されている。しかし、この方法でも四百故十℃に加熱づ
るための煩雑さと不便さの点では前記−次系のコールド
トラップの再生の場合と大差なく、しかも拡散速度の遅
いニッケル躾等を使用するため少くとも数週間という長
い時間が必要とされ、非現実的である。

本発明の目的は、このような困難を避け、コールドトラ
ップ内に捕集されている不純物のうち水素化物を取除い
てコールドトラップを再生し、かつ水素を冷却系外に排
出することのできる方法を提供することである。

この目的を達成するため、本発明は次のような方法を採
用する。コールドトラップに捕集された不純物のうち、
少なくとも数十％以上は水素化物で、特に原子炉二次系
のコールドトラップでは前述したように大部分は水素化
物である。

そこで、この水素化物の除去のため、不純物捕集能力の
低下したコールドトラップを系から切離すことなく一時
的に約２００〜２５０℃に昇温させて水素化物をナトリ
ウム中に放出させる。ナトリウム中に放出された水素化
物は、ごく短時間のうちに冷却ループ内゛機器のカバー
ガス相中に水素ガスの形で放出される。実験によると、
このようにカバーガス中に放出された水素ガスの濃度は
、ナトリウム中の水素化物に含まれている水素濃度より
も少くとも十倍以上高い。すなわち、水素ガスはカバー
カス中に濃縮される傾向を持つ。このカバーガス相中に
濃縮された水素ガスを系外に排出すると」−ルドトラッ
プの中の水素化物は間接的ではあるが冷却系より除去で
きコールドトラップの再生処理ができる。

カバーガス相中から水素ガスを排出する具体的方法とし
ては、カバーカスの斬ガスとの交換、またはカバーガス
循環系に水素除去装置を取付けるといった容易な方法で
よい。カバーガス相から水素を除去する方法としてカバ
ーガスを減圧して排気する方法も考えられるが、この方
法は真空排気にともなう外気の吸込みの危険性があって
実際の原子炉やナトリウムループ系には採用し難い。

次に本発明方法にお（プるコールドトラップ両生時の加
熱温度について述べる。通常コールドトラップは、メツ
シュ部の温度が１２０〜１５０℃で運転されているが、
再生時捕集されている水素化物を分解するには、少くと
も約２００℃の加熱が必要となる。一方、冷却系の配管
やナトリウム弁には３００〜４００℃で運転されている
ものがあ′す、コールドトラップをこの温度以上に加熱
するとコールドトラップから溶出した不純物が、これら
配管内面や弁に再びトラップされるおそれがあるので、
コールドトラップをこの温度以上に加熱することは避け
なければならない。

従って、本発明方法においては、コールドトラップの加
熱温度は、安全性を考慮して約２５０℃をその上限とす
るよう定められる。

本発明方法を実施するには、例えば以下のようにすれば
よい。装置的には、図面に承りように、従来のものをほ
とんどそのまま使用してよい。原子炉容器１と一次冷却
系ポンプ２と中間熱交換器３によって一次冷却系が、ま
た、中間熱交換器３と二次系ボン／４と蒸気発生器５に
よって二次冷却系が構成され、−次冷却系および二次冷
却系に、−次系コールドトラップ６、二次系コールドト
ラップ７が設けられている。

この図面は、−次系コールドトラップ６の再生の場合を
示すもので、炉容器１のカバーガス相８に新ガスの注入
配管９とカバーガス排出配管１０が設けられる。コール
ドトラップ６を約２００〜２５０℃に加熱するには、コ
ールドトラップの冷却能力を通常の場合より低下させる
だけでよい。つまり−、コールドトラップの冷却ブロア
ーの空気流量を減少さすか停止させればよ（１′。

このようにすると、前述した如く、水素ガスがカバーガ
ス中に放出されてくる。そこで、新ガスの注入配管９と
カバーガス配管１０を用いてガス交換を行なうことによ
り、水素を系外に排出できる。また、水素除去装置を介
して新ガス注入配管とカバーガス排出配管とを接続する
ことにより、カバーガス中に放出された水素ガスを除去
することもできる。

原子炉二次系についても、これと同様、中間熱交換器ま
たは蒸気発生器におけるカバーガス相に新ガスの注入配
管とカバーガスの排出配管を取付けることによって水素
ガスの除去を行なうことができる。

本発明は、上記のように構成されているため、コールド
トラップ再生時にコールドトラップを冷却系ループから
遮断する必要がないため、再生時でも通常のナトリウム
循環が確保され、予備のコールドトラップおよびそのた
めの配管系が不要となる利点がある。また、本発明によ
れば、再生操作に要する時間が数時間で十分な効果をあ
げることができ、このためナトリウム冷却系中に不純物
が再放出される時間も短かく、かつ従来よりも加熱温度
が低いため再放出される酸素不純物濃度も低く、これに
よって冷却系構成のナトリウム腐食が促進されることは
ないなど、幾多のすぐれた効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】 図面は水元−の一実施例を示す説明図である。 １・・・原子炉容器、２・・・−次系ポンプ、３・・・
中間熱交換器、４・・・二次系ポンプ、５・・・蒸気発
生器、６・・・−次系コールドトラップ、７・・・二次
系不ｉ コールドトラップ、８・・・カバーガス誓、９・・・新
ガス注入配管、１０・・・カバーガス排出配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．１製能力の低下したコールドトラップを約２００〜
   ２５０℃に昇温させることによって該コールドトラップ
   に捕集されている水素不純物を循環ナトリウム中に再溶
   出させ、ナトリウム中に溶解した水素不純物を水素ガス
   として系内―器ｈバーガス相に放出せしめ、ざらにカバ
   ーガス相へ放出された水素をカバーガスの交換または精
   製によって系外に排出することを特徴とするコールドト
   ラップの再生方法