JP2003066187A - Method and apparatus for controlling purity of lead-bismuth alloy liquid - Google Patents
Method and apparatus for controlling purity of lead-bismuth alloy liquidInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鉛ビスマス合金融液中に含まれる酸素濃度を適
切な範囲内に管理するとともに、同融液中に含まれる粒
子状腐食生成物等の不純物を除去すること。
【解決手段】本発明の鉛ビスマス合金融液の純度管理装
置は、鉛ビスマス合金融液13を貯液する純度管理容器14
と、気体を所定組成に調整して供給する気体組成調整タ
ンク1と、気体組成調整タンク1によって供給された気体
を気泡化し、この気泡を純度管理容器14内にその下部側
から供給するバブラー12と、バブラー12によって純度管
理容器14内の下部側に供給された気泡10が、純度管理容
器14内の下部側から上部側に向かって上昇する過程にお
いて気泡10と鉛ビスマス合金融液13および鉛ビスマス合
金融液13中に含まれる粒子状不純物との界面において生
じる気相・液相・固相間での相互作用によって、気泡10
の界面に捕捉した不純物を除去するフィルター16とを備
える。
(57) [Problem] To control an oxygen concentration contained in a lead-bismuth alloy liquid within an appropriate range, and to remove impurities such as particulate corrosion products contained in the melt. A lead-bismuth mixed liquid purity control device according to the present invention includes a purity control container (14) for storing a lead-bismuth mixed liquid (13).
A gas composition adjusting tank 1 for adjusting the gas to a predetermined composition and supplying the gas; and a bubbler 12 for supplying the gas supplied by the gas composition adjusting tank 1 into the purity control container 14 from the lower side thereof. The bubble 10 supplied to the lower side of the purity control container 14 by the bubbler 12 rises from the lower side to the upper side of the purity control container 14 in the process of rising from the lower side to the upper side. Gas bubbles, liquid phase, and solid phase interaction at the interface with particulate impurities contained in
And a filter 16 for removing impurities trapped at the interface of the filter.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉や粒子加速
器の冷却材などに用いられている鉛ビスマス合金融液の
必要な純度管理を行うための鉛ビスマス合金融液の純度
管理方法および純度管理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the purity of a lead-bismuth compound financial liquid for performing necessary purity control of a lead-bismuth compound financial liquid used as a coolant for reactors and particle accelerators. Regarding management device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】鉛ビスマス合金融液は、それが有する熱
的、核的および化学的な特性の面から液体金属冷却型の
原子炉や、液体金属冷却型の粒子加速器に適用される冷
却材として広く用いられている。2. Description of the Related Art Lead-bismuth synthetic financial liquid is a coolant applied to a liquid metal-cooled reactor and a liquid metal-cooled particle accelerator because of its thermal, nuclear and chemical characteristics. Is widely used as.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように鉛ビスマス合金融液を冷却材として適用する場
合には、高温状態の原子炉あるいは加速器を冷却するこ
とによって、自身は熱を受け取って高温化する。このよ
うにして高温化された鉛ビスマス合金融液については、
その冷却機能の保持、および冷却材系統機器の健全性の
保持の観点から、特に酸素濃度の管理や、粒子状腐食生
成物などの不純物の除去管理が重要であることが指摘さ
れている。However, when the lead-bismuth compound financial liquid is applied as a coolant as described above, by cooling the reactor or the accelerator in a high temperature state, it receives heat and becomes high temperature. Turn into. Regarding the lead-bismuth compound financial liquid that has been heated to high temperature in this way,
From the viewpoint of maintaining the cooling function and maintaining the soundness of the coolant system equipment, it has been pointed out that the control of oxygen concentration and the removal control of impurities such as particulate corrosion products are particularly important.
【０００４】この純度管理が適切に行われないと、冷却
材系統機器に重大な腐食が生じたり、あるいは腐食生成
物などの不純物による冷却材流路の狭隘化や流路閉塞が
起こる可能性があるという問題がある。しかしながら、
現段階においては、これらの問題を解決するための純度
管理技術は確立されていない。If this purity control is not carried out properly, there is a possibility that serious corrosion will occur in the coolant system equipment, or that the coolant flow channels will be narrowed or blocked by impurities such as corrosion products. There is a problem. However,
At this stage, no purity control technology has been established to solve these problems.
【０００５】本発明は上記のごとき事情に鑑みてなされ
たものであり、鉛ビスマス合金融液中に含まれる酸素濃
度を適切な範囲内に管理することにより冷却材系統機器
の腐食の低減化を図るとともに、鉛ビスマス合金融液中
に含まれる粒子状腐食生成物等の不純物を除去すること
により冷却材流路の狭隘化や流路閉塞を阻止することが
可能な鉛ビスマス合金融液の純度管理方法および純度管
理装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to reduce the corrosion of the coolant system equipment by controlling the oxygen concentration contained in the lead-bismuth compound financial liquid within an appropriate range. Purity of lead-bismuth alloy financial liquid that can prevent narrowing of coolant channel and blockage of channel by removing impurities such as particulate corrosion products contained in lead-bismuth alloy financial liquid An object is to provide a management method and a purity management device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。In order to achieve the above object, the present invention takes the following means.
【０００７】すなわち、請求項１の発明の鉛ビスマス合
金融液の純度管理方法では、上記目的を達成するため
に、鉛ビスマス合金融液中に気体を吹き込み、この気体
を気泡化して鉛ビスマス合金融液中で移動させながら、
気泡と鉛ビスマス合金融液および鉛ビスマス合金融液中
に含まれる粒子状不純物との界面において生じる気相・
液相・固相間での相互作用により、不純物を気泡界面に
捕捉することによって、鉛ビスマス合金融液から不純物
を除去する。That is, in order to achieve the above object, in the method for controlling the purity of the lead-bismuth mixed financial liquid according to the first aspect of the present invention, a gas is blown into the lead-bismuth mixed financial liquid and the gas is bubbled to form a lead-bismuth mixed liquid. While moving in the financial liquid,
Gas phase generated at the interface between air bubbles and lead-bismuth compound financial liquid and particulate impurities contained in lead-bismuth compound financial liquid
Impurities are removed from the lead-bismuth alloy financial liquid by capturing the impurities at the bubble interface by the interaction between the liquid phase and the solid phase.
【０００８】これによって、鉛ビスマス合金融液中に含
まれる粒子状腐食生成物等の不純物を除去し、その冷却
材系統機器配管壁面への沈着・蓄積の低減化を図り、流
路の狭隘化や流路閉塞を阻止することができる。As a result, impurities such as particulate corrosion products contained in the lead-bismuth alloy financial liquid are removed, and the deposition and accumulation of the impurities on the wall surface of the piping of the coolant system equipment are reduced, and the flow path is narrowed. It is possible to prevent the flow path from being blocked.
【０００９】請求項２の発明の鉛ビスマス合金融液の純
度管理方法では、上記目的を達成するために、吹き込む
気体を、水素と水蒸気とを含んだ気体とし、かつ水素の
水蒸気に対する分圧比を0.01以上10.0以下の範囲とす
る。In order to achieve the above object, in the method for controlling the purity of the lead-bismuth compound financial liquid according to the second aspect of the present invention, the gas to be blown is a gas containing hydrogen and steam, and the partial pressure ratio of hydrogen to steam is set. The range is from 0.01 to 10.0.
【００１０】これによって、鉛ビスマス合金融液中の酸
素濃度を、適切な範囲内に管理し、冷却材系統機器の構
造材料の腐食を低減することができる。As a result, the oxygen concentration in the lead-bismuth alloy financial liquid can be controlled within an appropriate range, and the corrosion of the structural material of the coolant system equipment can be reduced.
【００１１】請求項３の発明では、請求項２に記載の鉛
ビスマス合金融液の純度管理方法において、吹き込む気
体のうちの水素および水蒸気以外の成分は、化学的に不
活性な希ガス（例えばヘリウムガス、アルゴンガス、ネ
オンガス）、および窒素ガスのうちの少なくとも何れか
を含むようにする。According to a third aspect of the present invention, in the method for controlling the purity of the lead-bismuth compound financial liquid according to the second aspect, the components other than hydrogen and water vapor in the blown gas are chemically inert rare gas (for example, At least one of helium gas, argon gas, neon gas, and nitrogen gas is contained.
【００１２】これによって、吹き込んだ気体による余分
な化学反応が起こらないようにしている。This prevents an extra chemical reaction due to the blown gas.
【００１３】請求項４の発明の鉛ビスマス合金融液の純
度管理装置では、上記目的を達成するために、鉛ビスマ
ス合金融液を貯液するタンクと、水素と水蒸気とを含ん
だ気体を所定組成に調整して供給する気体供給手段と、
タンク内の下部側に備えられ、気体供給手段によって供
給された気体を気泡化し、この気泡をタンク内にその下
部側から供給する例えばバブラーが適用された気泡発生
手段と、気泡発生手段によってタンク内の下部側に供給
された気泡が、タンク内の下部側から上部側に向かって
上昇する過程において気泡と鉛ビスマス合金融液および
鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子状不純物との界面
において生じる気相・液相・固相間での相互作用によっ
て、気泡の界面に捕捉した不純物を除去する例えばフィ
ルターが適用された不純物除去手段とを備える。In order to achieve the above object, the lead bismuth compound financial liquid purity control device according to the invention of claim 4 has a tank containing the lead bismuth compound financial liquid and a gas containing hydrogen and water vapor. Gas supply means for adjusting and supplying the composition,
A bubble generating means provided in the lower side of the tank to bubble the gas supplied by the gas supplying means and supply the bubbles from the lower side into the tank, for example, a bubble generating means to which a bubbler is applied, and the bubble generating means Of bubbles supplied to the lower side of the tank rises from the lower side to the upper side in the tank at the interface between the bubbles and the lead-bismuth compound financial liquid and the particulate impurities contained in the lead-bismuth compound financial liquid. It is provided with an impurity removing means, for example, to which a filter is applied, which removes the impurities trapped at the interface of the bubbles by the interaction between the gas phase, the liquid phase and the solid phase.
【００１４】これによって、気泡内部に不純物を捕捉し
て取り込み、更に、この不純物をフィルター等によって
濾過し除去することによって、鉛ビスマス合金融液の純
度を適切に管理することができる。Thus, the purity of the lead-bismuth compound financial liquid can be properly controlled by trapping and taking in impurities inside the bubbles, and further filtering and removing the impurities.
【００１５】請求項５の発明の鉛ビスマス合金融液の純
度管理装置では、上記目的を達成するために、鉛ビスマ
ス合金融液が貯液されたタンク内にその大部分が液浸す
るように、かつその長尺方向の軸がほぼ鉛直方向になる
ように配置された例えばエアリフトが適用された長尺状
の筒体と、水素と水蒸気とを含んだ気体を所定組成に調
整して供給する気体供給手段と、筒体の下部側に備えら
れ、気体供給手段によって供給された気体を複数の細孔
を通過させることによって気泡化し、この気泡を筒体に
その下部側から供給するバブラーと、バブラーによって
筒体の下部側に供給された気泡が、筒体内の下部側から
上部側に向かって上昇する過程において気泡と鉛ビスマ
ス合金融液および鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子
状不純物との界面において生じる気相・液相・固相間で
の相互作用によって、気泡界面に捕捉した不純物を除去
する例えばフィルターが適用された不純物除去手段とを
備える。In order to achieve the above object, in the purity control apparatus for lead-bismuth compound financial liquid of the present invention, most of the liquid is soaked in the tank in which the lead-bismuth compound financial liquid is stored. , And a long tubular body, for example, to which an air lift is applied, arranged so that its longitudinal axis is substantially vertical, and a gas containing hydrogen and water vapor is adjusted to a predetermined composition and supplied. A gas supply means, a bubbler provided on the lower side of the cylinder, bubbled by passing the gas supplied by the gas supply means through a plurality of pores, and a bubbler supplying the bubbles to the cylinder from the lower side thereof, Bubbles supplied by the bubbler to the lower side of the cylinder rise in the process of rising from the lower side to the upper side of the cylinder, and bubbles and particulate impurities contained in the lead-bismuth compound financial liquid and the lead-bismuth compound financial liquid. Interface By interaction between Oite resulting vapor-liquid phase-solid phase, and a impurity removal means for example a filter applied to remove the impurities trapped in the bubble interface.
【００１６】これによって、気泡内部に不純物を捕捉し
て取り込み、更に、この不純物をフィルター等により濾
過し除去することによって、鉛ビスマス合金融液の純度
を適切に管理することができる。[0016] Thus, the purity of the lead-bismuth compound financial liquid can be properly controlled by trapping and taking in impurities inside the bubbles, and further filtering and removing the impurities.
【００１７】請求項６の発明の鉛ビスマス合金融液の純
度管理装置では、上記目的を達成するために、鉛ビスマ
ス合金融液を貯液するタンクと、水素と水蒸気とを含ん
だ気体を所定組成に調整して供給する気体供給手段と、
タンク内の下部側に備えられ、気体供給手段によって供
給された気体を気泡化し、この気泡をタンク内にその下
部側から供給する例えばバブラーが適用された気泡発生
手段と、気泡発生手段によってタンク内の下部側に供給
された気泡が、タンク内の下部側から上部側に向かって
上昇する過程において気泡と鉛ビスマス合金融液および
鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子状不純物との界面
において生じる気相・液相・固相間での相互作用によっ
て、気泡界面に捕捉した粒子状腐食生成物などの不純物
を除去する例えばフィルターが適用された不純物除去手
段とを備える。In order to achieve the above object, the lead bismuth compound financial liquid purity control apparatus according to the sixth aspect of the present invention comprises a tank for storing the lead bismuth compound financial liquid and a gas containing hydrogen and water vapor in a predetermined manner. Gas supply means for adjusting and supplying the composition,
A bubble generating means provided in the lower side of the tank to bubble the gas supplied by the gas supplying means and supply the bubbles from the lower side into the tank, for example, a bubble generating means to which a bubbler is applied, and the bubble generating means Of bubbles supplied to the lower side of the tank rises from the lower side to the upper side in the tank at the interface between the bubbles and the lead-bismuth compound financial liquid and the particulate impurities contained in the lead-bismuth compound financial liquid. An impurity removing means, such as a filter, for removing impurities such as particulate corrosion products trapped at the bubble interface by interaction between the gas phase, the liquid phase, and the solid phase is provided.
【００１８】これによって、気泡界面に不純物である粒
子状腐食生成物などを捕捉して取り込み、更に、この粒
子状腐食生成物などの不純物を例えばフィルター等で濾
過するなどして除去することによって、鉛ビスマス合金
融液の純度を適切に管理することができる。As a result, the particulate corrosion product or the like, which is an impurity, is captured and taken into the bubble interface, and the impurities such as the particulate corrosion product or the like are removed by, for example, filtering with a filter or the like. It is possible to appropriately control the purity of the lead-bismuth compound financial liquid.
【００１９】請求項７の発明の鉛ビスマス合金融液の純
度管理装置では、上記目的を達成するために、鉛ビスマ
ス合金融液が貯液されたタンクにその大部分が液浸する
ように、かつその長尺方向の軸がほぼ鉛直方向になるよ
うに配置された例えばエアリフトが適用された長尺状の
筒体と、水素と水蒸気を含んだ気体を所定組成に調整し
て供給する気体供給手段と、筒体の下部側に備えられ、
気体供給手段によって供給された気体を複数の細孔を通
過させることによって気泡化し、この気泡を筒体にその
下部側から供給するバブラーと、筒体内をその下部側か
ら上部側に向かって上昇するバブラーによって供給され
た気泡が同伴することによって、筒体の上端部からオー
バーフローした鉛ビスマス合金融液を濾過し、同伴した
気泡が、筒体内の下部側から上部側に向かって上昇して
きた過程において気泡と鉛ビスマス合金融液および鉛ビ
スマス合金融液中に含まれる粒子状不純物との界面にお
いて生じる気相・液相・固相間での相互作用によって、
気泡界面に捕捉した粒子状腐食生成物などの不純物を除
去するとともに、それら不純物が除去された鉛ビスマス
合金融液をタンクに戻すことが可能なように配置された
フィルターとを備える。In order to achieve the above-mentioned object, in the purity controlling apparatus for lead-bismuth compound financial liquid of the present invention, most of it is immersed in the tank in which the lead-bismuth compound financial liquid is stored. And a long cylinder to which, for example, an air lift is arranged so that its longitudinal axis is substantially vertical, and a gas supply that adjusts the gas containing hydrogen and water vapor to a predetermined composition and supplies it. And means provided on the lower side of the tubular body,
The gas supplied by the gas supply means is made into bubbles by passing through a plurality of pores, and a bubbler that supplies the bubbles to the cylinder from its lower side and rises in the cylinder from its lower side to its upper side. In the process in which the bubble supplied by the bubbler was entrained, the lead-bismuth synthetic financial liquid overflowing from the upper end of the cylinder was filtered, and the entrained bubble rose from the lower side to the upper side in the cylinder. By the interaction between the gas phase, the liquid phase, and the solid phase, which occurs at the interface between the bubbles and the lead-bismuth compound financial liquid and the particulate impurities contained in the lead-bismuth compound financial liquid,
A filter arranged to remove impurities such as particulate corrosion products trapped at the bubble interface and to return the lead-bismuth alloy financial liquid from which the impurities are removed to the tank.
【００２０】これによって、筒体の上端部から鉛ビスマ
ス合金融液をオーバーフローさせ、鉛ビスマス合金融液
に含まれる気泡によって捕捉された粒子状腐食生成物を
フィルターで濾過することにより鉛ビスマス合金融液か
ら不純物を除去し、純度を適切に管理することができ
る。As a result, the lead-bismuth compound financial liquid overflows from the upper end of the cylindrical body, and the particulate corrosion product trapped by the bubbles contained in the lead-bismuth compound financial liquid is filtered by the filter to obtain the lead-bismuth compound financial liquid. Impurities can be removed from the liquid and the purity can be controlled appropriately.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図１および図２を用いて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００２２】図１は、本発明の実施の形態に係る鉛ビス
マス合金融液の純度管理方法を適用した鉛ビスマス合金
融液純度管理装置の全体構成の一例を示す概念図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the overall configuration of a lead-bismuth compound financial liquid purity control apparatus to which the method of managing the purity of a lead-bismuth compound financial liquid according to an embodiment of the present invention is applied.
【００２３】純度管理容器１４は、純度管理対象である
鉛ビスマス合金融液１３を、鉛ビスマス抽出ライン２１
を介して鉛ビスマス合金融液を冷却材として用いている
原子炉冷却材系統などから導入し、液位計１９により監
視しながら所定量を充填する。なお、鉛ビスマス抽出ラ
イン２１には弁Ｖ３を備えており、原子炉冷却材系統な
どから鉛ビスマス合金融液１３を導入する場合には、弁
Ｖ３を開状態にしてから行う。また、後述するようにフ
ィルター１６によって不純物が除去された鉛ビスマス合
金融液１３を、酸素計１８により所定純度まで純化され
たことを確認した後に、鉛ビスマス戻しライン２２を介
して元の原子炉冷却材系統へ戻す。なお、鉛ビスマス戻
しライン２２には弁Ｖ４を備えており、原子炉冷却材系
統へ鉛ビスマス合金融液１３を戻す場合には、弁Ｖ４を
開状態にしてから行う。The purity control container 14 stores the lead-bismuth compound financial liquid 13 whose purity is to be controlled in the lead-bismuth extraction line 21.
A lead bismuth alloy financial liquid is introduced from a reactor coolant system or the like that uses it as a coolant, and a predetermined amount is filled while being monitored by a liquid level gauge 19. The lead-bismuth extraction line 21 is provided with a valve V3, and when introducing the lead-bismuth compound financial liquid 13 from a reactor coolant system or the like, the valve V3 is opened. Further, as described later, after confirming that the lead-bismuth compound financial liquid 13 from which impurities have been removed by the filter 16 has been purified to a predetermined purity by the oxygen meter 18, the original reactor was passed through the lead-bismuth return line 22. Return to the coolant system. The lead-bismuth return line 22 is equipped with a valve V4, and when returning the lead-bismuth mixed financial liquid 13 to the reactor coolant system, the valve V4 is opened.
【００２４】また、純度管理容器１４は、その外周部に
設けた加熱器９およびその電源制御設備８により、〜60
0℃までの範囲で純度管理容器１４内の鉛ビスマス合金
融液１３の温度制御を可能としている。更に、純度管理
容器１４は、その内部にエアリフト保持設備１７、およ
びこのエアリフト保持設備１７により保持された長尺円
筒状のエアリフト設備１１を内蔵している。Further, the purity control container 14 is controlled by the heater 9 and its power source control equipment 8 provided on the outer periphery of the container 9 to 60
The temperature of the lead-bismuth compound financial liquid 13 in the purity control container 14 can be controlled within the range of 0 ° C. Further, the purity control container 14 has therein an air lift holding facility 17 and a long cylindrical air lift facility 11 held by the air lift holding facility 17.
【００２５】エアリフト設備１１には、気体組成調整タ
ンク１においてアルゴンガスのような不活性な気体（他
にヘリウムガス、ネオンガス、窒素ガスでも良い）に水
素および水蒸気が加えられ、更に水素の水蒸気に対する
分圧比が調整された気体が、作用気体として吹き込まれ
るようにしている。In the air lift facility 11, hydrogen and water vapor are added to an inert gas such as argon gas (or helium gas, neon gas or nitrogen gas may be used) in the gas composition adjusting tank 1, and hydrogen vapor is further added to the water vapor. A gas whose partial pressure ratio is adjusted is blown as a working gas.
【００２６】気体組成調整タンク１は、外部からアルゴ
ンガスと、水素と、水蒸気とが供給されるようにしてお
り、タンク内部でこれら供給されたアルゴンガス、水
素、水蒸気を所定組成で混合する。更に、気体組成調整
タンク１は、水素計２、湿分計３、圧力計４を備えてお
り、混合した気体の水素濃度を水素計２によって、湿分
を湿分計３によって、圧力を圧力計４によってそれぞれ
測定することによって、水素の水蒸気に対する分圧比を
制御し、作用気体を調整する。The gas composition adjusting tank 1 is supplied with argon gas, hydrogen and steam from the outside, and the supplied argon gas, hydrogen and steam are mixed with a predetermined composition inside the tank. Further, the gas composition adjusting tank 1 is equipped with a hydrogen meter 2, a moisture meter 3 and a pressure gauge 4. The hydrogen concentration of the mixed gas is measured by the hydrogen meter 2, the moisture is measured by the moisture meter 3, and the pressure is controlled by the humidity meter 3. The partial pressure ratio of hydrogen to water vapor is controlled and the working gas is adjusted by each measurement by the total 4.
【００２７】ポンプ５は、気体組成調整タンク１におい
て調整された作用気体を、エアリフト給気ライン６を介
して、エアリフト設備１１の底部側に設置されたバブラ
ー１２に送気する。なお、エアリフト給気ライン６は、
弁Ｖ１を備えており、ポンプ５を駆動する場合には、こ
の弁Ｖ１を開状態にしてから行う。The pump 5 sends the working gas adjusted in the gas composition adjusting tank 1 to the bubbler 12 installed on the bottom side of the air lift facility 11 through the air lift air supply line 6. The air lift air supply line 6
The valve V1 is provided, and when the pump 5 is driven, the valve V1 is opened before the operation.
【００２８】バブラー１２は、多数の細孔を有してお
り、作用気体がこの細孔を通過することによって細かい
気泡１０を生成するようにしている。このようにして生
成された気泡１０は、エアリフト設備１１内を、底部側
から上端開口部７まで上昇する。The bubbler 12 has a large number of pores, and the working gas passes through the pores to generate the fine bubbles 10. The bubbles 10 generated in this way rise in the air lift equipment 11 from the bottom side to the upper end opening 7.
【００２９】エアリフト設備１１の上端開口部７まで上
昇した気泡１０は気体に戻り、アルゴンガス雰囲気のカ
バーガス相２０に移行する。なお、カバーガス相２０
は、アルゴンガス雰囲気に限るものではなく、ヘリウム
ガス雰囲気、ネオンガス雰囲気、あるいは窒素ガス雰囲
気のように不活性なガスによって置換されていれば良
い。このようにして、カバーガス相２０に移った気体
は、エアリフト排気ライン２４を通って気体組成調整タ
ンク１に戻され、ここで再び組成調整がなされてバブラ
ー１２に供給される作用気体として用いられるようにし
ている。なお、エアリフト排気ライン２４は、弁Ｖ２を
備えており、カバーガス相２０に移った気体を気体組成
調整タンク１に戻す場合には、この弁Ｖ２を開状態にし
てから行う。The bubbles 10 that have risen to the upper end opening 7 of the air lift facility 11 return to gas and move to the cover gas phase 20 in the argon gas atmosphere. The cover gas phase 20
Is not limited to the argon gas atmosphere, and may be replaced with an inert gas such as a helium gas atmosphere, a neon gas atmosphere, or a nitrogen gas atmosphere. In this way, the gas transferred to the cover gas phase 20 is returned to the gas composition adjusting tank 1 through the air lift exhaust line 24, where the composition is adjusted again and used as the working gas to be supplied to the bubbler 12. I am trying. The air lift exhaust line 24 is provided with a valve V2, and when returning the gas transferred to the cover gas phase 20 to the gas composition adjusting tank 1, this valve V2 is opened.
【００３０】一方、エアリフト設備１１内を上昇する気
泡１０に同伴されることによって、鉛ビスマス合金融液
１３もまたエアリフト設備１１内を上昇し、上端開口部
７からオーバーフロー液１５として流出する。上端開口
部７の周囲にはフィルター１６を備えており、上端開口
部７から流出したオーバーフロー液１５は、フィルター
１６によって濾過された後に、純度管理容器１４に戻
る。これによって、鉛ビスマス合金融液１３が環流す
る。On the other hand, the lead-bismuth compound financial liquid 13 also rises in the air lift equipment 11 by being entrained by the bubbles 10 rising in the air lift equipment 11, and flows out as overflow liquid 15 from the upper end opening 7. A filter 16 is provided around the upper end opening 7, and the overflow liquid 15 flowing out from the upper end opening 7 returns to the purity control container 14 after being filtered by the filter 16. As a result, the lead-bismuth compound financial liquid 13 is refluxed.
【００３１】このような構成の鉛ビスマス合金融液の純
度管理方法を適用した鉛ビスマス合金融液純度管理装置
では、エアリフト設備１１内において、鉛ビスマス合金
融液１３中の酸素濃度を目標管理値に調整するととも
に、鉛ビスマス合金融液１３中に含まれていた粒子状腐
食生成物を気泡１０によって捕捉する。In the lead-bismuth compound financial liquid purity control device to which the method for controlling the purity of the lead-bismuth compound financial liquid having such a configuration is applied, the oxygen concentration in the lead-bismuth compound financial liquid 13 in the air lift equipment 11 is set to a target control value. And the particulate corrosion product contained in the lead-bismuth compound financial liquid 13 is captured by the bubbles 10.
【００３２】すなわち、気体組成調整タンク１によって
水素の水蒸気に対する分圧比が調整された作用気体は、
化学平衡の原理から、この気体のもつ酸素ポテンシャル
が定められる。そうするとこの作用気体である気泡１０
と接触する鉛ビスマス合金融液１３の酸素ポテンシャル
が、作用気体の酸素ポテンシャルと同じになるような化
学的相互作用が起こるため、鉛ビスマス合金融液１３の
酸素濃度は作用気体に含まれる水素の水蒸気に対する分
圧比によって制御できるようになる。That is, the working gas having the partial pressure ratio of hydrogen to water vapor adjusted by the gas composition adjusting tank 1 is
The oxygen potential of this gas is determined from the principle of chemical equilibrium. Then, this working gas, bubbles 10
Since the oxygen interaction of the lead-bismuth compound financial liquid 13 that is in contact with the same as the oxygen potential of the working gas occurs, the oxygen concentration of the lead-bismuth compound financial liquid 13 is the same as that of hydrogen contained in the working gas. It can be controlled by the partial pressure ratio to water vapor.
【００３３】一般に、ある酸素濃度を有する液体と、別
の酸素濃度を有する気体とを接触させると、熱力学の原
理から、両者のもつ酸素ポテンシャルは平衡して等しく
なろうとする。これを、ある濃度の水素および水蒸気を
含む気体に適用すると、以下に示す（１）式から（３）
式の化学反応式が成立する。Generally, when a liquid having a certain oxygen concentration and a gas having another oxygen concentration are brought into contact with each other, the oxygen potentials of the two tend to be in equilibrium and equal from the principle of thermodynamics. When this is applied to a gas containing hydrogen and water vapor at a certain concentration, from the following equation (1) to (3)
The chemical reaction formula of the formula is established.
【００３４】[0034]
【数１】 [Equation 1]
【００３５】[0035]
【数２】 [Equation 2]
【００３６】[0036]
【数３】 [Equation 3]
【００３７】したがって、この気体の酸素ポテンシャル
ΔＦ１は、上記（１）式から（３）式を用いて、以下に
示す（４）式のように表される。Therefore, the oxygen potential ΔF 1 of this gas is expressed by the following equation (4) using the above equations (1) to (3).
【００３８】[0038]
【数４】 [Equation 4]
【００３９】一方、酸素濃度Ｃの場合における鉛ビスマ
ス合金融液の酸素ポテンシャルΔＦ ２は、以下に示す
（５）式のように表される。On the other hand, in the case of oxygen concentration C, lead bismuth
Oxygen potential of combined financial liquid ΔF TwoIs shown below
It is expressed as in equation (5).
【００４０】[0040]
【数５】 [Equation 5]
【００４１】この気液を接触させると、上記（４）式お
よび（５）式で表されるそれぞれの相の酸素ポテンシャ
ルΔＦ１およびΔＦ２は平衡して等しくなろうとするか
ら、鉛ビスマス合金融液１３中の酸素濃度は気相中の水
素の水蒸気に対する分圧比When this gas-liquid is brought into contact with each other, the oxygen potentials ΔF 1 and ΔF 2 of the respective phases represented by the above formulas (4) and (5) tend to be in equilibrium and become equal to each other. The oxygen concentration in the liquid 13 is the partial pressure ratio of hydrogen in the gas phase to water vapor.
【数６】
により制御できるようになる。言い換えれば、鉛ビスマ
ス合金融液１３中の酸素濃度が気相中の水素の水蒸気に
対する分圧比[Equation 6] Can be controlled by. In other words, the oxygen concentration in the lead-bismuth alloy financial liquid 13 is the partial pressure ratio of hydrogen in the gas phase to water vapor.
【数７】
で平衡させる目標管理値より高い場合は、上記（１）式
の反応が右側に進み鉛ビスマス合金融液１３中の酸素は
気相中の水素により消費され濃度は減少する。また、酸
素濃度が気相中の水素の水蒸気に対する分圧比[Equation 7] When the value is higher than the target control value to be equilibrated with, the reaction of the equation (1) proceeds to the right and oxygen in the lead-bismuth mixed financial liquid 13 is consumed by hydrogen in the gas phase and the concentration decreases. In addition, the oxygen concentration is the partial pressure ratio of hydrogen in the gas phase to water vapor.
【数８】
で平衡させる目標管理値より低い場合は、上記（１）式
の反応は左側に進み気相中の水蒸気から酸素が供給され
濃度は増加する。[Equation 8] If it is lower than the target control value to be equilibrated with, the reaction of the above formula (1) proceeds to the left and oxygen is supplied from water vapor in the gas phase to increase the concentration.
【００４２】鉛ビスマス合金融液１３中の酸素濃度は、
この鉛ビスマス合金融液１３が接する冷却材系統機器の
構成材料の腐食抑制の観点から0.1〜100ppbの範囲に管
理されるべきであるとされており、このためには水素の
水蒸気に対する分圧比として、The oxygen concentration in the lead-bismuth compound financial liquid 13 is
It is said that it should be controlled in the range of 0.1 to 100 ppb from the viewpoint of suppressing the corrosion of the constituent materials of the coolant system equipment to which the lead-bismuth synthetic financial liquid 13 comes in contact. ,
【数９】
を有する気体と鉛ビスマス合金融液１３とを効率的に接
触させる方法により制御できるようになる。[Equation 9] This can be controlled by a method of efficiently contacting the gas containing Pd and the lead-bismuth compound financial liquid 13.
【００４３】一方、鉛ビスマス合金融液１３中には、こ
の鉛ビスマス合金融液１３が接する冷却材系統機器の構
成材料（鉄鋼材など）の腐食による数ミクロン以下の微
細な粒子状腐食生成物が含まれている。この粒子状腐食
生成物は鉛ビスマスも取り込んだ鉄の酸化物が主成分で
あるが、鉛ビスマス合金融液１３中に浮遊した状態で存
在し、冷却材系統機器の配管表面に沈着・蓄積する傾向
がある。こうなると冷却材系統機器の配管の熱流動特性
が悪化するために、粒子状腐食生成物を鉛ビスマス合金
融液１３中から除去しなければならない。On the other hand, in the lead-bismuth alloy financial liquid 13, fine particulate corrosion products of several microns or less due to corrosion of the constituent material (steel material etc.) of the coolant system equipment in contact with the lead-bismuth alloy financial liquid 13. It is included. The main component of this particulate corrosion product is iron oxide that also incorporates lead-bismuth, but it exists in a state of being suspended in the lead-bismuth compound financial liquid 13, and is deposited / accumulated on the piping surface of the coolant system equipment. Tend. In this case, the heat-fluidity characteristics of the piping of the coolant system device are deteriorated, so that the particulate corrosion product must be removed from the lead-bismuth alloy financial liquid 13.
【００４４】一方、鉛ビスマス合金融液１３は表面張力
が大きく、この粒子状腐食生成物に対する濡れ性が悪い
ため、気液界面に遭遇すると粒子状腐食生成物は鉛ビス
マス合金融液１３から気液界面に移行する性質を示す。
この性質によりエアリフト設備１１内を多数の気泡１０
が上昇する過程で、鉛ビスマス合金融液１３中の粒子状
腐食生成物は、気液界面に遭遇する機会が促進されるた
めに、気泡１０の界面がこの粒子状腐食生成物を捕捉・
除去する。こうして気泡１０に捕捉された粒子状腐食生
成物は、エアリフト設備１１の上端開口部７からオーバ
ーフローするが、ここで気泡１０はカバーガス相２０に
去って行くため粒子状腐食生成物はオーバーフロー液１
５の表面に取り残された状態となる。このようにオーバ
ーフロー液１５の表面に取り残された状態で粒子状腐食
生成物等の微粒子同士が凝集して2次粒子などを形成
し、しかる後にフィルター１６によって濾過・除去され
るようにしている。On the other hand, since the lead-bismuth alloy financial liquid 13 has a large surface tension and has poor wettability with respect to the particulate corrosion product, when the gas-liquid interface is encountered, the particulate corrosion product is vaporized from the lead-bismuth alloy financial liquid 13. It shows the property of migrating to the liquid interface.
Due to this property, a large number of air bubbles 10 are generated in the air lift equipment 11.
In the process of rising, the particulate corrosion product in the lead-bismuth alloy financial liquid 13 promotes the opportunity of encountering the gas-liquid interface, so that the interface of the bubble 10 captures this particulate corrosion product.
Remove. The particulate corrosion product thus trapped in the bubbles 10 overflows from the upper end opening 7 of the air lift facility 11, but since the bubbles 10 leave the cover gas phase 20, the particulate corrosion products are overflow liquid 1.
5 is left on the surface. In this way, fine particles such as particulate corrosion products are aggregated in the state of being left on the surface of the overflow liquid 15 to form secondary particles, which are then filtered and removed by the filter 16.
【００４５】なお、エアリフト設備１１の原理は衆知の
とおり、エアリフト設備１１内で気泡１０の占める体積
の分だけエアリフト設備１１内の鉛ビスマス合金融液１
３の嵩密度が低下するため、力の釣り合いの上からエア
リフト設備１１内の液面はその周りの純度管理容器１４
の液面よりも高くなる。したがって、エアリフト設備１
１からのオーバーフロー液１５をフィルター１６によっ
て濾過した後、重力落下によって純度管理容器１４に戻
すことが可能であり、これによって鉛ビスマス合金融液
１３を循環させている。As is well known, the principle of the air lift equipment 11 is that the lead-bismuth compound financial liquid 1 in the air lift equipment 11 corresponds to the volume occupied by the bubbles 10 in the air lift equipment 11.
Since the bulk density of No. 3 is reduced, the liquid level in the air lift equipment 11 is kept in the purity control container 14 around it from the viewpoint of balance of force.
Will be higher than the liquid level. Therefore, the air lift facility 1
After the overflow liquid 15 from No. 1 is filtered by the filter 16, it can be returned to the purity control container 14 by gravity fall, whereby the lead-bismuth compound financial liquid 13 is circulated.
【００４６】次に、以上のように構成した本実施の形態
に係る鉛ビスマス合金融液の純度管理方法を適用した鉛
ビスマス合金融液純度管理装置の動作について図２に示
すフローチャートを用いて説明する。Next, the operation of the lead-bismuth compound financial liquid purity control apparatus to which the method of managing the purity of the lead-bismuth compound financial liquid according to the present embodiment having the above-mentioned structure is applied will be described with reference to the flowchart shown in FIG. To do.
【００４７】先ず、弁Ｖ１および弁Ｖ２を開き、気体組
成調整タンク１で準備したアルゴンガスをポンプ５によ
ってエアリフト給気ライン６を介して純度管理容器１４
内に送気し、純度管理容器１４の内部をアルゴンガス雰
囲気に置換する。同時に、加熱器９および電源制御設備
８により、純度管理容器１４を400℃に昇温し、保持す
る。そして、純度管理容器１４内のアルゴンガスもまた
400℃まで昇温されたらポンプ５を停止する（Ｓ１）。First, the valves V1 and V2 are opened, and the argon gas prepared in the gas composition adjusting tank 1 is pumped by the pump 5 via the air lift air supply line 6 to the purity control container 14
The inside of the purity control container 14 is replaced with an argon gas atmosphere. At the same time, the heater 9 and the power supply control facility 8 raise the temperature of the purity control container 14 to 400 ° C. and hold it. And the argon gas in the purity control container 14 is also
When the temperature is raised to 400 ° C., the pump 5 is stopped (S1).
【００４８】次に、弁Ｖ３を開き、あらかじめ400℃に
調節された鉛ビスマス合金融液１３を、鉛ビスマス抽出
ライン２１から純度管理容器１４内に導入する。液位計
１９により鉛ビスマス合金融液１３の導入量を監視し、
所定液位になったら弁Ｖ３を閉じ充填を終了する（Ｓ
２）。Next, the valve V3 is opened, and the lead-bismuth compound financial liquid 13 previously adjusted to 400 ° C. is introduced into the purity control container 14 from the lead-bismuth extraction line 21. Monitor the amount of lead-bismuth compound financial liquid 13 introduced with a liquid level meter 19,
When the predetermined liquid level is reached, the valve V3 is closed to complete the filling (S
2).
【００４９】ステップＳ２の操作終了後、弁Ｖ１および
弁Ｖ２を閉じ、気体組成調整タンク１において、水素５
％（体積割合）および水蒸気５％（体積割合）を含むア
ルゴンガスからなる作用気体を調整する（Ｓ３）。この
場合、水素濃度は安全の観点から体積割合で５％とし、
また水素の水蒸気に対する分圧比を1.0とする。この組
成調整は水素計２、湿分計３および圧力計４などによっ
て、組成を監視しながら行う。このようにして純度管理
操作準備を完了する。After the operation of step S2 is completed, the valves V1 and V2 are closed, and hydrogen 5 is stored in the gas composition adjusting tank 1.
% (Volume ratio) and 5% steam (volume ratio) are used to adjust the working gas consisting of argon gas (S3). In this case, the hydrogen concentration is 5% by volume from the viewpoint of safety,
The partial pressure ratio of hydrogen to water vapor is 1.0. This composition adjustment is performed while monitoring the composition with a hydrogen meter 2, a moisture meter 3, a pressure gauge 4, and the like. Thus, the preparation for the purity control operation is completed.
【００５０】次に、再び弁Ｖ１および弁Ｖ２を開き、ポ
ンプ５を起動して作用気体をエアリフト給気ライン６を
介してエアリフト設備１１の底部に設置してあるバブラ
ー１２に吹き込む（Ｓ４）。Next, the valves V1 and V2 are opened again, the pump 5 is started, and the working gas is blown into the bubbler 12 installed at the bottom of the air lift equipment 11 through the air lift air supply line 6 (S4).
【００５１】エアリフト設備１１内に吹き込まれた気体
は、バブラー１２によって気泡化され、細かい気泡１０
となって上昇するが、この上昇過程での気液接触によ
り、鉛ビスマス合金融液１３中の酸素濃度が、目標とす
る管理値に調整される。また鉛ビスマス合金融液１３中
に含まれていた粒子状腐食生成物が気泡１０の界面に捕
捉される（Ｓ５）。The gas blown into the air lift facility 11 is bubbled by the bubbler 12 to form fine bubbles 10.
However, the oxygen concentration in the lead-bismuth mixed financial liquid 13 is adjusted to a target control value by the gas-liquid contact in the rising process. Further, the particulate corrosion product contained in the lead-bismuth alloy financial liquid 13 is captured at the interface of the bubbles 10 (S5).
【００５２】エアリフトの原理で、エアリフト設備１１
内の鉛ビスマス合金融液１３の液位は、純度管理容器１
４内の鉛ビスマス合金融液１３の液位よりも上昇する
が、気体組成調整タンク１からバブラー１２へ吹き込む
気体の速度を調整することによって、気泡１０に同伴し
て上昇する鉛ビスマス合金融液１３が、エアリフト設備
１１の上端開口部７からオーバーフローするように設定
する。鉛ビスマス合金融液１３がオーバーフローする
（Ｓ６）ことによって、気泡１０は気体に戻ってカバー
ガス相２０に移行する（Ｓ７）一方、オーバーフロー液
１５はフィルター１６に導かれ、気泡１０によって捕捉
された粒子状腐食生成物等の不純物がフィルター１６に
よって濾過・除去される（Ｓ９）。On the principle of air lift, air lift equipment 11
The liquid level of the lead-bismuth compound financial liquid 13 inside is the purity control container 1
4 is higher than the liquid level of the lead-bismuth alloy financial liquid 13 inside, but by adjusting the speed of the gas blown from the gas composition adjusting tank 1 to the bubbler 12, the lead-bismuth alloy financial liquid is increased together with the bubbles 10. 13 is set so as to overflow from the upper end opening 7 of the air lift facility 11. When the lead-bismuth alloy financial liquid 13 overflows (S6), the bubbles 10 return to gas and move to the cover gas phase 20 (S7), while the overflow liquid 15 is guided to the filter 16 and trapped by the bubbles 10. Impurities such as particulate corrosion products are filtered and removed by the filter 16 (S9).
【００５３】ステップＳ７においてカバーガス相２０に
移行した気体は、エアリフト排気ライン２４を介して気
体組成調整タンク１に戻され、ここでステップＳ３に示
すように組成調整がなされた後、再びステップＳ４に示
すように作用気体として再使用される（Ｓ８）。The gas transferred to the cover gas phase 20 in step S7 is returned to the gas composition adjusting tank 1 via the air lift exhaust line 24, where the composition is adjusted as shown in step S3, and then step S4 is performed again. It is reused as a working gas as shown in (S8).
【００５４】一方、ステップＳ９において粒子状腐食生
成物等の不純物が濾過・除去され、純化された鉛ビスマ
ス合金融液１３は、フィルター１９の網の目から落下す
ることによって純度管理容器１４に回収される（Ｓ１
０）。On the other hand, in step S9, impurities such as particulate corrosion products are filtered and removed, and the purified lead-bismuth financial solution 13 is collected in the purity control container 14 by dropping from the mesh of the filter 19. Is done (S1
0).
【００５５】上述したステップＳ４からステップＳ１０
までの処理を繰り返し行うことによって、純度管理容器
１４内の鉛ビスマス合金融液１３は、酸素濃度が管理さ
れるとともに、粒子状腐食生成物等の不純物が除去され
ることによって純化される。そして、鉛ビスマス合金融
液１３中の酸素濃度を酸素計１８によって分析し、管理
目標値を満足しているか否かを確認する（Ｓ１１）。例
えば、400℃の場合、水素の水蒸気に対する分圧比が1.0
の作用気体と平衡する鉛ビスマス合金融液１３中の平衡
酸素濃度は約0.1ppbである。したがって、この場合、酸
素計１８によって分析された酸素濃度が例えば約0.1ppb
まで純化されており、管理目標値を満足している場合
（Ｓ１２：Ｙｅｓ）には、弁Ｖ４を開いて、純度管理容
器１４内の鉛ビスマス合金融液１３を鉛ビスマス戻しラ
イン２２を介して元の冷却材系統へ戻し（Ｓ１３）、鉛
ビスマス合金融液１３の純化処理を終了する。一方、酸
素計１８によって分析された酸素濃度が例えば約0.1ppb
より高く、管理目標値を満足していない場合（Ｓ１２：
Ｎｏ）には、上述したステップＳ４からステップＳ１２
までの処理を繰り返す。Steps S4 to S10 described above
By repeatedly performing the above processes, the lead-bismuth compound financial liquid 13 in the purity control container 14 is purified by controlling the oxygen concentration and removing impurities such as particulate corrosion products. Then, the oxygen concentration in the lead-bismuth mixed financial liquid 13 is analyzed by the oxygen meter 18 to confirm whether or not the management target value is satisfied (S11). For example, at 400 ° C, the partial pressure ratio of hydrogen to water vapor is 1.0
The equilibrium oxygen concentration in the lead-bismuth compound financial liquid 13 that is in equilibrium with the working gas is about 0.1 ppb. Therefore, in this case, the oxygen concentration analyzed by the oximeter 18 is, for example, about 0.1 ppb.
When the purification target is up to and the management target value is satisfied (S12: Yes), the valve V4 is opened and the lead-bismuth compound financial liquid 13 in the purity management container 14 is passed through the lead-bismuth return line 22. Returning to the original coolant system (S13), the purification process of the lead-bismuth compound financial liquid 13 is completed. On the other hand, the oxygen concentration analyzed by the oximeter 18 is, for example, about 0.1 ppb.
If it is higher and does not satisfy the management target value (S12:
No), the steps S4 to S12 described above.
Repeat the process up to.
【００５６】なお、上述したような動作は、鉛ビスマス
合金融液１３をバッチ処理で純化する場合のものである
が、連続処理で純化するようにしても良い。この場合、
弁Ｖ３および弁Ｖ４を常時開いておき、鉛ビスマス抽出
ライン２１を介して鉛ビスマス合金融液１３を連続的に
純度管理容器１４内に取り込むとともに、鉛ビスマス戻
しライン２２を介して純化処理された鉛ビスマス合金融
液１３を連続的に排出するようにする。Although the above-described operation is for purifying the lead-bismuth mixed financial liquid 13 by batch processing, it may be purified by continuous processing. in this case,
The valves V3 and V4 were always opened, the lead-bismuth synthetic financial liquid 13 was continuously taken into the purity control container 14 via the lead-bismuth extraction line 21, and the purification treatment was performed via the lead-bismuth return line 22. The lead-bismuth compound financial liquid 13 is continuously discharged.
【００５７】上述したように、本発明の実施の形態に係
る鉛ビスマス合金融液の純度管理方法を適用した鉛ビス
マス合金融液純度管理装置においては、上記のような作
用により、鉛ビスマス合金融液１３中に含まれる酸素濃
度を適切な範囲内に管理することができる。その結果、
鉛ビスマス合金融液１３を冷却材として用いた場合に
は、冷却材系統に適用される構造材料の腐食の低減化を
図ることが可能となる。As described above, in the lead-bismuth compound financial liquid purity control apparatus to which the method for managing the purity of the lead-bismuth compound financial liquid according to the embodiment of the present invention is applied, the lead-bismuth compound financial device is operated by the above-mentioned operation. The oxygen concentration contained in the liquid 13 can be controlled within an appropriate range. as a result,
When the lead-bismuth alloy financial liquid 13 is used as the coolant, it is possible to reduce the corrosion of the structural material applied to the coolant system.
【００５８】また、本発明の実施の形態に係る鉛ビスマ
ス合金融液の純度管理方法を適用した鉛ビスマス合金融
液純度管理装置においては、上記のような作用により、
鉛ビスマス合金融液１３中に含まれる粒子状腐食生成物
等の不純物を除去することができる。その結果、鉛ビス
マス合金融液１３を冷却材として用いた場合には、冷却
材系統機器に適用される配管壁面への粒子状腐食生成物
等の不純物の沈着・蓄積の低減化を図ることが可能とな
る。Further, in the lead bismuth compound financial liquid purity management apparatus to which the method of managing the purity of the lead bismuth compound financial liquid according to the embodiment of the present invention is applied, by the above-mentioned operation,
Impurities such as particulate corrosion products contained in the lead-bismuth alloy financial liquid 13 can be removed. As a result, when the lead-bismuth alloy financial liquid 13 is used as a coolant, it is possible to reduce the deposition / accumulation of impurities such as particulate corrosion products on the pipe wall surface applied to the coolant system equipment. It will be possible.
【００５９】[0059]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
鉛ビスマス合金融液中に含まれる酸素濃度を適切な範囲
内に管理することができるとともに、鉛ビスマス合金融
液中に含まれる粒子状腐食生成物等の不純物を除去する
ことができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to control the oxygen concentration contained in the lead-bismuth compound financial liquid within an appropriate range and to remove impurities such as particulate corrosion products contained in the lead-bismuth compound financial liquid.
【００６０】以上により、鉛ビスマス合金融液を冷却材
として用いた場合には、冷却材系統機器の腐食の低減化
を図ること、および冷却材流路の狭隘化や流路閉塞を阻
止することが可能な鉛ビスマス合金融液の純度管理方法
および純度管理装置を実現することができる。As described above, when the lead-bismuth alloy financial liquid is used as the coolant, it is possible to reduce the corrosion of the coolant system equipment and to prevent the coolant channel from being narrowed or blocked. It is possible to realize a method for controlling the purity of a lead-bismuth compound financial liquid and a device for controlling the purity.
【図１】本発明の実施の形態に係る鉛ビスマス合金融液
の純度管理方法を適用した鉛ビスマス合金融液純度管理
装置の全体構成の一例を示す概念図FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the overall configuration of a lead-bismuth compound financial liquid purity management apparatus to which a method of managing the purity of a lead-bismuth compound financial liquid according to an embodiment of the present invention is applied.
【図２】同実施の形態に係る鉛ビスマス合金融液の純度
管理方法を適用した鉛ビスマス合金融液純度管理装置の
動作を示すフローチャートFIG. 2 is a flowchart showing the operation of a lead-bismuth compound financial liquid purity management apparatus to which the method for managing the purity of a lead-bismuth compound financial liquid according to the same embodiment is applied.
Ｖ１〜Ｖ４…弁 １…気体組成調整タンク ５…ポンプ ６…エアリフト給気ライン ７…上端開口部 ８…電源制御設備 ９…加熱器 １０…気泡 １１…エアリフト設備 １２…バブラー １３…鉛ビスマス合金融液 １４…純度管理容器 １５…オーバーフロー液 １６…フィルター １７…エアリフト保持設備 １９…フィルター ２０…カバーガス相 ２１…鉛ビスマス抽出ライン ２２…鉛ビスマス戻しライン ２４…エアリフト排気ライン V1-V4 ... valve 1 ... Gas composition adjustment tank 5 ... Pump 6 ... Air lift air supply line 7 ... Top opening 8 ... Power control equipment 9 ... Heater 10 ... bubbles 11 ... Air lift equipment 12 ... Bubbler 13 ... Lead-bismuth compound financial liquid 14 ... Purity control container 15 ... Overflow liquid 16 ... Filter 17 ... Air lift holding equipment 19 ... Filter 20 ... Cover gas phase 21 ... Lead-bismuth extraction line 22 ... Lead-bismuth return line 24 ... Air lift exhaust line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 文夫 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 松澤 孝治 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 羽田 晃治 茨城県那珂郡東海村舟石川622番地12 ニ ュークリア・デベロップメント株式会社内 (72)発明者 内田 正治 東京都新宿区富久町15番１号 新型炉技術 開発株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Fumio Kudo 2-5-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Hishi Heavy Industries Ltd. (72) Inventor Koji Matsuzawa 2-5-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Hishi Heavy Industries Ltd. (72) Inventor Koji Haneda 12 D, 622, Ishikawa, Funaishi, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki Prefecture Within Clear Development Co., Ltd. (72) Inventor, Shoji Uchida 15-1 Fukucho-cho, Shinjuku-ku, Tokyo New reactor technology Development Co., Ltd.
Claims (7)
み、この気体を気泡化して前記鉛ビスマス合金融液中で
移動させながら、この気泡と前記鉛ビスマス合金融液お
よび前記鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子状不純物
との界面において生じる気相・液相・固相間での相互作
用により前記不純物を前記気泡の界面に捕捉することに
よって、前記鉛ビスマス合金融液から前記不純物を除去
するようにしたことを特徴とする鉛ビスマス合金融液の
純度管理方法。1. A gas is blown into the lead-bismuth compound financial liquid, and while the gas is bubbled and moved in the lead-bismuth compound financial liquid, the gas bubbles, the lead-bismuth compound financial liquid, and the lead-bismuth compound financial liquid. The impurities are removed from the lead-bismuth compound financial liquid by trapping the impurities at the interface of the bubbles by the interaction between the gas phase, the liquid phase, and the solid phase that occurs at the interface with the particulate impurities contained in the liquid. A method for controlling the purity of a lead-bismuth compound financial liquid, which is characterized in that
含んだ気体とし、かつ前記水素の前記水蒸気に対する分
圧比を0.01以上10.0以下の範囲としたことを特徴とする
請求項１に記載の鉛ビスマス合金融液の純度管理方法。2. The lead according to claim 1, wherein the gas to be blown is a gas containing hydrogen and water vapor, and the partial pressure ratio of the hydrogen to the water vapor is in the range of 0.01 to 10.0. Purity control method for bismuth compound financial liquid.
び前記水蒸気以外の成分は、化学的に不活性な希ガス、
および窒素ガスのうちの少なくとも何れかを含むように
したことを特徴とする請求項２に記載の鉛ビスマス合金
融液の純度管理方法。3. A component other than the hydrogen and the water vapor in the blown gas is a chemically inert rare gas,
3. The method for controlling the purity of a lead-bismuth compound financial liquid according to claim 2, wherein at least one of nitrogen gas and nitrogen gas is included.
と、 気体を所定組成に調整して供給する気体供給手段と、 前記気体供給手段によって供給された気体を気泡化し、
この気泡を前記タンク内にその下部側から供給する気泡
発生手段と、 前記気泡発生手段によって前記タンク内の下部側に供給
された気泡が、前記タンク内の下部側から上部側に向か
って上昇する過程において前記気泡と前記鉛ビスマス合
金融液および前記鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子
状不純物との界面において生じる気相・液相・固相間で
の相互作用によって、前記気泡の界面に捕捉した前記不
純物を除去する不純物除去手段とを備えたことを特徴と
する鉛ビスマス合金融液の純度管理装置。4. A tank for storing a lead-bismuth synthetic financial liquid, a gas supply means for adjusting the gas to have a predetermined composition and supplying the gas, and gasifying the gas supplied by the gas supply means into bubbles.
Bubble generating means for supplying the bubbles into the tank from its lower side, and bubbles supplied to the lower side in the tank by the bubble generating means rise from the lower side to the upper side in the tank. In the process, due to the interaction between the gas phase, the liquid phase, and the solid phase that occurs at the interface between the bubble and the lead-bismuth compound financial liquid and the particulate impurities contained in the lead-bismuth compound financial liquid, An impurity removing means for removing the captured impurities, and a purity control device for a lead-bismuth compound financial liquid.
内にその大部分が液浸するように、かつその軸がほぼ鉛
直方向になるように配置された長尺状の筒体と、 気体を所定組成に調整して供給する気体供給手段と、 前記気体供給手段によって供給された気体を複数の細孔
を通過させることによって気泡化し、この気泡を前記筒
体にその下部側から供給するバブラーと、 前記バブラーによって前記筒体の下部側に供給された気
泡が、前記筒体内の下部側から上部側に向かって上昇す
る過程において前記気泡と前記鉛ビスマス合金融液およ
び前記鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子状不純物と
の界面において生じる気相・液相・固相間での相互作用
によって、前記気泡の界面に捕捉した前記不純物を除去
する不純物除去手段とを備えたことを特徴とする鉛ビス
マス合金融液の純度管理装置。5. A long tubular body arranged so that most of it is immersed in the tank containing the lead-bismuth compound financial liquid and its axis is substantially vertical. Gas supply means for adjusting the gas to have a predetermined composition and supplying the gas, and making the gas supplied by the gas supply means bubble through a plurality of pores, and supplying the bubbles to the cylindrical body from its lower side. A bubbler and bubbles supplied to the lower side of the cylindrical body by the bubbler in the process of rising from the lower side to the upper side of the cylindrical body, the bubbles, the lead-bismuth compound financial liquid, and the lead-bismuth compound financial An impurity removing means for removing the impurities trapped at the interface of the bubbles by the interaction between the gas phase, the liquid phase, and the solid phase generated at the interface with the particulate impurities contained in the liquid is provided. Purity control device for lead-bismuth compound financial liquid.
と、 気体を所定組成に調整して供給する気体供給手段と、 前記気体供給手段によって供給された気体を気泡化し、
この気泡を前記タンク内にその下部側から供給する気泡
発生手段と、 前記気泡発生手段によって前記タンク内の下部側に供給
された気泡が、前記タンク内の下部側から上部側に向か
って上昇する過程において前記気泡と前記鉛ビスマス合
金融液および前記鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子
状不純物との界面において生じる気相・液相・固相間で
の相互作用によって、前記気泡の界面に捕捉した前記粒
子状腐食生成物を主成分とする不純物を除去する不純物
除去手段とを備えたことを特徴とする鉛ビスマス合金融
液の純度管理装置。6. A tank for storing a lead-bismuth compound financial liquid, a gas supply means for adjusting the gas to have a predetermined composition and supplying the same, and a gas supplied by the gas supply means for bubbling.
Bubble generating means for supplying the bubbles into the tank from its lower side, and bubbles supplied to the lower side in the tank by the bubble generating means rise from the lower side to the upper side in the tank. In the process, due to the interaction between the gas phase, the liquid phase, and the solid phase that occurs at the interface between the bubble and the lead-bismuth compound financial liquid and the particulate impurities contained in the lead-bismuth compound financial liquid, An impurity removing means for removing impurities having the captured particulate corrosion product as a main component, and a purity controlling apparatus for a lead-bismuth compound financial liquid.
にその大部分が液浸するように、かつその軸がほぼ鉛直
方向になるように配置された長尺状の筒体と、 気体を所定組成に調整して供給する気体供給手段と、 前記気体供給手段によって供給された気体を複数の細孔
を通過させることによって気泡化し、この気泡を前記筒
体にその下部側から供給するバブラーと、 前記筒体内をその下部側から上部側に向かって上昇する
前記バブラーによって供給された気泡が同伴することに
よって、前記筒体の上端部からオーバーフローした前記
鉛ビスマス合金融液を濾過し、前記同伴した気泡が、前
記筒体内の下部側から上部側に向かって上昇してきた過
程において前記気泡と前記鉛ビスマス合金融液および前
記鉛ビスマス合金融液中に含まれる粒子状不純物との界
面において生じる気相・液相・固相間での相互作用によ
って、前記気泡の界面に捕捉した前記粒子状腐食生成物
を主成分とする不純物を除去するとともに、前記不純物
が除去された鉛ビスマス合金融液を前記タンクに戻すこ
とが可能なように配置されたフィルターとを備えたこと
を特徴とする鉛ビスマス合金融液の純度管理装置。7. A long cylindrical body arranged so that most of it is immersed in a tank containing lead-bismuth synthetic financial liquid and its axis is substantially vertical, and a gas. A gas supply means for adjusting and supplying the gas to a predetermined composition, and a bubbler for supplying the gas supplied by the gas supply means into bubbles by passing through a plurality of pores, and supplying the bubbles to the cylindrical body from its lower side. And by entraining bubbles supplied by the bubbler rising from the lower side to the upper side in the cylinder, the lead-bismuth synthetic financial liquid overflowing from the upper end of the cylinder is filtered, In the process in which the entrained bubbles rise from the lower side to the upper side in the cylinder, the bubbles, the lead-bismuth mixed financial liquid, and the particulates contained in the lead-bismuth mixed financial liquid By the interaction between the gas phase, the liquid phase and the solid phase generated at the interface with the impurities, the impurities mainly containing the particulate corrosion product captured at the interface of the bubbles are removed and the impurities are removed. And a filter arranged so that the lead-bismuth compound financial liquid can be returned to the tank.
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|---|---|---|---|
| JP2001253198A JP2003066187A (en) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | Method and apparatus for controlling purity of lead-bismuth alloy liquid |
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- 2001-08-23 JP JP2001253198A patent/JP2003066187A/en not_active Withdrawn
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