Separation characteristics of cryogenic distillation column with a feedback strem for separation of protium and tritium

木下 正弘; 成瀬 雄二

Nucl.Technol./Fusion, 2, p.410 - 425, 1982/00

核融合炉主冷却系のトリチウム回収プロセスにおける深冷蒸留システムは、1本の蒸留塔と1基の同位体平衡器から構成される。塔の途中から液の一部をサイドカットとして抜き出し、常温で操作される同位体平衡器を通過させて組成変換を行った後、再冷液化して再びフィードに戻すという特殊な構成を持っているため、厳密なシミュレーションには困難が伴う。本研究では、システムのシミュレーション問題を1変数最適化問題に帰着させ、黄金分割法を適用してその難点を解決した。解析の結果、フィード供給位置及びサイドカット抜き出し位置が塔の分離特性に比較的大きく影響すること、H・HT・Tの流れをほぼ完全にHとTの流れに分離できること、トリチウムの崩壊熱及び溶液の非理想性(ラウールの法則からはずれること)による分離性能低下の問題は、全理論段数に約30%の余裕をもたせることによって解決できることなどが明らかとなった。