JPS6134128A

JPS6134128A - ナトリウム純化ユニツト

Info

Publication number: JPS6134128A
Application number: JP59153343A
Authority: JP
Inventors: Minoru Akatsu; 赤津　実
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1984-07-24
Filing date: 1984-07-24
Publication date: 1986-02-18
Also published as: JPH0119446B2

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、ナトリウム冷却の原子カプラントに於ける原
子炉容器、ストレージタンク等のナトリウム貯留タンク
内のナトリウムを精製する純化ユニットの改良に係り、
コールドトラップの温度上昇を抑制すると共に不純物を
捕獲するコールドトラップ部の交換を可能ならしめ且つ
純化された低温のナトリウムの高温ナトリウム中への流
出による熱衝撃の緩和を可能ならしめて、純化性能の向
上と寿命の延長を図ったナトリウム純化ユニットに関す
る。

（従来技術とその問題点）高温の液体ナトリウム中の不純物を捕獲して精製する純
化ユニット、例えば原子カプラントの１つである高速増
殖炉に於ける原子炉容器等の貯留タンク内のナトリウム
中に挿入して用いられる純化ユニットは、第１図に示す
如〈従来、主として精製すべきナトリウム中の不純物を
捕獲するコールドトラップ２、該コールドトラップ２で
不純物を捕獲するのに最適な温町を得る　ントリ、、つ
２みを冷却器４、−コ、−クド（ラップ２に導、４．；
、。

り込む為の電磁ポンプ３、導入ナトリウムの流、。

量を測定する箒の電磁流量計７、ナト、す、つ１ム単；
、′−゛び冷却材配−曽及び前記各機器を設置する為の
ジ−エル１等から構成されている。

原子炉容器等のナトリウム貯留タンク内のナトリウム中
に存在する酸素、水素等の不純物は、前記純化ユニット
を設置して精製し、通常のナトリウム中の不純物濃度を
所定値以下に維持するようにして運転されている。不純
物の除去は、純化ユニット内に設けられた冷却器４内で
、ナトリウムを約１４０℃迄冷却し、コールドトラップ
２内に設けられた金属メツシュ２ａに析出させて行うが
、純化ユニットは原子炉容器の場合、：通常運転特約５
００〜５５０℃程度の高温ナトリウ”％”端部上温度の
低い“冷却器４或いはコールトド・−゛、Ｓ々に選択することによって、該支持構造材４ａに発生する
熱応力を緩和し、その破損を防止していた。

然し乍ら、内部構成機器を直接シェル１に取付ける純化
ユニットではシェル１の強度の点で問題があった。また
前記純化ユニットは、内部構成機器が健全でちってもコ
ールドトラップ２の不純物除去機能の喪失により屏来、
しなければ、ならないので寿命が短いもの：Ｔ：多？た
。さらに第１図に示される僅来の純化ユニットで峰、冷
却器４で冷却され、コールドトラップ２で不純物が除去
されて純化されたナトリ２ムが導出口５よシ流出すると
、貯留タンク内の高温のナトリウムによシ熱衝撃を受け
る。享た貯菫タンク内の高温のナトリウムの熱がコール
ドトラップ２内の金属メツシュ２８に移動し、金属メツ
シュ２ａが高温となると１．・コールドトラ、ツブ２の
不純物除去機能が低下する。　　　　・（発明の目的）
　　・　　　　　　５．　　。

本発明は、斯かる技術的な諸問題を解決すべくな嬶れた
もので、内部構成機器の支持構造材の熱応力や琴生・を
軽減すると共にン壬ルの残基を増大し、その上純化ナト
リウみの流出時９熱衝撃を緩和し、さら（０〒ルド・ト
、ラップ）貯留タイク内の高温ナトリウみの熱が移動１
、シないよＩＩＩＩｆ１今十ト１１ウム鎮イトユニット
ｆＰＳ也オｌ、ふするものである。　　、。

（発明の構成）１１、１本発明のナトリウム純化ユニットは、シェルの内側に同
心に内筒管を設けて、シェルとの間に、狭い環状の空間
部を形成し、該空３間部に断熱材ｆ、充填し、該断勢胴
充亨剖の下端をシェル下端と円筒管の下端（底板を接合
し、て封寒し１、円筒管の下部内側に叩心に筒状のコー
ルドトラツプを中央にナトリウム導出戸を有する支持板
の周縁部のフランジにて着脱可能に支持し、該コール、
ド１ライブの内側（は一定間隙を存して同心綽前記喜館
板のオド１す１ラム導出口の周縁上でオド、：す２査宗
内筒を収け、前記プールドトラップＱ上方の入口割に冷
却器を設け、該冷却器を円錐形や支持構造材を介して内
筒管をナト・リウムを密封する、よ、うに支持し、ンモ
ルのナトリフ台導入ロ、ｌ：９電磁流営計に至るナトリ
ウム配管には前記ナトリウム寒内筒内で壬コノマイザを
設けたことを特徴とするものである。　　５（夾粕例）
・　　　　゛本発明のナトリウム純化ユニットの一実施例を第２図に
よって詳細に説明する。シェル１の内側に同心に内筒管
１０が設けられて、シェル１との間に狭い環状の空間部
１１が形成され、該空間部１１に断熱材１２が充填され
ている。

この断熱材充填部の下端は、シェル１の下端と内筒管１
０の下端に底板１３を接合して封塞している。２′は筒
状のコールドトラップで、内部に金属メツシュ２８が充
填され、上端面に円板１４が取付けられ、下端面に中央
にす）ＩＪウム導出口５を有する支持板１５が取付けら
れていて、支持板１５を内筒管１０に嵌入しその周縁部
のフランジ１５ａをシェル１の下端の底板１３に着脱可
能に固定して、コールドトラップ２′を内筒管１０の下
部内側に同心に内装している。

このコールドトラップ２の内側には一定間隙を存して同
心に前記支持板１５のナトリウム導出口５の周縁上でナ
トリウム案内筒１６が立設されている。コールドトラッ
プ２′の上方の入口部に冷却器４が設けられており、該
冷却器４は円錐形の支持構造材４ａを介して内筒管１ｏ
にナトリウムを密封するように支持されている。この冷
却器４に冷却材を供給９回収する冷却材入口配管８．出
口配管９は内筒管１ｏの内側に一部ばね状に成形されて
設けられ、図示せぬ系外の冷却材供給源に接続されてい
る。６は純化ユニットのナトリウム導入口で、シェル１
に設けられている。７はナトリウムの流量を測定する電
磁流量計、３はす）　ＩＪウム七循環せしめる電磁ポン
プで、支持構造材７ａを介して内筒管１０に支持固定さ
れている。ナトリウムの循環流路を構成する配管１７の
ナトリウム導入口６から電磁流量計７に至る途中には前
記ナトリウム案内筒１６内でエコノマイザ１８が設けら
れている。ナトリウム配管１７ｉＩ、ナトリウム導入口
６、エコノマイザ１８、電磁流量計７、電磁ポンプ３及
び冷却器４の各機器間をばね状に成形されて配設されて
いる。

次に上記のように構成したナトリウム純化ユニットの作
用を説明する。ナトリウム純化ユニットは原子炉容器等
のナトリウム貯留タンクの例えば５００℃以上のナトリ
ウム中に挿入して設置されている為、シェル１の温度も
プラント稼動中は約５００℃以上に達している。ナトリ
ウム純化ユニット社、図示省略の外部電源から電力の供
給を受けて電磁ポンプ３が作動し、運転される。ナトリ
ウム導入口６から導入された約５００℃以上のプ用・リ
ウムけ、エコノマイザ１８゜電磁流量計７を通って電磁
ポンプ３に入シ昇圧され、ナトリウム配管１７を通って
冷却器４内に導入される。ナトリウム配管１７は一部ば
ね状に成形されているので、シェル１との温度差による
熱膨張差が吸収され、熱応力の発生も少ない。ここで冷
却器４に導入されたナトリウムは、冷却材入口配管８か
ら導入された冷却材と熱交換して１４０℃程度に冷却さ
れて、冷却器４の支持構造材４ａの内側を通ってコール
ドトラップ２の上部のナトリウム入口部に導入される。

一方冷却材は冷却器４でナトリウムを冷却したて系外に
戻っていくが、冷却材入口配管８及び出口配管９はナト
リウム配ｇ１７と同様に一部ばね状に成形された部分を
有しているので、ナトリウム配管１７と同様に熱応力の
発生が少ない。コールドトラップ２の入口部に導入され
たナトリウムは、該コールドトラップ２の外周側に寸わ
り込んで内部に充填されている金ハメッシュ２ａＫ浸透
していき、核す）ＩＪウム中の酸素、水素等の不純物が
全縮メツシュ２ａに析出され、ナトリウムは純化されて
コールドトラップ２の内周側に滲出する。このコールド
トラップ２の内周側にＰ出ｌ〜だ低温純化ナトリウムは
ナトリウム案内筒１６の外周面との間の間隙を上昇し、
円板１４とナトリウム案内筒１６の上端との間の開口を
通ってナトリウム案内筒１６の内側に入シ、ここを下降
する。ナトリウム案内筒１６の内側にはエコノマイザ１
８が設けられているので、ナトリウム案内筒１６の内側
を下降するナトリウノ、Ｌ高温のナトリウムにより持板
１５の中央のナトリウム導出口５よりナトリウム貯留タ
ンク内の高温のナトリウム中に流出回帰した際、ナトリ
ウムの温度差が小さくなっているので、Ｑ　Ｆｉ　ｍが
緩和される。一方、エコノマイザ１８で低温純化ナトリ
ウムを加゛熱［また高温のナトリウム自身は冷却されて
、電磁流量計７、電磁ポンプ３を通って流れるので、こ
れらの内部構成機器に１熱応力があ壕り生しない。

前記コールドトラップ２′は、ジェル１と内筒管１０間
の環状の空間部１１に充填された断熱材１２によってシ
ェル１から熱伝導が遮断でれ、金属メツシュ２８部の温
度上昇はコールトドジップ２′の下端面の支持板１５か
らの伝熱が主となるので少なく、従って原子カプラント
の運転中コールドトラップ２の不純物除去効率が高く、
安定したナトリウムの純化が行われる。

然してコールドトラップ２′で捕獲した不純物が捕獲容
量に達し、捕獲除去する機能が喪失したならは、支持板
１５をシェル１の下端の底板１３から取外してコールド
トラップ２′を内筒管１０より抜き取り、新しいコール
ドトラップ２′と交換して装着すれば良い。

（発明の効果）以上詳記した通り本発明のナトリウム純化ユニットは、
冷却材バウンダリーを形成するシェルの内側に同心に内
筒管を設けて環状の空間部を形成し、該空間部に断熱材
を充填しであるので、冷却器、コールドトラップ等の内
部構成機器はシェルからの熱伝導が遮断され、内部構成
機器に発生する熱応力が緩和される。またコールドトラ
ップは外周からの伝熱が無く、下端面の支持板からの伝
熱が主となるので、温度上昇が少なく、従って不純物除
去効率が高く、安定した純化性能を得ることができる。

さらにコールドトラップの内側にエコノマイザが設けら
れ。

このエコノマイザでコールドトラップにより純化された
低温のナトリウムが加熱されて、貯留タンク内の高温ナ
トリウム中に流出回帰するので熱衝撃が緩和される。ま
た純化すべき貯留タンク内の高温ナトリウムが系内に導
入されエコノマイザを通って純化された低温のナトリウ
ムにより冷却されるので内部構成機器を循環してもそれ
らに熱応力が生じない。さらにコールドトラップを着脱
可能になして交換可能ならしめたので、ナトリウム純化
ユニットの寿命延長、コスト削減が可能である等の効果
がある。

【図面の簡単な説明】第１図は従来のナトリウム純化ユニットの概略を示す断
面図、第２図り本発明のす）　ＩＪウム純化ユニットの
一実施例の概略を示す断面図である。１トシエル　　２・・・コールドトラップ４・・・冷却
器　　５・・・ナトリウム導出口６・・・ナトリウム導
入口　　７・・・電磁流量計　　１０・・・内筒管　　
　１１・・・環状の空間部　　１２・・・断熱材　　１
３・・・底板１５・・・支持板　　１５ａ・・・フラン
ジ１６・・・ナトリウム案内筒　　１７・・・ナトリ第
１図

Claims

【特許請求の範囲】

シェルの内側に同心に内筒管を設けてシェルとの間に狭
い環状の空間部を形成し、該空間部に断熱材を充填し、
該断熱材充填部の下端をシェル下端と内筒管の下端に底
板を接合して封書し、内筒管の下部内側に同心に筒状の
コールドトラップを中央にナトリウム導出口を有する支
持板の周縁部のフランジにて着脱可能に支持し、該コー
ルドトラップの内側には一定間隙を存して同心に前記支
持板のナトリウム導出口の周縁上でナトリウム案内筒を
設け、前記コールドトラップの上方の入口部に冷却器を
設け、該冷却器を円錐形の支持構造材を介して内筒管を
ナトリウムを密封するように支持し、シェルのナトリウ
ム導入口より電磁流量計に至るナトリウム配管には前記
ナトリウム案内筒内でエコノマイザを設けたことを特徴
とするナトリウム純化ユニット。