JP2013540989A - 原子力発電所の圧力を逃がす方法、原子力発電所の圧力逃がしシステム、ならびにこれに対応する原子力発電所 - Google Patents

Abstract

本発明は、放射能担体を包囲するための安全外殻と、ベント流の吐出部（１０，１０’）とを備える原子力発電所（２）の圧力を逃がす方法およびこれに対応する装置に関するものであり、ベント流はフィルタシステムを備える逃がし配管（１２，１２’）を介して安全外殻（４）から大気中へと案内され、フィルタシステムは、フィルタ室取込部（１２４）と、フィルタ室吐出部（１２８）と、これらの間に位置する吸着剤フィルタ（１８）とを備えるフィルタ室（１６）を含んでおり、ベント流は、まず最初に高圧区域（７０）の中で案内され、次いで絞り弁装置（７２）での膨張によって減圧され、次いで少なくとも部分的に吸着剤フィルタ（１８）を備えるフィルタ室（１６）を通過して案内され、最後に大気中へ吹き出される。ベント流に含まれる放射能担体、特にヨウ素含有の有機化合物の特別に効率的で有効な保持を可能にするために、本発明によると、絞り弁装置（７２）によって減圧されたベント流がフィルタ室（１６）へ入る直前に過熱区域（８０）を通るように案内され、そこでまだ減圧されていない高圧区域（７０）のベント流からの直接的または間接的な熱伝達により、そこでの露点温度より少なくとも１０℃、好ましくは２０℃から５０℃だけ高い温度まで加熱されることが意図される。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射能担体を包囲するための安全外殻と、ベント流の吐出部とを備える原子力発電所の圧力を逃がす方法に関するものであり、ベント流はフィルタシステムを備える逃がし配管を介して安全外殻から大気中へと案内され、フィルタシステムは、フィルタ室取込部と、フィルタ室吐出部と、これらの間に位置する吸着剤フィルタとを備えるフィルタ室を含んでおり、ベント流は、
まず最初に高圧区域の中で案内され、
次いで絞り弁装置での膨張によって減圧され、
次いで吸着剤フィルタを備えるフィルタ室を少なくとも部分的に通過して案内され、
最後に大気中へ吹き出される。

さらに本発明は、放射能担体を包囲するための安全外殻と、ベント流の吐出部とを備える原子力発電所の上記に対応する圧力逃がしシステムに関するものであり、フィルタシステムは、フィルタ室取込部と、フィルタ室吐出部と、これらの間に位置する吸着剤フィルタとを備えるフィルタ室を含んでおり、
逃がし配管は高圧区域を含んでおり、
高圧区域の端部では絞り弁装置が逃がし配管につながれており、
逃がし配管は絞り弁装置の下流側でフィルタ室に連通しており、
フィルタ吐出部は大気へ通じる吹き出し開口部と接続されている。

最後に本発明は、このような種類の圧力逃がしシステムを備えた原子力発電所に関するものである。

特に、起こり得ないような炉心溶融のケースにおいて破損事故で発生する放射性のガスや蒸気を封じ込めるために、通常、原子力発電所は、外界に対して気密に閉鎖された比較的頑健なコンクリート、鉄筋コンクリート、鋼材などからなる安全外殻を備えており、これは原子炉格納容器とも呼ばれている。通常、このような種類の安全外殻は、たとえば酸水素ガス爆発の際や、冷却材回路から冷却材蒸気が大規模に放出された際に生じる可能性がある、高い内圧にも耐えられるように設計されている。

しかし、これよりも明らかに高い事故圧力のもとでの原子炉格納容器方式についての実験が示すとおり、不都合な状況のもとでは、発生する漏れ個所のために、比較的強く汚染された雰囲気の周囲への重大な放出が起こる可能性がある。このような濾過されていない漏れを最低限に抑えるために、過圧がわずかになるまで、あるいはさらに周囲圧力になるまで、大幅な圧力逃がしを行うことができると非常に好ましい。このことは特に、そのような過圧段階において構造的な理由で亀裂形成の可能性が高くなる原子炉格納容器の場合、たとえばコンクリート原子炉格納容器の場合や、エアロック等のような敏感な密閉領域において顕著な意義がある。

したがって数多くの原子力発電所において、事故状況での原子炉格納容器の過圧制限および（濾過式の）圧力逃がしのためのさまざまなシステムがすでに設置されている。このような装置は、エアロゾルおよび部分的に単体ヨウ素の封じ込めを可能にする。ベント流からの有機ヨウ素の効果的な保持（外部エネルギー供給のない受動動作）は、これまで可能になっていない。しかしながら事故研究の最新の知見が示すところでは、このような事象が起こると、特に放出される有機ヨウ素成分が住民の放射能負荷に主要な寄与を果たすことがあり、したがってリスクの重要因子となる。有機ヨウ素とは、本件出願の枠内においては、特にヨウ化メチル等のように、炭素数の少ない有機化合物の形態のヨウ素を意味している。

たとえば特許文献１に記載されている冒頭に述べた方法、およびこれに対応する設備面の装置では、逃がし配管を通って安全外殻から流出する、比較的高い圧力のもとにあるベント流は、減圧と膨張乾燥の後、絞り弁により、吸着剤フィルタを備えるフィルタ室を通るように案内される。このような種類の吸着剤フィルタはモレキュラーシーブまたは短くモルシーブとも呼ばれ、ベント流の凝縮がモレキュラーシーブで起こらないように動作条件が選択されていれば、ベント流の単体ヨウ素を吸着によって比較的良好に保持する。それに対して湿潤運転では、影響を受けやすいフィルタ面の破損や不可逆的な「詰まり」が起こる可能性がある。

これを回避するために特許文献１では、逃がし配管の高圧区域で、すなわち絞り弁の上流側で、比較的高温のベント流がフィルタ室の付近を通るように（または加熱管によって個々のフィルタ部材を通過するように）案内され、その際にベント流が熱伝達により予熱されることによって、特に硝酸銀被覆を有するヨウ素吸着剤フィルタの十分に高い動作温度が確保される。この装置は、前置された予備フィルタや精密フィルタ、ガス脱水のための金属繊維シーブ、さらにこれらに加えて自由に吹き出しをするベンチュリスクラバーなどと組み合わせ可能である。低圧区域で実現されるベント流の露点との隔たりは、基本的に（理論上の）絞り弁温度によって規定され、その場合、設計上わずか約５℃であるにすぎない。有機ヨウ素の保持は、すでに上で述べたとおり、最近の研究によると満足のいくものではなく、少なくとも、経済的に是認できる外部エネルギー注入のなされない動作形態では満足のいくものでない。

さらに、とりわけ停止段階（貫流なし）のときには、蓄積した放射能の崩壊によって著しい後熱量が発生する。このことはモレキュラーシーブの重大な加熱につながることがあり、すでに約２１０℃の動作温度で硝酸銀被覆の溶融物によるミクロ結晶の破壊が起こり、そのために分離作用が失われ、放射能の放出が発生する。

過圧のもとにあるガスまたは蒸気を大気中へ（濾過をして）吹き出すことによる安全外殻の圧力減衰というプロセスは、ベントとも呼ばれている。それに応じて、ベント流はベントガス流などとも呼ばれる。

設計および可能な放射能放出に関して、現在稼働中の設備は、第３世代（ＧＥＮ３）の新型の原子炉とは明らかに相違している。後者では、炉心溶融がすでに設計の中で考慮されているからである。すでに後付けされている装置、たとえばスクラバーや複合型砂床フィルタなどは、有機ヨウ素保持という新たに評価されるべき問題や、達成すべき大幅な圧力逃がしをそれ自体として解決するものではなく、それは特にスクラバーで必要な高い駆動圧力、液相での物質交換のための少ない反応面、湿式動作における砂床やモレキュラーシーブでのヨウ素の非常に低い分離作用などによる。既存の設備のものも含めたこのような装置の改良は、このような原子力発電所のいっそう高い安全基準の実現のために本質的に重要である。

空気で運ばれるあらゆるエアロゾル放射能やヨウ素放射能の定量的な分離は、ＧＥＮ３設備での大幅なコスト削減も可能にすることになろう。封じ込めることができない希ガス放射能は数日単位で崩壊するので、中期的な圧力逃がしが（甚大な放出なしに）可能となるからである。このことは、原子炉格納容器やこれに付属する安全システムの簡素化された設計を可能にし、その帰結として著しいコスト削減を可能にする。

国際公開第９０／１６０７１号パンフレット

したがって本発明の課題は、ベント流に含まれる放射能担体の、特にヨウ素含有の有機化合物の、特別に効率的で有効な封じ込めのために設計された、冒頭に述べた種類の原子力発電所の圧力を逃がす方法を提供することにある。さらに、この方法を実施するのに特別に適している原子力発電所の圧力逃がしシステムを提供することが意図される。

この課題は方法に関しては請求項１に基づき、絞り弁装置によって減圧されたベント流がフィルタ室へ入る直前に過熱区域を通るように案内され、そこでまだ減圧されていない高圧区域のベント流からの直接的または間接的な熱伝達により、そこでの露点温度より少なくとも１０℃、好ましくは２０℃から５０℃だけ高い温度まで加熱されることによって解決される。

驚くべきことに、ガス流の強い放射能は、安全外殻の圧力逃がしのときに、絞り弁に後置されて特別に効率的な、過圧領域から大気領域への熱伝達による受動式・回生式のガス過熱によって、およびこれに引き続く吸着濾過によって、高い効率で保持できることが見出された。あとでまた詳細に説明するとおり、低圧区域で減圧されたベント流の過熱は、一方では、加熱媒体としてのベントガスを用いて、逃がし配管の高圧区域からの直接的な熱伝達によって行うことができる（第１の主態様：「乾式の」加熱）。他方では、自らは洗浄容器の中でベントガスにより加熱される洗浄液を媒体間の加熱媒体として用いて、流動回路的に高圧区域につながれた湿式フィルタ／スクラバーの洗浄液回路を介して、間接的な多段階の熱伝達を行うことができる（第２の主態様：「湿式」の加熱）。これら両方の態様を相互に組み合わせることができる。

絞り弁または膨張弁とも呼ばれる圧力調整弁は、膨張の結果としてベント流の第１の乾燥を惹起するが、まだ含まれているガス水分や理想的ではない絞りのために、動作段階によっては理論上の絞り弁温度を大幅に下回る可能性がある。そこで絞り弁に後置された過熱区域で、膨張乾燥の効率にほぼ左右されることなく、ベント流の決定的な過熱が行われ、それにより、水分の影響を受けやすいヨウ素吸着剤フィルタの凝縮が、不都合な動作条件のもとでも確実に回避される。

逃がし配管の高圧領域に存在している余剰熱を、フィルタ室の予熱のために、およびフィルタ室へ入る直前での減圧されたベント流の直接的な加熱のために、効率的に活用することで、自己媒体式加熱による回生式の熱回収の原理に基づき、たとえば電気式の加熱装置のような外部エネルギーの採用を省略することができる。それにより、この方法は効率が高いばかりでなく、特別に省エネルギー的でもある。

ベント流は過熱区域で、想定された設計・障害発生条件下で、そこでの露点温度を１０℃だけ、好ましくは２０℃から５０℃だけ上回る温度まで加熱されるのが好ましい。露点または露点温度とは、ベント流で凝縮する水と気化する水との平衡状態が成立する温度を意味しており、換言すると、凝縮物形成がちょうど始まる温度を意味している。驚きとともに判明したように、＞１０℃、好ましくは＞２０℃の露点との隔たりがあれば、部分的にしか洗浄されていない著しく蒸気を含有するベント流の場合でさえ、特に非水溶性の銀被覆を利用すれば有機ヨウ素の分離度が飛躍的に向上し、たとえばこのようなゼオライトベースの吸着材料で最大９９．９９％という典型的な値に達する。

確かに、（水溶性の）硝酸銀被覆を備える高い効率のモレキュラーシーブのためには、状況によってはたとえば露点を５℃だけ上回るわずかな過熱だけでも、保持率の高い効果的な有機ヨウ素保持のためには十分なはずである。しかしながら、従来技術から知られている設備でのそのようなプロセスは、理論上の絞り弁温度にほぼ達しているかどうかに強く左右され、また、過熱を著しく引き下げるガス中の残留水分含有をことごとく回避できるかどうかに左右されることが判明している。こうした新たな知見を考慮すれば、たとえば冒頭に挙げた特許文献１から知られている従来式の設計方式の設備は、その内在的な過熱がわずかであるために効率的、確実に作動させることができない。本発明によるコンセプトによりはじめて、この点に有効な対処法が提供される。

露点温度を上回る少なくとも２０℃、特別に好ましくは少なくとも５０℃の上述した温度超過は、圧力逃がしシステムの全負荷動作において達成されるのが好ましい。これは、原子炉格納容器の内部圧力が最大であり、典型的には（原子炉および原子炉格納容器の型式に応じて）およそ３から８バールであるとき、設計上の障害発生後における当初の逃がし動作を意味している。このとき、たとえばおよそ３から１０ｋｇ／ｓのベントガス質量流量が生じる。そのとき吸着剤フィルタの領域での露点温度は、蒸気含有量に応じて典型的には、およそ８０から１００℃であり、したがって、吸着剤フィルタへ入るときの過熱の完了後におけるベントガスの温度は１００から１７０℃であるのが好ましい。ベントガス質量流量が全負荷のときの対応する値のおよそ２５％である部分負荷動作では、温度上昇は依然として少なくとも１０℃であるのが好ましい。

このときヨウ素吸着濾過は、滑らかな過熱と、これとは逆函数の滞流時間（加熱の強い場合には短い滞流時間と、過熱の弱い場合には長い滞流時間）によって、ほぼ大気圧まで（補助エネルギーなしに）特別に効率的かつコンパクトに作動させることができる。このとき、原子炉格納容器の圧力が高い場合には絞りの後で高い容積流量が生成され、その結果として生じる短い吸着剤フィルタ滞留時間にもかかわらず、その際の吸着剤での強いガス過熱に基づき、最善の反応条件が、同時にいっそう高い拡散で実現される。原子炉格納容器圧力が低いとき、たとえば当初の絶対的な最大圧力５バールの４分の１であるとき、ほぼ大気圧まで絞られた後に、ガス過熱の低い少ない容積流量が生成されるが、その際に長くなる吸着剤フィルタ滞留時間（およそ４倍）に基づき、不利な吸着条件にもかかわらず、同じく効率的なヨウ素吸着が可能となる。それによって効率的な吸着濾過が完全な圧力逃がしまで可能であり、また、原子炉格納容器の温度がわずか５０℃から１００℃のときでも、その際にいっそう長くなる吸着剤フィルタ滞留時間に基づいて可能である。

本方法の第１の主態様では、ベント流は高圧区域で少なくとも部分的にフィルタ室の付近を通るように案内され、その際にフィルタ室は高温のベントガスからのいわば直接的な熱伝達によって（「乾式に」）加熱される。すなわち設備上の観点からすると、逃がし配管の高圧区域は少なくとも１つの部分区域でフィルタ室の付近を案内されるとともに、熱交換面を通じてフィルタ室に熱的に結合されており、それによりフィルタ室は、高圧区域で比較的高温になっているベント流によって加熱される。

特別に好ましい実施形態では、ベント流は高圧区域でフィルタ室の付近を通過する前に、好ましくはベンチュリスクラバーの型式の流入ノズルを備える、洗浄液を含む洗浄容器（「スクラバー」）を通るように案内される。すなわちこれは設備上の観点からすると、洗浄容器はベント流により環流されるフィルタ室の上流側で、逃がし配管の高圧区域につながれることを意味している。洗浄容器は、ベント流に含まれるエアロゾルの効率的な濾過を、好ましくは＞９９％の効率で惹起して、故障発生時に安全外殻の中で典型的に生じる最大で数ｇ／ｍ³のエアロゾル濃度を、たとえば数ｍｇ／ｍ³のクリティカルでない範囲内まで低減させる。エアロゾルの効率的な湿式濾過により、流れに関して後置されている熱交換面への重大な堆積が回避される。そのようにして、絞り弁のところで膨張したベント流を過熱をするために、および吸着剤フィルタを加熱するために、効率的で一定の高い熱伝達を確保することができる。

ベント流が洗浄容器に入るときに通る流入ノズルは、ベンチュリインジェクションの原理に従って作動するのが好ましい。すなわち、ノズル管の狭隘個所（スロート）を通って流れるガス流は、狭隘個所に配置された、たとえば環状スリットのような形式で構成される取込開口部を介して、これを取り囲む洗浄容器の中の洗浄液を誘引し、それにより、ガス流と、吸いとられた、ないしは誘引された洗浄液滴との間で特別に強い混合が、（きわめて微細な）噴霧化のような形式で行われる。このとき、ガス流の中で一緒に運ばれるエアロゾル粒子やその他の粒子が洗浄液滴に沈積する。ノズルから外に出た後に、特に重力作用に基づいて、洗浄液とガス流は再び別々に分かれ、そのようにしてエアロゾルを取り除かれて洗浄されたガス流が、後置された熱交換器・吸着剤フィルタユニットへと通じる相応のガス吐出配管を介して、洗浄容器から外に出ていく。そのためにガス吐出配管は、いわゆるプール領域の上方にあるのが好都合であり、すなわち、作動時に生じる洗浄液水位よりも上方に、かつ洗浄容器が接続された排出・分離ゾーンよりも上方にある。

その代替または追加として、当然のことながら、洗浄液のほうを向く、もしくはその中に浸漬された、通常の流入ノズルが設けられていてもよい。さらに洗浄容器のプール領域には、適切な流動取付部材、渦生成部材、ミキサ、パッカー等が配置されていてよく、これらはベントガスと洗浄液の（一時的な）混合のために重要な、これら両者の間の境界面ないし内側表面を拡張する。

流入ノズルならびに逃がし配管は流入ノズルの上流側で、ベント流が１００ｍ／ｓを超える流速で流入ノズルを通って洗浄容器の中へ案内されるように構成、寸法決めされているのが好ましい。高速ベンチュリ式分離の場合、このような速度は、特に、洗浄液の流入開口部があるベンチュリ管の狭隘個所ないしスロート個所で実現されるのがよい。

洗浄容器内の洗浄液は、アルカリ液、特に苛性ソーダ溶液、および／または特にチオ硫酸ナトリウム水溶液としてのチオ硫酸ナトリウムの添加によって、化学的に調整されるのが好ましい。それにより、ベントガスに含まれる放射能の、とりわけ単体ヨウ素の、保持の著しい増大がもたらされる。この目的のために、洗浄容器には相応の調量装置とインジェクタが付属しており、これらを通じて場合によりさらに別の化学品を添加することもできる。

さらに洗浄液には、ベントガス中に誘引されたエアロゾルの洗浄液の内部または表面における堆積／結合を促進する、特にアミンの形態の表面反応促進剤が添加されるのが好ましい。

洗浄溶液と熱交換器・吸着剤フィルタユニットとの間には、特に微細フィルタとして作用する金属繊維フィルタまたはキャンドルフィルタとして、さらに別のフィルタ部材が軽減負荷配管の高圧領域につながれていてよく、これは、熱交換面を通過する前にベント流の中のエアロゾル含有量をいっそう低減するためである。このような種類のフィルタ部材は構造的に洗浄容器に一体化されていてもよく、その場合、プール領域の上方に配置されるのが好都合である。このような種類のフィルタが（特に）乾式の動作用として設計されている場合、ガス流の脱水をするための液体分離器ないしセパレータがこれに前置されているのが好都合である。

本方法の代替的な態様では、ベント流は、原子炉の、特に沸騰水型原子炉の凝縮室から取り出され、そこから（外部の）洗浄溶液を介在させることなく、フィルタ室および／または過熱区域の付近を加熱のために通るように案内される。すなわち設備面から表現すると、逃がし配管は凝縮室に流入側で接続されている。

この関連において凝縮室とは、通常、気密な分離壁によって他の原子炉格納容器内部空間（いわゆる圧力室）から隔てられ、部分的に液体（凝縮物）で充填された部分空間を意味しており、この部分空間は、液体中に浸漬された、凝縮管と呼ばれるオーバーフロー管を介して、他の原子炉格納容器内部空間とつながっている。このとき原子炉の通常動作では、オーバーフロー管は液体栓によって閉じられている。蒸気や凝縮可能でないガスの顕著な遊離を伴う故障が発生し、それに応じて圧力室の中で圧力生成が起こると、ガス／蒸気混合物がオーバーフロー管を介して凝縮室に入ることがあり、その場合、蒸気成分は大半が凝縮する。凝縮しない成分は凝縮室の液体水面の上方に集まり、ここで説明している本発明の態様では、そこから逃がし配管を介して、ベント流として凝縮室および安全外殻から導出される。

この関連において「凝縮室」という用語は、類似する作用形態をもつこれ以外の凝縮プールも含むものとし、たとえばロシア式またはその他の型式の水・水・エネルギー原子炉（ＷＷＥＲ）の凝縮流路システムであってもよい。

凝縮室は、ある意味では、それ自体でベント流に対する洗浄器およびエアロゾルフィルタとして作用するので、したがって好ましい実施形態では、原子炉格納容器の外部に配置された上述した種類の別個の洗浄容器を省略することができる。

過熱区域を形成する回生式熱交換器の配置、および吸着剤フィルタを備えるフィルタ室の配置は、良好な熱伝達のために、＜５ｍの間隔をおいてすぐ近傍で行われるのが好ましく、または、コンポーネントの内部に統合されるのが好都合である。このとき、熱損失とコストを最低限に抑え、最善の過熱条件と反応条件を確保するために、この組み合わせを圧力容器の内部で異なる室内に配置することができる。

本方法の上に挙げた第１の主態様では、吸着剤フィルタの配置は、熱交換器管によるガス加熱部がすでに組み込まれている、中央室を取り囲む環状室の中で行われるのが好ましい。環状室は、たとえば吸着剤を備える穴付き管型の薄板シーブを有している。繊維フィルタによる吸着剤摩耗保持部が、吸着剤フィルタに後置されていてよい。別案として、回生式熱交換器の部材が間に介在するほぼ無圧の平型フィルタ室構造が設けられていてもよい。このとき複数のモジュールをつなぎ合わせることで、モジュール形式の構造が可能である。吸着ユニットの加熱は、ここでは貫流のすぐ前に行われる。さらに、フィルタ室は部分的に媒体外部加熱式であるのが好都合である。

特別に好ましい実施形態では、ベント流は少なくとも部分的に、フィルタ室で取り囲まれた、またはこれに隣接する中央室を通るように案内され、比較的強く圧縮されたベント流は高圧区域で、中央室に配置された、またはその中に突出ている複数の熱交換器部材を通るように、特に複数の熱交換器管を通るように案内され、比較的容積の大きい減圧されたベント流は過熱区域で熱交換器部材の外側で中央室を通るように案内される。すなわち、絞り弁の上流側でまだ高圧のもとにある高温のベント流（場合によりその部分流のみ）は、その熱の主要な部分を外部に向かって、熱交換器管の周囲で案内されるすでに減圧されたベント流へと放出し、それに伴って、吸着剤フィルタ部材を予熱すべくさらに外側に位置するフィルタ室へも間接的に放出する。

このことは設備面の観点からすると、フィルタ室は中央室を取り囲むか、またはこれに隣接しているのが好都合であることを意味しており、１つまたは複数の貫流可能な熱交換器部材が中央室に配置されており、またはその中に突出ており、逃がし配管での流動案内は、ベント流が高圧区域では熱交換器部材を通過するように案内されるとともに、過熱区域では熱交換器部材の外側で中央室を通るように案内されるように構成されている。このとき、フィルタ室取込部を形成する１つまたは複数の貫通孔が、中央室とフィルタ室との間に設けられていると好都合である。

特別に効率的な熱伝達のために、これらの熱交換器部材は熱交換器管として構成されているのが好ましく、その外面に、規則的な間隔で配置された周回する、または長手方向に延びる複数のリブまたは突起を備えているのが好都合である。熱交換器管の内面にも、乱流生成のために、または旋回流を形成するために、相応の構造ないし取付部品が設けられていてよい。

過熱領域のベント流は、高圧区域のベント流に対して向流または交差向流として案内されるのが好ましい。このことは設備面の観点からすると、たとえば過熱区域を形成する熱交換器管が相応の向きで、たとえば実質的に鉛直方向の管として、またはジグザグ状に湾曲する管として、中央室に配置されており、またはその中に突出ていることを意味している。

放射能耐性コーティングまたは特殊鋼表面を備える、汚れをはじく平滑な表面として加熱面を施工し、あるいはたとえば研磨、電解研磨のような追加の処理を行い、たとえば底面システムまたは流路システムおよび／またはスプレーシステムのような凝縮物分配システムを熱交換器領域に組み込むことで、恒常的に効率的な熱伝達が有効に促進される。

いっそう強い予熱のために、追加の熱交換器装置（管または環状室）を介して、高圧ベント流の部分流が逃がし配管から特に洗浄容器よりも手前で取り出され、加熱のために吸着剤フィルタを直接通るように案内され、または流れに関してこれに前置された領域へと案内される。それにより、特に原子炉格納容器の雰囲気が明らかに過熱している状況のときに、吸着剤のところで動作温度のいっそう上昇を実現して、有機ヨウ素の保持をいっそう改善することができる。

高圧区域では、ベント流の流速が１０ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲内に調整されるのが好ましい。過熱区域では、ベント流の流速は１０ｍ／ｓから７０ｍ／ｓの範囲内に調整されるのが好ましい。絞り弁の自由流動断面は、高圧区域の圧力が過熱区域の圧力の２倍から５倍になるように調整されるのが好都合である。それによって特に、高圧区域に（ベンチュリ式）洗浄装置が存在している場合、そこでおよそ７から１バールの圧力で行われるベント流の湿式濾過が、特に、近似的に大気圧レベルにある吸着剤フィルタでのモレキュラーシーブ圧力の２倍から５倍で作動する。

すでに上に述べたとおり、エアロゾル含有のベントガスは高圧区域で複数の熱交換器管を通過するように案内されるのが好ましく、これらの熱交換器管は、特に＞１０ｍ／ｓの速度を生成するための通路類似の形成物（中央室）に配置されているのが好都合である。未処理ガス側の熱伝達部材（リブ）は、＞１ｍｍの間隔をおいて、特別に好ましくは＞５ｍｍの間隔をおいて、かつ主として鉛直方向に向くように施工されるのが好ましい。エアロゾルガス側で相応に過剰寸法をもつ交換面を選択することにより、例えば、＞１００％の追加の加熱予備面をもって、また特別に高いロバスト性と動作安全性のときには＞５００％をもって（付着物のない値を基準とする）、確実な動作を保証することができる。このとき、さらに熱交換器ユニットでエアロゾルやヨウ素の部分濾過を的確に行うことができる。

熱交換器管を通るエアロゾル含有ガスのガス案内は、平滑管熱交換器としての実施形態と、たとえば＞１０ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの特別に高い流速とで可能となり、それにより、管の中での重大な堆積を回避することができる。減圧された大気側では、最大の処理量段階のとき、同じく非常に高い１０ｍ／ｓから７０ｍ／ｓの速度が生じるので、高い熱伝達値が実現されるとともに、非常にコンパクトなコンポーネントが可能となる。

高速回生式熱回収は、熱交換器の１つの実施形態では、向流原理または交差向流原理に従って、リブ付き管式熱交換器またはプレート式熱交換器として具体化することができるのが好ましい。処理量が少ないケースで効率的な熱伝達を実現するために、管の内部／表面には、乱流および／または旋回流を生じる流動条件を生成するために、相応の取付部品または構造化された管表面（リブ等）が設けられているのが好ましい。その場合、高い原子炉格納容器圧力と処理量で、＞０．５の熱回収率を非常にコンパクトなユニットで実現することができ、引き続き、低い原子炉格納容器圧力と少ない処理量でこれを最大０．８まで引き上げることができる。

熱交換器・吸着剤フィルタユニットの中央室は底面領域で、作動時に形成される凝縮物のための凝縮物収集槽と接続されているのが好都合である。たとえば凝縮物収集槽の領域で凝縮物に水酸化ナトリウムないし苛性ソーダ溶液（ＮａＯＨ）および／またはチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｓ₂Ｏ₃）および／または過酸化カルシウム（ＣａＯ₂）を注入または前与することで、または中央室の中へ吹きつけることで、回生式熱交換器の低圧区域でのヨウ素分離の大幅な向上を追加的に行うことができる。さらに、このようにして塩素含有ガスの濾過ないし保持を促進することができる。

圧力逃がしシステムの特別に好ましい実施形態では、安全外殻の内部に、あるいはその追加もしくは代替として安全外殻の外部に、ベント流のエアロゾル予備濾過のための前置フィルタ（乾式前置フィルタ）が配置されている。前置フィルタと並列に、調節可能なバルブにより閉止可能なバイパス配管がつながれているのが好ましく、それにより、ベント流を必要に応じて部分的または全面的に前置フィルタを迂回させながら、安全外殻から外部にあるフィルタシステムへと案内することができる。

すなわち安全外殻をベントするとき、強力に放射能を含有しているガス流は前置フィルタを通るように案内され、そこでたとえば金属の深床キャンドルフィルタや金属繊維フィルタによって、＞１μｍの直径をもつ粗いエアロゾルの大幅な濾過が行われ（保持率は好ましくは＞９０％）、および、＜１μｍの直径をもつ、量的にはこれよりも少ない微細なエアロゾル成分の部分濾過が行われる（保持率は好ましくは＞５０％）。前置フィルタリングは、吸着剤フィルタ（モレキュラーシーブ）における圧力の２倍から５倍で、たとえば７から１バールの圧力範囲で作動させるのが好ましい。

前置フィルタでの考えられる圧力損失を制限し、特に、後置された（ベンチュリ）洗浄装置が存在している場合に流入ノズルのところで、たとえばベンチュリノズルのところで、比較的高い流入速度を調整できるようにするために、前置フィルタを迂回するバイパス動作が必要に応じて意図される。バイパスの開放は、自動的かつ受動式に（すなわち外部エネルギーを利用することなく）、たとえば破裂ディスクやばねで付勢されるオーバーフロー弁のような過圧制限装置の組み込みによって行われるのが好ましい。このような開放メカニズムは、たとえば前置フィルタにおける圧力が＞０．５バールの値を超えたときに、バイパス配管が開放されるように設定されていてよい。バイパス配管が閉じているときに前置フィルタにより惹起される、事故当初の高濃度段階から出るエアロゾルの大半の量の封じ込めにより、その後の事故段階でバイパス配管を開いたときに、回生式の熱交換器装置の効率的な動作が（たとえ前置フィルタなしでも）可能となる。

回生式加熱のための高い温度レベルを保証するために、場合により存在している前置フィルタと回生式熱交換器により高圧区域で引き起こされる圧力損失が合計で、大気中へ放出するまでに利用可能な全体圧力損失の＜３０％となるように、関連する設備コンポーネントが寸法決めされるとともに、負荷軽減動作のときの動作パラメータが選択されるのが好ましい。

１つの好ましい実施態様では、追加加熱装置、特に電気加熱装置、または他の設備からのプロセス蒸気で作動する加熱装置が、逃がし配管でベント流を加熱するために設けられており、この追加加熱装置は、回生式熱交換器や過熱区域での動作条件とは関わりなく調整可能ないし調節可能であるのが好都合である。この加熱装置は、たとえば絞り弁の下流側に配置されていてよい。その代替または追加として、このような種類の加熱部材は、絞り弁の上流側で逃がし配管の高圧区域に配置されていてもよい。たとえば洗浄容器（存在している場合）の中や、洗浄液プールの中もしくはその上、たとえば排出ゾーンや、場合により存在しているセパレータ／追加フィルタの領域への配置が好ましい。

このような種類のベント流の追加加熱は、ベント流または別個の補助エネルギー源により事前に加熱される第２の蓄熱器によって行うこともできる。このような装置は、起動時の動作を橋渡しするためにも利用することができる。

目的に適った別の態様では、絞り弁装置と過熱区域の間には、過熱区域へ入る前のベント流の追加の乾燥と露点低下を惹起する、ガス乾燥器ないし乾燥冷却器が逃がし配管につながれている。このような乾燥冷却器の冷却出力は、回生式熱交換器の冷却出力の＜２５％、特に＜１０％であるのが好都合である。

それにより、たとえば始動時のように原子炉格納容器圧が低く温度が低い動作時にすでに、いわば低い過熱ポテンシャルで、介在する冷却装置において部分凝縮と周囲への熱放出により、あるいは相応の熱容量をもつ加熱されるべき質量への熱放出により、露点が引き下げられる。そして後置されている過熱区域で、ベント流をほぼ高圧プロセス温度まで加熱することで、明らかな露点との隔たりを確保することができる。

さらに、絞り弁装置と吸着剤フィルタの間では（追加の）洗浄装置が逃がし配管につながれていてよく、この洗浄装置は塩素含有および／または含硝酸のガスを封じ込めるために設計されており、それにより、ベント流は絞り弁装置での減圧後に、かつ吸着剤フィルタを通過する前に、洗浄装置で相応に洗浄されることになる。

好ましい実施形態では、電動モータまたは内燃機関で駆動される吸引ファンが逃がし配管につながれており、ないしは必要に応じて接続可能であり、それにより、特に圧力逃がしシステムの長期間動作のときに、すなわち当初は事故発生後に存在していた高い原子炉格納容器の内圧がすでにほぼ低減されているときに、ベント流が吸引ファンによって「能動的に」安全外殻から逃がし配管およびその中にあるフィルタ装置を通るように吸引される。換言すると、吸引ファンを介在させることで、フィルタシステムを長期間・事故後動作のとき能動的に作動させ、あるいは原子炉格納容器の負圧保持のために的確に利用することができ、そのようにして、濾過されていない原子炉格納容器の漏れを全面的に回避する。

上に述べた方策によって、特にガス乾燥およびそれにより惹起される露点との隔たりの増加によって、吸着剤フィルタの広い内側の反応表面が水を含有する蒸気で重大に覆われることを、吸着剤のマクロレベルでもミクロレベルでも確実に回避することができ、そのようにして、表面への吸着によるヨウ素保持および場合により吸着剤への化学吸着が特別に効果的に行われる。

好ましい実施形態では、特に相応の洗浄装置によって高圧区域に湿式フィルタが存在している場合、フィルタ室を迂回するためのバイパス配管が逃がし配管につながれる。このとき、バイパス配管を通って流れるベント流の割合を、適当な調節手段により調整可能であるのが好都合である。それにより、ベント流の（調整可能な）部分流がバイパス配管を介して、フィルタ室およびその中に配置されたヨウ素吸着剤フィルタを迂回しながら大気中へそのまま吐出される、圧力逃がしシステムの動作形態が可能となる。圧力調節のために、適当な圧力減衰弁がバイパス配管につながれるのが好都合である。

それにより、たとえばガス量が多くて有機ヨウ素発生が少ない早期の事故段階のときの非常に高い処理量で、かつ、この段階で支配的である単体ヨウ素を前置された洗浄装置でほぼ分離しながら、放射能全体の効果的な封じ込めを行うことができ、ヨウ素吸着剤フィルタが過度に強く必要とされることがない。そしてその後の段階（重大な有機ヨウ素形成がしだいに始まり、ガス発生量は比較的少なくなる）では、引き続き放射能全体の高い封じ込めを確保するために、バイパス配管をほぼまたは全面的に閉じて、ヨウ素吸着剤フィルタを関与させながら流れ全体の濾過が行われるのが好ましい。

吸着材料ないし吸着剤は、内側表面の＞５０ｍ²／ｇで無機材料から製作されているのが好ましい。こうした恒常的に作用する過熱方法により、水分の影響を受けやすい（水溶性の）硝酸銀被覆またはドーピングを含む吸着材料の使用さえもが可能になる。
たとえば銀含浸されたセラミック製品、たとえばシリカゲルの使用は、＞９９．９％の非常に効率的なヨウ素分離を恒常的に実現することを可能にする。モレキュラーシーブはたとえばゼオライトベースで、または特にその他の無機支持体を含むように製作することができ、ヨウ素が発生するとたとえばヨウ化銀に変換される硝酸銀（ＡｇＮＯ₃）で被覆もしくはドーピングされていてよい。ただしそれが好都合であるのは、ベント流の十分な過熱を、どの動作段階のときでも確保することができる場合に限られる。このとき汚染されたガスで、たとえば窒素酸化物含有のガス等で、有機ヨウ素保持も高い効率で行えるのが好ましい。

いっそうロバスト性の高いフィルタ材料として、たとえばイオン交換によって銀カチオンおよび／または重金属カチオンが三次元の結晶格子に挿入された人工ゼオライトを使用することができる。特に開放構造をもつ、結合剤を含まないゼオライトの組み合わせも可能である。このように結合剤を含まないたとえばフォージャサイト構造の構造型式のモレキュラーシーブは、たとえば＞２００℃という強力に過熱された蒸気雰囲気中でも、および一時的な水蒸気吸着条件のもとでも（湿式動作）、動作安全性がなおも高い。すなわち一時的な湿式動作は、このようなたとえば銀でドーピングされたゼオライトの破損にはつながらない。同様に、少量のアルカリ溶液注入も許容することができる。さらに、水分吸着によって（追加の）一時的なガス過熱が実現される。

吸着剤フィルタが、特に銀ドーピングである非水溶性ドーピングを含むゼオライトと、たとえば硝酸銀ドーピングのような水溶性ドーピングを含む無機吸着材料との混合物としての、ゼオライトベースの吸着材料を含んでいると特別に好ましい。このとき、短い湿潤段階のときにも水蒸気吸着がゼオライトでのみ行われ、少なくとも主としてゼオライトで行われるという利点があり、一時的に発生する吸着熱の放出はプロセス促進的であり、それにより、たとえば硝酸銀のような水溶性物質の溶出を確実に回避することができる。たとえば銀ドーピングを含むゼオライトと、硝酸銀ドーピングおよび／または共通の支持体をもつモルシーブとを両方とも格納するこのような混合物としての組み合わせは、デュアル式の分離メカニズムにより、高度に効率的かつ動作安全的であることが判明している。

さらに、特別に効率的で経済的なヨウ素保持のために好適な吸着材料として、ホスファゼン分子、ホスファゼンゼオライト、特にシクロトリホスファゼンゼオライト、場合により追加のドーピングを含むチャネル型結晶などを適用することができる。

好ましい実施形態では、フィルタ室はヨウ素吸着剤フィルタに加えて、さらに別のフィルタ装置および保持装置を含むことができ、これは、たとえば塩素含有および／または含硝酸のガス、および／またはオイル含有化合物などを保持するためである。そのために、たとえば砂床フィルタが設けられていてよく、ならびに、場合により適切な化学品の注入または前与が意図されていてよい。

これに加えて特定の動作段階では、前述したゼオライトへの水蒸気の的確な部分吸着により（吸着によるたとえば＜２重量パーセントの水分増加）、いっそうの一時的なガス過熱を実現し、そのようにして、所望の連続的な有機ヨウ素の封じ込めを確保することができる。このことは特に、始動動作のときに関心の対象となる（いわゆる始動吸着）。さらに、水分発生時の温度を制限するために、たとえば拡散層や混合ドーピング（たとえば銀カチオンおよび／または重金属カチオン）によって、および場合により非触媒性の添加物によって、このような吸着剤の触媒活性の的確な制限を行うことができる。

すでに上で示唆したとおり、圧力逃がしシステムの始動動作のとき（動作温度がまだ比較的低いとき）には、吸着剤フィルタで少なくとも部分的な蒸気吸着が許容されるのが好ましく、その吸着熱は、ベント流と吸着剤フィルタの過熱のために利用される。ただしそれが有意義なのは、吸着剤フィルタが十分に水分の影響を受けやすい場合、すなわち、たとえば不溶性ドーピングを含むゼオライトベースで構成されている場合に限られる。

高圧区域でベント流を湿式濾過するための洗浄容器の存在に依拠する本方法の第２の主態様では、洗浄液が洗浄容器から循環配管を通るように案内され、この循環配管は少なくとも１つの部分区域でフィルタ室と熱的に接触しており、循環する洗浄液からの熱伝達によってこれを加熱する。このことは設備面の観点からすると、洗浄液を循環させるための循環配管が洗浄容器に接続されていることを意味しており、この循環配管はフィルタ室の付近を通るように案内されるとともに、これと熱的に接触しており、それにより、循環する洗浄液からフィルタ室への熱伝達が行われるようになっている。

つまりこのことは、逃がし配管の高圧区域でベントガスにより一緒に運ばれる熱エネルギーが、洗浄容器で洗浄液に大部分伝達されることを意味しており、次いで、この洗浄液がフィルタ室を通過するように、またはその付近を通るように循環し、そこであらためて吸着剤フィルタを備えるフィルタ室を加熱するために、および／または絞り弁により減圧されたベント流を吸着剤フィルタへ入る直前に過熱するために、熱伝達が行われる。

絞り弁により減圧されたベント流が過熱区域で循環配管と熱的に接触しており、循環する洗浄液からの熱伝達によって加熱されると特別に好ましい。そのために逃がし配管の過熱区域は、熱交換器面を介して循環配管に熱的に結合されており、それにより、そこで循環する洗浄液からベント流への熱伝達が行われるようになっている。

好ましい実施形態では、循環路を通る洗浄液の流れは、洗浄容器でベント流から洗浄液に伝達されるインパルスによって駆動される。そのために少なくとも１つの流入ノズルが適切な仕方でアライメントされ、たとえば循環配管の取込部に向けられ、それにより、これを通って流れるベント流の、洗浄液に伝達されるインパルスが、循環配管を通る洗浄液の循環を駆動する。あるいはその代替または追加として、循環流を駆動もしくは補助するために、相応のモータ駆動式のポンプが設けられていてもよい。

循環配管は、洗浄容器に連通する洗浄液取込部と、洗浄液取込部との関係でこれよりも高く位置する、同じく洗浄容器に連通する洗浄液吐出部とを有しているのが好ましい。このようにして、洗浄容器から取り出された洗浄液は循環配管を貫流した後、測地学的に高い位置で洗浄容器に再び供給される。

洗浄液は、ベント流ガス泡の含有量が特別に高い個所で、すなわちたとえば流入ノズルの排出領域で、洗浄容器から取り出されるのが好ましい。

好ましい実施形態では、フィルタ室を取り囲む、またはこれに隣接する中央室が設けられており、循環する洗浄液は中央室に配置された、またはその中に突出ている熱交換器部材を通るように、特に熱交換器管を通るように案内され、ベント流は過熱区域では熱交換器部材の外側で中央室を通るように案内される。つまり熱交換器管を通って流れる洗浄液は、その熱含有量の大部分を、管の外側で付近を通って流れる低圧ベント流に放出し、その際にこれがフィルタ室へ入る前に過熱される。これに加えて、このようにして過熱された低圧ベント流はフィルタ室に入る前に、その熱含有量の少量割合をさらに外側に位置するフィルタ室へと放出し、それによってフィルタ室がある程度まで予熱される。

さらに、低圧ベント流が中央室で、熱交換器部材を通って流れる洗浄液に対して向流または交差向流として案内されると好都合である。

さらに、ベント流は鉛直方向の主流動方向で上から下に向かって中央室を通って流れ、洗浄液は鉛直方向の主流動方向で下から上に向かって熱交換器部材を通って流れることが意図されるのが好ましい。

循環配管での洗浄液の流速は１ｍ／ｓ以上、好ましくは３ｍ／ｓ以上に調整されるのが好ましく、それにより、洗浄液の堆積をほぼ回避することができ、特別に効率的な熱伝達を行うことができる。

換言すると、熱媒体としての役目をする洗浄液は、高速ベントガス導入のインパルスによって駆動される。このとき洗浄液はベントガス導入部の近傍で洗浄容器から取り出され、管を通って熱交換器・吸着剤フィルタユニットの熱交換器の中へ送られ、次いで、再び洗浄容器のプールの中に戻るように送られる。とりわけ強力にベントガスを含む液体混合物（泡を含有）の的確な取り出しにより、および勾配付きで熱交換器装置を通る案内により、洗浄容器のプール内の（泡のない）洗浄液の密度と比べたときの低い密度に基づき、特に測地学的に高いところで再導入される場合に駆動がいっそう強化される。空気と蒸気泡を包含するもっとも高温の洗浄剤ゾーンでの取り出しにより、および熱伝達中における蒸気泡の凝縮により、温度レベルをいっそう引き上げることができ、熱交換のときの温度差をいっそう最低限に抑えることができる。洗浄容器への帰還は、沈降ゾーンよりも上方で行われるのが好ましい。

さらに付言しておくと、上のところで本方法／本装置の第１の主態様との関連で行った説明は、フィルタ材料ならびに吸着剤フィルタにおける温度状況に関して、およびベントガスを案内する配管内での圧力状況と流速に関して、および洗浄容器やその中に配置された流入ノズルの構成に関して、ならびに任意選択で設けられるコンポーネントであるガス乾燥器、送風機、追加フィルタ等に関して、第２の主態様についてもそのまま該当するものであり、したがって、ここでは個々に繰り返す必要をみない。

本方法およびこれに対応する圧力逃がし装置の第１および第２の主態様を相互に組み合わせることもでき、それは特に、吸着剤フィルタを備えるフィルタ室の加熱および／または減圧されたベント流の過熱区域での加熱が、高圧区域でベント流によって間接的に（「乾式に」）可能なばかりでなく、洗浄液によって間接的にも（「湿式に」）可能であるという意味においてである。たとえばこの設計は、加熱が少なくとも特定の動作状況では両方の方式で同時に（すなわち「乾式」でも「湿式」でも）行われるが、別の動作状況では、たとえば洗浄容器内の洗浄液の水位に依存して、両方の方式のうちの一方でのみ行われるようになっていてよい。このコンセプトの発展例では、一方のモードから他方のモードへ目的に沿って能動的に切り換える手段が設けられる。

とりわけ異なる加熱コンセプトの上述の組み合わせでは、あるいはそれ以外のケースでも、洗浄容器と熱交換器・吸着剤フィルタユニットは、および場合によりその一部分だけは、たとえば熱交換器は、設計的に共通のコンポーネントに統合ないし一体化されていてよい。その１つの例については、図面の詳細な説明の中で説明する。

冒頭に述べた課題は装置に関して、請求項２０の構成要件を備える圧力逃がしシステムによって解決される。

それに応じて本発明では、逃がし配管が絞り弁装置とフィルタ室取込部の間に、熱交換器面を介して高圧区域と熱的に結合された過熱区域を有しており、この熱交換器面は、設計故障発生条件のもとで生じるベント流が過熱区域でそこに存在している露点温度を少なくとも１０℃、好ましくは２０℃から５０℃だけ上回る温度まで加熱されるように寸法決めされることが意図される。

本装置のその他の好ましい実施形態はすでに上で説明したとおりであり、もしくは、相応の方法ステップの説明から内容に即して明らかとなる。

本発明によって得られる利点は、特に、ヨウ素吸着剤フィルタに入る前にベント流が的確に過熱されることで、マクロレベルの吸着に関してもミクロレベルの吸着に関しても、水蒸気との反応面の重大な被覆および毛管凝縮による閉塞が確実に防止されるという点にある。高圧領域からの熱回収による過熱プロセスの受動式・回生式の構成により、本方法は全面的なエネルギーダウン（「ステーション・ブレークアウト」）のときでも、ベントされるべき原子力発電所で適用可能である。さらには、＞１０℃、好ましくは＞２０℃、たとえば＞１２０℃から１７０℃の温度範囲以上の相応に高いガス過熱により（ベントプロセスの始動段階での高い処理量と高いガス過熱で）、ヨウ素吸着剤フィルタにおける反応速度の有意な向上が行われる。こうして事実上制約なしに利用できる非常に広い内側の反応表面により、および改善された拡散により、高い効率の受動式のヨウ素吸着濾過を有機ヨウ素化合部についても、＞９７％、好ましくは＞９９％の保持率で実現することができる。ヨウ素吸着剤フィルタからのヨウ素の再浮遊（再放出）は、ヨウ素の化学結合により、およびヨウ素吸着剤フィルタの恒常的な加熱により、ほぼ回避することができる。

それにより、高圧領域でのベント流の高度に作用する湿式濾過により、場合により他のフィルタ装置、特に金属の前置フィルタおよび／または砂床もしくは砂利床をベースとする乾式フィルタと組合わせて、事故状態のときに原子炉格納容器で生じる放射性のガスまたは蒸気を、原子炉格納容器内の最終的な圧力制限のために、＞９９％から９９．９％の有機ヨウ素滞留分で濾過して周囲へ放出することが初めて可能となる。その際には、空気で運ばれるその他の放射能やエアロゾルも、たとえベント動作が数日間に及んだとしても、確実にフィルタシステムに封じ込められる。

次に、本発明のいくつかの実施例について、図面を参照しながら詳しく説明する。図面では、それぞれ著しく簡略化して模式化された図面として、次のものが示されている。

本発明による原子力発電所の圧力逃がしシステムの主要コンポーネントを示す原理回路図である。 図１の圧力逃がしシステムの複合型の回生式熱交換器・吸着剤フィルタユニットを示す縦断面図である。 相並んで設置された複数の図２の回生式熱交換器・吸着剤フィルタユニットを示す斜視図である。 図１の圧力逃がしシステムの別の態様を示す図である。 洗浄容器が組み込まれた図２の複合型の回生式熱交換器・吸着剤フィルタユニットの別の態様を示す図である。

同じ部品または同じ作用の部品には、どの図面でも同一の符号が付されている。

図１に部分的に図示する原子力発電所２は、頑丈な鉄筋コンクリート材料を含む、原子炉格納容器とも呼ばれる外側の安全外殻４を有している。安全外殻４は内部空間６を取り囲んでいる。内部空間６には、原子力発電所２の複数の主要な核反応コンポーネント、たとえば炉心を含む原子炉圧力容器、ならびにその他の核反応性および非核反応性の設備コンポーネントが配置されている（図示せず）。安全外殻４の鉄筋コンクリート材料は、その内面を鋼材料により内張りされている。安全外殻４は、外界に対して内部空間６の気密な閉鎖部を形成しており、放射能汚染されたガスや蒸気の放出を伴う、起こる可能性の低い故障発生時にはそれらを内部空間６に封じ込める。

安全外殻４は、大量の蒸気放出を伴う事故状態のときなどに生じる可能性があるたとえば３から８バールの比較的高い内圧にも耐えられると同時に、長い年月にわたって密閉されたまま保たれるように設計されている。それにもかかわらず、原子炉のいっそうの安全性向上のために、および故障発生後に内部空間６へ再び立ち入れるようにするために、圧力逃がしシステム８が設けられており、これにより内部空間６に含まれるガスや蒸気を濾過、浄化し、ほぼ放射能なしに周囲へ吹き出すことができ、それにより、内部空間６のコントロールされた圧力低下が可能となる。このプロセスはベントとも呼ばれる。

圧力逃がしシステム８は、本例では、特別に効率的かつエネルギー面で好都合なベントガスに含まれる放射能担体の封じ込め、特に単体ヨウ素や炭素数の少ないヨウ素含有化合物（いわゆる有機ヨウ素）の封じ込めのために設計されている。この目的のために、圧力逃がしシステム８は、吐出部１０ないし安全外殻４の貫通部に接続された逃がし配管１２を含んでおり、これに相前後して特に洗浄容器１４がつながれており、および、さらに下流側にフィルタ室１６の中に配置された吸着剤フィルタ１８、すなわちヨウ素吸着剤フィルタがつながれている。さらに下流側では、濾過されたベント流が煙突２０または煙出しを介して、一般には吹き出し開口部を介して、周囲の大気中へ吹き出される。ベント流の流動方向は、それぞれ矢印で図示されている。

図１を見ると明らかなように、逃がし配管１２は安全外殻４の内部に位置する内側の配管区域２２も含んでおり、これに任意選択で前置フィルタ２４が、特に金属前置フィルタが、粗いエアロゾルの保持のために接続されている。必要に応じて前置フィルタ２４を迂回するために、これと並列につながれたバイパス配管２６が設けられており、このバイパス配管は制御弁２８で必要に応じて開閉することができる。

逃がし配管１２につながれた、原子力発電所２の通常動作のときには閉じられている１つまたは複数の遮蔽弁３０を、図１に明らかなように安全外殻４の外部に、あるいはその代替もしくは追加として安全外殻４の内部にも、配置することができる。圧力増加を伴う故障発生時に内部空間６で圧力逃がしプロセスを開始するために、それぞれの遮蔽弁３０が開かれるが、このことは自動的にかつ外部エネルギーを利用することなく、たとえば圧力依存的なトリガー装置によって行われるのが好ましい。

濾過の目的という観点からできる限り最善の動作条件を吸着剤フィルタ１８で調整するために、一連の技術的方策が意図されている：
第１に、比較的高い圧力のもとにある、安全外殻４の内部空間６から来る逃がし流（ベントガス流）は、洗浄容器１４の中で洗浄液３２を通るように案内され、それによって浄化され、特に粗いエアロゾルが取り除かれる。

この目的のために洗浄液３２は、圧力逃がしシステム８が動作状態にあるとき、洗浄容器１４の中で最低充填水位高さ３４で保たれている。洗浄液３２の化学的なコンディショニングのために、特に濾過・保持特性の改善のために、ここでは模式的にのみ図示する調量装置３６が、たとえばチオ硫酸ナトリウム溶液のような適切な反応薬を洗浄液３２へ供給する。

ベント動作のとき、すなわち圧力逃がしのケースでは、ベント流は逃がし配管１２の配管区域３８を介して洗浄容器１４の中へと案内され、そこで分配部材４０および流れに関してこれに後続する並列につながれた複数の流入ノズル４２を介して外に出る。これらの流入ノズル４２は、最低充填水位高さ３４よりも下方で、洗浄容器１４のいわゆる洗浄液プール４４、略してプールにあり、本例ではベンチュリノズルとして構成されている。そのためにそれぞれの流入ノズル４２は、部分的に狭くなっている１つのベンチュリ管４６を有しており、スロートとも呼ばれるこの狭隘個所には、周囲にある洗浄液３２のための１つの環状スリット供給部（図示せず）が設けられている。このように、ベント動作のときにベンチュリ管４６を流れるベント流は、スロートのところで、入ってくる洗浄液３２を誘引する。したがって、流入ノズル４２の上方を向く複数の吐出開口部４８から、互いに密に混ざり合った洗浄液・ベントガス混合物が排出され、その際に、ベントガス流に含まれる汚染物やエアロゾルの大部分が洗浄液３２に取り込まれる。

洗浄液プール４４の上方にある排出ゾーン５０で、洗浄液・ベントガス混合物の液体成分と気体成分が重力によって再び分離する。場合によりベントガス流からの凝縮物の分だけ増え、エアロゾルや汚染物（粒子、溶解性ガス）が蓄積した洗浄液３２は、下方に向かって洗浄液プール４４に戻って沈む。余剰の洗浄液３２ないし凝縮物は、必要に応じて、洗浄容器１４の底面に接続された、遮蔽弁５２を備える液体導出配管５４を介して運び出され、それにより、洗浄容器１４の液体水位が所定の最高充填水位高さ５６を超えることはない。洗浄プロセスによって浄化され、引き続き高い圧力のもとにあるベントガスは、排出ゾーン５０よりも上方かつ最高充填水位高さ５６よりも上方に配置された水分分離器５８および場合によりさらに別のフィルタ部材６０を通過してから、上方に向かって吐出開口部６２を介して洗浄容器１４から出ていき、逃がし配管１２の後続する配管区域６４へと入る。

他方、吸着剤フィルタ１８を備えるフィルタ室１６は、ベント動作のときに、付属の熱交換器面６６，６８を介して、いまだにほぼ（少なくともオーダーとして）安全外殻４の内部空間６の圧力レベルにあり比較的高温である、配管区域６４から来る事前に洗浄容器１４で浄化されたベント流によってそれ自体が予熱される。こうした逃がし配管１２の高圧区域７０での熱放出および熱伝達の後で初めて、さらに下流側に位置する絞り弁７２で、ベント流がほぼ（少なくともオーダーとして）周囲圧力まで減圧され、その際に乾燥される。絞り弁７２よりも上流側にある逃がし配管１２の部分が高圧区域７０を形成し、下流側の部分が低圧区域７４を形成する。

絞り弁７２による膨張乾燥に引き続いて、ベント流は付属の凝縮物分離器と凝縮物収集容器７８を備えた（任意選択の）追加のガス乾燥器７６を通って案内される。さらに下流側でベント流は、逃がし配管１２の低圧区域７４において、過熱区域８０の相応の熱交換器面６８で高圧区域７０のガス流から低圧区域７４のガス流へ熱伝達が行われるように、高圧区域７０の付近を通って案内される。それによって惹起される過熱の後で初めて、吸着剤フィルタ１８を備えるフィルタ室１６を通るように、減圧されたベント流が案内される。

すなわち、まだ減圧されていない高圧区域７０のベント流に含まれる熱エネルギーが、２通りの仕方で活用される。一方では、熱交換器面６６，６８を介して、吸着剤フィルタ１８が中に配置されたフィルタ室１６の加熱が行われる。他方では、熱交換器面６８を介して、減圧されたベント流の過熱がフィルタ室１６へ入る直前に行われる。このとき、流れを案内するコンポーネントと、熱を伝達するコンポーネントとを適切に寸法決めして設計することで、および場合により絞り弁７２の絞り断面積ならびにその他の動作パラメータを適切に調整することで、ベント流が過熱区域８０で、すなわちフィルタ室１６へ入る直前に、そこで生じている露点温度を少なくとも１０℃上回る温度まで、圧力逃がしシステム８の全負荷動作のときには少なくとも２０℃上回る温度まで、加熱されることが保証される。これら両方の方策を組み合わせることで、吸着剤フィルタ１８の効率低下あるいは恒常的な破損にさえつながることになる、フィルタ室１６でのベント流の凝縮が確実に回避される。

図２は、熱交換器面６６および６８を含む熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２の具体的な構成を示している。フィルタ室１６は、たとえば円筒形または直方体の中央室８４を環状に、特に同心的に取り囲む環状室として施工されている。熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２の長軸は鉛直方向を向いている。フィルタ室１６と中央室８４は、熱伝導性の優れた分離壁８６によって（少なくとも下側領域で）互いに気密に分離されている。さらにフィルタ室１６は、その中で環状に配置されたフィルタ部材８８によって、内側に位置し、内方に向かって分離壁８６で区切られた流入室９０と、外側に位置する流出室９２とに区分されている。環状室の型式に代えて、簡素な箱式構造としてもよく、その場合には、たとえば直方体の中央室８４の一方の側に、直線状の分離壁８６により分離された直方体のフィルタ室１６が後続する。当然ながら、低圧区域７４の減圧されたベント流に対して流れ的に並列につながれた、互いに分離された、複数のフィルタ室１６が中央室８４に付属していてもよい。

ベント流の流動方向で見て洗浄容器１４から離れていく逃がし配管１２の配管区域６４は、中央室８４の内部空間９４に配置された、流れに関して並列につながれて外面および場合により内面にもリブ９６を備える複数の熱交換器管９８の系統と接続されている（それぞれの端部領域では、熱交換器管９８が半透視図に近い図で示されており、これらの中間では単純な線として図示されている）。そのために逃がし配管１２は配管区域６４の端部で、中央室８４の天井部ハウジング１００に配置された、外面で気密に密閉されているハウジング貫通部１０２を通って中央室８４へと導入されており、場合により１つの分岐部材１０４を介して複数の熱交換器管９８と接続されている。別案として、プレート式熱交換器またはその他の熱交換器部材が設けられていてもよい。これらの熱交換器管９８は、中央室８４の内部空間９４で蛇行して上から下に向かって底面領域１０６まで案内されており、そこで１つのヘッダーに再び統合される。ヘッダー１０８には下流側に、中央室ハウジング１１２の別のハウジング貫通部１１０を通過して案内されるパイプ配管１１４が接合されており、このパイプ配管が、絞り弁７２へと通じる逃がし配管１２の配管区域１１６に通じている。

絞り弁７２から離れていく逃がし配管１２の配管区域１１８は、任意選択で設けられるガス乾燥器７６の後で中央室８４へと帰還する。したがって中央室８４は、底面領域１０６に中央室取込部１２０を有しており、絞り弁７２ないしガス乾燥器７６から来る配管区域１１８がこれに接続されている（図１も参照）。中央室８４の上側端部には、天井部ハウジング１００の近傍に、分離壁８６を貫通する複数の貫通孔１２２が設けられており、これらの貫通孔は、中央室８４の内部空間９４からフィルタ室１６の流入室９０へと通じており、そのようにしてフィルタ室取込部１２４を共同で形成する。フィルタ部材８８の下流側でフィルタ室ハウジング１２６の外面に配置された、たとえばその底面領域あるいはその他の個所に配置された、フィルタ室吐出部１２８を介して、フィルタ室１６の流出室９２は煙突へと通じる逃がし配管１２の配管区域１３０と接続されている（図２では、流れに関して並列につながれた２つの吐出開口部が付属の配管接続部とともに設けられおり、これらをさらに下流側で、図示しない仕方により再び統合することができる）。

このようにして、配管区域６４で洗浄容器１４から来る、高い圧力のもとにあり且つ比較的高温のベント流が、ハウジング貫通部１０２を通って中央室８４の中へと案内され、その中に配置された熱交換器管９８を実質的に鉛直方向に上から下を向く主流動方向で貫流する。次いで、ベントガスは配管区域１１６を介して絞り弁７２へと案内され、膨張により乾燥されてから、ガス乾燥器７６に通される。配管区域１１８を介して、減圧されたガス流が再び中央室８４の中に入る。このガス流は、熱交換器管９８における高圧ベント流に対して向流または交差向流として、実質的に下から上に向かって熱交換器管９８の付近を通るように案内され、最終的に、フィルタ室取込部１２４の複数の貫通孔１２２を介してフィルタ室１６の中に入り、そこで所望の有機ヨウ素の濾過と保持が行われる。

熱交換器管９８を貫流するときに、熱交換器管９８の高温の高圧ベント流から、その周囲で向流として熱交換器管９８の付近を通るように案内される、絞り弁７２により減圧、乾燥させられた低圧ベント流への熱伝達が行われる。このように熱交換器管９８の管壁は、中央室８４の内部空間９４により形成される過熱区域８０の熱交換器面６８を形成しており、上ですでに説明した減圧されたベント流の過熱がそこで行われてから、このベント流が過熱した状態で、複数の貫通孔１２２により形成されるフィルタ室取込部１２４を介して、フィルタ室１６の流入室９０に入り、次いでフィルタ部材８８を貫流し、最後に流出室９２、フィルタ室吐出部１２８、および配管区域１３０を介して、濾過された状態で煙突２０へと到達する。それと同時に（通常はわずかな範囲内で）熱交換器面６６として作用する熱伝導性の良い分離壁８６を通じて、このようにして加熱された低圧ベント流からフィルタ室１６への熱伝達が行われ、それによってフィルタ室も同じく相応に加熱される。

熱伝達を改善するために、熱交換器管９８はその内部でも適切に構造化されていてよく、たとえば複数のリブを備えていてよく、あるいは乱流や旋回流を生成するその他の内部取付部品を有していてよい。

さらに図１の圧力逃がしシステム８は、ベント流の部分流が高圧区域７０で必要に応じて熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２をバイパスできるように設計されており、すなわち、熱交換器管９８、絞り弁７２、中央室８４、およびフィルタ室１６を貫流することがない。したがってこのバイパス部分流は、過熱区域８０での低圧ベント流の過熱には寄与せず、フィルタ室１６の加熱にも寄与しない。この目的のために、洗浄容器１４の下流側かつ熱交換器管９８の上流側の分岐個所１４２で、バイパス配管１４４が逃がし配管１２の配管区域６４に接合されており、このバイパス配管はフィルタ室吐出部１２８の下流側にある連通個所１４８で再び逃がし配管１２に、すなわち配管区域１３０に連通する。この部分流の比率を調整するために、適切な調節・制御装置（図示せず）が設けられていてよい。さらに圧力レベルを適合化するために、圧力減衰弁１５０がバイパス配管１４４につながれている。

熱交換器管９８の貫流時に生成される凝縮物１３２は、必要に応じて、配管区域１１６のパイプ配管１１４から分岐する凝縮物導出配管１３４を通じて取り出し、必要に応じて凝縮物保管容器へと案内することができる。凝縮物導出配管１３４は、図１に示すように、洗浄容器１４からの液体導出配管５４と統合されていてよい。

吸着剤フィルタ１８のフィルタ部材８８は、ヨウ素や有機ヨウ素を吸着する材料で製作されているのが好ましく、たとえば開放構造すなわち開放気孔系と、湿式動作のときに溶解しない銀ドーピングとを備える、結合剤を含まないゼオライトで製作される。圧力逃がしシステム８のどの動作状態のときでも水分発生を確実に排除できる場合には、たとえば過熱区域８０での過熱出力の相応の設計により、別案として、硝酸銀のドーピングないし被覆を含むゼオライトをフィルタ材料として使用し、もしくは少なくとも添加してもよく、有機ヨウ素に対するその保持作用は、驚くべきことに、ベント流の温度が十分に高ければ特別に高いことが判明している。

たとえば始動動作のような特別な動作状態を確実に管理するために、任意選択で、外部エネルギー源によって（たとえば電気式に）作動する追加加熱装置１３６が、逃がし配管１２と熱的に結合される。この追加加熱装置は、ここでは図２で一例として熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２の中央室８４の内部／表面に配置されているが、その代替または追加としてフィルタ室１６に、特にその流入室９０に配置される。当然ながら、これ以外の取付個所も考えられる。

さらに、たとえば安全外殻４からの吐出部１０と洗浄容器１４との間の配管区域３８には、真空制限をする装置１３８が設けられていてよい。それにより、たとえばベント作業が終了し、引き続いて存在する蒸気が（たとえばスプレーその他の冷却システムの接続によって）部分的に凝縮した後に、安全外殻４内での真空形成が、必要に即した安全外殻４への空気吸込によって回避され、ないしは量的に制限される。

安全外殻４の中にあるガス・蒸気混合物の積極的な吸出しのために、任意選択で、吸引ファン１４０がたとえば洗浄容器１４の上流側で、ただし好ましくは吸着剤フィルタ１８の下流側で、逃がし配管１２につながれていてよく、ないしは必要に応じて接続可能であってよい。この吸引ファンは、外部エネルギー源により駆動エネルギーの供給を受ける。吸引ファン１４０は、流入ノズル４２の少ない水被覆ならびに比較的低いノズル速度（＜５０ｍ／ｓ）との組み合わせで、ここでは粗いエアロゾルの前洗浄だけが行われるが、引き続き後続するフィルタ装置では、最大処理量の１／４より少ない処理量で最適な速度を調整できるように設計されているのが好ましい。それにより、安全外殻の内部空間６を周囲大気に対して（わずかな）負圧にして維持し、そのようにして外部への漏れを完全に回避することが可能である。

同じく図１に示す別案の実施態様では、沸騰水型原子炉の場合において、（安全外殻４の外部に設置される）洗浄容器１４を省略することができる。その代わりに、安全外殻４から出てくるベント流の湿式濾過が、安全外殻４の内部でそこにある凝縮室１５２で行われる。凝縮室１５２は、安全外殻４の中の残りの内部空間６から、気密かつ圧力安定的な隔壁１５４によって隔てられている。これら両方の室領域の間の流れの接続は、凝縮室１５２の中にある凝縮液１５８に浸漬された、１つまたは複数のオーバーフロー管１５６によってのみ具体化されている。すなわち、それぞれのオーバーフロー管１５６の吐出開口部１６０は、凝縮液１５８の最低充填水位高さ１６２よりも下方にある。（ここでは破線で示す）逃がし配管１２’は、このケースでは、凝縮液１５８の上方に位置するガス収集室１７０の最高充填水位高さよりも上方に配置された凝縮室吐出部１６４に接続されている。ここに示す例では、凝縮室吐出部１６４は安全外殻４からの吐出部１０’と一致する。逃がし配管１２’は、吐出部１０’からスクラバーを介在させることなく、熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２へ直接に通じている。

最後に述べておくと、圧力逃がしシステム８は流れに関して並列につながれた、同一もしくは類似する型式の複数のラインを有することができる。逃がし配管１２のいくつかの個別の区域だけが、同じ種類のコンポーネントの並列回路によって重複されていることも可能である。このとき、図２に示す複数の熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２を、モジュールシステムのような形式で互いにダイレクトに接するように、かつ熱的に相互に結合されるように、たとえば特に複数の箱形の中央室８４とこれに対応する複数のフィルタ室１６との交互の配置として、設置するのが有意義な場合がある。これは図３に示されている。

図４に示す圧力逃がしシステム８の態様でも、安全外殻４から来るベント流はまず洗浄容器１４の中で洗浄され、さらに下流側では絞り弁７２のところで減圧され、場合によりガス乾燥器７６で乾燥させられ、次いで過熱区域８０を通るように案内され、そこで回生式の加熱が行われ、最後に吸着剤フィルタ１８を備えるフィルタ室１６を通るように案内されてから、煙突２０を介して周囲に吹き出される。前に説明した態様と同じく、フィルタ室に入る直前でのベント流の過熱によって露点より少なくとも１０℃、好ましくは少なくとも２０℃高い比較的大きい温度上昇が全負荷動作のときに確保され、それにより、吸着剤フィルタ１８の領域での凝縮を防止して、ヨウ素含有の放射能担体の特別に効果的な保持を実現する。

先に説明した態様とは異なり、図４のシステムでは、低圧ベント流を過熱するために、およびフィルタ室１６を加熱するために必要な熱エネルギーは、高圧ベント流から直接伝達されるのではない。むしろここでは、洗浄容器１４に中に準備された、流入する高圧ベント流によってそれ自体加熱される洗浄液３２が、熱輸送・加熱媒体として利用される。

この目的のために洗浄液プール４４の下側領域に、すなわちたとえば最低充填水位高さ３４よりも明らかに下方に、循環配管１８２の取込端部１８０が洗浄容器１４に接合されている。循環配管１８２の吐出端部１８４は、取込端部１８０よりも測地学的に高く位置するように洗浄容器１４に接合されており、たとえばここに図示するように、最低充填水位高さ３４のすぐ下方に、あるいはこれよりも若干高く排出ゾーン５０に接合されている。循環配管１８２はベント動作のとき、流入ノズル４２を通って洗浄容器１４に流入するベントガス流の流動インパルスにより駆動されて、流動方向１８６で（気泡を含む）洗浄液・ベントガス混合物により貫流される。このように、ベントガスと混合された洗浄液３２は比較的低く位置する個所で洗浄容器１４から取り出され、間に介在する上昇区域１８８の後、より高い位置で洗浄液循環回路のような形式で再びその中に戻るように循環する。駆動インパルスの特別に良好な活用のために、流入ノズル４２のうち少なくとも１つは循環配管１８２の取込端部１８０に向けられており、すなわちここでは（斜め）下方に向けられている。このとき循環は自然循環原理に基づき、（純粋な）洗浄液３２と（気泡を含む）洗浄液・ベントガス混合物との間の密度差によって促進される。

循環配管１８２の上昇区域１８８では、ベントガスが混合された循環する洗浄液が下から上に向かって、熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２の中央室８４の内部でほぼ鉛直方向の向きに配置された、流れに関して並列につながれた複数の熱交換器管９８（あるいはその他の熱交換器部材）を通るように案内される。逃がし配管１２の配管区域１９２で絞り弁７２およびガス乾燥器７６を介して洗浄容器１４から来る、湿式濾過で洗浄されたベント流は、熱交換器管９８を通って循環する洗浄液３２に対して向流で、すなわち上から下に向かって、熱交換器管９８の外側を通りすぎるように中央室８４を通って案内される。このベント流は中央室８４を貫流してから、中央室８４とフィルタ室１６の間の分離壁８６に下側領域で配置された、フィルタ室取込部１２４を形成する複数の貫通孔１２２を通って、吸着剤フィルタ１８を備えるフィルタ室１６へと移行する（フィルタ室取込部１２４は、通常は、ここで純粋に模式的に図４に示すよりも、分離壁８６の底面近くで大きく下側に位置している）。

このように、図１および図２との関連で説明した態様と同様に、熱交換器管９８の管壁と分離壁８６は、循環する洗浄液３２から一方では低圧ベント流へ、他方ではフィルタ室１６へ、熱伝達をするための熱交換器面６６および６８を形成する。このとき低圧ベント流によって貫流される中央室８４の区域は、流れに関してフィルタ室１６の直前に前置された過熱区域８０を形成する。

最後に図５には、圧力逃がしシステム８のさらに別の態様が部分的に示されている。これは複合型のスクラバー・熱交換器・吸着剤フィルタユニット２００を含んでいる。コンセプトとしては、そのために図１の圧力逃がしシステム８の洗浄容器１４と熱交換器・吸着剤フィルタユニット８２が、１つの共通のハウジング２０２の中に配置されて統合されている。

具体的には、図５に縦断面で示すスクラバー・熱交換器・吸着剤フィルタユニット２００は、ハウジング２０２の下側区域に配置され、少なくとも最低充填水位高さ２０４まで洗浄液３２で充填される洗浄領域２０６を含んでいる。ハウジング貫通部を通過するように案内されるパイプ配管２０８を介して、および流れに関してこれに後続する分配部材４０を介して、原子力発電所の安全外殻から取り出されたベント流が、流れに関して並列につながれた複数の流入ノズル４２に供給される。洗浄液プール４４へと出ていくときにベントガス流に湿式濾過が施され、これは、図１から知られている洗浄容器１４に全面的に同様である。

洗浄液・ベントガス混合物の分離が完了した後、高圧のもとにある、粗いエアロゾルが取り除かれて洗浄されたベントガス流は、中央室２１０およびさらにその上に後続する、流動通路２１２または外側に位置する環状のフィルタ室１６の付近を部分的に案内されてこれと熱的に接触している流路２１４を通って、ハウジング２０２の天井領域２１６へと上方に向かい、そこで方向転換して、流動通路２１８を介して水分分離器５８とフィルタ部材６０に入る。より強力な予熱をするために、追加の加熱装置２２８を通じて高圧ベント流の部分流が取り出され、流れに関してこれに後置された熱交換器管９８を迂回して（下記参照）、直接、吸着剤フィルタ１８または流れに関してこれに前置された領域を通るように案内される。それぞれのフィルタ部材６０の流出側では、ベント流は流動通路２２０を介して下向きの方向で絞り弁７２に供給され、そこで減圧される。これに続く低圧区域では、減圧されたベントガスがまず流れに関して並列につながれた複数の熱交換器管９８を通ってさらに下方へと流れ、方向転換区域２２２で、流れを案内する部材の適切な輪郭づけによって方向転換するように強いられ、これに続く、流れに関して直列で、下方に向かって案内される複数の熱交換器管９８に対して幾何学的に平行に位置する複数の熱交換器管９８を通って、再び上方に向かってフィルタ室取込部１２４を形成する貫通孔１２８へと流れてフィルタ室１６に入る。このフィルタ室は、図１または図２の装置におけるフィルタ室１６と同様に構成されている。フィルタ室吐出部１２８を介して、吸着剤フィルタ１８で濾過されたベント流は、煙突（ここには図示せず）へと通じるパイプ配管へと出ていく。

フィルタ室１６の付近を通る高圧ベント流のための複数の流動通路２１４を通じて、フィルタ室１６の加熱が行われる。このときこれらの流動通路２１４とフィルタ室１６の間の熱伝導性の複数の分離壁８６が、複数の熱交換器面６６を形成する。さらに、熱交換器管９８の複数の管壁は、中央室２１０を貫流する比較的高温の高圧ベント流と、フィルタ室１６へ入る前に露点より少なくとも１０℃、好ましくは２０℃以上の高い温度まで過熱されるべき複数の熱交換器管９８の低圧ベント流との間の熱交換器面６８を形成する。このようにこれらの熱交換器管９８は、事前に絞り弁７２で減圧されたベント流のための過熱区域８０を形成する。

図５に示す動作状態のとき、洗浄液３２の液体水位２２４はほぼ最低充填水位高さ２０４にあり、すなわち、方向転換区域２２２およびその上に位置する熱交換器管９８よりも下方にある。つまりこれらの熱交換器管９８は、その付近を通る、事前に洗浄液プール４４で洗浄された高圧ベント流によって「乾式に」のみ加熱され、もしくは少なくとも主として乾式に加熱される。それに対し、充填水位高さがこれよりも高く、したがって液体水位２２４がさらに上の熱交換器管９８の領域にあるときには、流入ノズル４２を介して流入するベントガスでそれ自体加熱される洗浄液３２によって、熱交換器管９８の部分的もしくは全面的に「湿式の」加熱が可能である。許容される最大充填水位高さ２２６は、水分分離器５８ないしフィルタ６０のすぐ下方に位置している。

２ 原子力発電所
４ 安全外殻
６ 内部空間
８ 圧力逃がしシステム
１０，１０’ 吐出部
１２，１２’ 逃がし配管
１４ 洗浄容器
１６ フィルタ室
１８ 吸着剤フィルタ
２０ 煙突
２２ 配管区域
２４ 前置フィルタ
２６ バイパス配管
２８ 制御弁
３０ 遮蔽弁
３２ 洗浄液
３４ 最低充填水位高さ
３６ 調量装置
３８ 配管区域
４０ 分配部材
４２ 流入ノズル
４４ 洗浄液プール
４６ ベンチュリ管
４８ 吐出開口部
５０ 排出ゾーン
５２ 遮蔽弁
５４ 液体導出配管
５６ 最大充填水位高さ
５８ 水分分離器
６０ フィルタ部材
６２ 吐出開口部
６４ 配管区域
６６ 熱交換器面
６８ 熱交換器面
７０ 高圧区域
７２ 絞り弁
７４ 低圧区域
７６ ガス乾燥器
７８ 凝縮物収集容器
８０ 過熱区域
８２ 熱交換器・吸着剤フィルタユニット
８４ 中央室
８６ 分離壁
８８ フィルタ部材
９０ 流入室
９２ 流出室
９４ 内部空間
９６ リブ
９８ 熱交換器管
１００ 天井部ハウジング
１０２ ハウジング貫通部
１０４ 分岐部材
１０６ 底面領域
１０８ ヘッダー
１１０ ハウジング貫通部
１１２ 中央室ハウジング
１１４ パイプ配管
１１６ 配管区域
１１８ 配管区域
１２０ 中央室取込部
１２２ 貫通孔
１２４ フィルタ室取込部
１２６ フィルタ室ハウジング
１２８ フィルタ室吐出部
１３０ 配管区域
１３２ 凝縮物
１３４ 凝縮物導出配管
１３６ 追加加熱装置
１３８ 真空制限部
１４０ 吸引ファン
１４２ 分岐個所
１４４ バイパス配管
１４８ 連通個所
１５０ 圧力減衰弁
１５２ 凝縮室
１５４ 分離壁
１５６ オーバーフロー管
１５８ 凝縮液
１６０ 流出開口部
１６２ 最低充填水位高さ
１６４ 凝縮室吐出部
１７０ ガス収集室
１８０ 取込端部
１８２ 循環配管
１８４ 吐出端部
１８６ 流動方向
１８８ 上昇区域
１９２ 配管区域
２００ スクラバー・熱交換器・吸着剤フィルタユニット
２０２ ハウジング
２０４ 最低充填水位高さ
２０６ 洗浄領域
２０８ パイプ配管
２１０ 中央室
２１２ 流動通路
２１４ 流動通路
２１６ カバー領域
２１８ 流動通路
２２０ 流動通路
２２２ 方向転換区域
２２４ 液体水位
２２６ 最大充填水位高さ
２２８ 加熱装置

Claims (36)

1. 放射能担体を包囲するための安全外殻と、ベント流の吐出部（１０，１０’）とを備える原子力発電所（２）の圧力を逃がす方法であって、ベント流はフィルタシステムを備える逃がし配管（１２，１２’）を介して前記安全外殻（４）から大気中へと案内され、前記フィルタシステムは、フィルタ室取込部（１２４）と、フィルタ室吐出部（１２８）と、これらの間に位置する吸着剤フィルタ（１８）とを備えるフィルタ室（１６）を含んでおり、ベント流は、
   まず最初に高圧区域（７０）の中で案内され、
   次いで絞り弁装置（７２）での膨張によって減圧され、
   次いで少なくとも部分的に前記吸着剤フィルタ（１８）を備える前記フィルタ室（１６）を通過して案内され、
   最後に大気中へ吹き出される、そのような方法において、
   前記絞り弁装置（７２）によって減圧されたベント流が前記フィルタ室へ入る直前に過熱区域（８０）を通るように案内され、そこでまだ減圧されていない高圧区域（７０）のベント流からの直接的または間接的な熱伝達により、そこでの露点温度より少なくとも１０℃、好ましくは２０℃から５０℃だけ高い温度まで加熱されることを特徴とする方法。
2. 高圧区域（７０）のベント流は少なくとも部分的に前記フィルタ室（１６）の付近を通るように案内され、その際にこれを熱伝達によって加熱する、請求項１に記載の方法。
3. 前記フィルタ室（１６）を取り囲む、またはこれに隣接する中央室（８４）が設けられており、高圧区域（７０）のベント流は前記中央室（８４）に配置された、またはその中に突出ている熱交換器部材（９８）を通るように案内され、ベント流は前記過熱区域（８０）で前記熱交換器部材（９８）の付近を外側で前記中央室（８４）を通るように案内される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ベント流は前記過熱区域（８０）で高圧区域（７０）のベント流に対して向流または交差向流で案内される、請求項３に記載の方法。
5. 前記高圧区域（８０）のベント流は特にベンチュリスクラバーの型式の複数の流入ノズル（４２）を備えた洗浄液（３２）を含む洗浄容器（１４）を通るように案内される、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記ベント流は１００ｍ／ｓ以上の流速で前記流入ノズル（４２）を貫流する、請求項５に記載の方法。
7. 前記ベント流は特に沸騰水型原子炉である原子炉の凝縮室（１５２）から取り出され、そこから洗浄容器を介在させることなく前記フィルタ室（１６）の付近を通るようにその加熱のために案内される、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記洗浄容器（１４）からの洗浄液（３２）は、少なくとも部分区域で前記フィルタ室（１６）と熱的に接触してこれを循環する洗浄液（３２）からの熱伝達によって加熱する循環配管（１８２）を通るように案内される、請求項５または６に記載の方法。
9. 前記絞り弁（７２）により膨張したベント流は過熱区域（８０）で前記循環回路（１８２）と熱的に接触し、循環する洗浄液（３２）からの熱伝達によって加熱される、請求項８に記載の方法。
10. 前記循環回路（１８２）を通る洗浄液（３２）の流れは前記洗浄容器（１４）の中でベント流から洗浄液（３２）に伝達されるインパルスによって駆動される、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記洗浄容器（１４）から取り出された洗浄液（３２）は前記循環回路（１８２）を貫流した後に測地学的に高く位置する個所で前記洗浄容器（１４）に再び供給される、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記フィルタ室（１６）を取り囲む、またはこれに隣接する中央室（８４）が設けられており、循環する洗浄液（３２）は前記中央室（１４）に配置された、またはその中に突出ている複数の熱交換器部材（９８）を通るように、特に複数の熱交換器管を通るように案内され、前記ベント流は過熱区域（８０）で前記熱交換器部材（９８）の付近を外側で前記中央室（８４）を通るように案内される、請求項８から１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記ベント流は鉛直方向の主流動方向で上から下に向かって前記中央室（８４）を通って流れ、洗浄液（３２）は鉛直方向の主流動方向で下から上に向かって前記熱交換器部材（９８）を通って流れる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記循環回路（１８２）での洗浄液（３２）の流速は１ｍ／ｓ以上に、特に３ｍ／ｓ以上に調整される、請求項８から１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記ベント流の部分流はバイパス配管（１４４）を介して前記フィルタ室（１６）を迂回しながら大気中へそのまま吹き出される、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 高圧区域（７０）でのベント流の流速は全負荷動作のとき１０ｍ／ｓから５０ｍ／ｓの範囲内に調整される、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 過熱区域（８０）でのベント流の流速は全負荷動作のとき１０ｍ／ｓから７０ｍ／ｓの範囲内に調整される、請求項１から１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記絞り弁装置（７２）の自由流動断面積は高圧区域（７０）の圧力が過熱区域（８０）の圧力の２倍から５倍になるように調整される、請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記ベント流は水溶性でない耐高温性の銀ドーピングを含む吸着剤フィルタ（１８）を介して案内される、請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
20. 放射能担体を包囲するための安全外殻（４）と、ベント流の吐出部（１０，１０’）とを備える原子力発電所（２）のための圧力逃がしシステム（８）であって、前記吐出部（１０，１０’）はフィルタシステムを備える逃がし配管（１２，１２’）と接続されており、前記フィルタシステムは、フィルタ室取込部（１２４）と、フィルタ室吐出部（１２８）と、これらの間に位置する吸着剤フィルタ（１８）とを備えるフィルタ室（１６）を含んでおり、
    前記逃がし配管（１２，１２’）は高圧区域（７０）を含んでおり、
    前記高圧区域（７０）の端部では絞り弁装置（７２）が前記逃がし配管（１２）につながれており、
    前記逃がし配管（１２，１２’）は前記絞り弁装置（７２）の下流側で前記フィルタ室取込部（１２４）に連通しており、
    前記フィルタ室吐出部（１２８）は大気に通じる吹き出し開口部（２０）と接続されている、そのような圧力逃がしシステムにおいて、
    前記逃がし配管（１２，１２’）は前記絞り弁装置（７２）と前記フィルタ室取込部（１２４）の間に複数の熱交換器面（６８）を介して前記高圧区域（７０）と熱的に結合された過熱区域（８０）を有しており、前記熱交換器面（６８）は設計上の故障発生条件のもとで生じるベント流が前記過熱区域（８０）でそこに存在している露点温度を少なくとも１０℃、好ましくは２０℃から５０℃だけ上回る温度まで加熱されるように寸法決めされることを特徴とする圧力逃がしシステム。
21. 前記高圧区域（７０）は少なくとも１つの部分区域で前記フィルタ室（１６）の付近を通るように案内されるとともに、複数の熱交換器面（６６，６８）を介して前記フィルタ室（１６）と熱的に結合されており、それにより前記フィルタ室（１６）はベント流によって加熱される、請求項２０に記載の圧力逃がしシステム（８）。
22. 前記フィルタ室（１６）は中央室（８４）を取り囲んでおり、またはこれに隣接しており、１つまたは複数の貫流可能な熱交換器部材（９８）が前記中央室（８４）に配置されており、またはその中に突出ており、前記逃がし配管（１２）での流動案内は、前記高圧区域（７０）のベント流が前記熱交換器部材（９８）を通過するように案内されて前記過熱区域（８０）で前記熱交換器部材（９８）の付近を外側で前記中央室（８４）を通って案内されるように構成されている、請求項２０または２１に記載の圧力逃がしシステム（８）。
23. 前記熱交換器部材（９８）は前記中央室（８４）との関連で、前記過熱区域（８０）のベント流が前記高圧区域（７０）のベント流に対して向流または交差向流で案内されるように方向づけられている、請求項２２に記載の圧力逃がしシステム（８）。
24. 前記高圧区域（７０）では、特にベンチュリスクラバーの型式の少なくとも１つの流入ノズル（４２）を備える洗浄液（３２）を含んだ洗浄容器（１４）が前記逃がし配管（１２）につながれている、請求項２０から２３のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）。
25. 凝縮室（１５２）を有する沸騰水型原子炉を備える原子力発電所（２）のための請求項２０から２３のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）において、前記逃がし配管（１２’）は流入側で前記凝縮室（１５２）に接続されており、そこから洗浄容器を介在させることなく前記フィルタ室（１６）の付近をその加熱のために通るように案内されている、圧力逃がしシステム。
26. 前記洗浄容器（１４）には洗浄液（３２）を循環させるための循環配管（１８２）が接続されており、前記循環配管（１８２）は前記フィルタ室（１６）の付近を通って案内されるとともに、これと熱的に接触しており、それにより循環する洗浄液（３２）から前記フィルタ室（１６）への熱伝達が行われる、請求項２４に記載の圧力逃がしシステム（８）。
27. 前記逃がし配管（１２）の前記過熱区域（８０）は熱交換器面（６８）を介して前記循環配管（１８２）に熱的に結合されており、それによりそこで循環する洗浄液（３２）からベント流への熱伝達が行われる、請求項２６に記載の圧力逃がしシステム（８）。
28. 前記フィルタ室（１６）は中央室（８４）を取り囲んでおり、またはこれに隣接しており、前記循環配管（１８２）はベント動作のときに洗浄液（３２）により貫流可能な１つまたは複数の熱交換器部材（９８）を有しており、該熱交換器部材は前記中央室（８４）に配置されており、またはその中に突入しており、前記逃がし配管（１２）での流動案内は、ベント流が前記過熱区域（８０）で前記熱交換器部材（９８）を外側で通過するように前記中央室（８４）を通って案内されるように構成されている、請求項２６または２７に記載の圧力逃がしシステム（８）。
29. 前記熱交換器部材（９８）は前記中央室（８４）との関連で、前記過熱区域（８０）のベント流が前記循環配管（１８２）の中を流れる洗浄液（３２）に対して向流または交差向流で案内されるように方向づけられている、請求項２８に記載の圧力逃がしシステム（８）。
30. 前記中央室（８４）と前記熱交換器部材（９８）は、ベント流が前記中央室（８４）を鉛直方向の主流動方向で上から下に向かって貫流するように特性づけられて方向づけられており、洗浄液（３２）は前記熱交換器部材（９８）を鉛直方向の主流動方向で下から上に向かって貫流する、請求項２９に記載の圧力逃がしシステム（８）。
31. 前記循環配管（１８２）は、前記洗浄容器（１４）に連通する洗浄液取込部（１８０）と、前記洗浄液取込部（１８０）との関連で高く位置する、同じく前記洗浄容器（１４）に連通する洗浄液吐出部（１８４）とを有している、請求項２６から３０のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）。
32. 前記流入ノズル（４２）のうち少なくとも１つは、これを通って流れるベント流の洗浄液（３２）に伝達されるインパルスが前記循環配管（１８２）を通る洗浄液（３２）の循環を駆動するように方向づけられている、請求項２６から３１のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）。
33. 前記フィルタ室（１６）を迂回するためのバイパス配管（１４４）が前記逃がし配管（１２）につながれている、請求項２０から３２のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）。
34. 前記吸着剤フィルタ（１８）は特に水溶性でない銀ドーピングを含むゼオライトベースの吸着材料を含んでいる、請求項２０から３３のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）。
35. 前記吸着剤フィルタ（１８）は硝酸銀ドーピングを含む無機吸着材料を含んでいる、請求項２０から３４のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）。
36. 放射能担体を包囲するための安全外殻（４）と、請求項２０から３５のいずれか１項に記載の圧力逃がしシステム（８）とを有している原子力発電所（２）。

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