JP2003075307A - 放射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステム - Google Patents
放射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 除湿しても結露せず、結露による信頼性の問
題がなく、結露水の処理のユーティリティ問題がなく、
放射線汚染が少なくなる構成で放射性物質を含む排ガス
のサンプリングガス用サンプリングシステムを提供する
ことである。 【解決手段】 加圧された第一サンプリングガスは中空
糸膜式除湿器３０ａの供給ガス入口の接続端３３に供給
され、乾燥ガス出口の接続端３４から除湿された第一サ
ンプリングガスを得るが、この除湿された第一サンプリ
ングガスの一部を抜き出し、パージガス供給配管３７を
通して減圧器３８で適切な圧力に減圧し、パージガス入
口の接続端３５に供給する。そして、パージガス出口の
接続端３６より排出される水蒸気を含むパージガス４２
をパージガス戻し配管３９を通ってメインガス流路３に
戻す。
題がなく、結露水の処理のユーティリティ問題がなく、
放射線汚染が少なくなる構成で放射性物質を含む排ガス
のサンプリングガス用サンプリングシステムを提供する
ことである。 【解決手段】 加圧された第一サンプリングガスは中空
糸膜式除湿器３０ａの供給ガス入口の接続端３３に供給
され、乾燥ガス出口の接続端３４から除湿された第一サ
ンプリングガスを得るが、この除湿された第一サンプリ
ングガスの一部を抜き出し、パージガス供給配管３７を
通して減圧器３８で適切な圧力に減圧し、パージガス入
口の接続端３５に供給する。そして、パージガス出口の
接続端３６より排出される水蒸気を含むパージガス４２
をパージガス戻し配管３９を通ってメインガス流路３に
戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分析等のためのサ
ンプリングガスのサンプリングシステムに係り、特に原
子力発電所の放射性物質を含む排ガスに含まれる水素濃
度を測定監視するためのサンプリングガス用サンプリン
グシステムに関する。
ンプリングガスのサンプリングシステムに係り、特に原
子力発電所の放射性物質を含む排ガスに含まれる水素濃
度を測定監視するためのサンプリングガス用サンプリン
グシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】排ガス中の水素濃度を測定するための水
素濃度計は、熱伝導タイプを用いているため、測定対象
のサンプリングガスに水分が含まれていると測定精度に
影響を与える。そこで水素濃度計に入力する前にサンプ
リングガスを除湿することが行なわれる。従来この除湿
システムにはペルチェ効果を用いた電子冷却方式が用い
られている。
素濃度計は、熱伝導タイプを用いているため、測定対象
のサンプリングガスに水分が含まれていると測定精度に
影響を与える。そこで水素濃度計に入力する前にサンプ
リングガスを除湿することが行なわれる。従来この除湿
システムにはペルチェ効果を用いた電子冷却方式が用い
られている。
【０００３】例えば、図３に従来例の原子力発電所にお
ける放射性物質を含む排ガス中の水素と酸素を再結合し
復水するシステム中の水素濃度測定系における、除湿シ
ステムを含むサンプリングガス用サンプリングシステム
のブロック図を示す。図示していない原子炉から供給さ
れる蒸気により低圧タービン１を駆動して発電し、その
蒸気は主復水器２で復水され図示されていない循環系に
より原子炉に戻される。この主復水器２により復水され
る際に、原子炉の炉心での水の放射線分解で発生した水
素と酸素は分離して放射性物質を含む排ガスの一部とな
る。排ガスには系においてリークした空気も含まれる。
これらの放射性物質を含む排ガスを処理するメインガス
流路３は、まず空気抽出器４で空気を分離し、この段階
で水素と酸素と水分が排ガス復水システム５に送られ
る。排ガス復水システム５は、排ガス予熱器６、排ガス
再結合器７を経て、排ガス復水器８で水素を酸素と反応
させて復水する。残余のガスは排ガス予熱器９を経て、
図示されていない施設の活性炭式希ガスホールドアップ
塔に送られ処理される。ここで、排ガス復水システム５
の性能監視のために、メインガス流路３からサンプリン
グガスを抽出し、サンプリングラック１０１において、
そのサンプリングガス中の水素濃度を測定することが行
なわれる。
ける放射性物質を含む排ガス中の水素と酸素を再結合し
復水するシステム中の水素濃度測定系における、除湿シ
ステムを含むサンプリングガス用サンプリングシステム
のブロック図を示す。図示していない原子炉から供給さ
れる蒸気により低圧タービン１を駆動して発電し、その
蒸気は主復水器２で復水され図示されていない循環系に
より原子炉に戻される。この主復水器２により復水され
る際に、原子炉の炉心での水の放射線分解で発生した水
素と酸素は分離して放射性物質を含む排ガスの一部とな
る。排ガスには系においてリークした空気も含まれる。
これらの放射性物質を含む排ガスを処理するメインガス
流路３は、まず空気抽出器４で空気を分離し、この段階
で水素と酸素と水分が排ガス復水システム５に送られ
る。排ガス復水システム５は、排ガス予熱器６、排ガス
再結合器７を経て、排ガス復水器８で水素を酸素と反応
させて復水する。残余のガスは排ガス予熱器９を経て、
図示されていない施設の活性炭式希ガスホールドアップ
塔に送られ処理される。ここで、排ガス復水システム５
の性能監視のために、メインガス流路３からサンプリン
グガスを抽出し、サンプリングラック１０１において、
そのサンプリングガス中の水素濃度を測定することが行
なわれる。
【０００４】すなわち、メインガス流路３の排ガス復水
システム５において、その入力側の第一サンプリング抽
出配管１０から第一サンプリングガスを抽出し、排ガス
復水システム５の出力側の第二サンプリングガス抽出配
管１１から第二サンプリングガスを抽出し、それぞれの
水素濃度を監視することで排ガス復水システム５の性能
監視ができる。
システム５において、その入力側の第一サンプリング抽
出配管１０から第一サンプリングガスを抽出し、排ガス
復水システム５の出力側の第二サンプリングガス抽出配
管１１から第二サンプリングガスを抽出し、それぞれの
水素濃度を監視することで排ガス復水システム５の性能
監視ができる。
【０００５】第一サンプリングガスは、水分をかなりの
レベルで含むので、冷却器１２によって第一次除湿され
る。冷却器１２には冷却水１３が供給される。ここで分
離された水分は液体の水となって排水管１４を経てドレ
ンポット１５ａに溜められ、ドレンポット１５ａが一定
の水位に達すると水位計がそれを検出し、自動的に排水
バルブ１６ａを開いて図示されていない施設の排水設備
に送られ処理される。一方冷却器１２により一次除湿さ
れたガス成分は配管１７を通り、ペルチェ素子を利用し
た電子冷却器１８ａに入りここで冷却され第二次除湿さ
れる。ペルチェ素子を利用した電子冷却器１８ａにはペ
ルチェ効果のために必要な電気エネルギ１９ａが供給さ
れる。ペルチェ素子を利用した電子冷却器１８ａにより
分離された水分は液体の水となり、排水管２０を経て先
ほどのドレンポット１５ａに溜められる。このようにし
てペルチェ素子を利用した電子冷却器１８ａで第二次除
湿されたガス成分は配管２１を通り、水素濃度計２２ａ
に導かれて、除湿された第一サンプリングガスの水素濃
度が精度よく測定される。水素濃度計２２ａを通過した
第一サンプリングガスはサンプリングガス戻り配管２３
を通ってメインガス流路３に戻される。第一サンプリン
グ抽出配管１０には適切な個所にバルブ２４が設けられ
る。
レベルで含むので、冷却器１２によって第一次除湿され
る。冷却器１２には冷却水１３が供給される。ここで分
離された水分は液体の水となって排水管１４を経てドレ
ンポット１５ａに溜められ、ドレンポット１５ａが一定
の水位に達すると水位計がそれを検出し、自動的に排水
バルブ１６ａを開いて図示されていない施設の排水設備
に送られ処理される。一方冷却器１２により一次除湿さ
れたガス成分は配管１７を通り、ペルチェ素子を利用し
た電子冷却器１８ａに入りここで冷却され第二次除湿さ
れる。ペルチェ素子を利用した電子冷却器１８ａにはペ
ルチェ効果のために必要な電気エネルギ１９ａが供給さ
れる。ペルチェ素子を利用した電子冷却器１８ａにより
分離された水分は液体の水となり、排水管２０を経て先
ほどのドレンポット１５ａに溜められる。このようにし
てペルチェ素子を利用した電子冷却器１８ａで第二次除
湿されたガス成分は配管２１を通り、水素濃度計２２ａ
に導かれて、除湿された第一サンプリングガスの水素濃
度が精度よく測定される。水素濃度計２２ａを通過した
第一サンプリングガスはサンプリングガス戻り配管２３
を通ってメインガス流路３に戻される。第一サンプリン
グ抽出配管１０には適切な個所にバルブ２４が設けられ
る。
【０００６】第二サンプリングガスは、排ガス復水シス
テム５の出力ガスであり、通常の場合水素濃度は低い。
したがって第一サンプリングガスの場合のような第一次
除湿は不要で、直接ペルチェ素子を利用した電子冷却器
１８ｂに導かれる。ここで分離された液体の水はドレン
ポット１５ｂに溜められる。その他の構成、作用は第一
サンプリングガスのペルチェ素子を利用した電子冷却器
１８ａ以後と同様であるので説明を省略する。
テム５の出力ガスであり、通常の場合水素濃度は低い。
したがって第一サンプリングガスの場合のような第一次
除湿は不要で、直接ペルチェ素子を利用した電子冷却器
１８ｂに導かれる。ここで分離された液体の水はドレン
ポット１５ｂに溜められる。その他の構成、作用は第一
サンプリングガスのペルチェ素子を利用した電子冷却器
１８ａ以後と同様であるので説明を省略する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように従来例にお
いては、水冷の第一次除湿器とペルチェ素子を利用した
電子冷却器とを組み合わせた除湿システムを用いて、放
射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリン
グシステムを構成することができた。しかし、ペルチェ
素子を利用した電子冷却器は、所定の冷却能力を確保す
るため微細なペルチェ素子を多数個結線してひとつの冷
却器となしているため、その多数の結線の信頼性が問題
となっている。また、ペルチェ素子を利用した電子冷却
器は原理上ガスを冷却しガス中の水分を結露させ液体の
水となして除湿するものであるから、ペルチェ素子を利
用した電子冷却器自体に結露し、前記多数の結線に結露
による損傷が発生する。またペルチェ素子を利用した電
子冷却器の多くは一般産業用に製造されており、原子力
施設用として要求される高度の信頼性品質の維持に難点
がある。さらにペルチェ素子を利用した電子冷却器によ
りサンプリングガスから分離した水は放射線物質による
汚染の可能性があるため、ペルチェ素子を利用した電子
冷却器周りの排水構造、排水管、ドレンポット、自動排
水機構などの複雑な排水ユーティリティが必要となる。
いては、水冷の第一次除湿器とペルチェ素子を利用した
電子冷却器とを組み合わせた除湿システムを用いて、放
射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリン
グシステムを構成することができた。しかし、ペルチェ
素子を利用した電子冷却器は、所定の冷却能力を確保す
るため微細なペルチェ素子を多数個結線してひとつの冷
却器となしているため、その多数の結線の信頼性が問題
となっている。また、ペルチェ素子を利用した電子冷却
器は原理上ガスを冷却しガス中の水分を結露させ液体の
水となして除湿するものであるから、ペルチェ素子を利
用した電子冷却器自体に結露し、前記多数の結線に結露
による損傷が発生する。またペルチェ素子を利用した電
子冷却器の多くは一般産業用に製造されており、原子力
施設用として要求される高度の信頼性品質の維持に難点
がある。さらにペルチェ素子を利用した電子冷却器によ
りサンプリングガスから分離した水は放射線物質による
汚染の可能性があるため、ペルチェ素子を利用した電子
冷却器周りの排水構造、排水管、ドレンポット、自動排
水機構などの複雑な排水ユーティリティが必要となる。
【０００８】本発明の目的は、従来例の放射性物質を含
む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステムに
おける課題を解決し、電子冷却器の結露水の処理のユー
ティリティを少なくし、放射線汚染が少なくなる構成で
排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステムを提
供することである。
む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステムに
おける課題を解決し、電子冷却器の結露水の処理のユー
ティリティを少なくし、放射線汚染が少なくなる構成で
排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステムを提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るサンプリングガス用サンプリングシス
テムは、メインガス流路より抜き出したサンプリングガ
スについてのサンプリングシステムであって、ケーシン
グの内部に、水蒸気に対し選択的に透過させる特性を有
する半透膜により相互に隔てられている第一室と第二室
とを含み、前記第一室に除湿前のガスを供給する供給ガ
ス入口の接続端と、除湿後のガスを前記第一室から出力
する乾燥ガス出口の接続端と、前記第二室に水蒸気を運
び出すパージガスを供給するパージガス入口の接続端
と、前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスを第
二室から排出するパージガス出口の接続端とを有する半
透膜式ガス除湿器を用いるサンプリングガス用サンプリ
ングシステムにおいて、前記ケーシングおよび各接続端
がそれぞれ耐食性金属材料製である半透膜式ガス除湿器
と、前記乾燥ガス出口の接続端より出力される乾燥ガス
の一部を前記パージガス入口の接続端に供給するパージ
ガス供給配管と、前記パージガス出口の接続端より排出
される水蒸気を含むパージガスを前記メインガス流路に
戻すパージガス戻し配管とを備え、乾燥しようとする前
記サンプリングガスを前記供給ガス入口の接続端より供
給し、前記乾燥ガス出口の接続端から除湿されたサンプ
リングガスを得ることを特徴とする。
め、本発明に係るサンプリングガス用サンプリングシス
テムは、メインガス流路より抜き出したサンプリングガ
スについてのサンプリングシステムであって、ケーシン
グの内部に、水蒸気に対し選択的に透過させる特性を有
する半透膜により相互に隔てられている第一室と第二室
とを含み、前記第一室に除湿前のガスを供給する供給ガ
ス入口の接続端と、除湿後のガスを前記第一室から出力
する乾燥ガス出口の接続端と、前記第二室に水蒸気を運
び出すパージガスを供給するパージガス入口の接続端
と、前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスを第
二室から排出するパージガス出口の接続端とを有する半
透膜式ガス除湿器を用いるサンプリングガス用サンプリ
ングシステムにおいて、前記ケーシングおよび各接続端
がそれぞれ耐食性金属材料製である半透膜式ガス除湿器
と、前記乾燥ガス出口の接続端より出力される乾燥ガス
の一部を前記パージガス入口の接続端に供給するパージ
ガス供給配管と、前記パージガス出口の接続端より排出
される水蒸気を含むパージガスを前記メインガス流路に
戻すパージガス戻し配管とを備え、乾燥しようとする前
記サンプリングガスを前記供給ガス入口の接続端より供
給し、前記乾燥ガス出口の接続端から除湿されたサンプ
リングガスを得ることを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係るサンプリングガス用サ
ンプリングシステムにおいて、前記第一室は、内部が中
空で、周壁が前記半透膜の中空糸であることが好まし
い。
ンプリングシステムにおいて、前記第一室は、内部が中
空で、周壁が前記半透膜の中空糸であることが好まし
い。
【００１１】また、本発明に係るサンプリングガス用サ
ンプリングシステムにおいて、前記乾燥しようとするサ
ンプリングガスが抜き出されるメインガスが、原子炉で
放射線分解した水素と酸素とを含む排ガスで、その水素
を酸素と結合させて復水する放射性物質を含む排ガス復
水器に供給される前のガスであるときは、前記乾燥しよ
うとするサンプリングガスを冷却器により第一次除湿を
行なった後に、前記供給ガス入口の接続端より供給する
ことが好ましい。
ンプリングシステムにおいて、前記乾燥しようとするサ
ンプリングガスが抜き出されるメインガスが、原子炉で
放射線分解した水素と酸素とを含む排ガスで、その水素
を酸素と結合させて復水する放射性物質を含む排ガス復
水器に供給される前のガスであるときは、前記乾燥しよ
うとするサンプリングガスを冷却器により第一次除湿を
行なった後に、前記供給ガス入口の接続端より供給する
ことが好ましい。
【００１２】本発明に係るサンプリングガス用サンプリ
ングシステムにおいては、ケーシングの内部に、水蒸気
に対し選択的に透過させる特性を有する半透膜により相
互に隔てられている第一室と第二室とを含む半透膜式ガ
ス除湿器を用いた。したがって除湿しても結露せず、結
露による信頼性の問題がない。
ングシステムにおいては、ケーシングの内部に、水蒸気
に対し選択的に透過させる特性を有する半透膜により相
互に隔てられている第一室と第二室とを含む半透膜式ガ
ス除湿器を用いた。したがって除湿しても結露せず、結
露による信頼性の問題がない。
【００１３】そして前記第一室にメインガス流路からサ
ンプリングした除湿前のガスを供給し、除湿後のガスを
前記第一室の乾燥ガス出口の接続端から出力し、その除
湿後のガスを、水蒸気を運び出すパージガスとして前記
第二室のパージガス入口の接続端から入力する。そし
て、前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスは第
二室から排出し、前記メインガス流路に戻す。したがっ
て、除湿した水分はメインガス流路に戻されるので、結
露水の処理のユーティリティ問題がなく、ドレンポット
水による放射線被爆などの心配もない。
ンプリングした除湿前のガスを供給し、除湿後のガスを
前記第一室の乾燥ガス出口の接続端から出力し、その除
湿後のガスを、水蒸気を運び出すパージガスとして前記
第二室のパージガス入口の接続端から入力する。そし
て、前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスは第
二室から排出し、前記メインガス流路に戻す。したがっ
て、除湿した水分はメインガス流路に戻されるので、結
露水の処理のユーティリティ問題がなく、ドレンポット
水による放射線被爆などの心配もない。
【００１４】さらに、前記ケーシングおよび各接続端が
それぞれ耐食性金属材料製としたので、放射線汚染が少
なくなる構成にできる。ここで耐食性金属材料として
は、例えばＮｉ−Ｃｒ系のステンレス鋼や、ハステロイ
（登録商標）等を用いることができる。
それぞれ耐食性金属材料製としたので、放射線汚染が少
なくなる構成にできる。ここで耐食性金属材料として
は、例えばＮｉ−Ｃｒ系のステンレス鋼や、ハステロイ
（登録商標）等を用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明の実施
の形態について詳細に説明する。図１に、従来例と比較
しやすいように、本発明に係るサンプリングガス用サン
プリングシステムを適用した原子力発電所における放射
性物質を含む排ガス中の水素と酸素を再結合し復水する
システム中の水素濃度測定系におけるサンプリングガス
用サンプリングシステムのブロック図を示す。図３と共
通の要素には同一の符号を付して説明を省略し、主とし
て、サンプリングラック１０３における相違について説
明する。
の形態について詳細に説明する。図１に、従来例と比較
しやすいように、本発明に係るサンプリングガス用サン
プリングシステムを適用した原子力発電所における放射
性物質を含む排ガス中の水素と酸素を再結合し復水する
システム中の水素濃度測定系におけるサンプリングガス
用サンプリングシステムのブロック図を示す。図３と共
通の要素には同一の符号を付して説明を省略し、主とし
て、サンプリングラック１０３における相違について説
明する。
【００１６】第一サンプリングガスが排ガス復水システ
ム５の入力側から抽出され、水冷冷却器１２で第一次除
湿されることは従来例と変わりない。第一次除湿された
ガス成分は配管１７を通り、ポンプ２５ａによって適切
な圧力に加圧される。加圧された一次除湿済みの第一サ
ンプリングガスは、中空糸膜式除湿器３０ａに導かれ
る。中空糸膜式除湿器３０ａにより第二次除湿された第
一サンプリングガスは、配管２１を通り水素濃度計２２
ａに入る。中空糸膜式除湿器は、ケーシングの内部に半
透膜を隔てて、水蒸気を含むガスが流れる第一室と、水
蒸気を運び出すパージガスが流れる第二室を含み、半透
膜を介して、水蒸気を選択的に取り除く半透膜式除湿器
の一種であり、中空糸膜式除湿器以外の他の半透膜式除
湿器を用いることもできる。
ム５の入力側から抽出され、水冷冷却器１２で第一次除
湿されることは従来例と変わりない。第一次除湿された
ガス成分は配管１７を通り、ポンプ２５ａによって適切
な圧力に加圧される。加圧された一次除湿済みの第一サ
ンプリングガスは、中空糸膜式除湿器３０ａに導かれ
る。中空糸膜式除湿器３０ａにより第二次除湿された第
一サンプリングガスは、配管２１を通り水素濃度計２２
ａに入る。中空糸膜式除湿器は、ケーシングの内部に半
透膜を隔てて、水蒸気を含むガスが流れる第一室と、水
蒸気を運び出すパージガスが流れる第二室を含み、半透
膜を介して、水蒸気を選択的に取り除く半透膜式除湿器
の一種であり、中空糸膜式除湿器以外の他の半透膜式除
湿器を用いることもできる。
【００１７】図２（ａ）に、中空糸膜式除湿器の詳細断
面図、（ｂ）に中空糸膜式除湿器の除湿原理図を示す。
中空糸膜式除湿器の構成は図２（ａ）に示すように、内
部が中空である糸で、周壁の膜が水蒸気に対し選択的に
透過させる特性を有する中空糸を、周壁が半透膜の前記
第一室として用い、中空子の内部の中空糸内部流路３１
ａに水蒸気を含むガスを流し、前記周壁膜の外側をケー
シングで囲み前記第二室として、水蒸気を運び出すパー
ジガスが流れるパージガス流路３１ｂを設けたものであ
る。
面図、（ｂ）に中空糸膜式除湿器の除湿原理図を示す。
中空糸膜式除湿器の構成は図２（ａ）に示すように、内
部が中空である糸で、周壁の膜が水蒸気に対し選択的に
透過させる特性を有する中空糸を、周壁が半透膜の前記
第一室として用い、中空子の内部の中空糸内部流路３１
ａに水蒸気を含むガスを流し、前記周壁膜の外側をケー
シングで囲み前記第二室として、水蒸気を運び出すパー
ジガスが流れるパージガス流路３１ｂを設けたものであ
る。
【００１８】このパージガス流路３１ｂを設けるため
に、前記中空糸の外側にパージガス流路ケーシング３２
を設け、前記中空糸に除湿前のガスを供給する供給ガス
入口の接続端３３と、除湿後のガスを前記中空糸から出
力する乾燥ガス出口の接続端３４と、前記パージガス流
路３１ｂにパージガスを供給するパージガス入口の接続
端３５と、前記周壁の膜を透過した水蒸気を含むパージ
ガスを前記パージガス流路から排出するパージガス出口
の接続端３６を有する構成となっている。
に、前記中空糸の外側にパージガス流路ケーシング３２
を設け、前記中空糸に除湿前のガスを供給する供給ガス
入口の接続端３３と、除湿後のガスを前記中空糸から出
力する乾燥ガス出口の接続端３４と、前記パージガス流
路３１ｂにパージガスを供給するパージガス入口の接続
端３５と、前記周壁の膜を透過した水蒸気を含むパージ
ガスを前記パージガス流路から排出するパージガス出口
の接続端３６を有する構成となっている。
【００１９】中空糸膜式除湿器３０ａの除湿原理は図２
（ｂ）に示すように、加圧した除湿前のガス４０を中空
糸内部流路３１ａに流すと、周壁の膜が水蒸気４４に対
し選択的に透過させる特性を有するので、周壁を透過し
て水蒸気４４は中空糸の外部に排除され、中空糸内部流
路３１ａの出口からは乾燥したガス４１が供給される。
このとき周壁の外側のパージガス流路３１ｂには減圧し
たパージガス４２を流し、周壁を通って排除された水蒸
気４４を運び出す。例えば加圧した除湿前のガス４０が
水素４３と水蒸気４４からなるとすると、ガス４０が中
空糸内部流路３１ａを流れる間に水蒸気４４は周壁を透
過し中空糸の外部に出て、パージガス流路３１ｂのパー
ジガス４２により運び出され、中空糸の出口のガス４１
は水素４３のみ、すなわち乾燥水素が供給される。
（ｂ）に示すように、加圧した除湿前のガス４０を中空
糸内部流路３１ａに流すと、周壁の膜が水蒸気４４に対
し選択的に透過させる特性を有するので、周壁を透過し
て水蒸気４４は中空糸の外部に排除され、中空糸内部流
路３１ａの出口からは乾燥したガス４１が供給される。
このとき周壁の外側のパージガス流路３１ｂには減圧し
たパージガス４２を流し、周壁を通って排除された水蒸
気４４を運び出す。例えば加圧した除湿前のガス４０が
水素４３と水蒸気４４からなるとすると、ガス４０が中
空糸内部流路３１ａを流れる間に水蒸気４４は周壁を透
過し中空糸の外部に出て、パージガス流路３１ｂのパー
ジガス４２により運び出され、中空糸の出口のガス４１
は水素４３のみ、すなわち乾燥水素が供給される。
【００２０】再び図１に戻ると、加圧された第一サンプ
リングガスは中空糸膜式除湿器３０ａの供給ガス入口の
接続端３３に供給され、乾燥ガス出口の接続端３４から
除湿された第一サンプリングガスを得るが、この除湿さ
れた第一サンプリングガスの一部を抜き出し、パージガ
ス供給配管３７を通して減圧器３８で適切な圧力に減圧
し、パージガス入口の接続端３５に供給する。つまり、
中空糸膜式除湿器３０ａのパージガス４２に乾燥ガス４
１の一部を用いる。そして、パージガス出口の接続端３
６より排出される水蒸気を含むパージガス４２をパージ
ガス戻し配管３９を通ってメインガス流路３に戻す。
リングガスは中空糸膜式除湿器３０ａの供給ガス入口の
接続端３３に供給され、乾燥ガス出口の接続端３４から
除湿された第一サンプリングガスを得るが、この除湿さ
れた第一サンプリングガスの一部を抜き出し、パージガ
ス供給配管３７を通して減圧器３８で適切な圧力に減圧
し、パージガス入口の接続端３５に供給する。つまり、
中空糸膜式除湿器３０ａのパージガス４２に乾燥ガス４
１の一部を用いる。そして、パージガス出口の接続端３
６より排出される水蒸気を含むパージガス４２をパージ
ガス戻し配管３９を通ってメインガス流路３に戻す。
【００２１】中空糸膜式除湿器３０ａにおいて、パージ
ガス流路ケーシング３２および各接続端３３，３４，３
５，３６は、例えばＮｉ−Ｃｒ系ステンレス鋼やハステ
ロイ（登録商標）等の耐食性金属材料製として中空糸容
器破損の際の放射線物質による汚染を極力押さえること
が好ましい。このような耐食性金属を用いることで、樹
脂等に比べて表面粗さを小さく加工できるため、表面積
を小さくでき、放射性物質の付着量を減少させることが
できる。したがってメンテナンス等のときの放射線被爆
量を減少できる。
ガス流路ケーシング３２および各接続端３３，３４，３
５，３６は、例えばＮｉ−Ｃｒ系ステンレス鋼やハステ
ロイ（登録商標）等の耐食性金属材料製として中空糸容
器破損の際の放射線物質による汚染を極力押さえること
が好ましい。このような耐食性金属を用いることで、樹
脂等に比べて表面粗さを小さく加工できるため、表面積
を小さくでき、放射性物質の付着量を減少させることが
できる。したがってメンテナンス等のときの放射線被爆
量を減少できる。
【００２２】第二サンプリングガスについては、排ガス
復水システム５の出力側からポンプ２５ｂにより適切に
加圧された後、中空糸膜式除湿器３０ｂに導かれ、以後
の構成は第一サンプリングガスにおける中空糸膜式除湿
器３０ａの場合と同様であるので説明を省略する。
復水システム５の出力側からポンプ２５ｂにより適切に
加圧された後、中空糸膜式除湿器３０ｂに導かれ、以後
の構成は第一サンプリングガスにおける中空糸膜式除湿
器３０ａの場合と同様であるので説明を省略する。
【００２３】本発明の実施の形態においては、中空糸膜
式除湿器３０ａ，３０ｂに用いるパージガス４２に乾燥
ガス４１の一部を用いることとしたので、パージガス供
給のための特別なユーティリティが不要である。またパ
ージガス出口の接続端３６より排出される水蒸気を含む
パージガス４２をパージガス戻し配管３９を通ってメイ
ンガス流路３に戻すこととしたので、除湿した水蒸気の
処理のための特別なユーティリティが不要であり、中空
糸膜式除湿システムとしてはガスループが閉じているた
め放射線物質の汚染の心配がない。
式除湿器３０ａ，３０ｂに用いるパージガス４２に乾燥
ガス４１の一部を用いることとしたので、パージガス供
給のための特別なユーティリティが不要である。またパ
ージガス出口の接続端３６より排出される水蒸気を含む
パージガス４２をパージガス戻し配管３９を通ってメイ
ンガス流路３に戻すこととしたので、除湿した水蒸気の
処理のための特別なユーティリティが不要であり、中空
糸膜式除湿システムとしてはガスループが閉じているた
め放射線物質の汚染の心配がない。
【００２４】
【発明の効果】本発明に係るサンプリングガス用サンプ
リングシステムにおいては、ケーシングの内部に、水蒸
気に対し選択的に透過させる特性を有する半透膜により
相互に隔てられている第一室と第二室とを含む半透膜式
ガス除湿器を用いた。したがって除湿しても結露せず、
結露による信頼性の問題を解消できた。
リングシステムにおいては、ケーシングの内部に、水蒸
気に対し選択的に透過させる特性を有する半透膜により
相互に隔てられている第一室と第二室とを含む半透膜式
ガス除湿器を用いた。したがって除湿しても結露せず、
結露による信頼性の問題を解消できた。
【００２５】そして前記第一室にメインガス流路からサ
ンプリングした除湿前のガスを供給し、除湿後のガスを
前記第一室の乾燥ガス出口の接続端から出力し、その除
湿後のガスを、水蒸気を運び出すパージガスとして前記
第二室のパージガス入口の接続端から入力する。そし
て、前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスは第
二室から排出し、前記メインガス流路に戻す。したがっ
て、除湿した水分はメインガス流路に戻されるので、結
露水の処理のユーティリティ問題がなく、ドレンポット
水による放射線被爆などの心配も少なくなった。
ンプリングした除湿前のガスを供給し、除湿後のガスを
前記第一室の乾燥ガス出口の接続端から出力し、その除
湿後のガスを、水蒸気を運び出すパージガスとして前記
第二室のパージガス入口の接続端から入力する。そし
て、前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスは第
二室から排出し、前記メインガス流路に戻す。したがっ
て、除湿した水分はメインガス流路に戻されるので、結
露水の処理のユーティリティ問題がなく、ドレンポット
水による放射線被爆などの心配も少なくなった。
【００２６】さらに、前記ケーシングおよび各接続端が
それぞれ耐食性金属材料製としたので、放射線汚染が少
なくなる構成にでき、メンテナンス等のときの放射線被
爆量を減少できた。
それぞれ耐食性金属材料製としたので、放射線汚染が少
なくなる構成にでき、メンテナンス等のときの放射線被
爆量を減少できた。
【図１】 本発明の実施の形態に係る、放射性物質を含
む排ガス中の水素と酸素を再結合し復水するシステム中
の水素濃度測定系におけるサンプリングガス用サンプリ
ングシステムのブロック図である。
む排ガス中の水素と酸素を再結合し復水するシステム中
の水素濃度測定系におけるサンプリングガス用サンプリ
ングシステムのブロック図である。
【図２】 （ａ）は中空糸膜式除湿器の詳細断面図、
（ｂ）は中空糸膜式除湿器の除湿原理図を示す。
（ｂ）は中空糸膜式除湿器の除湿原理図を示す。
【図３】 従来例の、放射性物質を含む排ガス中の水素
と酸素を再結合し復水するシステム中の水素濃度測定系
におけるサンプリングガス用サンプリングシステムのブ
ロック図である。
と酸素を再結合し復水するシステム中の水素濃度測定系
におけるサンプリングガス用サンプリングシステムのブ
ロック図である。
１ 低圧タービン、２ 主復水器、３ メインガス流
路、４ 空気抽出器、５排ガス復水システム、６，９
排ガス予熱器、７ 排ガス再結合器、８ 排ガス復水
器、１０ 第一サンプリング抽出配管、１１ 第二サン
プリングガス抽出配管、１２ 冷却器、１３ 冷却水、
１４ 排水管、１５ａ，１５ｂ ドレンポット、１６
ａ，１６ｂ 排水バルブ、１７ 配管、１８ａ，１８ｂ
ペルチェ素子を利用した電子冷却器、１９ａ，１９ｂ
電気エネルギ、２０ 排水管、２１配管、２２ａ，２
２ｂ 水素濃度計、２３ サンプリングガス戻り配管、
２４バルブ、２５ａ，２５ｂ ポンプ、３０ａ，３０ｂ
中空糸膜式除湿器、３１ａ 中空糸内部流路、３１ｂ
パージガス流路、３２ パージガス流路ケーシング、
３３ 供給ガス入口の接続端、３４ 乾燥ガス出口の接
続端、３５ パージガス入口の接続端、３６ パージガ
ス出口の接続端、３７ パージガス供給配管、３８ 減
圧器、３９ パージガス戻し配管、４０ 除湿前のガ
ス、４１ 除湿後のガス、４２ パージガス、４３ 水
素、４４ 水蒸気、１０１，１０３ サンプリングラッ
ク。
路、４ 空気抽出器、５排ガス復水システム、６，９
排ガス予熱器、７ 排ガス再結合器、８ 排ガス復水
器、１０ 第一サンプリング抽出配管、１１ 第二サン
プリングガス抽出配管、１２ 冷却器、１３ 冷却水、
１４ 排水管、１５ａ，１５ｂ ドレンポット、１６
ａ，１６ｂ 排水バルブ、１７ 配管、１８ａ，１８ｂ
ペルチェ素子を利用した電子冷却器、１９ａ，１９ｂ
電気エネルギ、２０ 排水管、２１配管、２２ａ，２
２ｂ 水素濃度計、２３ サンプリングガス戻り配管、
２４バルブ、２５ａ，２５ｂ ポンプ、３０ａ，３０ｂ
中空糸膜式除湿器、３１ａ 中空糸内部流路、３１ｂ
パージガス流路、３２ パージガス流路ケーシング、
３３ 供給ガス入口の接続端、３４ 乾燥ガス出口の接
続端、３５ パージガス入口の接続端、３６ パージガ
ス出口の接続端、３７ パージガス供給配管、３８ 減
圧器、３９ パージガス戻し配管、４０ 除湿前のガ
ス、４１ 除湿後のガス、４２ パージガス、４３ 水
素、４４ 水蒸気、１０１，１０３ サンプリングラッ
ク。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G052 AA02 AB03 AC26 AD03 AD23
AD42 BA03 BA14 CA04 CA12
CA35 DA09 EA02 EB04 FD18
GA20 HC02 HC09 JA09
2G075 CA32 CA34 DA07 DA14 DA16
FC12 FC13 FC16 FC19 GA15
Claims (3)
- 【請求項１】 メインガス流路より抜き出したサンプリ
ングガスについてのサンプリングシステムであって、 ケーシングの内部に、水蒸気に対し選択的に透過させる
特性を有する半透膜により相互に隔てられている第一室
と第二室とを含み、 前記第一室に除湿前のガスを供給する供給ガス入口の接
続端と、 除湿後のガスを前記第一室から出力する乾燥ガス出口の
接続端と、 前記第二室に水蒸気を運び出すパージガスを供給するパ
ージガス入口の接続端と、 前記半透膜を透過した水蒸気を含むパージガスを第二室
から排出するパージガス出口の接続端と、 を有する半透膜式ガス除湿器を用いるサンプリングガス
用サンプリングシステムにおいて、 前記ケーシングおよび各接続端がそれぞれ耐食性金属材
料製である半透膜式ガス除湿器と、 前記乾燥ガス出口の接続端より出力される乾燥ガスの一
部を前記パージガス入口の接続端に供給するパージガス
供給配管と、 前記パージガス出口の接続端より排出される水蒸気を含
むパージガスを前記メインガス流路に戻すパージガス戻
し配管と、を備え、乾燥しようとする前記サンプリング
ガスを前記供給ガス入口の接続端より供給し、前記乾燥
ガス出口の接続端から除湿されたサンプリングガスを得
ることを特徴とするサンプリングガス用サンプリングシ
ステム。 - 【請求項２】 請求項１に記載のサンプリングガス用サ
ンプリングシステムにおいて、 前記第一室は、 内部が中空で、周壁が前記半透膜の中空糸であることを
特徴とするサンプリングガス用サンプリングシステム。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のサンプ
リングガス用サンプリングシステムにおいて、 前記乾燥しようとするサンプリングガスが抜き出される
メインガスが、原子炉で放射線分解した水素と酸素とを
含む排ガスで、その水素を酸素と結合させて復水する放
射性物質を含む排ガス復水器に供給される前のガスであ
るときは、 前記乾燥しようとするサンプリングガスを冷却器により
第一次除湿を行なった後に、前記供給ガス入口の接続端
より供給することを特徴とするサンプリングガス用サン
プリングシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001263187A JP2003075307A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 放射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001263187A JP2003075307A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 放射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003075307A true JP2003075307A (ja) | 2003-03-12 |
Family
ID=19089975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001263187A Pending JP2003075307A (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 放射性物質を含む排ガスのサンプリングガス用サンプリングシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003075307A (ja) |
Cited By (4)
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| JP2013148529A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | サンプリングガスの水素濃度測定装置 |
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-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001263187A patent/JP2003075307A/ja active Pending
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| JP7521684B2 (ja) | 2021-03-04 | 2024-07-24 | 株式会社島津製作所 | ガス分析装置 |
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