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岩井 保則; 山西 敏彦; 西 正孝
JAERI-Tech 2005-045, 38 Pages, 2005/08
核融合炉の水素同位体分離に用いられる深冷蒸留塔では、水素を液化させるヘリウム冷媒配管を、凝縮器外周に巻き付ける構造が採用されている。冷媒配管にトリチウムが混入する可能性を確実に除外するためこの構造が採用されているが、凝縮器に広い外表面積が必要なことから、凝縮器そのものが大型化する問題が生じる。この問題を解決するために、ヘリウム冷媒配管流路及び凝縮器内部にフィンを挿入したスパイラルフィン形状凝縮器の概念を考案した。これにより、従来型の凝縮器と比較して半分以下の大きさに縮小することが可能となった。さらに、凝縮器内部の水素同位体インベントリーを評価する簡易モデルを提案し、その妥当性を検証した。
山西 敏彦; 奥野 健二
JAERI-M 93-145, 16 Pages, 1993/07
深冷蒸留塔の分離性能に対する、フィード中に含まれるヘリウムの影響を、ロスアラモス国立研究所における塔カスケードを対象に検討した。ヘリウムの水素同位体に対する溶解度データとしては、著者らが報告した新しいデータを用いた。ロスアラモス国立研究所の4塔カスケードにおいて、ヘリウムの影響を受けるのは主にColumn(2)である。フィード中のヘリウム濃度が1%の場合、凝縮器の冷却能力を増大させることで塔の分離性能を維持することが可能である。この結果は、塔径の増大、冷媒ヘリウムガスの流量等の増大を考慮しなければならないことを意味する。ヘリウム濃度が5%の場合、凝縮器容量及び塔圧力を2倍にすることが要求される。以上本研究で得られた結果は、従来のヘリウム溶解度データを用いてヘリウムの影響を検討した木下の報告と、定性的には一致する。
He and T
Composed of a Falling Liquid Film Condenser and a Cryogenic Distillation Column with a Feedback Stream木下 正弘; J.R.Bartlit*; R.H.Sherman*
JAERI-M 82-162, 11 Pages, 1982/11
流下液膜式凝縮器及びフィードバック流れを持つ深冷蒸留塔で構成された1つの新しいシステムをHeとTの完全分離用に提案する。完全分離を達成するため、充分な流量のプロチウム(H)が原料流れに添加される。He,H,Tの混合物が流下液膜式凝縮器に連続的に供給され、ここでHeが完全に除去される。塔底液(H,HT,Tの混合物)は、次の深冷蒸留塔で処理され、HとTの分離が行われる。本システムのトリチウム回収率は100%であり、2つの塔頂ガスはそのままTWT(Tritium Waste Treatment)に送ることができる。
木下 正弘; J.R.Bartlit*; R.H.Sherman*
JAERI-M 82-048, 32 Pages, 1982/05
本報告は、先に我々が発表した、流下膜式凝縮器の数学的シミュレーションに関する研究の拡充を図ったものである。数学的モデルが詳細に述べられ、シミュレーション手法の収束性も充分に調べられている。塔頂を出るヘリウムガス中のトリチウム濃度をキーパラメーターとして注目し、より詳細な特性解析が行われている。1%のHと5%のHeを含むD-T混合ガスは、充分な長さを持った充填部の最下端付近に連続的に供給される。塔頂からは、約10%のH-HDを含むヘリウムガスが、塔底からは、Heを約0.01ppmしか含まない高純度の水素同位体が連続的に取り出される。塔内操作圧力は約5atmである。
木下 正弘; 成瀬 雄二
JAERI-M 9103, 27 Pages, 1980/09
核融合炉燃料給排気系における燃料ガス精製システムの1ユニットとして有望視されている流下液膜式凝縮器(水素同位体中に不純物として含まれるヘリウムを除去する機能を持つ)に対し、モデリング及びモデル式系の導出を行うと共に、定常解析用のコンピューターコードを開発した。全理論段数(塔高に対応)、塔壁からの除去熱量(冷却用ヘリウムガスの供給温度あるいは流量に対応)、塔底からの液体水素抜き出し量を主要パラメメーターに選定し、開発したコードによってパラメーターサーベイを行った。その結果、このユニットのいくつかの興味ある特性(定常時における)を明らかにすることができた。
再処理研究室
JAERI-M 6405, 19 Pages, 1976/02
フッ化物揮発法に適用し、プロセスの連続化と六フッ化プルトニウムの放射線分解を防止する観点から、流動層型凝縮器および揮発器による連続コールドトラップの有用性についてけんとうすると共に、六フッ化ウランを用いた実験によりその技術的可能性を示した。ここでは、プルトニウムおよびウラン精製工程におけるコールドトラップの具備すべき条件、2インチ径流動層装置の実験を通じて得られたその凝縮特性と共に、凝縮塔におけるミスト生成に関するモデル解析結果について述べる。
この報告は、昭和49年日本原子力学会年会において口頭発表した内容をもとに作成したものである。
