JP5818763B2

JP5818763B2 - Liquid metal filling apparatus and liquid metal filling method

Info

Publication number: JP5818763B2
Application number: JP2012207319A
Authority: JP
Inventors: 竜馬藤原; 小見田　秀雄; 秀雄小見田; 克史長谷川; 佐藤　望; 望佐藤; 重夫笠井; 健司小無
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: JP2014062786A

Description

この発明の実施形態は、狭隘な隙間に液体金属を充填するための装置および方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to an apparatus and method for filling a narrow gap with liquid metal.

たとえば高速炉用水素化物中性子吸収体として、円管状の金属製被覆管の中に水素化物中性子吸収材の複数の円柱状ペレットを挿入するものが開発されている。この場合に、被覆管とペレットの間の伝熱を促進してペレットの過熱を避けるために、被覆管とペレットの間に液体金属を充填することが検討されている。 For example, a hydride neutron absorber for fast reactors has been developed in which a plurality of cylindrical pellets of hydride neutron absorber are inserted into a tubular metal cladding tube. In this case, in order to promote heat transfer between the cladding tube and the pellet and avoid the overheating of the pellet, it has been studied to fill a liquid metal between the cladding tube and the pellet.

従来の液体金属充填方法としては、円管内に固体状の液体金属を挿入し、その上面に丸棒、たとえばペレットを置き、円管の外部から加熱することにより液体金属を溶融させ、ペレットが重力で降下し、間隙部に液体金属を充填し、ペレットが円管の底部に落下する方法が知られている。 As a conventional liquid metal filling method, a solid liquid metal is inserted into a circular tube, a round bar, for example, a pellet is placed on the upper surface, and the liquid metal is melted by heating from the outside of the circular tube, so that the pellet becomes gravity. Is known, the gap is filled with liquid metal, and the pellet falls to the bottom of the circular tube.

特開平９−２６３６２号公報JP-A-9-26362 特開平１１−２７３７１９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-273719 特開平１１−２７３７１８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-273718 特開平１０−２６６８３号公報JP-A-10-26683 実用新案登録第２５４９２０２号公報Utility Model Registration No. 2549202

上記の従来の液体金属充填方法では次のような課題があった。 The conventional liquid metal filling method has the following problems.

（１）液体金属内にガス（ボイド）が残留する。 (1) Gas (void) remains in the liquid metal.

（２）不純物の影響により液体金属が間隙部に充填されない。 (2) The liquid metal is not filled in the gap due to the influence of impurities.

（３）ペレットが円管の底部まで落下しない。 (3) The pellet does not fall to the bottom of the circular tube.

また、種々の液体金属充填方法が知られているが、液体金属を狭隘な間隙部に充填する充填手法は知られていない。 Various liquid metal filling methods are known, but no filling method for filling the liquid metal into a narrow gap is known.

本発明の実施形態は、上述の従来の事情に対処してなされたものであり、狭隘な隙間に液体金属を充填する液体金属充填装置および液体金属充填方法を提供することを目的とする。 Embodiments of the present invention are made in response to the above-described conventional circumstances, and an object thereof is to provide a liquid metal filling apparatus and a liquid metal filling method for filling a narrow gap with liquid metal.

上記目的を達成するために、この発明の一つの態様は、内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵するガス抜きタンクと、前記貯蔵タンクと前記ガス抜きタンクとを連絡して前記貯蔵タンク内の液体金属を前記ガス抜きタンクに送る第１送液配管と、前記第１送液配管に配置された第１送液バルブと、前記ガス抜きタンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を所定の量だけ貯蔵する計量タンクと、前記ガス抜きタンクと前記計量タンクとを連絡して前記ガス抜きタンク内の液体金属を前記計量タンクに送る第２送液配管と、前記第２送液配管に配置された第２送液バルブと、前記計量タンク内の液体金属が前記所定の量を越えたときに前記計量タンクからあふれ出した液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成するオーバーフロータンクと、前記計量タンクと前記オーバーフロータンクとを連絡して前記計量タンク内の液体金属を前記オーバーフロータンクに送るオーバーフロー配管と、前記オーバーフロータンクに取り付けられて、前記計量タンク内の液体金属が前記オーバーフロータンクにあふれ出したことを検出する液面計と、前記計量タンクに貯蔵された液体金属を注液対象部に送る注液配管と、前記注液配管に配置された注液バルブと、前記オーバーフロータンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵するドレンタンクと、前記オーバーフロータンクと前記ドレンタンクとを連絡して前記オーバーフロータンク内の液体金属を前記ドレンタンクに送るオーバーフロードレン配管と、前記オーバーフロードレン配管に配置されたオーバーフロードレンバルブと、前記ドレンタンクと前記貯蔵タンクとを連絡して前記ドレンタンク内の液体金属を前記貯蔵タンクに送る第３送液配管と、前記第３送液配管に配置された第３送液バルブと、不活性ガス源と、真空ポンプと、前記ドレンタンク、前記貯蔵タンク、前記ガス抜きタンク、前記計量タンクのそれぞれの内部の液体金属液面の上方に接続されて、前記ドレンタンク、前記貯蔵タンク、前記ガス抜きタンク、前記計量タンクのそれぞれに対して個別に、前記不活性ガス源および前記真空ポンプの一方のみを選択して、接続可能なガス配管系と、とを有し、前記ガス抜きタンクにおける前記第１送液配管の出口部は前記ガス抜きタンクにおける前記第２送液配管の入口部よりも高い位置にあり、前記ドレンタンクにおける前記オーバーフロードレン配管の出口部は前記ドレンタンクにおける前記第３送液配管の入口部よりも高い位置にあり、前記貯蔵タンクにおける前記第３送液配管の出口部は前記貯蔵タンクにおける前記第１送液配管の入口部よりも高い位置にあること、を特徴とする。 In order to achieve the above object, one aspect of the present invention includes a storage tank that stores a liquid metal by forming a liquid metal liquid surface therein, and a liquid metal liquid that receives the liquid metal in the storage tank. A degassing tank that forms a surface and stores liquid metal, a first liquid supply pipe that communicates the storage tank and the degassing tank and sends the liquid metal in the storage tank to the degassing tank, and A first liquid supply valve disposed in the first liquid supply pipe, a measuring tank that receives the liquid metal in the degassing tank, forms a liquid metal liquid surface therein, and stores a predetermined amount of the liquid metal; A second liquid feeding pipe that communicates the degassing tank and the metering tank and sends the liquid metal in the degassing tank to the metering tank; and a second liquid feeding valve disposed in the second liquid feeding pipe; , Liquid in the measuring tank An overflow tank that receives liquid metal overflowing from the weighing tank when the metal exceeds the predetermined amount and forms a liquid metal liquid surface therein, and the weighing tank and the overflow tank are connected to each other to measure the weighing An overflow pipe for sending the liquid metal in the tank to the overflow tank; a liquid level gauge attached to the overflow tank for detecting that the liquid metal in the measurement tank has overflowed into the overflow tank; and the measuring tank An injection pipe for sending the liquid metal stored in the injection target section, an injection valve arranged in the injection pipe, and receiving the liquid metal in the overflow tank to form a liquid metal liquid level inside The drain tank for storing the liquid metal, and the overflow tank and the drain tank. An overflow drain pipe for sending the liquid metal in the overflow tank to the drain tank, an overflow drain valve disposed in the overflow drain pipe, the drain tank and the storage tank are connected to each other, and the liquid metal in the drain tank A third liquid feed pipe for sending the liquid to the storage tank, a third liquid feed valve arranged in the third liquid feed pipe, an inert gas source, a vacuum pump, the drain tank, the storage tank, the gas The inert gas is connected to the upper part of the liquid metal liquid level in each of the vent tank and the measuring tank, and individually for the drain tank, the storage tank, the degas tank, and the metering tank. A gas piping system capable of selecting and connecting only one of the source and the vacuum pump, and the degassing tank The outlet portion of the first liquid feeding pipe is at a position higher than the inlet portion of the second liquid feeding pipe in the degassing tank, and the outlet portion of the overflow drain pipe in the drain tank is the first outlet in the drain tank. The outlet portion of the third liquid feeding pipe in the storage tank is higher than the inlet portion of the first liquid feeding pipe in the storage tank. Features.

また、この発明の他の一つの態様は、内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵する高純化タンクと、前記高純化タンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵するガス抜きタンクと、前記高純化タンクと前記ガス抜きタンクとを連絡して前記高純化タンク内の液体金属を前記ガス抜きタンクに送る第１送液配管と、前記第１送液配管に配置された第１送液バルブと、前記ガス抜きタンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を所定の量だけ貯蔵する計量タンクと、前記ガス抜きタンクと前記計量タンクとを連絡して前記ガス抜きタンク内の液体金属を前記計量タンクに送る第２送液配管と、前記第２送液配管に配置された第２送液バルブと、前記計量タンク内の液体金属が前記所定の量を越えたときに前記計量タンクからあふれ出した液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成するオーバーフロータンクと、前記計量タンクと前記オーバーフロータンクとを連絡して前記計量タンク内の液体金属を前記オーバーフロータンクに送るオーバーフロー配管と、前記オーバーフロータンクに取り付けられて、前記計量タンク内の液体金属が前記オーバーフロータンクにあふれ出したことを検出する液面計と、前記計量タンクに貯蔵された液体金属を注液対象部に送る注液配管と、前記注液配管に配置された注液バルブと、前記オーバーフロータンクと前記高純化タンクとを連絡して前記オーバーフロータンク内の液体金属を前記高純化タンクに送るオーバーフロードレン配管と、前記オーバーフロードレン配管に配置されたオーバーフロードレンバルブと、不活性ガス源と、真空ポンプと、前記高純化タンク、前記ガス抜きタンク、前記計量タンクのそれぞれの内部の液体金属液面の上方に接続されて、前記高純化タンク、前記ガス抜きタンク、前記計量タンクのそれぞれに対して個別に、前記不活性ガス源および前記真空ポンプの一方のみを選択して、接続可能なガス配管系と、とを有し、前記ガス抜きタンクにおける前記第１送液配管の出口部は前記ガス抜きタンクにおける前記第２送液配管の入口部よりも高い位置にあり、前記高純化タンクにおける前記オーバーフロードレン配管の出口部は前記高純化タンクにおける前記第１送液配管の入口部よりも高い位置にあること、を特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a high purity tank for storing a liquid metal by forming a liquid metal liquid level therein, and receiving the liquid metal in the high purity tank to provide a liquid metal liquid level therein. A degassing tank for storing liquid metal formed therein, a first liquid supply pipe for communicating the high purity tank and the degassing tank and sending the liquid metal in the high purity tank to the degassing tank; A first liquid supply valve disposed in the first liquid supply pipe, a measuring tank that receives the liquid metal in the degassing tank, forms a liquid metal liquid surface therein, and stores a predetermined amount of the liquid metal; A second liquid feeding pipe that communicates the degassing tank and the metering tank and sends the liquid metal in the degassing tank to the metering tank; and a second liquid feeding valve disposed in the second liquid feeding pipe; The liquid metal in the measuring tank An overflow tank that receives liquid metal overflowing from the measuring tank when a predetermined amount is exceeded and forms a liquid metal liquid surface therein, and the measuring tank and the overflow tank are connected to each other in the measuring tank. An overflow pipe for sending the liquid metal to the overflow tank; a liquid level gauge attached to the overflow tank for detecting that the liquid metal in the measurement tank has overflowed into the overflow tank; and storing in the measurement tank The liquid metal in the overflow tank is connected to the liquid injection pipe for sending the liquid metal to the liquid injection target part, the liquid injection valve disposed in the liquid injection pipe, the overflow tank and the purification tank. Overflow drain piping to the high purity tank and the overflow drain piping An overflow drain valve, an inert gas source, a vacuum pump, the purification tank, the degassing tank, and the measuring tank connected to each other above the liquid metal liquid level inside the purification tank. A gas piping system that can select and connect only one of the inert gas source and the vacuum pump individually to each of the tank, the degassing tank, and the metering tank, and the gas The outlet portion of the first liquid feed pipe in the vent tank is located at a position higher than the inlet portion of the second liquid feed pipe in the gas vent tank, and the outlet portion of the overflow drain pipe in the purification tank is the highly purified. It is in the position higher than the inlet part of the said 1st liquid feeding piping in a tank, It is characterized by the above-mentioned.

また、この発明の他の一つの態様は、内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵する貯蔵タンクと、前記貯蔵タンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵するガス抜きタンクと、前記貯蔵タンクと前記ガス抜きタンクとを連絡して前記貯蔵タンク内の液体金属を前記ガス抜きタンクに送る第１送液配管と、前記第１送液配管に配置された第１送液バルブと、前記ガス抜きタンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を所定の量だけ貯蔵する計量タンクと、前記ガス抜きタンクと前記計量タンクとを連絡して前記ガス抜きタンク内の液体金属を前記計量タンクに送る第２送液配管と、前記第２送液配管に配置された第２送液バルブと、前記計量タンク内の液体金属が前記所定の量を越えたときに前記計量タンクからあふれ出した液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成するオーバーフロータンクと、前記計量タンクと前記オーバーフロータンクとを連絡して前記計量タンク内の液体金属を前記オーバーフロータンクに送るオーバーフロー配管と、前記オーバーフロータンクに取り付けられて、前記計量タンク内の液体金属が前記オーバーフロータンクにあふれ出したことを検出する液面計と、前記計量タンクに貯蔵された液体金属を注液対象部に送る注液配管と、前記注液配管に配置された注液バルブと、前記オーバーフロータンク内の液体金属を受け入れて内部に液体金属液面を形成して液体金属を貯蔵するドレンタンクと、前記オーバーフロータンクと前記ドレンタンクとを連絡して前記オーバーフロータンク内の液体金属を前記ドレンタンクに送るオーバーフロードレン配管と、前記オーバーフロードレン配管に配置されたオーバーフロードレンバルブと、前記ドレンタンクと前記貯蔵タンクとを連絡して前記ドレンタンク内の液体金属を前記貯蔵タンクに送る第３送液配管と、前記第３送液配管に配置された第３送液バルブと、を備えた液体金属充填装置を用いて、液体金属を前記注液対象部に注入する液体金属充填方法であって、前記ドレンタンクにおける前記オーバーフロードレン配管の出口部は前記ドレンタンクにおける前記第３送液配管の入口部よりも高い位置とし、前記貯蔵タンクにおける前記第３送液配管の出口部は前記貯蔵タンクにおける前記第１送液配管の入口部よりも高い位置とし、前記ガス抜きタンクにおける前記第１送液配管の出口部は前記ガス抜きタンクにおける前記第２送液配管の入口部よりも高い位置とし、前記ドレンタンク、前記貯蔵タンク、前記ガス抜きタンク、前記計量タンクのそれぞれの内部の液体金属液面の上方に、不活性ガス源および真空ポンプの一方のみを選択して接続することにより、前記ドレンタンク内の液体金属を、前記第３送液配管、前記貯蔵タンク、前記第１送液配管、前記ガス抜きタンク、前記第２送液配管、前記計量タンクの順に送って、前記計量タンク内に前記所定の量の液体金属を貯蔵する計量タンク充填ステップと、前記計量タンク充填ステップの後に、前記第２送液バルブを閉じ、前記注液バルブを開いて、前記計量タンク内に貯蔵していた液体金属を前記注液対象部に注入する注入ステップと、を有すること、を特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a storage tank that stores a liquid metal by forming a liquid metal liquid level therein, and forms a liquid metal liquid level inside the storage tank that receives the liquid metal in the storage tank. A degassing tank for storing the liquid metal, a first liquid feeding pipe for connecting the storage tank and the degassing tank to send the liquid metal in the storage tank to the degassing tank, and the first liquid feeding A first liquid supply valve disposed in the pipe; a measuring tank that receives the liquid metal in the degassing tank, forms a liquid metal liquid surface therein, and stores a predetermined amount of the liquid metal; and the degassing tank A second liquid feed pipe for communicating the liquid metal in the degassing tank to the metering tank, a second liquid feed valve disposed in the second liquid feed pipe, and the metering tank The liquid metal in the predetermined An overflow tank that receives liquid metal overflowing from the measuring tank when the amount is exceeded and forms a liquid metal liquid level therein; and the liquid metal in the measuring tank by connecting the measuring tank and the overflow tank An overflow pipe for feeding the overflow tank to the overflow tank, a liquid level gauge attached to the overflow tank for detecting that the liquid metal in the metering tank has overflowed into the overflow tank, and a liquid stored in the metering tank An injection pipe for sending metal to the injection target part, an injection valve arranged in the injection pipe, and receiving the liquid metal in the overflow tank to form a liquid metal liquid level inside to store the liquid metal Connecting the drain tank, the overflow tank and the drain tank to the overflow tank An overflow drain pipe for sending the liquid metal in the tank to the drain tank, an overflow drain valve disposed in the overflow drain pipe, the drain tank and the storage tank are connected, and the liquid metal in the drain tank is Liquid metal is injected into the liquid injection target portion using a liquid metal filling device including a third liquid feeding pipe to be sent to the storage tank and a third liquid feeding valve arranged in the third liquid feeding pipe. In the liquid metal filling method, an outlet portion of the overflow drain pipe in the drain tank is positioned higher than an inlet portion of the third liquid feed pipe in the drain tank, and the third liquid feed pipe in the storage tank The outlet portion is positioned higher than the inlet portion of the first liquid feeding pipe in the storage tank, and the outlet portion in the degassing tank is The outlet portion of one liquid feeding pipe is positioned higher than the inlet portion of the second liquid feeding pipe in the degassing tank, and the liquid inside each of the drain tank, the storage tank, the degassing tank, and the measuring tank. By selecting and connecting only one of an inert gas source and a vacuum pump above the metal liquid level, the liquid metal in the drain tank can be connected to the third liquid feeding pipe, the storage tank, and the first feed. A metering tank filling step for sending the liquid pipe, the degassing tank, the second liquid feeding pipe, and the metering tank in this order to store the predetermined amount of liquid metal in the metering tank, and a metering tank filling step. And injecting the liquid metal stored in the measuring tank into the liquid injection target part by closing the second liquid supply valve and opening the liquid injection valve. , Characterized by.

本発明の実施形態によれば、狭隘な隙間に液体金属を充填する液体金属充填装置および液体金属充填方法を提供することができる。 According to the embodiments of the present invention, it is possible to provide a liquid metal filling apparatus and a liquid metal filling method for filling a narrow gap with liquid metal.

本発明に係る液体金属充填装置の第１の実施形態を示す系統図である。1 is a system diagram showing a first embodiment of a liquid metal filling apparatus according to the present invention. 本発明に係る液体金属充填装置の第１の実施形態における貯蔵タンクとガス抜きタンクの部分を模式的に示す拡大立断面図である。It is an expanded vertical sectional view which shows typically the part of the storage tank and degassing tank in 1st Embodiment of the liquid metal filling apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る液体金属充填装置の第１の実施形態において、溶融した液体金属を滴下ノズルから被覆管内に滴下した直後の被覆管内の状況を示す拡大立断面図である。In 1st Embodiment of the liquid metal filling apparatus which concerns on this invention, it is an expanded sectional view which shows the condition in a cladding tube just after dripping the melted liquid metal in a cladding tube from a dripping nozzle. 本発明に係る液体金属充填装置の第２の実施形態において、溶融した液体金属を滴下ノズルから被覆管内に滴下した直後の被覆管内の状況を示す拡大立断面図である。In 2nd Embodiment of the liquid metal filling apparatus which concerns on this invention, it is an expanded sectional view which shows the condition in a cladding tube immediately after dripping the melted liquid metal in a cladding tube from a dripping nozzle. 本発明に係る液体金属充填装置の第３の実施形態の下部端栓付近を示す拡大立断面図である。It is an expanded vertical sectional view which shows the lower end plug vicinity of 3rd Embodiment of the liquid metal filling apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る液体金属充填装置の第４の実施形態における被覆管内を示す拡大立断面図である。It is an expanded vertical sectional view which shows the inside of the cladding tube in 4th Embodiment of the liquid metal filling apparatus which concerns on this invention.

本発明に係る液体金属充填装置の実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、互いに同一または類似の部分については共通の符号を付して、重複説明は省略する。 An embodiment of a liquid metal filling device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, parts that are the same or similar to each other are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.

［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る液体金属充填装置の第１の実施形態を示す系統図である。図２は、第１の実施形態における貯蔵タンクとガス抜きタンクの部分を模式的に示す拡大立断面図である。図３は、第１の実施形態において、溶融した液体金属を滴下ノズルから被覆管内に滴下した直後の被覆管内の状況を示す拡大立断面図である。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of a liquid metal filling apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view schematically showing portions of the storage tank and the degassing tank in the first embodiment. FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view showing a situation in the cladding tube immediately after the molten liquid metal is dropped from the dropping nozzle into the cladding tube in the first embodiment.

この実施形態の液体金属充填装置は、狭隘な隙間に液体金属を充填するためのものである。充填対象物は、たとえば円管状の金属製の被覆管７内に水素化物中性子吸収材の複数のペレット８を充填した高速炉用水素化物中性子吸収体であって、この場合、充填する液体金属は、たとえば、液体ナトリウムまたは液体ナトリウムカリウムである。 The liquid metal filling device of this embodiment is for filling a narrow space with liquid metal. The filling object is, for example, a fast reactor hydride neutron absorber in which a plurality of pellets 8 of a hydride neutron absorber are filled in a tubular metal cladding tube 7. In this case, the liquid metal to be filled is For example, liquid sodium or liquid sodium potassium.

図１に示すように、液体金属充填装置は、液体金属を貯蔵する３基のタンク、すなわち、ドレンタンク１、貯蔵タンク２、ガス抜きタンク３を備えている。 As shown in FIG. 1, the liquid metal filling apparatus includes three tanks for storing liquid metal, that is, a drain tank 1, a storage tank 2, and a degassing tank 3.

ドレンタンク１は、充填終了時に液体金属１２を配管系からドレンするためのタンクであり、不純物の多い液体金属を貯蔵する。ドレンタンク１内の液体金属１２はドレンタンク液面２０を形成している。ドレンタンク液面２０の位置を検出するためのドレンタンク液面計４０がドレンタンク１に取り付けられている。 The drain tank 1 is a tank for draining the liquid metal 12 from the piping system at the end of filling, and stores the liquid metal with a large amount of impurities. The liquid metal 12 in the drain tank 1 forms a drain tank liquid level 20. A drain tank liquid level gauge 40 for detecting the position of the drain tank liquid level 20 is attached to the drain tank 1.

貯蔵タンク２は、ドレンタンク１に隣り合うように配置されて、ドレンタンク１から送られた液体金属１２を貯蔵する。貯蔵タンク１内の液体金属１２は貯蔵タンク液面２２を形成している。貯蔵タンク液面２２の位置を検出するための貯蔵タンク液面計４１が貯蔵タンク２に取り付けられている。 The storage tank 2 is disposed adjacent to the drain tank 1 and stores the liquid metal 12 sent from the drain tank 1. The liquid metal 12 in the storage tank 1 forms a storage tank liquid level 22. A storage tank level gauge 41 for detecting the position of the storage tank liquid level 22 is attached to the storage tank 2.

ドレンタンク１と貯蔵タンク２は第３送液配管２３により連絡していて、ドレンタンク１内の液体金属１２は、第３送液配管２３を通じて貯蔵タンク２に送られるように構成されている。ドレンタンク１内の第３送液配管２３の入口２４は、ドレンタンク液面２０よりも下方でドレンタンク１の底部近くで開口している。また、貯蔵タンク２内の第３送液配管２３の出口２５は貯蔵タンク液面２２より上方で開口している。第３送液配管２３には第３送液バルブ９ｇが配置されている。 The drain tank 1 and the storage tank 2 are connected by a third liquid feeding pipe 23, and the liquid metal 12 in the drain tank 1 is configured to be sent to the storage tank 2 through the third liquid feeding pipe 23. The inlet 24 of the third liquid feeding pipe 23 in the drain tank 1 is opened below the drain tank liquid level 20 and near the bottom of the drain tank 1. Further, the outlet 25 of the third liquid feeding pipe 23 in the storage tank 2 opens above the storage tank liquid level 22. A third liquid supply valve 9 g is arranged in the third liquid supply pipe 23.

液体金属１２が液体ナトリウムの場合は、これを液体に保持するために、ドレンタンク１および貯蔵タンク２には、図示しないヒーターが取り付けられ、周囲は保温材で覆われている。 When the liquid metal 12 is liquid sodium, a heater (not shown) is attached to the drain tank 1 and the storage tank 2 in order to keep the liquid metal 12 in a liquid, and the periphery is covered with a heat insulating material.

ガス抜きタンク３は、貯蔵タンク２から送られた液体金属１２を貯蔵する。ガス抜きタンク３内の液体金属はガス抜きタンク液面２６を形成している。ガス抜きタンク３内の液体金属１２はガス抜きタンク液面２６を形成している。ガス抜きタンク液面２６の位置を検出するためのガス抜きタンク液面計４２がガス抜きタンク３に取り付けられている。 The degassing tank 3 stores the liquid metal 12 sent from the storage tank 2. The liquid metal in the degassing tank 3 forms a degassing tank liquid level 26. The liquid metal 12 in the degassing tank 3 forms a degassing tank liquid level 26. A degassing tank liquid level gauge 42 for detecting the position of the degassing tank liquid level 26 is attached to the degassing tank 3.

貯蔵タンク２とガス抜きタンク３は第１送液配管２７により連絡していて、貯蔵タンク２内の液体金属１２は、第１送液配管２７を通じてガス抜きタンク３に送られるように構成されている。貯蔵タンク２内の第１送液配管２７の入口２８は、貯蔵タンク液面２２よりも下方で貯蔵タンク２の底部近くで開口している。また、ガス抜きタンク３内の第１送液配管２７の出口２９はガス抜きタンク液面２６より上方で開口している。第１送液配管２７には第１送液バルブ９ａが配置されている。 The storage tank 2 and the degassing tank 3 are connected to each other by a first liquid feeding pipe 27, and the liquid metal 12 in the storage tank 2 is configured to be sent to the degassing tank 3 through the first liquid feeding pipe 27. Yes. An inlet 28 of the first liquid feeding pipe 27 in the storage tank 2 opens below the storage tank liquid level 22 and near the bottom of the storage tank 2. Further, the outlet 29 of the first liquid feeding pipe 27 in the degassing tank 3 is opened above the degassing tank liquid level 26. A first liquid supply valve 9 a is disposed in the first liquid supply pipe 27.

計量タンク４は、ガス抜きタンク３から液体金属１２を受容して貯蔵する筒状のタンクである。第２送液配管３０が、ガス抜きタンク３の底部から計量タンク４の側面に連絡している。第２送液配管３０には第２送液バルブ９ｃが配置されている。 The measuring tank 4 is a cylindrical tank that receives and stores the liquid metal 12 from the degassing tank 3. The second liquid feeding pipe 30 communicates with the side surface of the measuring tank 4 from the bottom of the degassing tank 3. A second liquid supply valve 9 c is arranged in the second liquid supply pipe 30.

計量タンク４には、その上方からロッド３１が挿入され、そのロッド３１の下部には図示しないフロートが取り付けられている。ロッド３１を上下に動かすことにより、計量タンク４内のフロートが上下に移動し、これにより計量タンク４内の充填液量を調節できるようになっている。 A rod 31 is inserted into the measuring tank 4 from above, and a float (not shown) is attached to the lower portion of the rod 31. By moving the rod 31 up and down, the float in the measuring tank 4 moves up and down, so that the amount of filling liquid in the measuring tank 4 can be adjusted.

計量タンク４の底部から下方に注液配管３２が延び、注液配管３２の下端は滴下ノズル１４に接続されている。滴下ノズル１４の下端は、注液の対象となる被覆管７に接続されている。注液配管３２には注液バルブ９ｄが配置され、滴下ノズル１４には滴下ノズルバルブ９ｅが配置されている。 A liquid injection pipe 32 extends downward from the bottom of the measuring tank 4, and the lower end of the liquid injection pipe 32 is connected to the dropping nozzle 14. The lower end of the dripping nozzle 14 is connected to the cladding tube 7 to be injected. A liquid injection valve 9 d is arranged in the liquid injection pipe 32, and a drip nozzle valve 9 e is arranged in the drip nozzle 14.

計量タンク４の側面にはオーバーフロー配管３４が配置され、その下流側はオーバーフロータンク５に接続されている。オーバーフロータンク５にはオーバーフロータンク液面計６が配置されている。オーバーフロータンク５の底部にはオーバーフロータンクドレン配管３５が接続され、オーバーフロータンクドレン配管３５の下流側は下方に延びてドレンタンク１の上部でドレンタンク液面２０の上方に連絡している。オーバーフロータンクドレン配管３５にはオーバーフロータンクドレンバルブ９ｆが配置されている。 An overflow pipe 34 is arranged on the side surface of the measuring tank 4, and its downstream side is connected to the overflow tank 5. An overflow tank liquid level gauge 6 is disposed in the overflow tank 5. An overflow tank drain pipe 35 is connected to the bottom of the overflow tank 5, and the downstream side of the overflow tank drain pipe 35 extends downward and communicates with the upper part of the drain tank 1 above the drain tank liquid level 20. An overflow tank drain valve 9 f is disposed in the overflow tank drain pipe 35.

注液バルブ９ｄが閉じた状態で第２送液バルブ９ｃを開くと、第２送液配管３０を通じて計量タンク４内に液体金属が供給され、計量タンク４内に所定量の液体金属が溜まると、オーバーフロー配管３４を通してオーバーフロータンク５にあふれ出す。このときオーバーフロータンク液面計６によりこのあふれ出しを検出できるので、計量タンク４内に所定量の液体金属が溜まったことを認識できる。したがって、そのときに、第２送液バルブ９ｃを閉じ、注液バルブ９ｄおよび滴下ノズルバルブ９ｅを開くと、所定量の液体金属が滴下ノズル１４を通って被覆管７内に注入される。 When the second liquid supply valve 9c is opened with the liquid injection valve 9d closed, liquid metal is supplied into the measuring tank 4 through the second liquid supply pipe 30, and a predetermined amount of liquid metal is accumulated in the measuring tank 4. Then, it overflows into the overflow tank 5 through the overflow pipe 34. At this time, since this overflow can be detected by the overflow tank level gauge 6, it can be recognized that a predetermined amount of liquid metal has accumulated in the measuring tank 4. Therefore, at that time, when the second liquid feeding valve 9 c is closed and the liquid injection valve 9 d and the dropping nozzle valve 9 e are opened, a predetermined amount of liquid metal is injected into the cladding tube 7 through the dropping nozzle 14.

第２送液配管３０の第２送液バルブ９ｃの上流側で、ガス抜きタンクドレン配管３６が分岐していて、ガス抜きタンクドレン配管３６の下流側は下方に延びてドレンタンク１の上部でドレンタンク液面２０の上方に連絡している。ガス抜きタンクドレン配管３６にはガス抜きタンクドレンバルブ９ｂが配置されている。 The degassing tank drain pipe 36 is branched on the upstream side of the second liquid feeding valve 9 c of the second liquid feeding pipe 30, and the downstream side of the degassing tank drain pipe 36 extends downward and is located above the drain tank 1. It communicates above the drain tank liquid level 20. A gas vent tank drain valve 9 b is disposed in the gas vent tank drain pipe 36.

アルゴン等の不活性ガスを供給可能な不活性ガス源１０が配置され、また、真空ポンプ１１が配置されている。不活性ガス源１０および真空ポンプ１１は、複数のバルブを含むガス配管系５０によって、それぞれが、ドレンタンク１、貯蔵タンク２、ガス抜きタンク３、計量タンク４の各気相部に連絡している。ガス配管系５０のバルブの開閉により、不活性ガス源１０および真空ポンプ１１を選択的にドレンタンク１、貯蔵タンク２、ガス抜きタンク３、計量タンク４の各気相部に連通させて、各気相部を個別に、真空にしたり、不活性ガスによって加圧したりすることができる。 An inert gas source 10 capable of supplying an inert gas such as argon is disposed, and a vacuum pump 11 is disposed. The inert gas source 10 and the vacuum pump 11 are respectively connected to the gas phase sections of the drain tank 1, the storage tank 2, the degassing tank 3, and the measuring tank 4 by a gas piping system 50 including a plurality of valves. Yes. By opening and closing the valves of the gas piping system 50, the inert gas source 10 and the vacuum pump 11 are selectively communicated with the gas phase portions of the drain tank 1, the storage tank 2, the degassing tank 3, and the measuring tank 4. The gas phase can be individually evacuated or pressurized with an inert gas.

ガス配管系５０において、ドレンタンク１、貯蔵タンク２、ガス抜きタンク３、計量タンク４それぞれに近接した位置にベーパートラップ５１が配置されている。ベーパートラップ５１は、ナトリウムの蒸気を金属メッシュで補修し、ガス配管系５０へのナトリウムベーパーの侵入を防止するためのものである。 In the gas piping system 50, vapor traps 51 are arranged at positions close to the drain tank 1, the storage tank 2, the degassing tank 3, and the measuring tank 4. The vapor trap 51 is for repairing sodium vapor with a metal mesh to prevent the penetration of sodium vapor into the gas piping system 50.

さらに、計量タンク４に接続されたガス配管系５０には元タンク５２が配置されている。元タンク５２は、アルゴンガスを均一にブローするためのものである。すなわち、不活性ガス源１０としてのアルゴンガスボンベから吐出されるガスは流量が変動するため、これを安定化させるためのものである。 Further, an original tank 52 is arranged in the gas piping system 50 connected to the measuring tank 4. The original tank 52 is for uniformly blowing argon gas. That is, the gas discharged from the argon gas cylinder as the inert gas source 10 varies in flow rate, and is intended to stabilize the gas.

上記構成で、ガス配管系５０のバルブの開閉等により、ドレンタンク１内の液体金属１２を、第３送液配管２３を通して貯蔵タンク２に送り、さらに、貯蔵タンク２内の液体金属１２を、第１送液配管２７を通してガス抜きタンク３に送ることができる。たとえば、第１送液バルブ９ａを閉じ、オーバーフロータンクドレンバルブ９ｆおよびガス抜きタンクドレンバルブ９ｂを閉じた状態で、貯蔵タンク２内の気相部を真空ポンプ１１で真空にし、ドレンタンク１の気相部に不活性ガス源１０から不活性ガスを供給することにより、ドレンタンク１内の圧力が貯蔵タンク２内の圧力よりも高くなる。このとき、第３送液バルブ９ｇを開けば、ドレンタンク１内の液体金属１２が第３送液配管２３を通して貯蔵タンク２内に送られる。 With the above configuration, the liquid metal 12 in the drain tank 1 is sent to the storage tank 2 through the third liquid feeding pipe 23 by opening and closing the valve of the gas piping system 50, and further the liquid metal 12 in the storage tank 2 is The gas can be sent to the degassing tank 3 through the first liquid feeding pipe 27. For example, with the first liquid supply valve 9a closed and the overflow tank drain valve 9f and the gas vent tank drain valve 9b closed, the gas phase portion in the storage tank 2 is evacuated by the vacuum pump 11, and the air in the drain tank 1 is discharged. By supplying the inert gas from the inert gas source 10 to the phase portion, the pressure in the drain tank 1 becomes higher than the pressure in the storage tank 2. At this time, if the third liquid feeding valve 9g is opened, the liquid metal 12 in the drain tank 1 is sent into the storage tank 2 through the third liquid feeding pipe 23.

このとき、ドレンタンク１内で液体金属１２を融点近傍で溶融することにより、比重の軽い不純物がドレンタンク液面２０の近くに残り、貯蔵タンク２内に送られる液体金属１２はドレンタンク１内の液体金属１２よりも純度が高くなる。 At this time, by melting the liquid metal 12 in the vicinity of the melting point in the drain tank 1, impurities having a low specific gravity remain near the drain tank liquid surface 20, and the liquid metal 12 sent into the storage tank 2 is stored in the drain tank 1. The purity is higher than that of the liquid metal 12.

同様に、貯蔵タンク２内の液体金属１２を、第１送液配管２７を通してガス抜きタンク３に送ることができ、このときに、ガス抜きタンク３の液体金属１２は貯蔵タンク２内の液体金属１２よりも純度が高くなる。 Similarly, the liquid metal 12 in the storage tank 2 can be sent to the degassing tank 3 through the first liquid supply pipe 27, and at this time, the liquid metal 12 in the degassing tank 3 is the liquid metal in the storage tank 2. Purity is higher than 12.

また、ガス抜きタンク３は、真空中で液体金属１２を滴下させることにより、液体金属中１２に含まれるガスを脱気する機能を有する。 The degassing tank 3 has a function of degassing the gas contained in the liquid metal 12 by dropping the liquid metal 12 in a vacuum.

この実施形態で、図２に示すように、ガス抜きタンク３内を真空状態にし、貯蔵タンク２内を加圧し貯蔵タンク２内にある液体金属１２をガス抜きタンク３内に滴下する。滴下する液体金属１２は球状であり、真空状態中を落下しながら、液体金属１２中に含まれるガス、たとえば酸素や窒素を放出し、純度の高い液体金属１２を精製することができる。この高純度の液体金属１２を狭隘な隙間に充填することができるため、狭隘な隙間の温度が上昇してもボイドが発生することがない。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, the inside of the degassing tank 3 is evacuated, the inside of the storage tank 2 is pressurized, and the liquid metal 12 in the storage tank 2 is dropped into the degassing tank 3. The liquid metal 12 to be dropped is spherical, and the gas, for example, oxygen or nitrogen contained in the liquid metal 12 is released while falling in a vacuum state, so that the liquid metal 12 with high purity can be purified. Since this high-purity liquid metal 12 can be filled into a narrow gap, no void is generated even if the temperature of the narrow gap rises.

この実施形態で、図３に示すように、被覆管７内を真空状態にして、その中に、溶融した液体金属を滴下ノズル１４より滴下する。滴下した液体金属１２は、被覆管７内のペレット８の最上面に滞留する。図３はこの状態を示している。図３に示すように、被覆管７の下端は下部端栓１５によって密閉されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, the inside of the cladding tube 7 is evacuated, and molten liquid metal is dropped from the dropping nozzle 14 therein. The dropped liquid metal 12 stays on the uppermost surface of the pellet 8 in the cladding tube 7. FIG. 3 shows this state. As shown in FIG. 3, the lower end of the cladding tube 7 is sealed with a lower end plug 15.

つぎに、滴下ノズル１４から不活性ガスで滞留している液体金属の上表面に圧力をかける。これにより、真空状態にある狭隘な隙間に液体金属１２を充填することができる。これにより、かりに、滴下ノズル１４より滴下した液体金属１２が、不活性ガスで圧力をかける前に隙間内に不均一に侵入し、隙間内に真空状態のボイドが発生したとしても、その後に不活性ガスで加圧することで、そのボイドを消滅させることができる。 Next, pressure is applied from the dropping nozzle 14 to the upper surface of the liquid metal remaining in the inert gas. Thereby, the liquid metal 12 can be filled into a narrow gap in a vacuum state. As a result, even if the liquid metal 12 dropped from the dropping nozzle 14 penetrates into the gap non-uniformly before applying pressure with the inert gas and a void in the vacuum state occurs in the gap, the liquid metal 12 is not By pressurizing with an active gas, the void can be eliminated.

本実施形態によれば、タンクおよび配管に内包する不純物（配管内の水分、油、微小の鉄屑）を約３５０℃で液体金属を循環させドレンタンクにドレンすることで、不純物の少ない系統を利用し被覆管７に液体金属を滴下することが可能である。 According to the present embodiment, the impurities contained in the tank and the pipe (water, oil, and minute iron scraps in the pipe) are circulated at about 350 ° C. to drain the drain metal into the drain tank. The liquid metal can be dropped onto the cladding tube 7 by using it.

［第２の実施形態］
図４は、本発明に係る液体金属充填装置の第２の実施形態において、溶融した液体金属を滴下ノズルから被覆管内に滴下した直後の被覆管内の状況を示す拡大立断面図である。 [Second Embodiment]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a situation in the cladding tube immediately after the molten liquid metal is dropped from the dropping nozzle into the cladding tube in the second embodiment of the liquid metal filling apparatus according to the present invention.

この実施形態では、注液対象部である被覆管７に内装する滴下ノズル１４の下部先端が斜めにカットされていて、その開口部が滴下ノズル１４の方向に対して傾いている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。 In this embodiment, the lower end of the dropping nozzle 14 built in the cladding tube 7 that is the liquid injection target portion is cut obliquely, and the opening is inclined with respect to the direction of the dropping nozzle 14. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

この実施形態によれば、滴下ノズル１４の吐出口にできる球体接触面積を抑えることができ、被覆管７内部に液体金属１２が付着しないようにすることができる。これにより、被覆管７に接液する面積を最小限に抑えることができ、不純物による濡れへの影響を緩和することができる。 According to this embodiment, the spherical contact area that can be formed at the discharge port of the dropping nozzle 14 can be suppressed, and the liquid metal 12 can be prevented from adhering inside the cladding tube 7. Thereby, the area in contact with the cladding tube 7 can be minimized, and the influence of the impurities on the wetting can be mitigated.

［第３の実施形態］
図５は、本発明に係る液体金属充填装置の第３の実施形態の下部端栓付近を示す拡大立断面図である。 [Third Embodiment]
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the lower end plug of the third embodiment of the liquid metal filling apparatus according to the present invention.

この実施形態では、被覆管７の下端部を密閉する容器の下部端栓１５の上部に、被覆管７の内径よりも細い柱状部５５が形成され、柱状部５５と被覆管７との間に環状の間隙部５６が形成されている。 In this embodiment, a columnar portion 55 that is thinner than the inner diameter of the cladding tube 7 is formed above the lower end plug 15 of the container that seals the lower end of the cladding tube 7, and between the columnar portion 55 and the cladding tube 7. An annular gap 56 is formed.

その他の構成は第１または第２の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those in the first or second embodiment.

この第３の実施形態によれば、被覆管７内に、不純物析出のためのバッファ空間を確保でき、被覆管７とペレット８との間隙部に純度の高い液体金属１２を充填することが可能である。 According to the third embodiment, a buffer space for impurity precipitation can be secured in the cladding tube 7, and the high-purity liquid metal 12 can be filled in the gap between the cladding tube 7 and the pellet 8. It is.

またこの場合に、図示しない熱電対を、下部端栓１５の底部に設けることもできる。これにより、液体金属１２を充填媒体として使用する場合、液体金属１２が固体へ移行する際の凝固潜熱を観察することが可能である。 In this case, a thermocouple (not shown) can be provided at the bottom of the lower end plug 15. Thereby, when using the liquid metal 12 as a filling medium, it is possible to observe the solidification latent heat when the liquid metal 12 moves to a solid.

［第４の実施形態］
図６は、本発明に係る液体金属充填装置の第４の実施形態における被覆管内を示す拡大立断面図である。 [Fourth Embodiment]
FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the inside of the cladding tube in the fourth embodiment of the liquid metal filling apparatus according to the present invention.

この実施形態では、被覆管７内に装填した複数のペレット８の内の最上部ペレット８ａの上面の周囲に面取り部６０を形成する。この面取り部６０は、上に向かって細くなるテーパ形状である。 In this embodiment, the chamfered portion 60 is formed around the upper surface of the uppermost pellet 8 a among the plurality of pellets 8 loaded in the cladding tube 7. The chamfered portion 60 has a tapered shape that becomes thinner upward.

その他の構成は第１ないし第３の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those of the first to third embodiments.

この第３の実施形態によれば、面取り部６０を形成することにより、最上部ペレット８ａの上面で滴下した液体金属の接触角を小さくすることができ、充填性が向上する。 According to the third embodiment, by forming the chamfered portion 60, the contact angle of the liquid metal dropped on the upper surface of the uppermost pellet 8a can be reduced, and the filling property is improved.

［他の実施形態］
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 [Other Embodiments]
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

たとえば、上記実施形態の説明では、ドレンタンク１と貯蔵タンク２を別個のタンクとしたが、これらを統合して１個のタンク（高純度化タンク）として、第３送液配管２３および第３送液バルブ９ｇをなくすこともできる。これにより、液体金属中の不純物を減らして液体金属の純度を高める効果は減るが、装置が単純化され、装置の製作コストを下げることができる。また逆に、第１の実施形態の貯蔵タンク２とガス抜きタンク３の間にさらに一つまたは複数の貯蔵タンク２と同様のタンクを追加配置して直列に連絡することにより、液体金属中の不純物を減らして液体金属の純度を高める効果を高めることもできる。 For example, in the description of the above embodiment, the drain tank 1 and the storage tank 2 are separate tanks, but they are integrated into a single tank (high purity tank) and the third liquid feeding pipe 23 and the third tank. The liquid feeding valve 9g can be eliminated. As a result, the effect of reducing the impurities in the liquid metal and increasing the purity of the liquid metal is reduced, but the apparatus is simplified and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced. On the other hand, by additionally arranging one or more similar tanks as the storage tank 2 between the storage tank 2 and the degassing tank 3 of the first embodiment and communicating them in series, It is also possible to increase the effect of reducing impurities and increasing the purity of the liquid metal.

１…ドレンタンク
２…貯蔵タンク
３…ガス抜きタンク
４…計量タンク
５…オーバーフロータンク
６…オーバーフロータンク液面計
７…被覆管
８，８ａ…ペレット
９ａ…第１送液バルブ
９ｂ…ガス抜きタンクドレンバルブ
９ｃ…第２送液バルブ
９ｄ…注液バルブ
９ｅ…滴下ノズルバルブ
９ｆ…オーバーフロータンクドレンバルブ
９ｇ…第３送液バルブ
１０…不活性ガス源
１１…真空ポンプ
１２…液体金属
１４…滴下ノズル
１５…下部端栓
１６…Ｃ面取りペレット
２０…ドレンタンク液面
２２…貯蔵タンク液面
２３…第３送液配管
２４…入口
２５…出口
２６…ガス抜きタンク液面
２７…第１送液配管
２８…入口
２９…出口
３０…第２送液配管
３１…ロッド
３２…注液配管
３４…オーバーフロー配管
３５…オーバーフロータンクドレン配管
３６…ガス抜きタンクドレン配管
４０…ドレンタンク液面計
４１…貯蔵タンク液面計
４２…ガス抜きタンク液面計
５０…ガス配管系
５１…ベーパートラップ
５２…元タンク
５５…柱状部
５６…間隙部
６０…面取り部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drain tank 2 ... Storage tank 3 ... Degassing tank 4 ... Metering tank 5 ... Overflow tank 6 ... Overflow tank liquid level gauge 7 ... Cladding tube 8, 8a ... Pellet 9a ... First liquid supply valve 9b ... Degassing tank drain Valve 9c ... Second liquid supply valve 9d ... Injection valve 9e ... Drip nozzle valve 9f ... Overflow tank drain valve 9g ... Third liquid supply valve 10 ... Inert gas source 11 ... Vacuum pump 12 ... Liquid metal 14 ... Drip nozzle 15 ... Lower end plug 16 ... C chamfered pellet 20 ... Drain tank liquid level 22 ... Storage tank liquid level 23 ... Third liquid feed pipe 24 ... Inlet 25 ... Outlet 26 ... Degassing tank liquid level 27 ... First liquid feed pipe 28 ... Inlet 29 ... Outlet 30 ... Second liquid feeding pipe 31 ... Rod 32 ... Injection pipe 34 ... Overflow pipe 35 ... Overflow tank drain pipe 36 ... Gas Drain tank drain pipe 40 ... Drain tank liquid level gauge 41 ... Storage tank liquid level gauge 42 ... Gas vent tank liquid level gauge 50 ... Gas pipe system 51 ... Vapor trap 52 ... Original tank 55 ... Columnar part 56 ... Gap part 60 ... Chamfer Part

Claims

A storage tank for storing liquid metal by forming a liquid metal liquid level inside;
A degassing tank for receiving the liquid metal in the storage tank and forming a liquid metal liquid level therein to store the liquid metal;
A first liquid supply pipe for connecting the storage tank and the degassing tank to send the liquid metal in the storage tank to the degassing tank;
A first liquid feed valve disposed in the first liquid feed pipe;
A measuring tank that receives the liquid metal in the degassing tank, forms a liquid metal liquid level therein, and stores a predetermined amount of the liquid metal;
A second liquid supply pipe for connecting the degassing tank and the measuring tank to send the liquid metal in the degassing tank to the measuring tank;
A second liquid feeding valve disposed in the second liquid feeding pipe;
An overflow tank that receives liquid metal overflowing from the metering tank when the liquid metal in the metering tank exceeds the predetermined amount, and forms a liquid metal liquid level therein;
An overflow pipe for connecting the measuring tank and the overflow tank to send the liquid metal in the measuring tank to the overflow tank;
A level gauge attached to the overflow tank for detecting that the liquid metal in the metering tank has overflowed into the overflow tank;
An injection pipe for sending the liquid metal stored in the measuring tank to the injection target part;
A liquid injection valve disposed in the liquid injection pipe;
A drain tank that receives the liquid metal in the overflow tank and stores the liquid metal by forming a liquid metal liquid level therein;
An overflow drain pipe for connecting the overflow tank and the drain tank to send the liquid metal in the overflow tank to the drain tank;
An overflow drain valve disposed in the overflow drain pipe;
A third liquid supply pipe for connecting the drain tank and the storage tank to send the liquid metal in the drain tank to the storage tank;
A third liquid supply valve disposed in the third liquid supply pipe;
An inert gas source;
A vacuum pump,
Each of the drain tank, the storage tank, the degassing tank, and the measuring tank is connected above the liquid metal liquid level inside each of the drain tank, the storage tank, the degassing tank, and the measuring tank. Individually, only one of the inert gas source and the vacuum pump, and a connectable gas piping system;
And
The outlet portion of the first liquid feeding pipe in the degassing tank is at a position higher than the inlet portion of the second liquid feeding pipe in the degassing tank,
The outlet part of the overflow drain pipe in the drain tank is at a position higher than the inlet part of the third liquid feeding pipe in the drain tank,
The outlet of the third liquid feeding pipe in the storage tank is at a position higher than the inlet of the first liquid feeding pipe in the storage tank;
A liquid metal filling device characterized by the above.

The outlet portion of the overflow drain pipe in the drain tank is at a position higher than the liquid metal liquid level in the drain tank,
The outlet portion of the third liquid feeding pipe in the storage tank is at a position higher than the liquid metal liquid level in the storage tank,
The outlet of the first liquid delivery pipe in the degassing tank is at a position higher than the liquid metal liquid level in the degassing tank;
The liquid metal filling apparatus according to claim 1.

A degassing tank drain pipe connecting the degassing tank and the drain tank;
A degassing tank drain valve disposed in the degassing tank drain pipe;
The liquid metal filling device according to claim 1, further comprising:

4. The liquid metal filling apparatus according to claim 1, wherein the measuring tank includes a capacity adjusting unit that adjusts a capacity of the liquid metal that can be stored therein. 5.

The liquid injection pipe extends downward from the metering tank toward the liquid injection target part, and an opening at a tip where the liquid injection pipe extends toward the liquid injection target part is inclined with respect to the extending direction. The liquid metal filling device according to claim 1, wherein the liquid metal filling device is oriented.

A high-purification tank for storing liquid metal by forming a liquid metal liquid surface inside;
A degassing tank that receives the liquid metal in the high-purification tank and stores the liquid metal by forming a liquid metal liquid surface therein;
A first liquid supply pipe that communicates the high purity tank and the degassing tank and sends liquid metal in the high purity tank to the degassing tank;
A first liquid feed valve disposed in the first liquid feed pipe;
A measuring tank that receives the liquid metal in the degassing tank, forms a liquid metal liquid level therein, and stores a predetermined amount of the liquid metal;
A second liquid supply pipe for connecting the degassing tank and the measuring tank to send the liquid metal in the degassing tank to the measuring tank;
A second liquid feeding valve disposed in the second liquid feeding pipe;
An overflow tank that receives liquid metal overflowing from the metering tank when the liquid metal in the metering tank exceeds the predetermined amount, and forms a liquid metal liquid level therein;
An overflow pipe for connecting the measuring tank and the overflow tank to send the liquid metal in the measuring tank to the overflow tank;
A level gauge attached to the overflow tank for detecting that the liquid metal in the metering tank has overflowed into the overflow tank;
An injection pipe for sending the liquid metal stored in the measuring tank to the injection target part;
A liquid injection valve disposed in the liquid injection pipe;
An overflow drain pipe for connecting the overflow tank and the high purity tank to send the liquid metal in the overflow tank to the high purity tank;
An overflow drain valve disposed in the overflow drain pipe;
An inert gas source;
A vacuum pump,
Connected above the liquid metal liquid level inside each of the high-purification tank, the degassing tank, and the measuring tank, and individually for each of the high-purification tank, the degassing tank, and the measuring tank, Select only one of the inert gas source and the vacuum pump, and connectable gas piping system;
And
The outlet portion of the first liquid feeding pipe in the degassing tank is at a position higher than the inlet portion of the second liquid feeding pipe in the degassing tank,
The outlet portion of the overflow drain pipe in the high purity tank is located higher than the inlet portion of the first liquid feeding pipe in the high purity tank;
A liquid metal filling device characterized by the above.

A storage tank for storing liquid metal by forming a liquid metal liquid level inside;
A degassing tank for receiving the liquid metal in the storage tank and forming a liquid metal liquid level therein to store the liquid metal;
A first liquid supply pipe for connecting the storage tank and the degassing tank to send the liquid metal in the storage tank to the degassing tank;
A first liquid feed valve disposed in the first liquid feed pipe;
A measuring tank that receives the liquid metal in the degassing tank, forms a liquid metal liquid level therein, and stores a predetermined amount of the liquid metal;
A second liquid supply pipe for connecting the degassing tank and the measuring tank to send the liquid metal in the degassing tank to the measuring tank;
A second liquid feeding valve disposed in the second liquid feeding pipe;
An overflow tank that receives liquid metal overflowing from the metering tank when the liquid metal in the metering tank exceeds the predetermined amount, and forms a liquid metal liquid level therein;
An overflow pipe for connecting the measuring tank and the overflow tank to send the liquid metal in the measuring tank to the overflow tank;
A level gauge attached to the overflow tank for detecting that the liquid metal in the metering tank has overflowed into the overflow tank;
An injection pipe for sending the liquid metal stored in the measuring tank to the injection target part;
A liquid injection valve disposed in the liquid injection pipe;
A drain tank that receives the liquid metal in the overflow tank and stores the liquid metal by forming a liquid metal liquid level therein;
An overflow drain pipe for connecting the overflow tank and the drain tank to send the liquid metal in the overflow tank to the drain tank;
An overflow drain valve disposed in the overflow drain pipe;
A third liquid supply pipe for connecting the drain tank and the storage tank to send the liquid metal in the drain tank to the storage tank;
A third liquid supply valve disposed in the third liquid supply pipe;
A liquid metal filling method for injecting liquid metal into the liquid injection target part using a liquid metal filling device comprising:
The outlet part of the overflow drain pipe in the drain tank is positioned higher than the inlet part of the third liquid feeding pipe in the drain tank,
The outlet part of the third liquid feeding pipe in the storage tank is positioned higher than the inlet part of the first liquid feeding pipe in the storage tank,
The outlet part of the first liquid feeding pipe in the degassing tank is positioned higher than the inlet part of the second liquid feeding pipe in the degassing tank,
By selecting and connecting only one of an inert gas source and a vacuum pump above the liquid metal liquid level inside each of the drain tank, the storage tank, the degassing tank, and the metering tank, the drain The liquid metal in the tank is sent in the order of the third liquid feeding pipe, the storage tank, the first liquid feeding pipe, the degassing tank, the second liquid feeding pipe, and the measuring tank in this order. A metering tank filling step for storing the predetermined amount of liquid metal;
After the filling of the measuring tank, an injection step of closing the second liquid supply valve, opening the liquid injection valve, and injecting the liquid metal stored in the measurement tank into the liquid injection target part;
A liquid metal filling method characterized by comprising:

A target part vacuum step for evacuating the liquid injection target part before the injection step;
A target part pressurizing step of pressurizing the liquid injection target part after the injection step;
The liquid metal filling method according to claim 7, further comprising:

The weighing tank filling step includes
A degassing tank vacuum step for evacuating the degassing tank;
The liquid metal filling method according to claim 7, further comprising a storage tank pressurizing step of pressurizing the inside of the storage tank after the degassing tank vacuum step.

The liquid injection target part is a hydride neutron absorber for a fast reactor in which a plurality of hydride neutron absorber pellets are filled in a cladding tube, and the liquid metal is liquid sodium or liquid sodium potassium. The liquid metal filling method according to any one of claims 7 to 9.

A lower end plug that seals the lower end portion of the cladding tube is attached to the cladding tube, and the lower end plug is formed with an annular gap between the lower end portion of the cladding tube,
The liquid metal filling method according to claim 10, wherein the injection step is performed in a state where the upper end of the cladding tube and the lower end of the liquid injection pipe are in communication.

A lower end plug that seals a lower end portion of the cladding tube is attached to the cladding tube, and an upper end portion of the uppermost pellet of the plurality of pellets in the cladding tube is chamfered, and the injection step 12. The liquid metal filling method according to claim 10, wherein the step is performed in a state where the upper end of the cladding tube and the lower end of the liquid injection pipe communicate with each other.