JP2006275852A

JP2006275852A - 非常用ガス処理装置および非常用ガス処理方法

Info

Publication number: JP2006275852A
Application number: JP2005097062A
Authority: JP
Inventors: Masao Oki; 正男大木; Toshiaki Sugaya; 利明菅谷
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】原子炉異常時に原子炉室内のガスを安全に排出するための非常用ガス処理装置において、チャコールフィルタに流入するガスの湿度が所定の相対湿度以下になっていることを容易に検出する。
【解決手段】非常用ガス処理装置は、原子炉室内のガスを導入して加熱する加熱器２と、加熱器２を通ったガスを通してろ過を行なうチャコールフィルタ５と、を有し、加熱器２の上流側に配置された第１の温度検出器１０ａと、加熱器２とチャコールフィルタ５との間に配置された第２の温度検出器１０ｂと、第１の温度検出器１０ａおよび第２の温度検出器１０ｂから得られたこれらの温度の差が所定の値よりも低下したときに警報信号を発生する手段１１、８と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原子炉異常時に原子炉室内のガスを安全に排出するためのチャコールフィルタを有する非常用ガス処理装置および非常用ガス処理方法に関する。

原子力発電所の非常用ガス処理装置は、万一の原子炉事故の際、原子炉室内空気（ガス）を、フィルタを通して排出することにより、原子炉格納容器から漏洩した放射性物質を除去し、大気中へ放出する放射性物質の量を低減するとともに、原子炉室内を負圧に保ち、原子炉室内の放射性物質が直接大気中へ漏洩するのを防ぐものである（特許文献１および２参照）。

このうち、チャコールフィルタ（活性炭フィルタ）入口空気の湿分はフィルタ性能維持のため所定の相対湿度以下とすることが必要である。このため、事故時条件の空気が流入した場合、加熱コイルにて加熱し空気温度を上昇させることにより所定の相対湿度以下としている。この監視方式として、従来はチャコールフィルタ入口空気の相対湿度を湿度検出器により直接監視していた。

以下、図７を参照して原子力発電所の非常用ガス処理装置の従来例について説明する。万一の原子炉事故の際、原子炉室内空気（ガス）は、配管１を通り、加熱コイル２にて加熱され空気温度が上昇するとともに相対湿度が低下する。この空気はファン３によって送風され、上流側の高性能フィルタ４ａを通り、チャコールフィルタ５によりよう素が除去され、さらに下流側の高性能フィルタ４ｂを通り、排気筒より大気放出される。

チャコールフィルタ５の入口湿度が、所定の相対湿度以下となっていることを、湿度検出器６により検出し、所定の相対湿度を超えた場合に湿度スイッチ７により警報８を発生させる。
特開平８−３０４５９２号公報特開平３−２４８１００号公報

上述の原子力発電所の非常用ガス処理装置において、湿度検出器は高温仕様条件を要求され、設計および製作管理に多大な労力を要していた。また、交換周期が１年と短いこと、特殊仕様であるため製作期間が長くなるなど保守に対し課題があった。

さらに、湿度検出器が非常用ガス処理装置のバウンダリ内に設置されていることから、湿度検出器を点検する場合、非常用ガス処理装置の開放が必要となる。このため、開放によるパッキン交換、内部点検、活性炭フィルタの養生などの付帯作業が必要となるとともに、作業が多くなることによる信頼性の低下が発生していた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、原子炉異常時に原子炉室内のガスを安全に排出するためのチャコールフィルタを有する非常用ガス処理装置において、チャコールフィルタに流入するガスの湿度が所定の相対湿度以下になっていることを容易に検出でき、その検出器の設計・製作管理および保守点検が容易な非常用ガス処理装置および非常用ガス処理方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するものであって、原子炉室内のガスを導入して加熱する加熱器と、前記加熱器を通ったガスを通してろ過を行なうチャコールフィルタと、を有する非常用ガス処理装置において、前記加熱器の上流側に配置された第１の温度検出器と、前記加熱器と前記チャコールフィルタとの間に配置された第２の温度検出器と、前記第１の温度検出器および第２の温度検出器から得られたこれらの温度の差が所定の値よりも低下したときに警報信号を発生する手段と、を有することを特徴とする。

また、原子炉室内のガスを導入して加熱する加熱器と、前記加熱器を通ったガスを通してろ過を行なうチャコールフィルタと、を有する非常用ガス処理装置において、前記加熱器とチャコールフィルタとの間に配置された露点検出器によりチャコールフィルタの入口ガス湿度を監視するように構成されていること、を特徴とする。

さらに、原子炉室内のガスを加熱器に導入して加熱し、前記加熱器を通ったガスをチャコールフィルタに通してろ過を行なう非常用ガス処理方法において、前記加熱器の上流側に配置された第１の温度検出器で第１の温度を検出し、前記加熱器と前記チャコールフィルタとの間に配置された第２の温度検出器で第２の温度を検出し、前記第１の温度と第２の温度との差を演算し、この温度の差が所定の値よりも低下したときに警報信号を発生すること、を特徴とする。

本発明によれば、チャコールフィルタに流入するガスの湿度が所定の相対湿度以下になっていることを容易に検出でき、その検出器の設計・製作管理および保守点検が容易になる。

以下に、本発明に係る非常用ガス処理装置および非常用ガス処理方法の実施形態を、図１ないし図６を参照して説明する。ここで、従来技術と同一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。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態を示す構成図である。加熱コイル２の前後に設置した温度検出器１０ａ、１０ｂにより、加熱コイル２での温度上昇を検出し、差温度スイッチ１１により温度差を算出する。差温度が所定の温度まで低下した場合に警報８を発生する。

温度検出器１０ａ、１０ｂは、サーモウェル９内に設置する。ここで、サーモウェル９は、温度検出器（検出端）１０ａ、１０ｂを保護する保護筒であって、サーモウェル９は、この非常用ガス処理装置内を流通するガスと外部とのバウンダリを構成する。

加熱コイル２の運転状態が健全であればチャコールフィルタ５入口相対湿度は低下することから、加熱コイル２前後の差温度を検出し警報を発生することができる。

一例として、加熱コイル２入口温度が５８℃、相対湿度が１００％の場合、空気の特性から８℃加熱すれば相対湿度７０％以下となる。温度検出器１０ａ、１０ｂの設置場所は、加熱コイル２の前後であればよい。

この実施形態によれば、サーモウェル９を設置したことにより、非常用ガス処理装置を開放せずに温度検出器１０ａ、１０ｂの点検が可能となる。そのため、開放によるパッキン交換、内部点検、活性炭フィルタの養生等付帯作業が不要になるとともに、範囲の縮小による点検信頼性の向上が図られる。また、温度検出器１０ａ、１０ｂを使用することにより、湿度検出器のような多大な設計および製作管理が不要となる。また、温度検出器は長期間使用できることから、１年毎の交換が不要となる。

［第２の実施形態］
図２は本発明の第２の実施形態を示す構成図である。第１の実施形態に比べて、差温度スイッチ１１に代えて差温度指示スイッチ１２とし、指示機能を追加する点が異なる。

第１の実施形態と同様に、サーモウェル９を設置したことにより、非常用ガス処理装置を開放せずに温度検出器１０ａ、１０ｂの点検が可能となる。そのため、開放によるパッキン交換、内部点検、活性炭フィルタの養生等付帯作業が不要になるとともに、範囲の縮小による点検信頼性の向上が図られる。また、温度検出器１０ａ、１０ｂを使用することにより、湿度検出器のような多大な設計および製作管理が不要となる。また、温度検出器は長期使用できることから、１年毎の交換が不要となる。

さらに、本実施形態によれば、差温度指示機能を追加することにより、警報発生以前より運転状況の確認が可能となり、より迅速な運転対応が可能となる。

［第３の実施形態］
図３は本発明の第３の実施形態を示す構成図である。第１の実施形態に比べて、差温度スイッチ１１から演算器１３により相対湿度を算出し湿度指示計１４にて確認できるようにする点が異なる。

第１実施形態と同様に、サーモウェルを設置したことにより、非常用ガス処理装置を開放せずに温度検出器１０ａ、１０ｂの点検が可能となる。そのため、開放によるパッキン交換、内部点検、活性炭フィルタの養生等付帯作業が不要になるとともに、範囲の縮小による点検信頼性の向上が図られる。また、温度検出器１０ａ、１０ｂを使用することにより、湿度検出器のような多大な設計および製作管理が不要となる。また、温度検出器は長期使用できることから、１年毎の交換が不要となる。

本実施形態では、相対湿度指示機能により、警報発生以前より相対湿度の確認が可能となり、より迅速な運転対応が可能となる。

［第４の実施形態］
図４は本発明の第４の実施形態を示す構成図である。第１の実施形態に比べて、差温度スイッチ１１に代えて差温度コントローラスイッチ１５とし、加熱コイルの容量制御を可能とする点が異なる。

本実施形態によれば、差温度コントロールスイッチ１７により加熱コイルの加熱量を最適に調整することが可能となる。

［第５の実施形態］
図５は本発明の第５の実施形態を示す構成図である。本実施形態では、チャコールフィルタ５を通過する上流側の空気を露点検出器１６により検出し、露点スイッチ１７により露点温度が所定の温度より低下した場合に警報８を発生する。

本実施形態によれば、露点検出器を使用することにより、湿度検出器のような多大な設計および製作管理が不要となる。また、露点検出器は長期使用できることから、１年毎の交換が不要となる。

［第６の実施形態］
図６は本発明の第６の実施形態を示す構成図である。本実施形態では、原子炉建屋１８内に設置した湿度検出器６により、原子炉建屋１８内の相対湿度を検出し、湿度指示計１４に相対湿度を指示する。さらに、加熱コイル２前後の温度を温度検出器１０ａ、１０ｂにより検出するとともに、加熱コイル２前湿度を湿度検出器６によって検出する。演算器１３によりチャコールフィルタ５の入口相対湿度を算出し、相対湿度が設定値を超えた場合、湿度スイッチ７により警報８を発生する。温度検出器１０ａ、１０ｂの設置場所は、加熱コイル２の前後であればよい。

本実施形態によれば、原子炉建屋１８内に湿度検出器６を設置することにより、非常用ガス処理装置を開放せずに温度検出器１０ａ、１０ｂの点検が可能となる。そのため、開放によるパッキン交換、内部点検、活性炭フィルタの養生等付帯作業が不要になるとともに、範囲の縮小による点検信頼性の向上が図られる。

また、加熱コイル２が故障し、さらに予備機も故障した多重故障時においても、相対湿度を監視しながら、非常用ガス処理装置を運転することが可能となる。

［他の実施形態］
以上、本発明に係る非常用ガス処理装置の種々の実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、以上の実施形態ではファン３を加熱コイル２の下流側に配置する例を示したが、これらの配置は逆であってもよい。また、加熱コイル２は、ここを流通するガスを加熱するものであれば、熱交換器などで置き換えることもできる。

本発明に係る非常用ガス処理装置の第１の実施形態を示す模式的構成図。本発明に係る非常用ガス処理装置の第２の実施形態を示す模式的構成図。本発明に係る非常用ガス処理装置の第３の実施形態を示す模式的構成図。本発明に係る非常用ガス処理装置の第４の実施形態を示す模式的構成図。本発明に係る非常用ガス処理装置の第５の実施形態を示す模式的構成図。本発明に係る非常用ガス処理装置の第６の実施形態を示す模式的構成図。従来の非常用ガス処理装置を示す模式的構成図。

符号の説明

１：配管
２：加熱コイル
３：ファン
４ａ，４ｂ：高性能フィルタ
５：チャコールフィルタ
６：湿度検出器
７：湿度スイッチ
８：警報
９：サーモウェル
１０ａ，１０ｂ：温度検出器
１１：差温度スイッチ
１２：差温度指示スイッチ
１３：演算機
１４：湿度指示計
１５：差温度コントロールスイッチ
１６：露点検出器
１７：露点スイッチ
１８：原子炉建屋

Claims

原子炉室内のガスを導入して加熱する加熱器と、前記加熱器を通ったガスを通してろ過を行なうチャコールフィルタと、を有する非常用ガス処理装置において、
前記加熱器の上流側に配置された第１の温度検出器と、
前記加熱器と前記チャコールフィルタとの間に配置された第２の温度検出器と、
前記第１の温度検出器および第２の温度検出器から得られたこれらの温度の差が所定の値よりも低下したときに警報信号を発生する手段と、
を有することを特徴とする非常用ガス処理装置。
前記原子炉室内のガスが流通する部分と前記第１の温度検出器および第２の温度検出器とはサーモウェルによって気密に仕切られていること、を特徴とする請求項１記載の非常用ガス処理装置。
前記温度の差に基づいて相対湿度を計算して指示する手段をさらに有すること、を特徴とする請求項１または請求項２記載の非常用ガス処理装置。
前記温度の差に基づいて前記加熱器での加熱量を調整する手段をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の非常用ガス処理装置。
原子炉室内のガスを導入して加熱する加熱器と、前記加熱器を通ったガスを通してろ過を行なうチャコールフィルタと、を有する非常用ガス処理装置において、
前記加熱器とチャコールフィルタとの間に配置された露点検出器によりチャコールフィルタの入口ガス湿度を監視するように構成されていること、を特徴とする非常用ガス処理装置。
前記原子炉室内の相対湿度を検出する湿度検出器をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか記載の非常用ガス処理装置。
原子炉室内のガスを加熱器に導入して加熱し、前記加熱器を通ったガスをチャコールフィルタに通してろ過を行なう非常用ガス処理方法において、
前記加熱器の上流側に配置された第１の温度検出器で第１の温度を検出し、
前記加熱器と前記チャコールフィルタとの間に配置された第２の温度検出器で第２の温度を検出し、
前記第１の温度と第２の温度との差を演算し、
この温度の差が所定の値よりも低下したときに警報信号を発生すること、
を特徴とする非常用ガス処理方法。