(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることにある。【解決手段】本発明は、ナトリウムを除去する充填材が入った容器と、前記容器内の充填材に対して上側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、前記容器内の充填材に対して下側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、前記入口配管を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする。【効果】本発明によれば、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることが可能である。【選択図】  図２
2012032250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムを除去する充填材が入った容器と、
前記容器内の充填材に対して上側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、
前記容器内の充填材に対して下側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、
前記入口配管を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置。
【請求項２】
前記充填材の温度を制御する温度制御機構が、前記容器の側面に設けられていることを特徴とする、請求項１記載の高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置。
【請求項３】
前記入口配管が前記容器に接合されたガス流入口に面した、前記充填材の上面は、上面中央から前記容器側面方向へ下りの傾斜を有することを特徴とする、請求項１又は２記載の高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置。
【請求項４】
前記容器の底部に加熱装置が取付けられていることを特徴とする、請求項１乃至３記載の高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速増殖炉カバーガス系のナトリウム凝縮型除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の第１図，第２図は、高速増殖炉カバーガス系のナトリウム除去方法に関し、ナトリウム凝縮型除去装置の構造を開示する。このナトリウム凝縮型除去装置は、約５００℃に予熱保持されたアルゴンガスが装置下部から導かれ、装置内部を上昇し、装置上部から流出する。また、装置内部の充填材は、アルゴンガスに残留するナトリウムミストを除去する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平３−６５８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の第１図，第２図におけるナトリウム凝縮型除去装置は、装置の入口部付近が電気ヒータ等の加熱装置により高温に加熱されている。そのため、メッシュ（充填材）により捕獲されたナトリウムは、原子炉容器に戻る際に加熱装置で加熱され、再蒸発してしまい、ナトリウム凝縮型除去装置内におけるアルゴンガス中のナトリウム濃度が高くなる。その結果、ナトリウムの捕集効率が悪くなるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ナトリウムを除去する充填材が入った容器と、前記容器内の充填材に対して上側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、前記容器内の充填材に対して下側の前記容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、前記入口配管を加熱する加熱装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】高速増殖炉のカバーガス系の構成例を示した説明図である。
【図２】ナトリウム凝縮型除去装置の構成例を示した説明図である。（実施例１）
【図３】ナトリウム凝縮型除去装置の構成例を示した説明図である。（実施例２）
【図４】ナトリウム凝縮型除去装置の構成例を示した説明図である。（実施例３）
【図５】ナトリウム凝縮型除去装置の構成例を示した説明図である。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、ナトリウム取扱施設において液体ナトリウムの自由液面を覆うカバーガス中に含まれるナトリウムベーパを捕獲するナトリウム凝縮型除去装置に関するものである。
【実施例１】
【００１０】
図１は、高速増殖炉のカバーガス系の構成例を示す。原子炉容器１内には炉心２で発生する熱を除熱するため、冷却材ナトリウム３が自由液面を有して満たされており、原子炉運転時、この冷却材ナトリウムは約５００℃の高温になる。冷却材ナトリウム３の自由液面上のカバーガス空間４には、ナトリウムの酸化防止等の観点から、不活性ガスであるアルゴンガスがカバーガスとして封入されている。
【００１１】
原子炉運転中、冷却材ナトリウム３の自由液面上から、ナトリウムのミストやベーパが上記カバーガス中に移行する。また、アルゴンが放射化されて生ずる放射性アルゴン（41Ａｒ）、燃料破損時にはキセノンやクリプトン等の核分裂生成物（ＦＰ）もカバーガスに含まれる。そのため、ナトリウム成分の除去，41Ａｒの減衰及びＦＰの除去の目的で、ミストトラップ６及びナトリウム凝縮型除去装置１９，希ガス除去・回収設備１４及び41Ａｒ減衰タンク１６が設けられ、圧縮機１５により閉ループ運転される。
【００１２】
図１において、原子炉容器１内の冷却材ナトリウム３の自由液面上のカバーガス空間４は、ナトリウムのミスト及びベーパを含んだアルゴンガスが満たされている。このアルゴンガスは、原子炉容器１の出口から通路（配管）５によりミストトラップ６に導かれ、ミスト状のナトリウムが除去された後、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７を通り、ナトリウム凝縮型除去装置１９の上部に導かれる。アルゴンガスは、ナトリウム凝縮型除去装置１９に流入する前に、電気ヒータ１８にて約５００℃に加熱される。そして、アルゴンガス中のナトリウムベーパは、メッシュ２０の表面に凝縮することにより除去される。除去された液状のナトリウムは、メッシュ部の表面張力に抗して自重により落下してドレン勾配を持たせたドレン配管２２を経由して原子炉容器１内に戻される。このドレン配管２２には、ドレンの流量を調整するドレン弁１２が設けられている。一方、ナトリウムベーパが除去されたアルゴンガスは、ナトリウム凝縮型除去装置１９の下部に取付けられた出口から装置外部へ流出される。
【００１３】
図２は、ナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。ナトリウム凝縮型除去装置は、ナトリウムベーパを除去・捕獲する充填材であるメッシュ２０と、その充填材が入った容器と、容器内の充填材に対して上側の容器に取り付けられた、原子炉容器からのカバーガスが流入するナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７と、容器内の充填材に対して下側の容器に取り付けられた、ナトリウムベーパが取り除かれたカバーガスが流出するナトリウム凝縮型除去装置出口配管２１と、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７の外壁に設けられ、ナトリウム凝縮型除去装置１９へ流入するカバーガスを加熱しカバーガス中に含まれるナトリウムをベーパ化させる電気ヒータ（加熱装置）１８と、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部に設けられ、メッシュ２０で捕獲したナトリウムをドレンするドレン配管２２を備えている。メッシュ２０の上側空間及び下側空間は、それぞれナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７及びナトリウム凝縮型除去装置出口配管２１と連通している。また、充填材が入った容器は円筒形状であり、容器のＡ−Ａ断面を図２の右側に示す。
【００１４】
本実施例において、原子炉容器１からのカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７に取付けられた電気ヒータ１８により約５００℃に加熱される。電気ヒータ１８は、カバーガスに含まれるナトリウムをベーパ化する。そして、加熱されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７よりナトリウム凝縮型除去装置１９の上側空間に流入する。除去装置に流入したカバーガスは下方向に流れ、メッシュ２０を通過する際に冷やされ、カバーガス中に含まれていたナトリウムが液体の状態で除去される。ナトリウムが除去されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置出口配管２１から除去装置の外部に流出する。一方、メッシュ２０で捕獲されたナトリウムは、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部まで滴下し、ドレン配管２２より原子炉容器等の液状のナトリウムが溜められている容器へ戻される。
【００１５】
このように、容器内の充填材に対して上側の容器に取り付けられた、ナトリウムを含むガスを供給する入口配管と、容器内の充填材に対して下側の容器に取り付けられた、ナトリウムが除去されたガスを排出する出口配管と、入口配管を加熱する加熱装置を備えることにより、加熱装置は充填材の上側に位置する。そのため、充填材によって捕獲されたナトリウムが原子炉容器へ戻される際に、加熱装置で再度加熱され再蒸発することを防ぐことが可能である。そして、ナトリウム凝縮型除去装置のナトリウム捕集効率を上昇させることが可能である。
【実施例２】
【００１６】
図３は、ナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。図３において、図２と異なる部分のみ説明する。本実施例のナトリウム凝縮型除去装置は、ナトリウム凝縮型除去装置１９の外部側面にメッシュ２０の温度を制御する温度制御機構２３を備えた点が実施例１と相違する。温度制御機構２３は、電気ヒータ，ナトリウム凝縮型除去装置１９の側面を冷却ジャケットで囲み冷却ジャケット内に冷却材を流す冷却ユニット、もしくは電気ヒータと冷却ユニットの組合せで構成される。温度制御機構２３のＡ−Ａ断面は、図３の右側に示す。
【００１７】
本実施例において、原子炉容器からのカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７に取付けられた電気ヒータ１８により約５００℃に加熱される。そして、カバーガスに含まれるナトリウムはベーパ化され、カバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７よりナトリウム凝縮型除去装置１９に流入する。温度制御機構２３は、メッシュ２０の上側（入口配管側）の温度を約１３０℃に設定すると共に、メッシュ２０の下側（出口配管側）の温度を約４００℃に設定する。即ち、温度制御機構２３は、メッシュの上下方向で温度分布を設定する。そして、カバーガスは、メッシュ２０を通過する際に冷やされ、カバーガス中に含まれていたナトリウムが液体の状態で除去される。ナトリウムが除去されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置出口配管２１から除去装置の外部に流出する。一方、メッシュ２０で捕獲されたナトリウムはナトリウム凝縮型除去装置１９の底部まで滴下し、ドレン配管２２より原子炉容器等の液状のナトリウムが溜められている容器へ戻される。このように、ナトリウム凝縮型除去装置１９の上部からナトリウム蒸気を含んだアルゴンガスを流入させ、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部からナトリウムを除去したアルゴンガスを流出させるため、捕獲したナトリウムは再度加熱され再蒸発することなく回収することができ、ナトリウムの凝集捕獲の効率を高めることができる。また、温度制御機構を備えることにより、ナトリウムを効率的に液化させることが可能である。
【実施例３】
【００１８】
図４はナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。図４において、図３と異なる部分のみ説明する。
【００１９】
本実施例のナトリウム凝縮型除去装置は、メッシュ２４の形状が実施例２と相違する。具体的には、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７が容器に接合されたガス流入口に面した、充填材（メッシュ２４）の上面は、上面中央から容器側面方向へ下りの傾斜を有する。
【００２０】
本実施例において、原子炉容器からのカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７に取付けられた電気ヒータ１８により約５００℃に加熱される。そして、カバーガスに含まれるナトリウムをベーパ化してから、カバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７よりナトリウム凝縮型除去装置１９に流入する。除去装置に流入したカバーガスは、メッシュ２４を通過する際に冷やされ、カバーガス中に含まれていたナトリウムが液体の状態で除去される。なお、実施例２で説明したように、メッシュ２４は温度制御機構２３によって温度を制御されている。ナトリウムが除去されたカバーガスは、ナトリウム凝縮型除去装置出口配管２１から除去装置の外部に流出する。一方、メッシュ２４で捕獲されたナトリウムは、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部まで滴下し、ドレン配管２２より原子炉容器等の液状のナトリウムが溜められている容器へ戻される。このように、ナトリウム凝縮型除去装置１９の上部からナトリウム蒸気を含んだアルゴンガスを流入させ、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部からナトリウムを除去したアルゴンガスを流出させるため、捕獲したナトリウムは再度加熱され再蒸発することなく回収することができ、ナトリウムの凝集捕獲の効率を高めることができる。
【００２１】
また、ナトリウム凝縮型除去装置入口配管１７が容器に接合されたガス流入口に面した、充填材（メッシュ２４）の上面は、上面中央から容器側面方向へ下りの傾斜を有する。そのため、メッシュ２４で捕獲したナトリウムは、メッシュ２４の傾斜に沿って温度制御機構２３が取付けられた側面の方向へ流れて行く。そして、ナトリウム凝縮型除去装置１９の側面内壁に沿ってナトリウム凝縮型除去装置１９の底部まで流れる。ナトリウム凝縮型除去装置１９の側面は、中心側に比べて温度制御機構２３により温度制御されている。そのため、ナトリウムを積極的に除去装置の側面側に流すことで、ナトリウムがメッシュ２４内部で凝固し、閉塞することを防止できる。
【００２２】
なお、本実施例では、温度制御機構２３とメッシュ２４を組み合わせたが、メッシュ２４のみを使用しても良い。
【実施例４】
【００２３】
図５はナトリウム凝縮型除去装置の拡大図である。図５において、図４と異なる部分のみ説明する。
【００２４】
本実施例のナトリウム凝縮型除去装置は、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部とドレン配管２２の外部に、加熱装置である電気ヒータ２５を備えている。電気ヒータ２５により、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部及びドレン配管２２の温度は、ナトリウムが凝固しない温度（約１００℃）に制御される。そして、電気ヒータ２５は、ナトリウム凝縮型除去装置１９の底部に滴下したナトリウム及びドレン配管２２に流れ込んだナトリウムが凝固し回収できなくなることを防止できる。
【００２５】
なお、本実施例では、温度制御機構２３，メッシュ２４及び電気ヒータ２５を組み合わせたが、電気ヒータ２５のみを使用しても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１  原子炉容器
２  炉心
３  冷却材ナトリウム
４  カバーガス空間
５，７  配管
６  ミストトラップ
８，１９  ナトリウム凝縮型除去装置
９，２０，２４  メッシュ
１０，１８，２５  電気ヒータ
１２  ドレン弁
１４  希ガス除去・回収設備
１５  圧縮機
１６  減衰タンク
１７  ナトリウム凝縮型除去装置入口配管
２１  ナトリウム凝縮型除去装置出口配管
２２  ドレン配管
２３  温度制御機構
【図１】
2012032250.tif 000003
【図２】
2012032250.tif 000004
【図３】
2012032250.tif 000005
【図４】
2012032250.tif 000006
【図５】
2012032250.tif 000007