JPS6082154A

JPS6082154A - クラツド分離装置

Info

Publication number: JPS6082154A
Application number: JP58191179A
Authority: JP
Inventors: Korekazu Majima; 間島　是一
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1983-10-13
Filing date: 1983-10-13
Publication date: 1985-05-10

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、流体、例えば原子炉冷却材中のクラッドを磁
場を利用して分離させるようにしたクラッド分離装置に
関するものである。

クラッド分離装置は、原子炉冷却材の管路途中に設けら
れて、クラッド（Ｆ　＠＊Ｏｓ　、Ｆ　ｅｓｏａなどの
酸化鉄微粒子を主成分とするもの）を分離除去するため
に使用される。

一般の原子炉では、炉心で発生した熱を取り出すために
、原子炉の種類に応じて、軽水、ナトリウム、炭酸ガス
、ヘリウムガスなどの流体、原子炉冷却材が使用されて
いる。

ところで、原子炉圧力容器、配管などには高品質鋼など
の構成材料が多く使用されており１原子炉運転中の放射
性熱エネルギ等による侵食作用などの影響で、放射性腐
食生成物として前記クラッドが発生して原子炉冷却材に
混入し、管路を循環する現象が発生するといわれている
。これらのクラッドは、極めて少量であり、かつ、原子
炉の運転歴、構成材料の相違により左右されるものであ
るが、粒子の大きさが１〜１０ミクロンメートル（μｍ
）程度で、次第に成長する傾向を示すことが観測されて
いる。また、クラッドは微粒子であるため（、通常の原
子炉の運転には影響を及はさないものである。

しかしながら、クラッドが懸濁した状態で原子炉冷却系
内を循環することにより、流速の遅い個所、または停止
時にクラッドが堆積して管路の狭窄現象を起こして機能
低下を招いたり、炉心機構などの精密機器の機能に支障
を来たす原因となる。

また、クラッドけＣＯ６０その他の同位元素を含有する
放射性物質となるため、堆積個所やその近辺を高線量に
して、機器のメンテナンスなどの際の被曝の要因となっ
たり、配管材などの材料の劣化を来たす原因ともなる。

したがって、これらのクラッドを除去することが必要で
あることは勿論であるが、さらに、除失後の処理を名案
したものであることも要求される。

本発明はこれらの背景に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、クラッドが強磁性体であることに着
目して、原子炉冷却材に交番磁場を作用させることによ
り、クラッドを効率よく分離除去し、原子力発電施設の
健全性を向上させるとともに、構造の簡単なりラッド分
離装置を提供することにある。

これらの目的達成のため、本発明においては、原子炉冷
却材を多重構造のリング状反応室に順次送り込み、また
、同期回転する磁石による磁場を反応室に作用させるこ
とを特徴としている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、市
１図および第２図において符号ＩＮ〜ＩＣで示すものは
、同心円状に半径方向に間隔をあけて配設されるリング
状容器である。これらのリング状容器ＩＡ〜ＩＣは、軸
線方向を上下に合わせた真円筒状の外側壁１ａと内側＠
ｌｂとの間に、原子炉冷却材（例えば軽水）が供給され
るリング状の反応室２八〜２Ｃが設けられた構成とされ
るとともに、支持架台３上に固定されている。前記反応
室２Ａ〜２Ｃは、上下方向に配設された仕切壁４により
遮蔽され、この仕切壁４付近の上部に設けられた流体人
口５および流体出口６が連結管７によって接続されるこ
とにより、外側から内側に順に直列接続される。また、
リング状容器ＩＡ〜ＩＣの底部には、仕切壁４と近接し
た位置にクラッド貯留部８が設けられる。

また、前記反応室２Ａ〜２Ｃの半径方向両側には、原子
炉冷却材中のクラッドに磁場を作用させるための複数の
磁石（永久磁石など）９Ａ〜９Ｄが周方向に沿って相互
間隔をあけて配設される。

これら磁石９八〜９　ＤＦｉ、第１図および第２図に示
すように、支持枠１０Ａ〜ＩＯＤにそれぞれ一体に取り
つけられて各リング状容器ＩＡ〜ＩＣを挾むようにほぼ
リング状をなすとともに、各磁極は反応室２八〜２Ｃを
挟む対向極が異極（Ｎ極とＳ極、あるいはその逆順）で
あり、隣接するリング状容器ＩＡ〜ＩＣの間に位置して
いる部分は、一つの磁石のＮＳ極の方向を平行に合わせ
て配置ｕさ九ている。なお、第２図例では、Ｎ５ｆｉＪ
ｉを形成する磁石が、上下に投数分離されたブロックを
一体「ヒした状態で支持枠１０Ａ〜ＩＯＤに取りつけら
れた構成となつ′Ｃいる。

そして、前記支持枠ＪＯＡ〜ＩＯＤは、それぞれガイド
レール１１上に、複数の車輪１２を介して載置され、複
数の磁石９八〜９Ｄを各反応室２八〜２Ｃを挟んで回転
させるもので、第１図に示す各磁石９八〜９Ｄの配置関
係が変化しないように同期機構１３１Ｃよって連結され
て、中心線Ｙ−Ｙ’を回転中心として同一の角津度ωで
回転するように設定される。すなわち、同期機構１３は
、支持枠１０Ａ〜ＩＯＤの下部に一体に取りつけられた
リング状の複数のラックギヤ１４と、これらラックギヤ
１４に噛合する各ピニオン１５と、これらビニオン１５
に一体に連結された駆動軸１６とから構成されるととも
に、各支持枠１０Ａ〜１０Ｉ）に対するギヤ比がすべて
同一となるようにして一体回転させるものであり、図示
例に限定されるものではない。

また、前記同期機構１５には駆動モータ１７が連結され
て、第１図矢印で示す如く各磁石９八〜９Ｄを同一角速
度ωで回転させることにより、例えば３〜１０ヘルツ（
Ｈｚ　）の交番磁場を原子炉冷却材中のクラッドに作用
させる構成とされている。

以上の如く構成されているクラッド分離装置の作用につ
いて以下説明する。

原子炉冷却材が流体人口５から最外側の反応室２人に送
り込まれると、周方向に沿って１周した後、流体出口６
から連結管７を経由して次の反応室２Ｂの流体人口５へ
、さらに次の反応室２Ｃへと順次送り込まれて、最内側
の反応室２Ｃの流体出口６から排出される。そして、こ
れらの流路の途中で、原子炉冷却材中に含まれる浮遊状
態のクラッドは、各磁石９Ａ〜９Ｄの形成する磁場の作
用で、第３図にＣＩで示すように、反応室２八〜２Ｃを
挟んで対向するＮＳ極の間に磁力線に沿って並び、また
、矢印ωで示すように移動する磁場の作用で、原子炉冷
却材の粘性に抗して移動しようとする。

このときの磁石９八〜９Ｄの移動速度は、例えば３〜１
０１ｚであるから原子炉冷却材の粘性によってクラッド
の移動が追従できず遅れが生じる。

したがってクラッドには周方向に隣り合う極が異極であ
ることに起因して極の通過毎に極性が反転する交番磁場
が作用し、クラッドは磁場によって間欠的ｖｃ整列させ
られつつ、第３図矢印ωの方向（仕切壁、会に向う方向
）に少しずつ移動して、究極的に反応室２八〜２Ｃを一
周して仕切壁４まで導かれる。また、磁場によってクラ
ッドが磁化されるため、クラッドが相互に結合して粒子
が大きくなりこの部分のクラッド濃度が高くなり、磁場
から解放されたときに自重によって徐々に落下し、さら
に磁場が作用することによってクラッドが集合結合して
粒子が大きく人る現象を繰り返し、仕切壁４に沿って落
下したクラッドがクラッド貯留部８に収集されることに
なる。次いで、クラッド貯留部８に集められたクラッド
は適宜取り出されて処理されるものである。

一方、？ＪＩ′ｔＩｉの反応室２八〜２Ｃが連結管７に
よって直列接続状態となっているため、原子炉冷却材が
１周目、２周目、３周目と内方の反応室２八〜２Ｃへ送
られる毎に、クラッドが徐々に除去されてクラッド６度
が低下するが、これに合わせるように最内側の反応室２
Ｃに作ｍする磁場の周速度が低くなり、クラッド除去を
多段に実１布することとの相互作用により、クラッド除
去効率を向上させるようにしている。

また、複数の反応室２八〜２Ｃの間に位置する磁石は、
一つの（つまり一対・の’）ＮＳ極が隣り合う反応室２
八〜２Ｃに対向する如くなっているため、当然のことな
がら　４磁石の数＝Ｃ反応室の数）÷２＋１となり、その敗を少がく単純外、栴造とすることができ
る。

なお、各磁石は永久磁石に代えて、電磁石（直流または
交流）としてもよい。

以上説明したように本発明によれば次の効果を奏するこ
とができる。

■　原子炉冷却材中にクラッドが混入している場合に、
循環路の途中でクラッドを分離除去し、原子力発電施設
の健全性を高めることができる。

■　反応室に沿って移動する磁場をクラッドに作用させ
るようにしているため、クラッドを大粒子化して沈降さ
せ効率よく分離除去することができる。

■　原子炉冷却材を複数の反応室に順に送り込んで、ク
ラッドの分離除去作用を繰り返し行なうようにしている
から、分離効果が高く原子炉冷、＋１材のクラッド濃度
を著しく低くした状態として循環路に合流させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図のｌ−ｌ線に沿う矢視断面図、第３図は磁石の作用を
説明する展開図である。ＩＡ〜ＩＣ・・・・・リング状容器、１ａ・・・・・外
側壁、１ｂ　・・・・・内側壁、２Ａ〜２Ｃ・・・・・
反応室、３・・・・・支持架台、４・・・・・仕切壁、
５・・・・・流体入口、６・・・・・流体出口、７・・
・・・連結管、９Ａ〜９Ｄ・・・・・磁石、１０Ａ〜Ｉ
ＯＤ・・・・・支持枠、１３・・・・・同期機構、１４
・・・・・ラックギヤ、１５・・・・・ピニオン、１６
・・・・・駆動軸、１７・・・・・駆動モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

流体に磁場を作用させるようにしたクラッド分離装置に
おいて、流体が供給されるリング状反応室を同心円状に
半径方向に間隔をあけて複数配設し、該各反応室の半径
方向両側にその周方向に沿って同期回転させられる複数
の磁石を設けるとともに、該磁石は、反応室を挟む対向
極を異極とし、反応室の間に位置する両極を一対のＮＳ
極としたことを特徴とするクラッド分離装置。