JP2006090778A

JP2006090778A - 原子力発電所の非常用ガス処理系および空気乾燥装置ならびにフィルタ装置

Info

Publication number: JP2006090778A
Application number: JP2004274896A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sakamoto; 健坂本
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】原子力発電所の非常用ガス処理系の縮小化と簡素化を図る。
【解決手段】フィルタ装置４への流入空気の湿分を低減する空気乾燥装置１は、乾燥器ケーシング２０と、乾燥器ケーシング２０内に配置されたデミスタ３と、乾燥器ケーシング２０の壁面に取り付けられたパネルヒータ２とを有する。また、フィルタ装置４は、フィルタケーシング２２と、微粒子を捕集するためにフィルタケーシング２２内に配置された高性能エアフィルタ６ａ，６ｂと、放射性よう素を除去するためにフィルタケーシング２２内に配置されたチャコールエアフィルタ７と、フィルタケーシング２２内で高性能エアフィルタ６ａおよびチャコールエアフィルタ７の上流側に配置された中性能エアフィルタ５と、フィルタケーシング２２の壁面に取り付けられたパネルヒータ２４と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、原子力発電所の非常用ガス処理系と、この処理系に適した空気乾燥装置ならびにフィルタ装置に関する。

原子力発電所においては、万一の原子炉事故の際、原子炉格納容器から漏洩した放射性物質を除去するとともに、原子炉格納容器を有する原子炉棟内を負圧に保ち原子炉棟が配置される原子炉建屋からの放射性物質の漏洩を防ぐ目的で非常用ガス処理系が設けられている（特許文献１参照）。

図９は、従来の非常用ガス処理系の構成を示す系統構成図である。原子炉事故の際、排風機８が起動し原子炉棟内と連通する配管１５を介して原子炉棟内空気を空気乾燥装置１に導く。空気乾燥装置１に導かれた空気は、デミスタ（湿分分離器）３にて湿分を低減され、電気ヒータ１０にてさらに湿分が低減される。空気乾燥装置１により湿分が低減された空気はフィルタ装置４を通過した後、排気筒９から大気へ放出される。

フィルタ装置４は、放射性よう素の除去を目的としたチャコールエアフィルタ７と、チャコールエアフィルタ７の上流側に原子炉棟からの微小粒子を捕集する目的で、またチャコールエアフィルタ７の下流側にチャコールエアフィルタ７からの炭素粒子の捕集を目的として高性能エアフィルタ６ａ，６ｂが設置されている。上流側の高性能エアフィルタ６ａの目詰まりを防止する目的で中性能エアフィルタ５が設置されている。非常用ガス処理系が起動していない時の、湿分によるチャコールエアフィルタ７の性能低下を防止するために、チャコールエアフィルタ７の上流側と下流側にスペースヒータ１４ａ，１４ｂが設置されている。

空気乾燥装置１に設置される電気ヒータ１０および排風機８は駆動部によって機能を発揮する動的機器であるため、系統機能維持上の観点より２系列設置されており、うち１系列を予備としている。また、チャコールエアフィルタ７の上流側および下流側に設置されているスペースヒータ１４ａ，１４ｂも動的機器であるため、チャコールエアフィルタ７の前後に２台ずつ設置され、うち１台ずつを予備としている。

このように、動的機器を２系列設置することにより、一方の機器が何らかの理由により起動できない事態となっても、もう一方の機器が起動することにより系統機能を維持させている。
特開平１１−１０１８９３号公報

非常用ガス処理系を構成する動的機器は、前述したように系統機能維持上の理由から２系列設置されている。例えば空気乾燥装置においては、電気ヒータを設置するためのスペースを空気乾燥装置に設けなければならず、そのために空気乾燥装置が大型化してしまい、また、動的機器である電気ヒータを２系列設置させるため系統が複雑になり、配置スペースが大きくなってしまう課題があった。
本発明の目的は、原子力発電所の非常用ガス処理系およびその構成機器の縮小化と系統の簡素化を図ることにある。

本発明は上記目的を達成するものであって、請求項１に記載の発明は、原子力発電所の非常用ガス処理系のフィルタ装置への流入空気の湿分を低減する空気乾燥装置において、空気が流通する乾燥器ケーシングと、この乾燥器ケーシングの内部に配置された湿分分離器と、前記乾燥器ケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータとを有すること、を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、原子力発電所の非常用ガス処理系のフィルタ装置において、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、を有すること、を特徴とする。

請求項３に記載の発明は、空気乾燥装置と、この空気乾燥装置から得られた空気が通るフィルタ装置とを有する原子力発電所の非常用ガス処理系において、前記フィルタ装置は、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、を有し、前記空気乾燥装置は、空気が流通する乾燥器ケーシングと、この乾燥器ケーシングの内部に配置された湿分分離器と、この湿分分離器に直列に前記乾燥器ケーシングの内部に配置された電気ヒータとを有し、前記空気乾燥装置は１系列であること、を特徴とする。

請求項４に記載の発明は、空気乾燥装置と、フィルタ装置と、前記空気乾燥装置から得られた空気を前記フィルタ装置に送る排風機と、を有する原子力発電所の非常用ガス処理系において、前記フィルタ装置は、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、を有し、前記排風機上流側配管が２本の並列の配管部を有し、この並列の配管部に熱線が取り付けられ、前記空気乾燥装置は１系列であること、を特徴とする。

請求項５に記載の発明は、１系列の加熱コイルと、この加熱コイルの下流側に配置された排風機と、この排風機の下流側に配置されたフィルタ装置と、を有する原子力発電所の非常用ガス処理系において、前記フィルタ装置は、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、前記フィルタケーシングの内部で少なくとも前記チャコールエアフィルタの上流側に配置された湿分分離器と、を有すること、を特徴とする。

この発明によれば、原子力発電所の非常用ガス処理系およびその構成機器の縮小化と系統の簡素化を図ることができる。

以下、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系およびその構成機器の実施の形態を図１から図８を参照して説明する。ここで、従来技術と共通または類似の部分には共通の符号を付して重複説明は省略する。

図１は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第１の実施の形態を示すもので、空気乾燥装置１を示している。空気乾燥装置１は、空気が内部を通り抜ける乾燥器ケーシング２０を有し、乾燥器ケーシング２０内にデミスタ３が配置されている。この乾燥器ケーシング２０の壁面には乾燥器パネルヒータ２が取り付けられている。なお、この乾燥器パネルヒータ２は壁面の内面または外面、双方に設けて良いのはもちろんである。

原子炉棟から導かれる空気は乾燥器ケーシング２０内を通って排風機８（図９参照）へ向かう。その際、流入空気は、デミスタ３により湿分が低減され、さらに乾燥器パネルヒータ２により加熱される。なお、乾燥効率をさらに高める（出力を増加させる）必要がある場合、また一方が起動しない等予備を必要とする場合には２重化した乾燥パネルヒータを用いると有効である。

この実施の形態では、乾燥器パネルヒータ２があることにより、流入空気の加熱が可能となるので、従来のように空気乾燥装置内に電気ヒータ１０を設置しなくてもよい。これにより、空気乾燥装置１を縮小化することができる。

図２は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第２の実施の形態を示すもので、フィルタ装置４を示している。フィルタ装置４は、空気が内部を通り抜けるフィルタケーシング２２を有し、フィルタケーシング２２内に、上流側から順に、中性能エアフィルタ５、高性能エアフィルタ６ａ、チャコールエアフィルタ７、高性能エアフィルタ６ｂが配列されている。このように、フィルタケーシング２２の壁面に（内面、外面または双方）フィルタパネルヒータ２４が取り付けられている。

排風機８（図９参照）から導入された空気は、フィルタケーシング２２内の中性能エアフィルタ５、高性能エアフィルタ６ａ、チャコールエアフィルタ７、高性能エアフィルタ６ｂを順次通過し、フィルタケーシング２２を出て排気塔９（図９参照）から系外へ放出される。このように、フィルタパネルヒータ２４を取り付けたことにより、チャコールエアフィルタ７の停止時における湿分の増加にともなう性能低下を防止することができる。なお、乾燥効率をさらに高める必要がある場合、または一方が起動しない等予備を必要とする場合には２重化したフィルタパネルヒータを用いると有効である。

この実施の形態によれば、フィルタ装置の壁面にパネルヒータが取り付けられているので、フィルタ装置内にスペースヒータを設ける必要がなく、フィルタ装置を縮小化することができる。

図３は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第３の実施の形態を示すもので、図１の第１の実施の形態の空気乾燥装置１と図２の第２の実施の形態のフィルタ装置４を組み合わせた非常用ガス処理系の例を示している。なお、図３において、図１および図２と同一部分には同一符号を付し、その部分の構成の説明は省略する。

図３において、空気乾燥装置１に取り付けた乾燥器パネルヒータ２により、電気ヒータの削減が可能となるので、排風機８上流側の空気乾燥装置１を１系列としている。なお、乾燥効率をさらに高める必要がある場合、予備を必要とする場合には２重化した乾燥パネルヒータを用いると有効である。

この実施の形態によれば、非常用ガス処理系が、動的機器を持たない空気乾燥装置から構成されるため、排風機上流側を１系列とすることができ、非常用ガス処理系の系統構成を簡素化することができる。

図４は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第４の実施の形態を示すものである。この実施の形態では、１台の空気乾燥装置１の乾燥器ケーシング２０内のデミスタ３の下流側に２個の電気ヒータ１０を直列に設置している。ただし、乾燥器パネルヒータは設置していない。この実施の形態のフィルタ装置４は図２の第２の実施の形態のフィルタ装置４と同じ構成である。

この実施の形態によれば、１台の空気乾燥装置１内に動的機器が直列に設置されているため、排風機８上流側の空気乾燥装置１を１系列としている。このように、１台の空気乾燥装置内に電気ヒータ１０が直列に設置されているので、空気乾燥装置１を１系列とすることができ、非常用ガス処理系の系統構成を簡素化することができる。

図５は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第５の実施の形態を示すものである。この実施の形態では、排風機８の上流側配管を、その内面または外面または双方の面に熱線を取り付けた配管１１としている。フィルタ装置４は第２の実施の形態のフィルタ装置４と同じ構成である。なお、乾燥効率をさらに高める必要がある場合、予備を必要とする場合には２重化した熱線を配管１１に取り付けると有効である。

この実施の形態では、排風機８の上流側配管１１を熱線を取り付けた配管１１としたことにより、空気乾燥装置１に電気ヒータ等の加熱源を設ける必要がなくなるため、図９に示した電気ヒータ１０を設置しなくてもよい。これにより、排風機８の上流側の空気乾燥装置１を１系列としている。これにより、非常用ガス処理系の系統構成を簡素化することができる。

図６は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第６の実施の形態を示すものである。この実施の形態では、空気乾燥装置をなくして替りに加熱コイル１２を設けている。また、フィルタ装置４は図２の第２の実施の形態のフィルタ装置４と類似の構造であるが、この実施の形態では、フィルタケーシング２２内の最上流側にデミスタ３を設けている点が異なる。

この実施の形態によれば、流入空気の湿分を低減させるデミスタ３をフィルタ装置４内に設置し、従来、空気乾燥装置１内の電気ヒータで行なっていた流入空気の加熱を静的機器である加熱コイル１２で行なうことにより、排風機８の上流側に動的機器が一切必要なくなるため、排風機８の上流側を１系列としている。これにより、非常用ガス処理系の系統構成を簡素化することができる。

図７は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第７の実施の形態を示すものである。この実施の形態は図６の第６の実施の形態の変形例であって、排風機８の上流側配管を熱線を取り付けた配管１１とすることにより、排風機８の上流側を配管１１のみで構成している。このように、流入空気を排風機８の上流側配管に取り付けた熱線により加熱することで、加熱コイルを削減することが可能となり、排風機上流側を配管１１のみで構成している。なお、乾燥効率をさらに高める必要がある場合、予備を必要とする場合には２重化した熱線を配管に取り付けると有効である。

この実施の形態によれば、デミスタをフィルタ装置内の最上流側に設置することと、排風機上流側配管に熱線を取り付けることにより、空気乾燥装置を削減することができるため、排風機上流側を配管のみで構成することができ、非常用ガス処理系の系統構成を簡素化することができる。

図８は、本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第８の実施の形態を示すものである。この実施の形態は図７の第７の実施の形態の変形例であって、フィルタケーシング２２内の最上流側に設置されているデミスタに替えて、中空糸膜フィルタ１３を設けている。また、排風機上流側配管に熱線１１を取り付けることと、デミスタに替えて中空糸膜フィルタ１３をフィルタ装置４内の最上流に設置することにより、空気乾燥装置を削減することができる。なお、乾燥効率をさらに高める必要がある場合、予備を必要とする場合には２重化した熱線を配管１１に取り付けると有効である。

この実施の形態によれば、排風機上流側を配管１１のみで構成することができ、非常用ガス処理系の系統構成を簡素化することと、デミスタに替わる中空糸膜フィルタ１３による湿分低減が可能となる。

本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第１の実施の形態の空気乾燥装置を示す模式的縦断面図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第２の実施の形態のフィルタ装置を示す模式的縦断面図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第３の実施の形態を示す模式的縦断面図を含む系統図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第４の実施の形態を示す模式的縦断面図を含む系統図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第５の実施の形態を示す模式的縦断面図を含む系統図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第６の実施の形態を示す模式的縦断面図を含む系統図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第７の実施の形態を示す模式的縦断面図を含む系統図。本発明に係る原子力発電所の非常用ガス処理系の第８の実施の形態を示す模式的縦断面図を含む系統図。従来の原子力発電所の非常用ガス処理系を示す模式的縦断面図を含む系統図。

符号の説明

１…空気乾燥装置、２…乾燥器パネルヒータ、３…デミスタ（湿分分離器）、４…フィルタ装置、５…中性能エアフィルタ、６ａ，６ｂ…高性能エアフィルタ、７…チャコールエアフィルタ、８…排風機、９…排気筒、１０…電気ヒータ、１１…熱線を取り付けた配管、１２…加熱コイル、１３…中空糸膜フィルタ、１４ａ，１４ｂ…スペースヒータ、１５…配管、２０…乾燥器ケーシング、２２…フィルタケーシング、２４…フィルタパネルヒータ。

Claims

原子力発電所の非常用ガス処理系のフィルタ装置への流入空気の湿分を低減する空気乾燥装置において、空気が流通する乾燥器ケーシングと、この乾燥器ケーシングの内部に配置された湿分分離器と、前記乾燥器ケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータとを有すること、を特徴とする空気乾燥装置。
原子力発電所の非常用ガス処理系のフィルタ装置において、
空気が流通するフィルタケーシングと、
微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、
放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、
前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、
前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、
を有すること、を特徴とするフィルタ装置。
空気乾燥装置と、この空気乾燥装置から得られた空気が通るフィルタ装置とを有する原子力発電所の非常用ガス処理系において、
前記フィルタ装置は、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、を有し、
前記空気乾燥装置は、空気が流通する乾燥器ケーシングと、この乾燥器ケーシングの内部に配置された湿分分離器と、この湿分分離器に直列に前記乾燥器ケーシングの内部に配置された電気ヒータとを有し、
前記空気乾燥装置は１系列であること、
を特徴とする原子力発電所の非常用ガス処理系。
空気乾燥装置と、フィルタ装置と、前記空気乾燥装置から得られた空気を前記フィルタ装置に送る排風機と、を有する原子力発電所の非常用ガス処理系において、
前記フィルタ装置は、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、を有し、
前記排風機上流側配管が２本の並列の配管部を有し、この並列の配管部に熱線が取り付けられ、
前記空気乾燥装置は１系列であること、
を特徴とする原子力発電所の非常用ガス処理系。
１系列の加熱コイルと、この加熱コイルの下流側に配置された排風機と、この排風機の下流側に配置されたフィルタ装置と、を有する原子力発電所の非常用ガス処理系において、
前記フィルタ装置は、空気が流通するフィルタケーシングと、微粒子を捕集するために前記フィルタケーシングの内部に配置された高性能エアフィルタと、放射性よう素を除去するために前記フィルタケーシングの内部に配置されたチャコールエアフィルタと、前記フィルタケーシングの内部で前記高性能エアフィルタおよびチャコールエアフィルタの上流側に配置され前記高性能エアフィルタよりも粗い中性能エアフィルタと、前記フィルタケーシングの壁面に取り付けられたパネルヒータと、前記フィルタケーシングの内部で少なくとも前記チャコールエアフィルタの上流側に配置された湿分分離器と、を有すること、
を特徴とする原子力発電所の非常用ガス処理系。