JP2011203030A - 原子炉格納容器の水素処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉格納容器内の水素を処理する触媒式水素処理装置において、格納容器内部に様々なガスの流れが生じた場合であっても安定した水素処理性能を確保できる水素処理装置を提供することを課題とする。
【解決手段】原子炉格納容器１１内の水素ガスを処理する触媒式の水素処理装置１０において、水素ガスと反応する触媒２と、その触媒２を収容する触媒収納容器８を備え、触媒収納容器８は上部開口部１及び下部開口部３を備える収納容器であって、ガスが通過する上部開口部１の面積が位置によって異なるような部材４を設置することによって、上記課題を解決することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、原子力発電所の安全設計基準事象として考慮している冷却材損出事例時に発生する原子炉格納容器中の水素を処理する設備に係わり、特に、触媒式の水素処理装置に関する。

原子炉の安全設計で設計基準事象として考慮している冷却材喪失事例では、原子炉圧力容器内の燃料温度が上昇することで、燃料被覆材のジルコニウムと水が反応して水素ガスが発生し、配管破断部から放出された放射性物質が圧力抑制プールへ流入し、水の放射線分解によって水素ガスと酸素ガスが発生することが想定されている。

このような事象への対策として、圧力抑制型格納容器を採用している沸騰水型原子炉では、運転時の格納容器内を窒素ガスで置換するとともに、万一の事故時には、ブロアで格納容器内のガスを循環し、電気ヒーターで水素と酸素を再結合させ水蒸気に変換する、加熱式水素処理設備を設置している。

一方、近年では、受動的安全性に優れ、外部動力を必要としない触媒式の水素処理設備が開発されている。特許文献１には、原子炉圧力容器を収容するドライウェルと圧力制御室を含む原子炉格納容器内に、触媒式の水素処理装置を設置する例が開示されている。この水素処理装置は、水素ガスと酸素ガスを反応する触媒と、この触媒を収容する箱状の収納容器で構成され、この収容容器の入口側と出口側の２つの開口部を有する。この水素処理装置では、周囲に水素ガスと酸素ガスが存在する場合、これらのガスが触媒表面で化学反応を起こし、水に戻す機能を持つ。この化学反応では発熱が生じるため、触媒の周囲のガスは温められ、触媒収納容器の内部に上向きのガスの流れが発生し、このガスは上部の開口部（出口側の開口部）から排出される。その結果、触媒収納容器の内部は負圧になり、下部の開口部（入口側の開口部）から新たなガスが取り込まれ、再びガス中の水素ガスと酸素ガスが反応するプロセスを繰り返す。このように、触媒式の水素処理装置の場合、周囲に水素と酸素が存在すると、自発的に水素を処理しながら循環流を形成し、連続的に水素を処理することができる。特許文献１の水素処理装置では、触媒を収納する触媒収納容器の流路面積と高さの関係を最適化することで、水素ガスを効率よく処理している。

特開平１０−２２７８８５号公報

冷却材喪失事例が発生する場合には、格納容器内部を冷却するため、格納容器上部に取り付けられた冷却用スプレイが作動し、格納容器内部にはスプレイ放出に伴うガスの流れが発生する。これらのガスの流れは解析等により方向や風速は事前に評価されており、触媒式水素処理装置は適切な位置に分散配置されている。しかしながら、冷却材喪失事例の状況によって、一部の触媒式水素処理装置については上部開口部（ガスの出口側）からガスが逆流する可能性がある。

このようなガスの逆流は、水素ガスの処理に伴う循環流を阻害するおそれがあり、十分な水素処理性能を得るためには、触媒式水素処理装置を余分に設置する必要があった。

本発明の目的は、格納容器内部に様々なガスの流れが生じた場合であっても、安定した水素処理性能を確保する触媒式の水素処理装置を提供することにある。

本発明は、原子炉格納容器内の水素ガスを処理する触媒式の水素処理装置において、水素ガスと反応する触媒と、この触媒を収容する触媒収納容器を備えて、触媒収納容器がその上端及び下端にそれぞれ開口部（上部開口部及び下部開口部）を備える箱型の収納容器であり、ガスが通過する上部開口部の面積が、その位置によって異なるような部材を上部開口部に配置することによって、上記課題を解決することができる。

本発明によれば、格納容器内部に様々な流れが生じた場合においても安定した水素処理性能を確保する触媒式水素処理装置を提供することができる。

本発明の触媒式の水素処理装置を設置した原子炉格納容器内の構成を示す概略図である。 本発明の実施例に用いた触媒式水素処理装置を示す斜視図である。 本発明の課題を説明するために用いた、触媒式水素処理装置の水素処理性能に及ぼす逆流の影響を説明する図である。 本発明の課題の解決手段を説明するために用いた、触媒式水素処理装置の水素処理性能に及ぼす逆流と流路の圧力損失の関係を示す図である。 本発明の実施例に用いた、触媒式水素処理装置の水素処理性能に及ぼす逆流の影響が緩和された効果を説明する図である。 本発明の他の実施例に用いた格納容器の水素処理装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例に用いた格納容器の水素処理装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例に用いた格納容器の水素処理装置を示す斜視図である。 本発明の他の実施例に用いた格納容器の水素処理装置を示す斜視図である。 参考例とした水素処理装置を示す斜視図である。

本発明者らは、格納容器内部に様々なガスの流れが生じた場合であっても、安定した水素処理性能を確保できる触媒式の水素処理装置を開発するため、図９に示す触媒式水素処理装置９を用いて実験を行った。

触媒式水素処理装置９は、水素ガスと反応する触媒９２及びこの触媒９２を収容する触媒収納容器９８を備える。触媒収納容器９８は、上端に形成された開口部（上部開口部）９１及び下端に形成された開口部（下部開口部）９２の２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、触媒９２が下部開口部９８付近に設置される。この上部開口部９１及び下部開口部９２には部材は配置せず、開放条件とした。このような触媒式水素処理装置９の場合、ガスは下部開口部９２から流入して触媒９２を通過し、上部開口部９１から排出される。発明者らによる実験では、ガスの逆流を模擬するため、触媒式水素処理装置９の上部開口部９２からガスを強制的に送り込んで水素処理性能を評価した。この水素処理性能の評価結果を、図３に示す。図３では、横軸に上部開口部９１に送り込んだガスの流速（逆流速度）、縦軸に水素を処理する性能（水素処性能）を示す。図３に示すように、上部開口部９１から送り込むガス（逆流のガス）の流速が小さい領域（０〜０.６（ｍ／ｓ））では、水素処理性能は一定値を示す。このような流速が小さい領域では、ガスの逆流に基づく水素処理性能の低下は見られない。しかし、上部開口部９１から送り込むガスの流速が０.６（ｍ／ｓ）を超えると、水素処理性能が除々に低下してしまう。その後、ガスの流速が１.０（ｍ／ｓ）になると水素処理性能が極小値となり、それより高い流速では水素処理性能が上昇することを発明者らは新たに見出した。このように、ガスの流速が１.０（ｍ／ｓ）を越えた逆流流速が高い領域での水素処理性能が、逆流を発生させない領域（逆流のガス流速が０（ｍ／ｓ）の領域）での水素処理性能を上回る要因は、触媒式水素処理装置９内の風向きが完全に反転し、上部開口部９１から下部開口部９３への流れのまま水素ガスを処理しているためである。

次に発明者らは、形状の異なる触媒式水素処理装置において、水素処理性能が最も低下する流速を把握する実験を実施した。これにより発明者らは、水素処理性能が最も低下する逆流の流速域は、それぞれの装置における上部開口部と下部開口部の間の流路の圧力損失と相関があることを見出した。図４には、標準的な流路に比較して、流路の圧力損失が小さい場合と大きい場合における、水素処理性能に及ぼす逆流流速の影響を評価した一例を示す。このように、流路の圧力損失が小さい場合は、水素処理性能が最も低下する逆流流速は小さくなり、流路の圧力損失が大きい場合は逆に大きくなることが分かった。すなわち、触媒式水素処理装置は、それぞれの装置の上部開口部と下部開口部の間の流路の圧力損失に応じた固有の、水素処理性能が低下する逆流流速が存在することを新たに明らかにした。

この知見に基づき、発明者らは、このような特定の逆流流速における水素処理性能の低下を緩和するためには、流路の圧力損失分布を意図的に不均質にすることが有効であることを見出した。これにより、水素処理性能が低下する逆流流速の範囲は広がるが、その際の水素処理性能の低下の度合いは減少させることができる。このような触媒式水素処理装置の流路の圧力損失を意図的に不均質にする方法として、触媒式の触媒収納容器の上部開口部又は下部開口部の流路面積の分布を不均一にする方法がある。以下、この知見に基づく本発明の触媒式の水素処理装置の実施例を説明する。

（実施形態１）
本発明の好適な一実施例である触媒式の水素処理装置を、図面を用いて説明する。

まずは、図１を用いて、触媒式の水素処理装置を設置する原子炉容器格納容器内の概略を説明する。原子炉格納容器１１は、図１に示すように、その内部に原子炉圧力容器１２を格納する。原子炉格納容器１１内はドライウェル１３と圧力抑制室２４に分けられる。

ドライウェル１３内に、複数の触媒式の水素処理装置１０（詳細は図２）、原子炉圧力容器１２を取り囲むγシールド１４、このγシールド１４の外部に設置される複数の格納容器スプレイ１５、メンテナンス用のフロアであるグレーディング１６、給水系配管１７及び主蒸気系配管１８を設置する。給水系配管１７と主蒸気系配管１８は、それぞれ原子炉圧力容器１２に接続される。

圧力抑制室２４内には、複数の触媒式の水素処理装置１０及び複数の格納容器スプレイ１５が設置され、圧力抑制プール２５が設けられる。

次に、ドライウェル１３内に設置する触媒式の水素処理装置１０の設置場所を、図１を用いて説明する。給水系配管１７又は主蒸気系配管１８の破断によって原子炉圧力容器１２内の冷却材が減少する事象が生じた場合、運転操作者により、ドライウェル１３の天井に固定された格納容器スプレイ１５からスプレイ水が散水される。原子炉格納容器１１内にスプレイ水が散水されることによって、原子炉圧力容器１１内の雰囲気ガスは強制的に循環させられる。また、γシールド１４は、原子炉圧力容器１２からの放射熱のため雰囲気温度よりも高温となり、γシールド１４付近のガスが自然循環する。これらの強制的循環と自然循環の結果、ドライウェル１３内では、γシールド１４の近傍付近（斜線領域Ａ）及び原子炉格納容器１１の外壁側の壁近傍（斜線領域Ａ′）でガスの流れが形成される。複数の触媒式の水素処理装置１０は、図１に示す斜線領域Ａ及びＡ′内のガスの流れが形成される場所に設置すると良い。ガスの流れが形成される斜線領域Ａ及びＡ′に触媒式の水素処理装置１０を設置することで、より効率的に水素ガスを処理することができる。なお、斜線領域Ａ及びＡ′内での横方向の触媒式の水素処理装置１０の設置位置は、原子炉格納容器１１の外壁と格納容器スプレイ１５間の距離や格納容器スプレイ１５のノズルの散水角度等によって決まる雰囲気ガスの流れを考慮して設置すると良い。さらに、触媒式の水素処理装置１０を、ドライウェル１３内のグレーディング１６に設置すると良い。グレーディング１６内に触媒式の水素処理装置１０を設置することで作業性が向上する。

圧力抑制装置２４内に設置する触媒式の水素処理装置１０の設置場所について、図１を用いて説明する。給水系配管１７又は主蒸気系配管１８の破断によって放出された冷却水は、圧力抑制プール２５に流入し、混入している放射性物質により圧力抑制プール２５の水が放射線分解して水素ガスが発生する。ドライウェル１３の場合と同様に、運転操作者からの指示により、圧力抑制室２４の天井に設置された格納容器スプレイ１５からスプレイ水が散水される。圧力抑制室２４内にスプレイ水が散水されることによって、圧力抑制室２４内の雰囲気ガスは強制的に循環させられる。また、圧力抑制室２４の内壁側（原子炉圧力容器１２に近い内壁側）は、原子炉圧力容器１２からの放射熱のため雰囲気温度よりも高温となり、圧力抑制室２４の内壁付近のガスが自然循環する。これらのガスの強制的循環と自然循環の結果、圧力抑制室２４内では、圧力抑制室２４の内壁側の近傍付近（斜線領域Ｂ）及び原子炉格納容器１１（圧力抑制室２４）の外壁側の壁近傍（斜線領域Ｂ′）でガスの流れが形成される。複数の触媒式の水素処理装置１０は、図２に示す斜線領域Ｂ及びＢ′内のガスの流れが形成される場所に設置すると良い。このようなガスの流れが形成され場所に触媒式の水素処理装置１０を設置することによって、より効率的に水素ガスを処理することができる。なお、斜線領域Ｂ及びＢ′内での横方向の触媒式の水素処理装置１０の設置位置は、原子炉格納容器１１の外壁と格納容器スプレイ１５間の距離や格納容器スプレイ１５のノズルの散水角度等によって決まる雰囲気ガスの流れを考慮して設置すると良い。

本実施例の特徴である触媒式水素処理装置の構成を、図２を用いて説明する。触媒式水素処理装置１０は、図２に示すように、水素ガスと反応する触媒２及びこの触媒２を収容する触媒収納容器８を備える。触媒収納容器８は、上端に形成される開口部（上部開口部）１及び下端に形成される開口部（下部開口部）３の２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、上部開口部１には流入抑止板４が設置される。触媒２は、触媒収納容器８に形成された下部開口部３付近に配置される。

上部開口部１に形成される流入抑止板４は、ガスの流路開口部の面積の分布が不均質となるような形状を有する。具体的には、上部開口部１の面積が横方向に階段状になるような流入抑止板４を、触媒収納容器８の上部開口部１に形成する。このように、触媒収納容器８の上部開口部１を、ガスが通過する面積が位置によって異なるような開口部とすることによって、ガス流路の圧力損失を不均質にできる。本実施例では、流入抑止板４は、長方形の高さが異なる複数の板を重ね合わせて階段状に形成された例を示したが、流路抑止板は、階段状でなくてもよく、その高さが異なる複数の板を重ね合わせた形状として、ガスが通過する上部開口部の面積が位置で異なるような形状にすればよい。

なお、上部開口部１の開口面積が大きい領域ではガスの逆流が起こりやすく、開口面積が小さい領域では逆流が入りにくくなっている。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０を用いて、水素処理性能に及ぼす逆流の影響を評価する実験を行った。この実験では、本実施例の触媒式の水素処理装置１０を用いて水素処理性能の評価と、比較例として触媒式水素処理装置９（図１０）を用いた水素処理性能の評価を実施した。その実験結果を、図５を用いて説明する。流入抑止板４を形成しない比較例の触媒式水素処理装置９に比べて、流路の圧力損失分布を不均質にした本実施例の触媒式水素処理装置１０は、水素処理性能が低下する逆流流速の範囲は広がるが、その際の水素処理性能の低下の度合いを大幅に減少させることができた。水素処理装置の性能としては、図５に示す縦軸の水素処理性能の値が高いことが望まれている。つまり、水素処理性能が相対値１よりも低い領域が広がったとしても、その値が高ければ、水素処理装置としてはより高い性能を保っていることを示す。図５に示すように、本実施例の触媒式の水素処理装置１０によれば、格納容器内部に様々な流れが生じた場合においても安定した水素処理性能を確保することが可能になるとともに、十分な水素処理性能を確保するために必要な触媒式水素処理設備を合理的に設定することが可能となる。

なお、本実施例では、上部開口部１に流入抑止板４を設置したが、上部開口部１及び下部開口部３の両方に流入抑止版４を設置してもよい。また、下部開口部３のみに流入抑止板４を設置してもよい。

（実施形態２）
以下に、本発明の他の実施例である触媒式の水素処理装置を、図６を用いて説明する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ａは、実施例１の触媒式の水素処理装置１０において上部開口部１に設置した流入抑止板４を、網目の粗さ（網目の隙間面積）が異なる複数の流路抵抗部材に替えた構成を有する。本実施例では、この複数の流路抵抗部材が、二つの流路抵抗部材（細かい網目のメッシュで構成される流路抵抗部材（第１流路抵抗部材）５と、第１流路抵抗部材５よりも粗い網目のメッシュで構成される流路抵抗部材（第２流路抵抗部材）６）で構成される例について説明する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ａは、水素ガスと反応する触媒２及びこの触媒２を収容する触媒収納容器８を備える。触媒収納容器８は、上部開口部１及び下部開口部３の２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、複数の流路抵抗部材（メッシュ状の部材）が上部開口部１に設置される。触媒２は、触媒収納容器８に形成された下部開口部３付近に配置される。

上部開口部１に形成される細かい網目状の流路抵抗部材５と粗い網目状の流路抵抗部材６は、ガスの流路開口部の面積の分布が不均質となるように配置される。このように、触媒収納容器８の上部開口部１に粗さが異なる複数の流路抵抗部材（メッシュ状の部材）を設置することによって、ガスの通過する横方向の面積が異なるような開口部を形成でき、ガス流路の圧力損失を不均質にすることができる。

なお、細かい網目状の流路抵抗部材５を設置した領域は、開口面積が小さくなるため、領域流路の圧力損失が大きく、ガスの逆流が入りにくい領域となる。他方で、粗い網目状の流路抵抗部材６を配置した領域は、開口面積が大きくなるため、流路の圧力損失が小さくなり、ガスの逆流が生じやすい領域となる。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ａは、実施例１と同様の効果を得ることができる。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ａは、従来の流路抵抗に差がない触媒式の水素処理装置に比べて、水素処理性能が低下する逆流流速の範囲は広がるが、その際の水素処理性能の低下の度合いを大幅に減少させることができ、安定した水素処理性能を確保することが可能になる。さらに、十分な水素処理性能を確保するために必要な触媒式水素処理装置を合理的に設定することが可能となる。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ａは、メッシュ状の複数の流路抵抗部材を上部開口部１に設置するため、上部開口部１から異物が混入するのを防止することができる。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ａは、メッシュ状の複数の流路抵抗部材を上部開口部１の四隅に固定して設置するため、強度を高く維持することができる。このため、地震による振動に強く、さらに格納容器スプレイ１５からのスプレイ水が触媒式の水素処理装置１０Ａに直接あたったとしても、安定に流路抵抗部材を保持することができる。

本実施例では、上部開口部１に粗さが異なる複数の流路抵抗部材を設置したが、上部開口部１及び下部開口部３の両方にこのような流路抵抗部材を設置してもよい。また、粗さが異なる複数の流路抵抗部材を下部開口部３のみに設置してもよい。

本実施例では、２種類の網目状の流路抵抗部材を用いたが、これはより多くの種類の網目形状を持つ流路抵抗の組み合わせであってもよく、連続的に網目粒径が変化するような流路抵抗であってもよい。

（実施形態３）
以下に、本発明の他の実施例である触媒式の水素処理装置を、図７を用いて説明する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｂは、実施例２の触媒式の水素処理装置１０Ａにおいて、触媒収納容器８内に流路を分割する流路分割板７を取り付けた構成を有する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｂは、水素ガスと反応する触媒２、この触媒２を収容する触媒収納容器８及び流路分割板７を備える。触媒収納容器８は、上部開口部１及び下部開口部３の２つの開口部を持つ箱状の触媒収納容器であり、複数の流路抵抗部材（メッシュ状の部材）が上部開口部１に設置される。流路分割板７は、触媒収納容器８の内部を２つに分割するように配置され、触媒収納容器８の内壁に沿って固定される。具体的には、流路分割板７は、触媒収納容器８の内部が、細かい網目状の流路抵抗部材５を通過する領域と、粗い網目状の流路抵抗部材６を通過する領域とに分割されるように配置される。触媒２は、触媒収納容器８に形成された下部開口部３付近に配置される。

上部開口部１には、細かい網目状の流路抵抗部材５と粗い網目状の流路抵抗部材６が設置することで、ガスの流路開口部の面積の分布を不均質にできる効果がある。このように、触媒収納容器８の上部開口部１に粗さが異なる複数の流路抵抗部材（メッシュ状の部材）を設置することによって、ガスの通過する横方向の面積が異なるような開口部を形成でき、ガス流路の圧力損失を不均質にすることができる。

本実施例によれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施例は、触媒式の水素処理装置１０Ｂが流路分割板７を有すため、触媒収納容器８内の流路を分割することができ、より確実に流路抵抗を分散することができる。これにより、安定した水素処理性能を確保することが可能になるとともに、十分な水素処理性能を確保するために必要な触媒式水素処理装置を合理的に設定することが可能となる。

本実施例では、１つの流路分割板７を触媒収納容器８内に設置する例を示したが、触媒収納容器８内に複数の流路分割板を設置してもよい。複数の流路分割板を設置することによって、より安定した水素処理性能を発揮することが期待できる。

本実施例では、流路分割板７は触媒式水素処理設備の全体を区切ったが、一部のみを区切るような形状であってもよい。

本実施例では、異なる粗さを持つ複数のメッシュを備えた触媒式の水素処理装置に流路分割板７を設置した例を示したが、実施例１のような流入抑止板４を備えた触媒式の水素処理装置に流路分割板７を設置してもよい。

（実施形態４）
以下に、本発明の他の実施例である触媒式の水素処理装置を、図８を用いて説明する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｄは、実施例２の触媒式の水素処理装置１０Ａにおいて、網目の粗さが異なる複数の流路抵抗部材毎に分割した複数の水素処理装置を備えた構成を有する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｃは、第１の触媒収納容器８Ａと第２の触媒収納容器８Ｂを備える。第１の触媒収納容器８Ａ内に、水素ガスと反応する触媒２Ａが設置される。第１の触媒収納容器８Ａは、その上端に形成される開口部（上部開口部）１及びその下端に形成される開口部（下部開口部）３の２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、第１の流路抵抗部材（メッシュ部材）５が上部開口部１Ａに設置される。また、第２の触媒収納容器８Ｂ内にも、水素ガスと反応する触媒２Ｂが設置される。第２の触媒収納容器８Ｂは、その上端に形成される開口部（上部開口部）１Ｂ及びその下端に形成される開口部（下部開口部）３Ｂの２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、第２の流路抵抗部材（メッシュ部材）６が上部開口部１Ｂに設置される。第１の流路抵抗部材５と第２の流路抵抗部材６は、異なる粗さの網目で構成されるメッシュであり、第１の流路抵抗部材５は、第２の流路抵抗部材６よりも細かい網目のメッシュで構成される。

第１の触媒収納容器８Ａは、上部開口部１Ａが、第２の触媒収納容器８Ｂの上部開口部１Ｂと同じ方向を向くように、隣り合わせに配置される。このように、本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｃは、流路の圧力損失が異なる２台の触媒式水素処理装置を同一場所に隣り合わせで設置する例である。

なお、細かい網目状の流路抵抗部材５を備える第１の触媒収納容器８Ａは、流路の圧力損失が大きく逆流が入りにくい構成であり、粗い網目状の流路抵抗部材６を備える第２の触媒収納容器８Ｂは、流路の圧力損失が小さい逆流が入りやすい構成となる。

本実施例によれば、実施例２と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｄによれば、安定した水素処理性能を確保することが可能になるとともに、十分な水素処理性能を確保するために必要な触媒式水素処理装置を合理的に設定することが可能となる。

本実施例では、触媒収納容器８Ａの上部開口部１Ａに第１の流路抵抗部材５Ａ、触媒収納容器８Ｂの上部開口部１Ｂに第２の流路抵抗部材５Ｂを設置した例を示したが、この第１の流路抵抗部材５Ａ及び第２の流路抵抗部材５Ｂに替えて、実施例１に示した流入抑止板４をそれぞれの上部開口部１Ａ，１Ｂに設置した構成であってもよい。

本実施例では、流路の圧力損失が異なる２台の触媒式水素処理装置を設定した例を示したが、２台以上の複数個の流路の圧力損失が異なる触媒式水素処理装置を設置してもよい。複数の触媒式水素処理装置を設置することで、より安定した水素処理性能を発揮することが期待できる。

（実施形態５）
以下に、本発明の他の実施例である触媒式の水素処理装置を、図９を用いて説明する。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｅは、実施例４の触媒式の水素処理装置１０Ｄにおける流路抵抗部材５，６に替えて流入抑止板４を設置し、さらに、２つの触媒収納容器を向かい合わせて配置した構成である。

本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｄは、実施例４と同様、第１の触媒収納容器８Ａと第２の触媒収納容器８Ｂを備える。第１の触媒収納容器８Ａ内に、水素ガスと反応する触媒２Ａが設置される。第１の触媒収納容器８Ａは、その上端に形成される開口部（上部開口部）１Ａ及びその下端に形成される開口部（下部開口部）３Ａの２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、第１の流入抑止板４Ａが上部開口部１Ａに設置される。また、第２の触媒収納容器８Ｂ内に、水素ガスと反応する触媒２Ｂが設置される。第２の触媒収納容器８Ｂは、その上端に形成される開口部（上部開口部）１Ｂ及びその下端に形成される開口部（下部開口部）３Ｂの２つの開口部を持つ箱状の収納容器であり、第２の流入抑止板４Ｂが上部開口部１Ｂに設置される。第１の流入抑止板４Ａ及び第２の流入抑止板４Ｂは、実施例１と同様、高さが異なる複数の板を階段状に配置した構成であり、ガスの流路開口部の面積の分布が不均質となるような形状を有する。このように、触媒収納容器８Ａの開口部１Ａ及び触媒収納容器８Ｂの上部開口部１Ｂを、ガスの通過する横方向の面積が異なるような開口部とすることによって、ガス流路の圧力損失を不均質にすることができる。

第１の触媒収納容器８Ａは、その上部開口部１Ａが、第２の触媒収納容器８Ｂの上部開口部１Ｂと異なる方向を向くように配置される。このように、本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｄは、流路の圧力損失が異なる２台の触媒式水素処理装置を同一場所に、上部開口部がそれぞれ異なる方向を向くように設置する例である。

本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施例の触媒式の水素処理装置１０Ｅは、２台の触媒収納容器の上部開口部が異なる方向を向くように配置されるため、逆流が発生した場合でも水素処理性能が低下せず、水素処理能力を維持することができる。このため、いずれか片方の触媒収納容器にガスの逆流が流入した場合であっても、ガスの流路の圧力損失分布が異なり、ガスの逆流の影響が緩和され、安定した水素処理性能を確保することが可能になる。また、十分な水素処理性能を確保するために必要な触媒式水素処理設備を合理的に設定することが可能となる。

本実施例では、触媒収納容器８Ａの上部開口部１Ａに流入抑止板４Ａ、触媒収納容器８Ｂの上部開口部１Ｂに流入抑止板４Ｂを設置した例を示したが、この流入抑止板４Ａ，４Ｂに替えて、第１の流路抵抗部材５Ａ及び第２の流路抵抗部材５Ｂをそれぞれの上部開口部１Ａ，１Ｂに設置した構成であってもよい。

本実施例では、流路の圧力損失分布が不均質な２台の触媒式水素処理装置を設定する例を示したが、３台以上の複数個の触媒式水素処理装置を、開口部の向きを変え設置してもよい。複数の触媒式水素処理装置を向きを変えて設置することによって、より安定した水素処理性能を発揮することが期待できる。

１，１Ａ，１Ｂ 上部開口部
２，２Ａ，２Ｂ 触媒
３，３Ａ，３Ｂ 下部開口部
４ 流入抑止板
５ 細かい網目状の流路抵抗部材
６ 粗い網目状の流路抵抗部材
７ 流路分割板
８ 触媒収納容器
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 触媒式の水素処理装置
１１ 原子炉格納容器
１２ 原子炉圧力容器
１３ ドライウェル
１４ γシールド
１５ 格納容器スプレイ
１６ グレーディング
１７ 給水系配管
１８ 主蒸気系配管
２４ 圧力抑制室
２５ 圧力抑制プール

Claims (8)

1. 原子炉格納容器内の水素ガスを処理する触媒式の水素処理装置において、
   前記水素ガスと反応する触媒と、
   前記触媒を収容する触媒収納容器を備え、
   前記触媒収納容器は、その上端に上部開口部及びその下端に下部開口部を備える収納容器であり、前記上部開口部の面積が位置によって異なるような部材を前記上部開口部に配置することを特徴とする触媒式の水素処理装置。
2. 前記部材は、網目の粗さが異なる複数のメッシュで構成されることを特徴とする請求項１に記載の触媒式の水素処理装置。
3. 前記部材は、高さが異なる複数の板を重ね合わせた流入抑止板であることを特徴とする請求項１に記載の触媒式の水素処理装置。
4. 前記触媒収納容器内を、複数に分割する流路分割板を設置ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の触媒式の水素処理装置。
5. 請求項１に記載の触媒式の水素処理装置を、前記上部開口部の向きが同じ方向を向くように隣り合わせで複数個配置し、
   各々の水素処理装置の開口部に、網目の粗さが異なるメッシュを設置することを特徴とする請求項１に記載の触媒式の水素処理装置。
6. 請求項１に記載の触媒式の水素処理装置を、前記上部開口部の向きが異なる方向を向くように複数個配置し、
   各々の水素処理装置の開口部に、網目の粗さが異なるメッシュを設置することを特徴とする請求項１に記載の触媒式の水素処理装置。
7. 請求項３に記載の触媒式の水素処理装置を、前記開口部の向きが同じ方向を向くように隣り合わせで複数個設置することを特徴とする触媒式の水素処理装置。
8. 請求項３に記載の触媒式の水素処理装置を、前記開口部の向きが異なる方向を向くように複数個配置することを特徴とする触媒式の水素処理装置。

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