TRITEX - A Ferritic Steel Loop with Pb-15.8Li - FACILITY AND OPERATION

Abstract

TRITEX was a pumped loop with Pb-15.8Li, fabricated from steel 1.4922. In contact with the molten eutectic were also molybdenum, vanadium and armco-iron. The loop was originally designed to investigate tritium extraction using solid getter metals. Over the years the goal changed to the study of metals, corrosion products and purification of the eutectic mixture. Therefore many modifications were done.

The first part of this report describes TRITEX. All parts were enclosed in thermoboxes for a homogeneous temperature. One test section was in an argon glove box and could be opened during operation. Other special equipment’s were : permeation membranes and liquid-metal-covergas-interfaces to study the transport of H₂, D₂ and ³H, different purification devices, a quartz observation window to see the liquid metal surface, 4 different kinds of flow measurements, level indicators, freeze valves.

The second part describes loop operation. Between 1989 and 1996, the eutectic mixture was circulation for 13.003 hours in seven experimental phases. Temperatures in the main loop were mostly between 400 and 480°C, flow rates up to 2.8 l/min. The cold trap by-pass was operated between 240 and 270°C. Depending on goals for an experiment, parts of the loop were modified. After phase V and VII TRITEX was dismantled and all parts analyzed for impurities and deposits.

A third part shows photos of the facility and components.

TRITEX - Ein Pb-15.8Li Kreislauf aus Ferritischem Stahl - ANLAGE UND BETRIEB

Zusammenfassung

TRITEX war ein Kreislauf mit Pb-15.8Li aus ferritischem Stahl. Molybdän, Vanadium und reines Eisen waren ebenfalls in Kontakt mit der eutektischen Mischung. Der Kreislauf war ursprünglich für die Extraktion von Tritium mit festen Getterstoffen ausgelegt. Im Laufe der Zeit verschoben sich die Aufgaben mehr zum Verhalten von Metallen und zur Abtrennung von Verunreinigungen und Korrosionsprodukten. Die Anlage wurde entsprechend den jeweiligen Versuchszielen modifiziert.

Im ersten Berichtsteil wird die Anlage beschrieben. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperatur waren alle Anlagenteile in Thermoboxen eingeschlossen. Eine Versuchseinrichtung war in einer Argon-Handschuhbox und konnte während des Betriebes des Kreislaufs geöffnet werden. Andere spezielle Anlagenteile waren : Permeationsmembranen und Grenzflächen Schutzgas-Flüssigmetall zur Untersuchung des Verhaltens von H₂, D₂ und ³H, Kalt- und Magnetfallen zur Reinigung des eutektischen Gemisches, ein Fenster zur Beobachtung der Flüssigmetall-Oberfläche, 4 verschiedene Strömungsmesser, Niveau-Regler und Gefrierventile.

Im zweiten Berichtsteil werden die Versuchsphasen beschrieben. Insgesamt war TRITEX 13.003 Stunden in Betrieb. Die Temperaturen im Hauptkreislauf lagen in der Regel zwischen 400 und 480 °C, bei Strömungsgeschwindigkeiten bis zu 2.8 l/min. Der Kaltfallenkreislauf wurde zwischen 240 und 270 °C betrieben. Nach den Betriebsphasen V und VII wurde die Anlage vollständig zerlegt und analysiert.

In einem dritten Berichtsteil werden Fotos der Anlage und von Komponenten gezeigt.