JP2020030101A - 放射性ガス処理装置、放射性物質処理システム及び原子炉設備、並びに放射性ガス処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】原子炉設備のフィルタベントから放出される処理ガスを適切に処理する。【解決手段】放射性ガス処理装置１０は、原子炉格納容器２に接続されたフィルタベント４から排出される処理ガスを処理する放射性ガス処理装置１０であって、処理ガスを、放射性希ガスを含む非凝縮ガスと蒸気とに分離する蒸気分離部を有する。放射性ガスにはＸｅやＫｒが含まれる。これにより、処理ガスを減容化して、放射性希ガスの処理を円滑に行うことができる。【選択図】図１
Description
本発明は、放射性ガス処理装置、放射性物質処理システム及び原子炉設備、並びに放射性ガス処理方法に関する。
特許文献１にはフィルタベントを備えた原子炉設備が開示されている。フィルタベントは、原子炉格納容器から放出されるガスからヨウ素や放射性粒子を除去する。これらヨウ素や放射性粒子が除去された処理ガスは、大気に放出されている。
ところで、フィルタベントから大気に放出される処理ガスには、蒸気や空気に加えてＸｅやＫｒ等の放射性希ガスが含まれている。これら放射性希ガスについても適切な処理が施されることが好ましい。しかしながら、処理ガスには多量の蒸気が存在する。そのため、処理ガスのボリュームが大きく、円滑な処理ができないという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、フィルタベントから放出される処理ガスを適切に処理することができる放射性ガス処理装置、及び、該放射性ガス処理装置を備えた原子炉設備、並びに放射性ガス処理方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明の一の態様の放射性ガス処理装置は、原子炉格納容器に接続されたフィルタベントから排出される処理ガスを処理する放射性ガス処理装置であって、前記処理ガスを、放射性希ガスを含む非凝縮ガスと蒸気とに分離する蒸気分離部を有する。
即ち、本発明の一の態様の放射性ガス処理装置は、原子炉格納容器に接続されたフィルタベントから排出される処理ガスを処理する放射性ガス処理装置であって、前記処理ガスを、放射性希ガスを含む非凝縮ガスと蒸気とに分離する蒸気分離部を有する。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記フィルタベントから前記処理ガスが導入されて前記蒸気を凝縮するとともに前記非凝縮ガスを貯留可能な分離タンクと、前記分離タンクで前記蒸気が凝縮することで生成された水を前記原子炉格納容器内に戻す第一水戻しラインと、を有していてもよい。
上記態様では、前記フィルタベントから前記処理ガスが導入可能とされて前記蒸気を凝縮可能な凝縮タンクと、前記凝縮タンク内で前記蒸気が凝縮することで生成された水を前記原子炉格納容器内に戻す第二水戻しラインと、を有する蒸気凝縮部と、前記フィルタベントから排出された前記処理ガスを、前記分離タンクと凝縮タンクとのいずれか一方に選択的に導入する切替部と、をさらに備えていてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記分離タンク内の水を、前記分離タンクの外部で冷却して前記分離タンク内の上部に戻す第一循環ラインを有し、前記蒸気凝縮部は、前記凝縮タンク内の水を、前記凝縮タンクの外部で冷却して前記凝縮タンク内の上部に戻す第二循環ラインを有していてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部から前記非凝縮ガス及び前記蒸気のうち少なくとも前記非凝縮ガスを前記原子炉格納容器内に戻す戻しラインをさらに備えていてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記フィルタベントから前記処理ガスが導入されて前記蒸気を凝縮する分離タンクを有し、前記分離タンク内で前記蒸気が凝縮することで生成された水を、前記分離タンクの外部で冷却して前記分離タンク内に戻す循環ラインをさらに備えていてもよい。
上記態様では、前記処理ガスが内部に導入される収容タンクと、該収容タンク内に収容されて、外部から供給される冷媒が流通して前記収容タンク内の前記処理ガスを冷却する熱交換器と、を有していてもよい。
上記態様では、前記熱交換器は、上下方向に延びて内部を前記冷媒が流通するとともに環状に配置された複数のチューブからなる第一チューブ群と、上下方向に延びて内部を前記冷媒が流通するとともに、前記第一チューブ群の外周側で環状に配置された複数のチューブからなる第二チューブ群と、を有し、前記蒸気分離部は、前記処理ガスを、前記収容タンク内における第一チューブ群と第二チューブ群との間に供給するスパージャリングを有していてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記処理ガスが内部を流通し、該処理ガスと外部から供給される冷媒とを熱交換をさせて前記蒸気を凝縮させる熱交換器であってもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記フィルタベントから供給される処理ガスを、前記放射性希ガスを含む非凝縮ガスと水分とに分離する気液分離膜であってもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、吸着剤によって水分を吸着することで、前記フィルタベントから供給される処理ガスから前記放射性希ガスを含む非凝縮ガスと水分とに分離させる水分吸着部であってもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部で分離した前記非凝縮ガスを、複数の前記放射性希ガスに分離する希ガス分離部をさらに備え、前記戻しラインは、複数の前記放射性希ガスのうちの一部の前記放射性希ガスのみを前記原子炉格納容器に戻してもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部で分離された非凝縮ガスが導入されて、該非凝縮ガスにおける少なくとも前記放射性希ガスを貯留する貯留部をさらに備えていてもよい。
上記態様では、前記貯留部は、前記非凝縮ガスを貯留する貯留タンクを有し、前記非凝縮ガスを圧縮して前記貯留タンクに導入する圧縮機をさらに備えていてもよい。
上記態様では、前記貯留部は、伸縮可能とされて内部に前記非凝縮ガスが導入される内側バルーン、及び、伸縮可能とされて前記内側バルーンを囲うとともに該内側バルーンとの間に外部から気体が導入される外側バルーンを有する貯留バルーンを有していてもよい。
上記態様では、前記貯留部は、内部に前記放射性希ガスを吸着する希ガス吸着材を収容した希ガス吸着塔を有していてもよい。
上記態様では、前記希ガス吸着塔に導入される前記非凝縮ガスを冷却する冷却部をさらに有していてもよい。
上記態様では、前記希ガス吸着塔は、前記非凝縮ガスのうち前記希ガス吸着材に吸着されないガスを外部に放出する放出弁を有し、前記希ガス吸着塔内を減圧する真空ポンプをさらに備え、前記貯留部は、該真空ポンプによって減圧されることで前記希ガス吸着材から放出された前記放射性希ガスを貯留する貯留タンクをさらに有していてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部で分離した前記非凝縮ガスを、複数の前記放射性希ガスに分離する希ガス分離部をさらに備え、前記貯留部は、複数の前記放射性希ガスのうちの一部の前記放射性希ガスのみを貯留する貯留タンクを有していてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部で分離した前記非凝縮ガスから前記放射性希ガスを膜分離する希ガス膜分離部をさらに備え、前記貯留部は、希ガス膜分離部によって膜分離された前記放射性希ガスを貯留する貯留タンクを有していてもよい。
上記態様では、前記貯留部は、前記蒸気分離部で分離された非凝縮ガスを冷却する冷却部と、冷却された非凝縮ガスを蒸留することで、前記放射性希ガス以外のガスを除去する蒸留塔と、を有していてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記フィルタベントから前記処理ガスが導入されて前記蒸気を凝縮する分離タンクを有し、前記分離タンク内で前記蒸気が凝縮することで生成された水を、前記分離タンクの外部で冷却して前記分離タンク内に戻す循環ラインをさらに備えていてもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、前記フィルタベントから供給される処理ガスを、前記放射性希ガスを含む非凝縮ガスと水分とに分離する気液分離膜であってもよい。
上記態様では、前記蒸気分離部は、吸着剤によって水分を吸着することで、前記フィルタベントから供給される処理ガスから前記放射性希ガスを含む非凝縮ガスと水分とに分離させる水分吸着部であってもよい。
上記態様では、前記分離タンクは、前記フィルタベントからの前記処理ガスを前記分離タンク内の水に散気する散気装置を有し該散気装置は、水平方向に延びるヘッダ管と、該ヘッダ管の上部に該ヘッダ管内と連通するように接続されて、該ヘッダ管から上方に向かって延びて下方に向かって湾曲して水面下で開口する曲がり管と、を有していてもよい。
上記態様では、前記分離タンクは、前記曲がり管の水面下の開口に下方から対向する衝突板をさらに有していてもよい。
上記態様では、前記分離タンクは、該分離タンクの下端の排出孔の上方で、該排出孔を外周側から囲うように上方に延びる筒状をなす堰部をさらに有していてもよい。
本発明の一の態様に係る放射性物質処理システムは、上記いずれかの放射性ガス処理装置と、前記フィルタベントと、を備える。
本発明の一の態様に係る原子炉設備は、上記の放射性物質処理システムと、前記原子炉格納容器と、を有する。
本発明の一の態様に係る放射性ガス処理方法は、原子炉格納容器に接続されたフィルタベントから排出される処理ガスを処理する放射性ガス処理方法であって、前記処理ガスを、放射性希ガスを含む非凝縮ガスと蒸気とに分離する蒸気分離工程を含む。
本発明の放射性ガス処理装置、放射性物質処理システム及び原子炉設備、並びに放射性ガス処理方法によれば、フィルタベントから放出される処理ガスを適切に処理することができる。
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態に係る原子炉設備について、図１〜図４を参照して説明する。図１に示すように、原子炉設備１は、原子炉格納容器２及び放射性物質処理システム３を備えている。
原子炉格納容器２は、原子炉、プール水が貯留されたサブレッションチェンバ及び外部からの注水を供給する注水設備等（図示省略）を収容している。
以下、本発明の第一実施形態に係る原子炉設備について、図１〜図４を参照して説明する。図１に示すように、原子炉設備１は、原子炉格納容器２及び放射性物質処理システム３を備えている。
原子炉格納容器２は、原子炉、プール水が貯留されたサブレッションチェンバ及び外部からの注水を供給する注水設備等（図示省略）を収容している。
放射性物質処理システム３は、フィルタベント４及び放射性ガス処理装置１０を備えている。
フィルタベント４は、原子炉格納容器２に接続されている。原子炉格納容器２内で多量のガスが発生した際には、フィルタベント４を介して原子炉格納容器２からガスの放出が行われる。フィルタベント４には原子炉格納容器２内で発生したガスが導入される。当該ガスには、蒸気、ヨウ素、放射性微粒子、放射性希ガス及び空気等が含まれる。フィルタベント４では、当該ガスを水中で散気するとともにその後にフィルタを通過させることで、当該ガスからヨウ素及び放射性微粒子を除去する。これによりフィルタベント４は、原子炉格納容器２からのガスを処理ガスとして放出する。処理ガスには、蒸気及び非凝縮ガスが含まれている。非凝縮ガスには、放射性希ガス及び空気が含まれている。放射性希ガスは、ＸｅやＫｒである。
フィルタベント４は、原子炉格納容器２に接続されている。原子炉格納容器２内で多量のガスが発生した際には、フィルタベント４を介して原子炉格納容器２からガスの放出が行われる。フィルタベント４には原子炉格納容器２内で発生したガスが導入される。当該ガスには、蒸気、ヨウ素、放射性微粒子、放射性希ガス及び空気等が含まれる。フィルタベント４では、当該ガスを水中で散気するとともにその後にフィルタを通過させることで、当該ガスからヨウ素及び放射性微粒子を除去する。これによりフィルタベント４は、原子炉格納容器２からのガスを処理ガスとして放出する。処理ガスには、蒸気及び非凝縮ガスが含まれている。非凝縮ガスには、放射性希ガス及び空気が含まれている。放射性希ガスは、ＸｅやＫｒである。
放射性ガス処理装置１０は放射性ガス処理方法を行う装置である。放射性ガス処理装置１０は、フィルタベント４から放出される処理ガスを処理する。放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部１１、蒸気凝縮部２１、切替部２４を有する。
蒸気分離部１１は、フィルタベント４から放出される処理ガスを蒸気（水）と非凝縮ガスとに分離する。蒸気分離部１１は、分離タンク１２、第一循環ライン１８及び第一戻しライン２５を有する。
蒸気分離部１１は、フィルタベント４から放出される処理ガスを蒸気（水）と非凝縮ガスとに分離する。蒸気分離部１１は、分離タンク１２、第一循環ライン１８及び第一戻しライン２５を有する。
図２に示すように、分離タンク１２は、分離タンク本体１３、散気装置１４、衝突板１５、堰部１６及び散水装置１７を有する。
分離タンク本体１３は、原子炉格納容器２内に発生し得る放射性希ガスを含む非凝縮ガスの全てを収容可能な容積を有する。分離タンク本体１３内には、所定の水位で水が貯留されている。分離タンク本体１３の下端には、分離タンク本体１３内の水を外部に排出する排水口１３ａが形成されている。排水口１３ａには、吸込渦の発生を抑制するための例えば平面視で十字状をなす構造物が設けられていてもよい。分離タンク１２の上端には、分離タンク１２内に水を供給するための給水口１３ｂが形成されている。
分離タンク本体１３は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する配管１１ａに接続されている。該配管１１ａの下流側の端部は、分離タンク１２内の空間の下部に外部から侵入している。
分離タンク本体１３は、原子炉格納容器２内に発生し得る放射性希ガスを含む非凝縮ガスの全てを収容可能な容積を有する。分離タンク本体１３内には、所定の水位で水が貯留されている。分離タンク本体１３の下端には、分離タンク本体１３内の水を外部に排出する排水口１３ａが形成されている。排水口１３ａには、吸込渦の発生を抑制するための例えば平面視で十字状をなす構造物が設けられていてもよい。分離タンク１２の上端には、分離タンク１２内に水を供給するための給水口１３ｂが形成されている。
分離タンク本体１３は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する配管１１ａに接続されている。該配管１１ａの下流側の端部は、分離タンク１２内の空間の下部に外部から侵入している。
散気装置１４は、分離タンク本体１３ａ内で上記配管１１ａの下流側の端部に接続されている。散気装置１４は、分離タンク１２内の下部から処理ガスを散気する。散気装置１４は、図２〜図４に示すようにヘッダ管１４ａ及び複数の曲がり管１４ｂを有する。
ヘッダ管１４ａは、フィルタベント４と分離タンク１２とを接続する配管１１ａの下流側の端部に連通するように接続されており、水平方向に延びている。本実施形態では、ヘッダ管１４ａは分離タンク本体１３内の排水口１３ａの上方で、該排水口１３ａを外周側から囲うように鉛直軸線回りに延びる環状をなしている。
ヘッダ管１４ａは、フィルタベント４と分離タンク１２とを接続する配管１１ａの下流側の端部に連通するように接続されており、水平方向に延びている。本実施形態では、ヘッダ管１４ａは分離タンク本体１３内の排水口１３ａの上方で、該排水口１３ａを外周側から囲うように鉛直軸線回りに延びる環状をなしている。
曲がり管１４ｂは、詳しくは図３に示すように、一端がヘッダ管１４ａの上部に該ヘッダ管１４ａ内と連通するように接続されている。曲がり管１４ｂは、ヘッダ管１４ａとの接続箇所から上方に向かって延びた後に、下方に向かって転向するように曲がっている。曲がり管１４ｂの他端は、下方に向かって開口している。曲がり管１４ｂの他端は、ヘッダ管１４ａの下端よりも下方に位置していてもよい。図４に示すように、曲がり管１４ｂはヘッダ管１４ａの延在方向に間隔をあけて複数が設けられている。
衝突板１５は、図２及び図３に示すように、曲がり管１４ｂの他端の開口に下方から対向するように設けられている。衝突板１５は、分離タンク本体１３の内面に固定されている。衝突板１５は、外周端が分離タンク本体１３の内面に固定された環状をなしていてもよい。
堰部１６は、鉛直軸線に沿って延びる円筒状をなしている。堰部１６の直径は、排出口の直径よりも大きい。即ち、堰部１６の流路断面積（水平断面積）は、排出口の流路断面積より大きい。堰部１６は、内側の下方に排出口が位置するように分離タンク１２の内面の下端に固定されている。これにより堰部１６は、分離タンク本体１３内の排水孔１３ａの上方で、該排水孔１３ａを外周側から囲うように上方に延びている。堰部１６は、ヘッダ管１４ａの内周側に設けられている。堰部１６によって、曲がり管１４ｂの他端の開口と排水口１３ａとは水平方向に隔てられている。
散水装置１７は、分離タンク本体１３の上端の給水口１３ｂから供給される水を、分離タンク本体１３内に下方に向かって散水する。
以上のような構成の分離タンク１２は、複数が並列に設けられていてもよい。この場合、複数の分離タンク１２における分離タンク本体１３内の容積の合計が、原子炉格納容器２内に発生し得る放射性希ガスを含む非凝縮ガスの全てを収容可能な値であればよい。
以上のような構成の分離タンク１２は、複数が並列に設けられていてもよい。この場合、複数の分離タンク１２における分離タンク本体１３内の容積の合計が、原子炉格納容器２内に発生し得る放射性希ガスを含む非凝縮ガスの全てを収容可能な値であればよい。
第一循環ライン１８は、分離タンク本体１３の排水口１３ａと給水口１３ｂとを分離タンク１２の外部で接続している。第一循環ライン１８の中途には、ポンプ２０ａが設けられている。これにより、分離タンク本体１３の排水口１３ａから排出された水は、分離タンク本体１３の給水口１３ｂに送られる。第一循環ライン１８におけるポンプ２０ａの下流側には、冷却器２０ｂが設けられている。冷却器２０ｂには外部から例えば海水等の冷媒が供給される。これによって、第一循環ライン１８を流通する水は、冷媒と熱交換することで冷却される。冷却器２０ｂで冷却された水が、分離タンク本体１３の給水口１３ｂから散水装置１７を介して分離タンク本体１３内に散布される。
第一循環ライン１８には、分離タンク１２からの排水量を調整する弁１８ａが設けられている。当該弁１８ａは、例えば分離タンク１２内の水の液位に基づいて調整される構成であってもよい。
第一循環ライン１８には、分離タンク１２からの排水量を調整する弁１８ａが設けられている。当該弁１８ａは、例えば分離タンク１２内の水の液位に基づいて調整される構成であってもよい。
第一水戻しライン２５は、分離タンク１２から原子炉格納容器２内に水を戻すためのラインである。第一水戻しライン２５の一端は、分離タンク本体１３の排水口１３ａに第一循環ライン１８を介して接続されている。第一水戻しライン２５の他端は、原子炉格納容器２内に接続されている。
第一水戻しライン２５には、該第一水戻しライン２５を開閉する弁２５ａが設けられている。当該弁２５ａは、例えば分離タンク１２内の水の液位に基づいて開閉制御される構成であってもよい。
第一水戻しライン２５には、該第一水戻しライン２５を開閉する弁２５ａが設けられている。当該弁２５ａは、例えば分離タンク１２内の水の液位に基づいて開閉制御される構成であってもよい。
蒸気凝縮部２１は、凝縮タンク２２、第二循環ライン２３及び第二水戻しライン２６を有する。
凝縮タンク２２は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する配管１１ｂに接続されている。凝縮タンク２２の容積は、分離タンク１２の容積よりも小さい。該配管１１ｂの下流側の端部には、上記散水装置１７が設けられていてもよい。凝縮タンク２２内には、所定の水位で水が貯留されている。
凝縮タンク２２は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する配管１１ｂに接続されている。凝縮タンク２２の容積は、分離タンク１２の容積よりも小さい。該配管１１ｂの下流側の端部には、上記散水装置１７が設けられていてもよい。凝縮タンク２２内には、所定の水位で水が貯留されている。
第二循環ライン２３は、凝縮タンク２２の下端と上端とを凝縮タンク２２の外部で接続している。第二循環ライン２３の一部は第一循環ライン１８と共通とされている。これにより、第二循環ライン２３の中途には、第一循環ライン１８と同様のポンプ２０ａ及び冷却器２０ｂが設けられている。凝縮タンク２２の下端から第二循環ライン２３内に排出された水は、冷却器２０ｂで冷却された後に、該凝縮タンク２２の上端から内部に散布される。
第二循環ライン２３には、凝縮タンク２２からの排水量を調整する弁２３ａが設けられている。当該弁２３ａは、例えば分離タンク１２内の水の液位に基づいて調整される構成であってもよい。
第二循環ライン２３には、凝縮タンク２２からの排水量を調整する弁２３ａが設けられている。当該弁２３ａは、例えば分離タンク１２内の水の液位に基づいて調整される構成であってもよい。
第二水戻しライン２６は、凝縮タンク２２から原子炉格納容器２内に水を戻すためのラインである。第二水戻しライン２６の一端は、凝縮タンク２２の下端に第二循環ライン２３を介して接続されている。第二水戻しライン２６の他端は、原子炉格納容器２内に接続されている。
第二水戻しライン２６には、該第二水戻しライン２６を開閉する弁２６ａが設けられている。当該弁２６ａは、例えば凝縮タンク２２内の水の液位に基づいて開閉制御される構成であってもよい。
本実施形態では、第二水戻しライン２６の下流側の部分は、第一水戻しライン２５の下流側の部分と共通化されている。当該部分には、原子炉格納容器２内に水を送るためのポンプ２７が設けられている。
なお、第一水戻しライン２５と第二水戻しライン２６との共通部分に、水を外部に排出する排出ライン２８が設けられていてもよい。排出ライン２８によって、第一水戻しライン２５及び第二水戻しライン２６を流通する水の一部を外部に排出してもよい。排水ライン２８は、第一水戻しライン２５、第二水戻しライン２５の少なくとも一方に設けられていてもよい。他の実施形態でも同様に、排水ライン２８が設けられていてもよい。
第二水戻しライン２６には、該第二水戻しライン２６を開閉する弁２６ａが設けられている。当該弁２６ａは、例えば凝縮タンク２２内の水の液位に基づいて開閉制御される構成であってもよい。
本実施形態では、第二水戻しライン２６の下流側の部分は、第一水戻しライン２５の下流側の部分と共通化されている。当該部分には、原子炉格納容器２内に水を送るためのポンプ２７が設けられている。
なお、第一水戻しライン２５と第二水戻しライン２６との共通部分に、水を外部に排出する排出ライン２８が設けられていてもよい。排出ライン２８によって、第一水戻しライン２５及び第二水戻しライン２６を流通する水の一部を外部に排出してもよい。排水ライン２８は、第一水戻しライン２５、第二水戻しライン２５の少なくとも一方に設けられていてもよい。他の実施形態でも同様に、排水ライン２８が設けられていてもよい。
切替部２４は、フィルタベント４から排出される処理ガスを、分離タンク１２と凝縮タンク２２とのいずれか一方に選択的に導入する。本実施形態の切替部２４は、フィルタベント４と分離タンク１２とを接続する配管１１ａ、及び、フィルタベント４と凝縮タンク２２とを接続する配管１１ｂの双方に設けられた弁２４ａ，２４ｂである。これら二つの弁２４ａ，２４ｂは、弁制御部２４ｃによって開閉制御される。即ち、弁制御部２４ｃの開閉信号によって、いずれか一方の弁２４ａ，２４ｂが開状態とされ、他方の弁２４ａ，２４ｂが閉状態とされるように構成されている。なお、切替部２４は、一対の弁２４ａ，２４ｂのみならず例えば分離タンク１２と凝縮タンク２２とのいずれか一方に選択的に処理ガスを導入する三方弁等の他の構成であってもよい。また、弁２４ａ，２４ｂは、作業員の手作業によって切り替えられる構成であってもよい。
以下、第一実施形態の作用効果について説明する。
原子炉格納容器２内でガスが発生し、当該原子炉格納容器２内の圧力がある程度上昇すると、当該ガスが原子炉格納容器２内からフィルタベント４が放出される。放出された当初は、ガスには放射性希ガスが含まれる。フィルタベント４を通過して排出された処理ガスは、切替部２４によって蒸気分離部１１の分離タンク１２へと導入される。
原子炉格納容器２内でガスが発生し、当該原子炉格納容器２内の圧力がある程度上昇すると、当該ガスが原子炉格納容器２内からフィルタベント４が放出される。放出された当初は、ガスには放射性希ガスが含まれる。フィルタベント４を通過して排出された処理ガスは、切替部２４によって蒸気分離部１１の分離タンク１２へと導入される。
分離タンク１２に導入された処理ガスは、分離タンク本体１３内の水面下で散気装置１４によって分離タンク本体１３内に散気される。この過程で、処理ガスの一部の蒸気が凝縮する。また、分離タンク本体１３内には、第一循環ライン１８によって、排水口１３ａから排出された水が冷却器２０ｂで冷却された後に分離タンク本体１３内の上端から散気装置１４を介して散気される。これによって、分離タンク本体１３内の気相に存在する蒸気が凝縮され、処理ガスの減容化を図ることができる。凝縮された蒸気は、分離タンク本体１３内に貯留される。一方で、空気及び放射性希ガスを含む非凝縮ガスは、分離タンク本体１３内で気相として貯留される。分離タンク本体１３内の水位がある程度上昇した際には、分離タンク本体１３内の水は第一水戻しライン２５を介して原子炉格納容器２内に移送される。
このように分離タンク１２に処理ガスが導入されることで、原子炉格納容器２内の圧力は徐々に低下する。
このように分離タンク１２に処理ガスが導入されることで、原子炉格納容器２内の圧力は徐々に低下する。
分離タンク本体１３内に処理ガスが導入されていくことにより該分離タンク本体１３内の圧力が上昇していくと、原子炉格納容器２からのガスの放出量が低下していく。これにより、原子炉格納容器２内の圧力が再上昇する。また、原子炉格納容器２からのガスの放出がある程度継続すると、当該ガス及びフィルタベント４から排出される処理ガス中の放射性希ガスの濃度は小さくなる。
その後、フィルタベント４から排出される処理ガスは、切替部２４によって蒸気凝縮部２１の凝縮タンク２２へと導入される。蒸気凝縮部２１では、蒸気分離部１１と同様に処理ガス中の蒸気が凝縮される。凝縮された蒸気は、凝縮タンク２２内の下部に水として貯留される。当該水は、第二水戻しライン２６を介して原子炉格納容器２内に戻される。この過程によって、原子炉格納容器２内の圧力上昇を継続的に抑えることができる。
分離タンク１２内に貯留された放射性希ガスは、十分に放射線量が低下するまで長期にわたって分離タンク１２内に貯留され、その後、分離タンク１２から放出される。
以上のように放射性ガス処理装置１０によれば、フィルタベント４から排出される処理ガスを蒸気と非凝縮ガスとに分離することにより、処理ガスの減容化を図ることができる。これにより、放射性希ガスを含む非凝縮ガスの処理を容易に行うことができる。
特に本実施形態では、処理ガスから蒸気を水として分離させて、残りの非凝縮ガスのみを分離タンク１２に貯留する構成とすることで、該分離タンク１２の容積が不用意に大きくなってしまうことを回避できる。
また、分離タンク１２で蒸気が凝縮されて生成された水は、第一水戻しライン２５を介して原子炉格納容器２に戻されるため、分離タンク１２内の容積を侵食してしまうことはない。よって、放射性希ガスを効率的に貯留することができる。
さらに、原子炉格納容器２内でガスが発生してからある程度の時間が経過し、発生するガスにおける放射性希ガスの濃度が低くなった場合には、フィルタベント４から排出される処理ガスの行き先を蒸気凝縮部２１の凝縮タンク２２に切り替えることで、原子炉格納容器２内の圧力上昇を継続的に抑えることができる。
また、蒸気分離部１１の分離タンク１２及び蒸気凝縮部２１の凝縮タンク２２では、それぞれに貯留された水を排出して冷却した後に分離タンク１２、凝縮タンク２２の上方から散布することで、これら分離タンク１２及び凝縮タンク２２内の蒸気を効率的に凝縮させることができる。
ここで、分離タンク１２の散気装置１４は、ヘッダ管１４ａと該ヘッダ管１４ａから上方に延びて下方に転向して開口する曲がり管１４ｂとから構成されている。これにより、図４で示すように、ヘッダ管１４ａ内で水とともに存在する処理ガスをヘッダ管１４ａから曲がり管１４ｂに円滑に導入することができる。仮に、ヘッダ管１４ａから下方に向かって処理ガスを排出する孔が形成されていた場合、気相である処理ガスがヘッダ管１４ａに閉じ込められることで、凝縮ハンマが発生する懸念がある。本実施形態の散気装置１４では、当該懸念を回避することができる。
また、曲がり管１４ｂから水面下に放出される処理ガスは、衝突板１５に衝突する構成のため、当該衝突板１５によって該処理ガスを周囲に拡散させることができる。そのため、水面下での局所的な加熱を回避して、蒸気をより凝縮し易くすることができる。さらに、分離タンク本体１３の内壁面に直接的に処理ガスが衝突しないため、分離タンク１２の内面に損傷が発生することを回避できる。
そして、分離タンク本体１３の排水口１３ａの直上には堰部１６が設けられているため、排水口１３ａに対する断面流下速度を効果的に低下させることができる。これにより、気泡が排水口１３ａに導入されてしまうことを抑制することができる。
＜第二実施形態＞
次に第二実施形態について図５を参照して説明する。第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素には第一実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第二実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、循環ライン３３、戻しラインとしての水戻しライン３４及びガス戻しライン３５を有している。
次に第二実施形態について図５を参照して説明する。第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素には第一実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第二実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、循環ライン３３、戻しラインとしての水戻しライン３４及びガス戻しライン３５を有している。
蒸気分離部３０は、分離タンク３１を有している、分離タンク３１の容積は２０００〜３０００ｍ３とされており、好ましくは２５００ｍｍ３程度とされている。分離タンク３１はフィルタベントからの処理ガスが流通する導入管３１ａに接続されている。該導入管３１ａの下流側の端部は、分離タンク３１内の下部に侵入している。該導入管３１ａの下流側の端部には、散気装置１４が設けられていてもよい。分離タンク３１内には、所定の水位で水が貯留されている。
循環ライン３３は、分離タンク３１の下端と上端とを分離タンク３１の外部で接続している。循環ライン３３の中途には、ポンプ３３ａが設けられている。これにより、分離タンク３１の下端から排出された水は、分離タンク３１の上端に送られる。循環ライン３３におけるポンプの下流側には、冷却器３３ｂが設けられている。冷却器３３ｂには外部から例えば海水等の冷媒が供給される。これによって、循環ライン３３を流通する水は、冷媒と熱交換することで冷却される。冷却器３３ｂで冷却された水が、分離タンク３１の上端からから分離タンク３１内に散布される。循環ライン３３には、分離タンク３１からの排水量を調整する弁が設けられていてもよい。当該弁は、例えば分離タンク３１内の水の液位に基づいて調整される構成であってもよい。
水戻しライン３４は、分離タンク３１から原子炉格納容器２内に水を戻すためのラインである。水戻しライン３４の一端は、分離タンク３１の下端に循環ライン３３を介して接続されている。水戻しライン３４の他端は、原子炉格納容器２内に接続されている。
水戻しライン３４には、該水戻しライン３４を開閉する弁３４ａが設けられている。当該弁３４ａは、例えば分離タンク３１内の水の液位に基づいて開閉制御される構成であってもよい。水戻しライン３４には、分離タンク３１側から原子炉格納容器２側に水を送るポンプ３４ｂが設けられている。
水戻しライン３４には、該水戻しライン３４を開閉する弁３４ａが設けられている。当該弁３４ａは、例えば分離タンク３１内の水の液位に基づいて開閉制御される構成であってもよい。水戻しライン３４には、分離タンク３１側から原子炉格納容器２側に水を送るポンプ３４ｂが設けられている。
ガス戻しライン３５は、分離タンク３１の非凝縮ガスを原子炉格納容器２内に戻すためのラインである。ガス戻しライン３５は、一端が分離タンク３１内に接続され、他端が原子炉格納容器２内に接続されている。
ガス戻しライン３５には、開閉可能な弁３５ｂが設けられている。ガス戻しライン３５における弁３５ｂよりも原子炉格納容器２側には、送風機３５ｂが設けられている。送風機３５ｂは、分離タンク３１側から原子炉格納容器２側に向かって送風を行えるように構成されている。ガス戻しライン３５上における弁３５ｂと送風機３５ｂとの配列はこの逆であってもよい。
ガス戻しライン３５には、開閉可能な弁３５ｂが設けられている。ガス戻しライン３５における弁３５ｂよりも原子炉格納容器２側には、送風機３５ｂが設けられている。送風機３５ｂは、分離タンク３１側から原子炉格納容器２側に向かって送風を行えるように構成されている。ガス戻しライン３５上における弁３５ｂと送風機３５ｂとの配列はこの逆であってもよい。
第二実施形態の放射性ガス処理装置１０では、分離タンク３１内にフィルタベントから導入管３１ａを介して処理ガスが導入される。当該処理ガスは、分離タンク３１内の水面下で放出されることで該処理ガス中の蒸気の一部が凝縮する。また、分離タンク３１の下端から排出される水が冷却器３３ｂで冷却された後に該分離タンク３１の上端から散布されることで、分離タンク３１の蒸気の凝縮がさらに進行される。これにより、処理ガスの減容化を図ることができる。蒸気の凝縮により分離タンク３１内の液面が上昇した場合には、分離タンク３１内の水は水戻しライン３４を介して原子炉格納容器２内に戻される。
一方、分離タンク３１内に存在する放射性希ガスを含む非凝縮ガスは、ガス戻しライン３５の弁３５ｂを開状態とするとともに送風機３５ｂが駆動することで、該ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に移送される。このように原子炉格納容器２に戻された放射性希ガスは、当該原子炉格納容器２を貯留タンクとして長期にわたって貯留される。一部の放射性希ガスは、再度、蒸気及び空気とともにフィルタベントを介して放射性ガス処理装置１０に導入される。このように、放射性希ガスが循環する過程で、蒸気が水に凝縮することで減容化され、原子炉格納容器２内の圧力上昇が継続的に抑制される。
第二実施形態の放射性ガス処理装置１０によれば、蒸気を凝縮して減容化させた後の処理ガスを既存の原子炉格納容器２に貯留する構成のため、放射性希ガスを貯留するための構造物を別途設置する必要がない。そのため、設備のコンパクト化を図りながら、フィルタベントからの処理ガスを適切に処理することができる。即ち、原子炉格納容器２内で放射性希ガスを長期にわたって貯留することで、該放射性希ガスの放射性量を低減させた上で該放射性希ガスを放出することができる。
＜第三実施形態＞
次に第三実施形態について図６を参照して説明する。第三実施形態では、第二実施形態と同様の構成要素には第二実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３６、水戻しライン３４及びガス戻しライン３５を備えている。
次に第三実施形態について図６を参照して説明する。第三実施形態では、第二実施形態と同様の構成要素には第二実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３６、水戻しライン３４及びガス戻しライン３５を備えている。
蒸気分離部３６は、収容タンク３７、熱交換器３８、冷媒供給ライン３９及び冷媒排出ライン４０を有する。
収容タンク３７は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する導入管３７ａに接続されている。導入管３７ａは、収容タンク３７内の上端から下方に向かって処理ガスを散布するように構成されている。
収容タンク３７は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する導入管３７ａに接続されている。導入管３７ａは、収容タンク３７内の上端から下方に向かって処理ガスを散布するように構成されている。
熱交換器３８は、収容タンク３７内に収容されている。熱交換器３８は複数のチューブを有する構成とされている。
冷媒供給ライン３９は、収容タンク３７の外部から該収容タンク３７内に延びて熱交換器３８の下端に接続されている。冷媒供給ライン３９における収容タンク３７の外側の部分には、ポンプ３９ａが設けられている。該ポンプ３９ａが駆動することで、冷媒供給ライン３９を介して熱交換器３８の複数のチューブに冷媒が導入される。
冷媒排出ライン４０は、一端が収容タンク３７の内部で熱交換器３８の上端に接続されている。冷媒排出ライン４０は、収容タンク３７の内部から外部に延びており、熱交換器３８の複数のチューブを流通した冷媒を収容タンク３７の外部に排出する。
冷媒供給ライン３９は、収容タンク３７の外部から該収容タンク３７内に延びて熱交換器３８の下端に接続されている。冷媒供給ライン３９における収容タンク３７の外側の部分には、ポンプ３９ａが設けられている。該ポンプ３９ａが駆動することで、冷媒供給ライン３９を介して熱交換器３８の複数のチューブに冷媒が導入される。
冷媒排出ライン４０は、一端が収容タンク３７の内部で熱交換器３８の上端に接続されている。冷媒排出ライン４０は、収容タンク３７の内部から外部に延びており、熱交換器３８の複数のチューブを流通した冷媒を収容タンク３７の外部に排出する。
本実施形態では、導入管３７ａを介して収容タンク３７内に供給された処理ガスは、熱交換器３８のチューブに触れながら下方に向かう。この際、熱交換器３８のチューブ内を通過する冷媒と処理ガスとが熱交換することにより、処理ガス中の蒸気を凝縮させることができる。蒸気が凝縮すること生成された水は、水戻しライン３４を介して原子炉格納容器２内に戻される。一方、気相として収容タンク３７内に存在する放射性希ガスを含む非凝縮ガスは、ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に移送される。
本実施形態でも第二実施形態同様、処理ガスの蒸気を凝縮して減容化を図りながら、放射性希ガスを含む非凝縮ガスを原子炉格納容器２に貯留することができる。
また、収容タンク３７内で処理ガスと冷媒とが熱交換する構成のため、設備のコンパクト化を図ることができる。
また、収容タンク３７内で処理ガスと冷媒とが熱交換する構成のため、設備のコンパクト化を図ることができる。
＜第四実施形態＞
次に第四実施形態について図７及び図８を参照して説明する。第四実施形態では、第三実施形態と同様の構成要素には第三実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３６、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５を備えている。
次に第四実施形態について図７及び図８を参照して説明する。第四実施形態では、第三実施形態と同様の構成要素には第三実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３６、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５を備えている。
蒸気分離部３６は、収容タンク３７、スパージャリング４３、熱交換器３８、冷媒供給ライン３９、冷媒排出ライン４０を有している。
収容タンク３７は、導入管３７ａを介してフィルタベント４に接続されている。
スパージャリング４３は、収容タンク３７内における導入管３１ａの下流側の端部に接続されている。スパージャリング４３は、図８に示すように、鉛直軸線回りに延びる環状をなす管状をなしている。スパージャリング４３の内部の空間は、導入管３１ａに連通している。
スパージャリング４３の下面には、該スパージャリング４３の延在方向である周方向に間隔をあけて複数の噴出孔４３ａが形成されている。導入管３１ａを介してスパージャリング４３に導入された処理ガスは、噴出孔４３ａから下方に向かって噴出される。
収容タンク３７は、導入管３７ａを介してフィルタベント４に接続されている。
スパージャリング４３は、収容タンク３７内における導入管３１ａの下流側の端部に接続されている。スパージャリング４３は、図８に示すように、鉛直軸線回りに延びる環状をなす管状をなしている。スパージャリング４３の内部の空間は、導入管３１ａに連通している。
スパージャリング４３の下面には、該スパージャリング４３の延在方向である周方向に間隔をあけて複数の噴出孔４３ａが形成されている。導入管３１ａを介してスパージャリング４３に導入された処理ガスは、噴出孔４３ａから下方に向かって噴出される。
なお、例えば第一実施形態で示した散水装置１４のように、スパージャリング４３の上端から上方に向かって延びた後に下方に向かって転向して延びる曲がり管１４ｂが設けられていてもよい。この場合、曲がり管の下端の開口が噴出孔４３ａとされる。当該噴出孔４３ａも周方向に間隔をあけて配列される。
図７に示すように、熱交換器３８は収容タンク３７内に収容されている。熱交換器３８は、スパージャリング４３の下方に配置されている。熱交換器３８は、図８に示すように、第一チューブ群４１と第二チューブ群４２とを有している。第一チューブ群４１は、鉛直方向に延びる複数のチューブ４１ａが周方向に間隔をあけて配列されることで構成されている。第二チューブ群４２は、鉛直方向に延びる複数のチューブ４２ａが、第一チューブ群４１の外周側で周方向に間隔をあけて配列されることで構成されている。即ち、第二チューブ群４２は第一チューブ群４１を外周側から囲うように設けられている。第一チューブ群４１と第二チューブ群４２との間には、環状の空間が形成されている。第一チューブ群４１のチューブ４１ａ及び第二チューブ群４２のチューブ４２ａの内部では、下方から上方に向かって冷媒が流通する。
上記チューブ４１ａ，４２ａの外周面にはフィンが設けられていてもよい。
上記チューブ４１ａ，４２ａの外周面にはフィンが設けられていてもよい。
ここで、図８に示すように、スパージャリング４３の複数の噴出孔４３ａは、第一チューブ群４１と第二チューブ群４２との間に位置している。そのため、噴出孔４３ａから噴出される処理ガスは、第一チューブ群４１及び第二チューブ群４２の間の空間に供給される。
本実施形態では、ガス戻しライン３５上に気液分離弁３５ｃが設けられている。気液分離弁３５ｃは、ガス戻しライン３５を流通する非凝縮ガスに含まれる水を回収し、水回収ライン３５ｄを介して水戻しライン３４に供給する。
本実施形態でも、第三実施形態同様に、収容タンク３７内の熱交換器３８で処理ガス中の蒸気を効率良く凝縮させることができる。そして、蒸気が凝縮した水を水戻しライン３４を介して原子炉格納容器２に戻すとともに、非凝縮ガスをガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２に戻すことができる。
特に本実施形態では、スパージャリング４３の噴出孔４３ａが、熱交換器３８の上方における第一チューブ群４１と第二チューブ群４２との間に位置している。そのため、スパージャリング４３の噴出孔４３ａから噴出される処理ガスを、冷媒が通過する第一チューブ群４１のチューブ４１ａ及び第二チューブ群４２のチューブ４２ａに効率良く接触させることができる。これにより、熱交換を促進させて、蒸気をより効率的に凝縮させることができる。
＜第五実施形態＞
次に第五実施形態について図９を参照して説明する。第五実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部４４、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５、冷媒供給ライン４７及び冷媒排出ライン４８を有している。
次に第五実施形態について図９を参照して説明する。第五実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部４４、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５、冷媒供給ライン４７及び冷媒排出ライン４８を有している。
蒸気分離部４４は、収容タンク４５及び熱交換器４６を有している。
収容タンク４５は、熱交換器４６を収容している。熱交換器４６は、上部ヘッダ４６ａと、該上部ヘッダ４６ａに上端が接続されて下方に延びる複数のチューブ４６ｂと、これらチューブ４６ｂの下端が接続された下部ヘッダ４６ｃとを有する。
収容タンク４５は、熱交換器４６を収容している。熱交換器４６は、上部ヘッダ４６ａと、該上部ヘッダ４６ａに上端が接続されて下方に延びる複数のチューブ４６ｂと、これらチューブ４６ｂの下端が接続された下部ヘッダ４６ｃとを有する。
フィルタベントからの処理ガスが流通する導入管４５ａの下流側の端部は、収容タンク４５を貫通して熱交換器４６の上部ヘッダ４６ａに接続されている。水戻しライン３４の一端は熱交換器４６の下部ヘッダ４６ｃに接続されており、他端が原子炉格納容器２内に接続されている。ガス戻しライン３５の一端は熱交換器４６の上部ヘッダ４６ａに接続されており、他端は原子炉格納容器２内に接続されている。
冷媒供給ライン４７は、下流側の端部が収容タンク４５内の下部に接続されている。冷媒供給ライン４７は、該冷媒供給ライン４７上に設けられたポンプ４７ａの駆動によって冷媒を収容タンク４５内に供給する。
冷媒排出ライン４８は、上流側の端部が収容タンク４５内の上部に接続されている。冷媒排出ライン４８は、収容タンク４５内の冷媒を外部に排出する。
冷媒排出ライン４８は、上流側の端部が収容タンク４５内の上部に接続されている。冷媒排出ライン４８は、収容タンク４５内の冷媒を外部に排出する。
本実施形態では、フィルタベント４から排出される処理ガスは、蒸気分離部４４の熱交換器４６における上部ヘッダ４６ａに導入される。そして、処理ガスは上部ヘッダ４６ａからチューブ４６ｂ内に侵入して下方に向かって流通する。この際、処理ガスと収容タンク４５内に供給される冷媒とが熱交換をすることで、処理ガス中の蒸気が凝縮されて水となる。当該水は下部ヘッダ４６ｃに到達した後、水戻しライン３４を介して原子炉格納容器２内に戻される。一方、処理ガス中の非凝縮ガスは、上部ヘッダ４６ａに接続されたガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に戻される。
これによっても、上記同様、処理ガス中の蒸気を凝縮させて非凝縮ガスと分離させながら、当該非凝縮ガスを原子炉格納容器２内に貯留することができる。また、収容タンク４５内の熱交換器４６で処理ガスを冷却する構成とすることで設備のコンパクト化を図ることができる。
＜第六実施形態＞
次に第六実施形態について図１０を参照して説明する。第六実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部４９、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５、冷媒供給ライン３９及び冷媒排出ライン４０を有している。
次に第六実施形態について図１０を参照して説明する。第六実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部４９、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５、冷媒供給ライン３９及び冷媒排出ライン４０を有している。
蒸気分離部４９は、シェルアンドチューブ型熱交換器５０を有している。シェルアンドチューブ型熱交換器５０のシェル（ケーシング）内には、フィルタベント４からの処理ガスが流通する導入管５０ａが接続されている。水戻しライン３４は、シェルアンドチューブ型熱交換器５０のシェル内に下方からから接続されている。ガス戻しライン３５は、シェルアンドチューブ型熱交換器５０のシェル内に上方から接続されている。
冷媒供給ライン３９は、シェルアンドチューブ型熱交換器５０のシェル内をＵ字状に延びるチューブに冷媒を供給する。冷媒排出ライン４０は、当該チューブを通過した冷媒を外部に排出する。
本実施形態でも、気液分離弁３５ｃ及び水回収ライン３５ｄが設けられている。これにより、ガス戻しライン３５を流通する水が水戻しライン３４に移送される。
本実施形態でも、他の実施形態同様、処理ガスの蒸気を凝縮して残りの非凝縮ガスを原子炉格納容器２に導入することで、処理ガスの減容化を図り原子炉格納容器２内の圧力上昇を抑えながら、非凝縮ガスに含まれる放射性希ガスを長期にわたって貯留することができる。
＜第七実施形態＞
次に第七実施形態について図１１を参照して説明する。第七実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部５１、戻しライン５４を有している。
次に第七実施形態について図１１を参照して説明する。第七実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部５１、戻しライン５４を有している。
蒸気分離部５１は、熱交換器５２及び煙突５３を有する。
熱交換器５２は、例えば上下方向に延びる複数のチューブが並列に接続された構成をなしている。煙突５３は、上下方向に延びる筒状をなしており、下端が下方に向かうに従って拡径するベルマウス状をなしている。熱交換器５２は、煙突５３内に配置されている。
熱交換器５２は、例えば上下方向に延びる複数のチューブが並列に接続された構成をなしている。煙突５３は、上下方向に延びる筒状をなしており、下端が下方に向かうに従って拡径するベルマウス状をなしている。熱交換器５２は、煙突５３内に配置されている。
フィルタベント４からの処理ガスが流通する導入管５２ａは、熱交換器５２の下端に接続されている。戻しライン５４は、一端が熱交換器５２の上端に接続されて、他端が原子炉格納容器２内に接続されている。
このような構成により、フィルタベント４から排出される処理ガスは、導入管５２ａを介して熱交換器５２に導入される。処理ガスは、熱交換器５２のチューブを上方に向かって流通する際に、煙突５３内を上方に向かって流通する空気と熱交換される。これにより、処理ガス中の蒸気が凝縮されて水となり、チューブ内で水と非凝縮ガスとに分離される。そして、これら水と非凝縮ガスとの混合流体は、戻しライン５４を介して原子炉格納容器２内に導入される。
したがって他の実施形態と同様、蒸気を凝縮させて減容化を図りながら、放射性希ガスを原子炉格納容器２内で長期にわたって貯留することができる。
したがって他の実施形態と同様、蒸気を凝縮させて減容化を図りながら、放射性希ガスを原子炉格納容器２内で長期にわたって貯留することができる。
＜第八実施形態＞
次に第八実施形態について図１２を参照して説明する。第八実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第八実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部５５及びガス戻しライン３５を有する。
次に第八実施形態について図１２を参照して説明する。第八実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第八実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部５５及びガス戻しライン３５を有する。
蒸気分離部５５は、気液分離膜５６を有している。気液分離膜５６には、導入管５６ａを介してフィルタベント４からの処理ガスが導入される。
気液分離膜５６としては、水分のみが透過する水分透過膜が用いられる。水分透過膜としては、例えばフッ素系イオン交換ポリマーが用いられる。気液分離膜５６に処理ガスが導入されると、処理ガス中における蒸気のみが水分として水分透過膜を透過する。水分透過膜を通過した水分は、原子炉格納容器２内に戻される構成であってもよい。
気液分離膜５６としては、水分のみが透過する水分透過膜が用いられる。水分透過膜としては、例えばフッ素系イオン交換ポリマーが用いられる。気液分離膜５６に処理ガスが導入されると、処理ガス中における蒸気のみが水分として水分透過膜を透過する。水分透過膜を通過した水分は、原子炉格納容器２内に戻される構成であってもよい。
気液分離膜５６の水分透過膜を透過しなかった非凝縮ガス（空気及び放射性希ガス（Ｋｒ、Ｘｅ））は、ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に移送される。
したがって、本実施形態でも、処理ガスから蒸気を分離することで減容化を図りながら、残りの非凝縮ガスを原子炉格納容器２内で貯留することができる。
したがって、本実施形態でも、処理ガスから蒸気を分離することで減容化を図りながら、残りの非凝縮ガスを原子炉格納容器２内で貯留することができる。
＜第九実施形態＞
次に第九実施形態について図１３を参照して説明する。第九実施形態では、第八実施形態と同様の構成要素には第八実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第九実施形態の放射性ガス処理装置は、蒸気分離部５５、希ガス分離部５８及びガス戻しライン３５を有している。
次に第九実施形態について図１３を参照して説明する。第九実施形態では、第八実施形態と同様の構成要素には第八実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第九実施形態の放射性ガス処理装置は、蒸気分離部５５、希ガス分離部５８及びガス戻しライン３５を有している。
希ガス分離部５８には、蒸気分離部５５から排出される非凝縮ガスが接続管５８ａを介して導入される。希ガス分離部５８は、互いに異なる複数の放射性希ガスに分離する。本実施形態では、希ガス分離部５８として、非凝縮ガスのＸｅとＫｒとのうちＸｅのみを透過させるＸｅ分離膜が用いられる。Ｘｅ分離膜としては例えばゼオライト系の分離膜（例えばシャバサイト等）が用いられる。
希ガス分離部５８のＸｅ分離膜を透過しなかった空気及びＫｒは、ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に戻される。
希ガス分離部５８のＸｅ分離膜を透過しなかった空気及びＫｒは、ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に戻される。
本実施形態では、放射性希ガスのうち希少価値が高く高価なＸｅのみを回収することができる。Ｘｅの半減期はＫｒの半減期に比べて十分に小さい。そのため、Ｘｅを短期間だけ貯留して放射線を低減させた上で、当該Ｘｅを他の用途に利用し、又は市場に流通させることができる。
＜第十実施形態＞
次に第十実施形態について図１４を参照して説明する。第十実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第十実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部６０、冷却器６２、ガス戻しライン３５を有する。
次に第十実施形態について図１４を参照して説明する。第十実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には他の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第十実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部６０、冷却器６２、ガス戻しライン３５を有する。
蒸気分離部６０は、水分吸着部６１を有する。水分吸着部６１には、導入管６１ａを介してフィルタベント４から処理ガスが導入される。水分吸着部６１としては、例えばシリカゲル系又はゼオライト系の吸着剤が用いられる。冷却器６２は、導入管６１ａの中途に設けられている。処理ガスが冷却器６２によって冷却されることで、水分吸着部６１での水分吸着率が向上する。
本実施形態では、冷却器６２で冷却された処理ガスが水分吸着部６１に導入されることで、当該水分吸着部６１で処理ガス中の蒸気を水分として吸着除去することができる。このようにして蒸気が分離された後の非凝縮ガスは、ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に移送される。
したがって、他の実施形態同様、処理ガスから蒸気を分離させて減容化を図った後に、放射性希ガスを原子炉格納容器２内に長期にわたって貯留することができる。
＜第十一実施形態＞
次に第十一実施形態について図１５を参照して説明する。第十一実施形態では、第十実施形態と同様の構成要素には第十実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第十実施形態の放射性ガス処理装置は、蒸気分離部６０、冷却器６２、希ガス分離部６４、Ｘｅ精製部６５及びガス戻しライン３５を有する。
次に第十一実施形態について図１５を参照して説明する。第十一実施形態では、第十実施形態と同様の構成要素には第十実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
第十実施形態の放射性ガス処理装置は、蒸気分離部６０、冷却器６２、希ガス分離部６４、Ｘｅ精製部６５及びガス戻しライン３５を有する。
希ガス分離部６４は、放射性希ガスをＸｅとＫｒとに分離させる。希ガス分離部６４には、Ｘｅの吸着剤として例えばゼオライト系又は活性炭系の吸着剤を収容している。希ガス分離部６４には、Ｋｒの吸着剤として例えばＸｅの吸着剤とは異なるゼオライト系、活性炭系又はＡｇ−モルデナイト系の吸着剤を収容している。これら吸着剤は、Ｘｅ又はＫｒとともに空気を吸着する。
希ガス分離部６４には、接続管６４ａを介して蒸気分離部６０から非凝縮ガス（空気、放射性希ガス）が導入される。接続管６４ａには、弁６４ｂ及びコンプレッサが６４ｃ設けられている。接続管６４ａには、処理ガスに除湿を施す除湿器が設けられていてもよい。
希ガス分離部６４でＸｅ及び空気を吸着した吸着剤は、希ガス分離部６４から取り出されて、Ｘｅ精製部６５で処理される。Ｘｅ精製部６５では、例えばゼオライト系やシリカゲル系の吸着剤を用いてＸｅを吸着することでＸｅと空気とを分離し、Ｘｅを回収する。
希ガス分離部６４に残されたＫｒ及び空気を吸着した吸着剤は、その後、ガス戻しライン３５の送風機３５ｂが駆動されることで、Ｋｒ及び空気を放出し、これらＫｒ及び空気はガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器内に移送される。
本実施形態によれば、希少価値が高く高価なＸｅを回収しながら、Ｋｒを原子炉格納容器内で長期にわたって貯留することができる。即ち、半減期の長いＫｒを貯留しながら、半減期が短く高価なＸｅを有効活用することができる。
本実施形態によれば、希少価値が高く高価なＸｅを回収しながら、Ｋｒを原子炉格納容器内で長期にわたって貯留することができる。即ち、半減期の長いＫｒを貯留しながら、半減期が短く高価なＸｅを有効活用することができる。
＜第十二実施形態＞
次に第十二実施形態について図１６を参照して説明する。第十二実施形態では、第十一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十二実施形態は、第十一実施形態の蒸気分離部６０を、第二実施形態等の蒸気分離部３０に置き換えた構成をなしている。当該蒸気分離部３０から排出される非凝縮ガスは、第十実施形態同様、接続管６４ａを介して希ガス分離部６４に供給される。
これによっても、第十一実施形態同様の作用効果を奏する。
次に第十二実施形態について図１６を参照して説明する。第十二実施形態では、第十一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十二実施形態は、第十一実施形態の蒸気分離部６０を、第二実施形態等の蒸気分離部３０に置き換えた構成をなしている。当該蒸気分離部３０から排出される非凝縮ガスは、第十実施形態同様、接続管６４ａを介して希ガス分離部６４に供給される。
これによっても、第十一実施形態同様の作用効果を奏する。
＜第十三実施形態＞
次に第十三実施形態について図１７を参照して説明する。第十三実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、水戻しライン３４及び貯留部６９を有する。
次に第十三実施形態について図１７を参照して説明する。第十三実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十三実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、水戻しライン３４及び貯留部６９を有する。
貯留部６９は、蒸気分離部３０の分離タンク３１とは独立した貯留タンク７０を有している。貯留タンク７０には、移送ライン７０ａを介して、蒸気分離部３０で蒸気と分離した非凝縮ガスが導入される。移送ライン７０ａの上流側の端部は分離タンク３１に接続され、下流側の端部が貯留タンク７０に接続されている。移送ライン７０ａには、弁７０ｂ及び圧縮機７１が設けられている。弁７０ｂが閉状態から開状態とされることで、分離タンク３１の非凝縮ガスが貯留タンク７０に導入される。この際、処理ガスは圧縮機７１により圧縮される。これにより、処理ガスは高圧状態で貯留タンク７０内に貯留される。
圧縮機７１の吐出圧は、例えば数ＭＰａ〜数十ＭＰａ（約６０００Ｎｍ３／ｈ）に設定されている。これにより、例えば、フィルタベント４から排出量がピークの場合（例えば蒸気：約３２０００Ｎｍ３／ｈ、非凝縮ガス：約１５０００Ｎｍ３／ｈ）であっても、十分な処理を行うことができる。
圧縮機７１の吐出圧は、例えば数ＭＰａ〜数十ＭＰａ（約６０００Ｎｍ３／ｈ）に設定されている。これにより、例えば、フィルタベント４から排出量がピークの場合（例えば蒸気：約３２０００Ｎｍ３／ｈ、非凝縮ガス：約１５０００Ｎｍ３／ｈ）であっても、十分な処理を行うことができる。
貯留タンク７０の下端には還流ライン７２の一端が接続されている。還流ライン７２の他端は分離タンク３１に接続されている。還流ライン７２には弁７２ａが設けられている。弁７２ａを閉状態から開状態とすることで、貯留タンク７０に貯留された高圧の処理ガスの一部を分離タンク３１内に戻すことができる。例えば、貯留タンク７０内の圧力を検出する圧力センサが設けられて、当該圧力センサの圧力が予め定めた閾値を超えた際に、弁７２ａが閉状態から開状態となる構成であってもよい。
本実施形態によれば、蒸気分離部３０で蒸気と分離した処理ガスを分離タンク３１とは別途設置した貯留タンク７０に貯留することができる。これによって、放射希ガスを含む処理ガスを、放射性希ガスの放射線量が十分に低減されるまで該放射性希ガスを長期にわたって貯留することができる。
さらに本実施形態では、処理ガスを高圧に圧縮した状態で貯留タンク７０に貯留する構成とされているため、貯留タンク７０の容積のコンパクト化を図ることができる。
なお、本実施形態の蒸気分離部３０の構成に代えて、他の実施形態で示した蒸気分離部の構成を採用してもよい。これによっても同様の作用効果を奏する。
さらに本実施形態では、処理ガスを高圧に圧縮した状態で貯留タンク７０に貯留する構成とされているため、貯留タンク７０の容積のコンパクト化を図ることができる。
なお、本実施形態の蒸気分離部３０の構成に代えて、他の実施形態で示した蒸気分離部の構成を採用してもよい。これによっても同様の作用効果を奏する。
＜第十四実施形態＞
次に第十四実施形態について図１８を参照して説明する。第十四実施形態では、第十三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十四実施形態の放射性ガス処理装置１０は、貯留部７４の構成が第十三実施形態と相違する。
次に第十四実施形態について図１８を参照して説明する。第十四実施形態では、第十三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十四実施形態の放射性ガス処理装置１０は、貯留部７４の構成が第十三実施形態と相違する。
第十四実施形態の貯留部７４は、貯留バルーン７５を備えている。貯留バルーン７５は、建屋７６内に設置されている。貯留バルーン７５は、内側バルーン７５ａ及び外側バルーン７５ｂを備えている。これら内側バルーン７５ａ及び外側バルーン７５ｂは、伸縮可能なシート状の材料から形成されている。内側バルーン７５ａは内部に閉空間を形成する。外側バルーン７５ｂは、内部に内側バルーン７５ａを収容する閉空間を形成する。
内側バルーン７５ａの内部には、希ガス導入管７７を介して、蒸気分離部３０で蒸気と分離された非凝縮ガスが導入される。希ガス導入管７７には、弁７７ａが設けられている。弁７７ａが閉状態から開状態とされることで、 内側バルーン７５ａ内に非凝縮ガスが導入されるように構成されている。
内側バルーン７５ａと外側バルーン７５ｂとの間に空間には、空気導入管７８が接続されている。空気導入管７８には、弁７８ａ及び送風機７８ｂが設けられている。弁７８ａが開状態とされて送風機７８ｂが駆動することで、内側バルーン７５ａと外側バルーン７５ｂとの間に空間に空気が導入される。
蒸気分離部３０で処理ガスが蒸気と非凝縮ガスとに分離された際には、希ガス導入管７７を介して内側バルーン７５ａの内部に非凝縮ガスが導入される一方、内側バルーン７５ａと外側バルーン７５ｂとの間に送風機によって空気が導入される。これによって、通常時は収縮状態にあった貯留バルーン７５が膨らみながら内側バルーン７５ａの間に放射性希ガスを含む非凝縮ガスを貯留する。また、内側バルーン７５ａと外側バルーン７５ｂとの間には、空気層が形成される。当該空気層によって内側バルーン７５ａの内部は、外側バルーン７５ｂの外部と隔てられた状態となる。貯留バルーン７５では、内側バルーン７５ａと外側バルーン７５ｂとからなる二重構造とされていることによって、内側バルーン７５ａ内の放射性希ガスが外部に漏れてしまうことを抑制できる。
本実施形態では、通常時は貯留部７４としての貯留バルーン７５は収縮状態にあるため、設備のコンパクト化を図ることができる。また、原子炉格納容器２内でガスが発生した場合には、フィルタベント４及び蒸気分離部３０によって生成された非凝縮ガスを適切に貯留することができる。
＜第十五実施形態＞
次に第十五実施形態について図１９を参照して説明する。第十五実施形態では、第十三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十五実施形態の放射性ガス処理装置１０は、貯留部８０の構成が第十三実施形態と相違する。
次に第十五実施形態について図１９を参照して説明する。第十五実施形態では、第十三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十五実施形態の放射性ガス処理装置１０は、貯留部８０の構成が第十三実施形態と相違する。
貯留部８０は、希ガス吸着塔８１を有している。希ガス吸着塔８１は、移送ライン８０ａを介して蒸気分離部３０の分離タンク３１に接続されている。移送ライン８０ａ上には、冷却部８２が設けられている。分離タンク３１で蒸気と分離された非凝縮ガスは、移送ライン８０ａを介して希ガス吸着塔８１に導入される。非凝縮ガスが移送ライン８０ａを流通する過程で該非凝縮ガスは冷却部８２によって冷却される。本実施形態では、液体窒素タンク８１ａが設けられており、冷却部８２は液体窒素タンク８１ａから供給される液体窒素により、非凝縮ガスを冷却する。冷却部８２は他の冷媒を用いる構成であってもよいし、冷凍機によって非凝縮ガスを冷却する構成であってもよい。
希ガス吸着塔８１の内部には、希ガス吸着剤が設けられている。希ガス吸着剤は、例えばゼオライト系、活性炭系、Ａｇ−モルデナイト系等の種々の吸着剤を用いることができる。希ガス吸着剤は、Ｘｅ及びＫｒの放射性希ガスとともに空気を吸着する。希ガス吸着塔８１を冷却する冷却機構が別途設けられていてもよい。
本実施形態では、蒸気分離部３０の分離タンク３１から排出される非凝縮ガスを、希ガス吸着塔８１の希ガス吸着材に吸着させた状態で貯留することができる。また、非凝縮ガスは、希ガス吸着塔８１に導入される前段で冷却されるため、希ガス吸着材への吸着率を高めることができる。これによっても、上記実施形態同様、放射性希ガスを貯留部８０で長期にわたって貯留することができる。
また、希ガス吸着塔８１を冷却機構によって継続的に冷却すれば、希ガス吸着材からの放射性希ガスの放出を抑制することができる。そして、放射性ガスを長期にわたって貯留した後に十分に放射線量が低下した際には、希ガス吸着塔８１の冷却を停止し、又は希ガス吸着塔８１を加熱手段で加熱することで、Ｘｅ、Ｋｒを外部に開放することができる。
なお、希ガス吸着材で吸着しきれなかった空気を希ガス吸着塔８１から適宜大気開放してもよい。
なお、希ガス吸着材で吸着しきれなかった空気を希ガス吸着塔８１から適宜大気開放してもよい。
＜第十六実施形態＞
次に第十六実施形態について図２０を参照して説明する。第十六実施形態では、第十五実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十六実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５及び貯留部８３を有している。
次に第十六実施形態について図２０を参照して説明する。第十六実施形態では、第十五実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十六実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、水戻しライン３４、ガス戻しライン３５及び貯留部８３を有している。
本実施形態の貯留部８３は、希ガス吸着塔８１及び貯留タンク８５を有している。
希ガス吸着塔８１に非凝縮ガスを導入する移送ライン８０ａには、送風機８６が設けられている。移送ライン８０ａは、ガス戻しライン３５を介して分離タンク３１に接続されている。ガス戻しライン３５に設けられた弁３５ａの開度を調整することで、移送ライン８０ａに導入される非凝縮ガスの流量が調整される。
希ガス吸着塔８１に非凝縮ガスを導入する移送ライン８０ａには、送風機８６が設けられている。移送ライン８０ａは、ガス戻しライン３５を介して分離タンク３１に接続されている。ガス戻しライン３５に設けられた弁３５ａの開度を調整することで、移送ライン８０ａに導入される非凝縮ガスの流量が調整される。
希ガス吸着塔８１内に収容された希ガス吸着材としては、第十五実施形態で説明した吸着剤の他、シリカゲル系の吸着剤を用いてもよい。
希ガス吸着塔８１の下端には、放出ライン８４が接続されている。放出ライン８４には弁８４ａが設けられており、該弁８４ａを開放することで、希ガス吸着塔８１内の空気（Ｎ２、Ｏ２）を大気に開放することができる。
希ガス吸着塔８１の下端には、放出ライン８４が接続されている。放出ライン８４には弁８４ａが設けられており、該弁８４ａを開放することで、希ガス吸着塔８１内の空気（Ｎ２、Ｏ２）を大気に開放することができる。
貯留タンク８５は、希ガス吸着塔８１と独立して設置されたタンクである。貯留タンク８５は、貯留ライン８５ａを介して希ガス吸着塔８１と接続されている。貯留ライン８５ａには、弁８５ｂ及び真空ポンプ８５ｃが設置されている。
本実施形態では、分離タンク３１で蒸気と分離された非凝縮ガスは、移送ライン８０ａを介して希ガス吸着塔８１に導入される。希ガス吸着塔８１への非凝縮ガスの導入量は、分離タンク３１をバッファタンクとしてガス戻しライン３５の弁３５ａの開度によって調整される。希ガス吸着塔８１では、いわゆるＰＳＡ法によって放射性希ガスと空気とを分離する。即ち、希ガス吸着塔８１に導入された非凝縮ガスのうちＸｅ、Ｋｒの放射性希ガスのみが、希ガス吸着材に吸着される。該希ガス吸着材に吸着されなかった空気は、開放ライン８４の弁８４ａを開状態とすることで大気に放出される。
その後、開放ライン８４の弁８４ａを閉状態とするとともに貯留ライン８５ａの弁８５ｃを開状態とし、真空ポンプ８５ｃを駆動させると、希ガス吸着塔８１内が減圧されることで希ガス吸着材に吸着されていた放射性希ガスが放出される。当該放射性希ガスは、貯留ライン８５ａを介して貯留タンク８５に導入される。そして、放射性希ガスは放射線量が十分に低減されるまで、貯留タンク８５内で長期にわたって貯留される。
本実施形態では、希ガス吸着塔８１によって放射性希ガスと空気とを分離させた後に、放射性希ガスのみを貯留タンク８５に貯留する構成とされているため、貯留タンク８５のコンパクト化を図ることができる。また、長期にわたって貯留することが必要な放射性希ガスのみを貯留タンク８５内に導入することによって、設備全体の効率化を図ることができる。
なお、例えば希ガス吸着塔８１を並列に設けてもよい。この場合、一部の希ガス吸着塔８１に非凝縮ガスを導入している際には、他の希ガス吸着塔８１を減圧して放射性希ガスを貯留タンク８５に排出する。即ち、希ガス吸着塔８１への非凝縮ガスの導入、放射性希ガスの排出を複数の希ガス吸着塔８１で交互に行うことで、効率良く処理を行うことができる。
なお、例えば希ガス吸着塔８１を並列に設けてもよい。この場合、一部の希ガス吸着塔８１に非凝縮ガスを導入している際には、他の希ガス吸着塔８１を減圧して放射性希ガスを貯留タンク８５に排出する。即ち、希ガス吸着塔８１への非凝縮ガスの導入、放射性希ガスの排出を複数の希ガス吸着塔８１で交互に行うことで、効率良く処理を行うことができる。
＜第十七実施形態＞
次に第十七実施形態について図２１を参照して説明する。第十七実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十七実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、水戻しライン３４、希ガス分離部６４、Ｘｅ精製部６５、クロマトグラフィー部８８及び貯留部８９を有している。
次に第十七実施形態について図２１を参照して説明する。第十七実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十七実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、水戻しライン３４、希ガス分離部６４、Ｘｅ精製部６５、クロマトグラフィー部８８及び貯留部８９を有している。
第十七実施形態では、蒸気分離部３０から排出される非凝縮ガスは、第十二実施形態同様、希ガス分離部６４に導入される。希ガス分離部６４では、第十二実施形態同様の処理が行われる。
希ガス分離部６４に残されたＫｒ及び空気を吸着した吸着剤は、その後、Ｋｅ及び空気を放出する。当該放出は、例えば吸着剤を加熱し、又は減圧させることで行われてもよい。放出されたＫｅ及び空気は、クロマトグラフィー部８８に移送される。
クロマトグラフィー部８８では、Ｋｒ及び空気にクロマトグラフィーを施すことにより、Ｋｒと空気とを分離させる。分離された空気は大気に開放される。一方、分離されたＫｒは、貯留部８９の貯留タンク９０に移送され、該貯留タンク９０内で長期にわたって貯留される。
なお、Ｘｅ精製部６５で空気と分離されたＸｅを、他のタンクに貯留してもよい。
希ガス分離部６４に残されたＫｒ及び空気を吸着した吸着剤は、その後、Ｋｅ及び空気を放出する。当該放出は、例えば吸着剤を加熱し、又は減圧させることで行われてもよい。放出されたＫｅ及び空気は、クロマトグラフィー部８８に移送される。
クロマトグラフィー部８８では、Ｋｒ及び空気にクロマトグラフィーを施すことにより、Ｋｒと空気とを分離させる。分離された空気は大気に開放される。一方、分離されたＫｒは、貯留部８９の貯留タンク９０に移送され、該貯留タンク９０内で長期にわたって貯留される。
なお、Ｘｅ精製部６５で空気と分離されたＸｅを、他のタンクに貯留してもよい。
これによっても、希少価値が高く高価なＸｅを回収しながら、Ｋｒを原子炉格納容器内で長期にわたって貯留することができる。即ち、半減期の長いＫｒを貯留タンク９０で貯留しながら、半減期が短く高価なＸｅを有効活用することができる。
＜第十八実施形態＞
次に第十八実施形態について図２２を参照して説明する。第十八実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十七実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、希ガス膜分離部９２及び貯留部９３を有する。
次に第十八実施形態について図２２を参照して説明する。第十八実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十七実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０、希ガス膜分離部９２及び貯留部９３を有する。
希ガス膜分離部９２は、非凝縮ガスを放射性希ガスと空気とに膜分離する。希ガス膜分離部９２には、移送ライン９２ａを介して非凝縮ガスが導入される。移送ラインには、弁９２ｂ及び送風機９２ｃが設けられている。
希ガス膜分離部９２は、希ガス選択透過性を有する有機膜（シリコンラバー、ポリエチレン、ポリエステル等）や多孔質隔膜（アルミナ等）からなる分離膜が設けられている。
希ガス膜分離部９２は、希ガス選択透過性を有する有機膜（シリコンラバー、ポリエチレン、ポリエステル等）や多孔質隔膜（アルミナ等）からなる分離膜が設けられている。
希ガス膜分離部９２の分離膜を透過した放射性希ガスは、貯留部９３としての貯留タンク９４に移送されて長期にわたって貯留される。一方、希ガス膜分離部９２の分離膜を透過しなかった空気は大気に開放される。
これによっても、非凝縮ガスから空気を除去して残った放射性希ガスのみを貯留部９３に貯留することができるため、貯留部９３の貯留タンク９４を必要以上に大型化する必要はない。したがって、設備全体のコンパクト化を図ることができる。
＜第十九実施形態＞
次に第十九実施形態について図２３を参照して説明する。第十九実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十七実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０及び貯留部１００を有している。
次に第十九実施形態について図２３を参照して説明する。第十九実施形態では、他の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第十七実施形態の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部３０及び貯留部１００を有している。
貯留部１００は、蒸留塔１１０及び貯留タンク１２０を有している。
蒸留塔１１０は、送風機１１２及び弁が設けられた移送ライン１１１を介して分離タンクに接続されている。分離タンクから排出される非凝縮ガスは、弁１１４が開状態とされるとともに送風機１１２が駆動することにより、移送ライン１１１を介して蒸留塔１１０内に導入される。
移送ライン１１１の送風機１１２の下流側には冷却部１１３が設けられている。冷却部１１３は、移送ライン１１１を流通する非凝縮ガスを冷却する。本実施形態の冷却部１１３は、膨張部１１３ａ、熱交換部１１３ｂ及び冷却器１１３ｃを有している。
蒸留塔１１０は、送風機１１２及び弁が設けられた移送ライン１１１を介して分離タンクに接続されている。分離タンクから排出される非凝縮ガスは、弁１１４が開状態とされるとともに送風機１１２が駆動することにより、移送ライン１１１を介して蒸留塔１１０内に導入される。
移送ライン１１１の送風機１１２の下流側には冷却部１１３が設けられている。冷却部１１３は、移送ライン１１１を流通する非凝縮ガスを冷却する。本実施形態の冷却部１１３は、膨張部１１３ａ、熱交換部１１３ｂ及び冷却器１１３ｃを有している。
膨張部１１３ａは非凝縮ガスを断熱膨張させる。膨張部１１３ａとしては非凝縮ガスを膨張させることが可能な周知の構成を採用することができる。熱交換部１１３ｂは、蒸留塔１１０から排出される低温の排出ガスと移送ライン１１１を流通する非凝縮ガスとを熱交換させることで、該非凝縮ガスを冷却する。冷却器１１３ｃは、液体窒素タンク１１３ｄから供給される液体窒素を冷媒として用いて非凝縮ガスを冷却する。液体窒素タンク１１３ｄに代えて液体窒素製造装置を用いてもよい。冷却器１１３ｃとしては、冷凍機であってもよい。冷却部１１３としては種々の構成を採用することができる。
このような冷却器１１３ｃによって、非凝縮ガスはＸｅ及びＫｒを含む放射性希ガスの沸点以下、Ｏ２及びＮ２を含む気体の沸点以上の温度（例えば−１７０℃〜−１６０℃程度）まで冷却される。なお、Ｏ２及びＮ２を含む気体の沸点以下の温度にしてもよい。
このように非凝縮ガスが冷却されることで蒸留塔１１０内の下部には液化した放射性希ガスが貯留される。一方、蒸留塔１１０内の上部にガスとして存在するＯ２及びＮ２は、排出ガスとして放出ライン１１５を介して熱交換部１１３ｂを通過した後に大気に開放される。
蒸留塔１１０の下部に貯留された液化した放射性希ガスは、貯留ライン１２１の弁１２２を開状態とすることで該貯留ライン１２１を介して貯留タンク１２０に導入される。そして、放射性希ガスは当該貯留タンク１２０で長期にわたって貯留される。
以上のように本実施形態でも、非凝縮ガスから空気を分離させて残りの放射性希ガスのみを貯留タンク１２０に貯留する構成のため、大幅な減容化を図ることができ、貯留タンク１２０のコンパクト化を図ることができる。
なお、移送ライン１１１上では、非凝縮ガスに対して、水分除去（例えば加圧、水冷、水吸着）を行ってもよい。また、非凝縮ガスに例えばＣＯ２等のＯ２及びＮ２以外の気体が含まれる場合には、移送ライン１１１上で当該気体を除去してもよい。例えば、ＣＯ２を吸着除去してもよい。また、非凝縮ガスに含まれる炭化水素を例えば触媒酸化を用いて酸化させることで除去してもよい。
また、蒸留塔１１０で下部に貯留された放射性希ガスを原子炉格納容器２に戻してもよい。この場合、放射性希ガスを圧縮してもよい。また、放射性希ガスとともに空気の一部を原子炉格納容器２に戻してもよい。
貯留部１００における蒸留塔１１０に関する各設備は、例えば原子炉格納容器２内の圧力を検出して、当該圧力が所定以上の値となった場合に起動する構成としてもよい。
貯留部１００における蒸留塔１１０に関する各設備は、例えば原子炉格納容器２内の圧力を検出して、当該圧力が所定以上の値となった場合に起動する構成としてもよい。
さらに、非凝縮ガスをＯ２の沸点以下まで冷却した場合には、蒸留塔１１０の下部に貯留される液体の放射性希ガス及び酸素を貯留タンク１２０内に移送してもよい。この場合、貯留タンク１２０では、放射性希ガス及びＯ２を液体の状態で貯留してもよい。また、貯留タンク１２０の容積は、原子炉格納容器２内に元々存在した放射性希ガスとＯ２の液体基準の容積以上とされていることが好ましい。例えば、貯留タンク１２０の容積は、原子炉格納容器２内で気体が存在し得る部分の容積の１／１０００００〜１／１０００の値に設定されていることが好ましい。これにより、貯留タンク１２０の容積が必要以上に増大してしまうことを回避しながら、発生し得る液体の放射性希ガス及びＯ２の全てを貯留することができる。
貯留タンク１２０で放射性希ガスやＯ２を液体で貯留する場合には、該貯留タンク１２０には冷却装置が設ける必要がある。この場合、冷却装置には、例えば１３３Ｘｅが１／１０００に減衰するために必要な期間（５５日分）の冷却能力が備わっていることが好ましい。
また、蒸留塔１１０から抽出される液体のＸｅ及びＫｒから、Ｘｅのみを吸着除去してもよい。これにより、Ｘｅの有効利用を図ることができる。この場合の吸着処理の温度は、室温以下として吸着機能を向上させてもよい。さらに、当該吸着剤の再生を、高温のＮ２を供給することで行ってもよい。吸着剤から放出されたガスは、原子炉格納容器２に戻してもよいし、蒸留塔１１０に関する各ラインに戻してもよい。
さらに、蒸留塔１１０から排出されて放出ライン１１５を流通する排出ガスに含まれるＸｅ及びＫｒを吸着除去してもよい。これにより、排出ガスのＸｅ及びＫｒ濃度の低減を図ることができる。この場合の吸着処理の温度は、室温以下として吸着機能を向上させてもよい。さらに、当該吸着剤の再生を、高温のＮ２を供給することで行ってもよい。吸着剤から放出されたガスは、原子炉格納容器２に戻してもよいし、蒸留塔１１０に関する各ラインに戻してもよい。
第十三実施形態〜第十九実施形態では、蒸気分離部３０の構成を他の実施形態で説明した蒸気分離部に置き換えてもよい。即ち、膜分離や水分吸着を用いて蒸気を分離してもよい。
＜その他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、第一実施形態の変形例として、図２４に示す構成であってもよい。第一実施形態の変形例の放射性ガス処理装置１０は、蒸気分離部１１、第一循環ライン１８及び第一水戻しライン２５を備えており、第一実施形態の蒸気凝縮部２１を備えていない。
この変形例では、原子炉格納容器２内でガスが発生した当初から継続的に分離タンク１２の内で蒸気を凝縮しながら該分離タンク１２内に放射性希ガスを貯留していく。これによっても、蒸気を凝縮し続けて原子炉格納容器２内の減圧を図りながら、放射性希ガスを分離タンク１１内に長期にわたって貯留することができる。
この変形例では、原子炉格納容器２内でガスが発生した当初から継続的に分離タンク１２の内で蒸気を凝縮しながら該分離タンク１２内に放射性希ガスを貯留していく。これによっても、蒸気を凝縮し続けて原子炉格納容器２内の減圧を図りながら、放射性希ガスを分離タンク１１内に長期にわたって貯留することができる。
１ 原子炉設備
２ 原子炉格納容器
３ 放射性物質処理システム
４ フィルタベント
１０ 放射性ガス処理装置
１１ 蒸気分離部
１１ａ 配管
１１ｂ 配管
１２ 分離タンク
１３ 分離タンク本体
１３ａ 排水口
１３ｂ 給水口
１４ 散気装置
１４ａ ヘッダ管
１４ｂ 曲がり管
１５ 衝突板
１６ 堰部
１７ 散水装置
１８ 第一循環ライン
１８ａ 弁
２０ａ ポンプ
２０ｂ 冷却器
２１ 蒸気凝縮部
２２ 凝縮タンク
２３ 第二循環ライン
２３ａ 弁
２４ 切替部
２４ａ 弁
２４ｂ 弁
２４ｃ 弁制御部
２５ 第一水戻しライン
２５ａ 弁
２６ 第二水戻しライン
２６ａ 弁
２７ ポンプ
２８ 排出ライン
３０ 蒸気分離部
３１ 分離タンク
３１ａ 導入管
３３ 循環ライン
３３ａ ポンプ
３３ｂ 冷却器
３４ 水戻しライン
３４ａ 弁
３４ｂ ポンプ
３５ ガス戻しライン
３５ａ 弁
３５ｂ 送風機
３５ｃ 気液分離弁
３５ｄ 水回収ライン
３６ 蒸気分離部
３７ 収容タンク
３７ａ 導入管
３８ 熱交換器
３９ 冷媒供給ライン
３９ａ ポンプ
４０ 冷媒排出ライン
４１ 第一チューブ群
４１ａ チューブ
４２ 第二チューブ群
４２ａ チューブ
４３ スパージャリング
４３ａ 噴出孔
４４ 蒸気分離部
４５ 収容タンク
４５ａ 導入管
４６ 熱交換器
４６ａ 上部ヘッダ
４６ｂ チューブ
４６ｃ 下部ヘッダ
４７ 冷媒供給ライン
４７ａ ポンプ
４８ 冷媒排出ライン
４９ 蒸気分離部
５０ シェルアンドチューブ型熱交換器
５０ａ 導入管
５１ 蒸気分離部
５２ 熱交換器
５２ａ 導入管
５３ 煙突
５４ 戻しライン
５５ 蒸気分離部
５６ 気液分離膜
５６ａ 導入管
５８ 希ガス分離部
５８ａ 接続管
６０ 蒸気分離部
６１ 水分吸着部
６１ａ 導入管
６２ 冷却器
６４ 希ガス分離部
６４ａ 接続管
６４ｂ 弁
６４ｃ コンプレッサ
６５ Ｘｅ精製部
６９ 貯留部
７０ 貯留タンク
７０ａ 移送ライン
７０ｂ 弁
７１ 圧縮機
７２ 還流ライン
７２ａ 弁
７４ 貯留部
７５ 貯留バルーン
７５ａ 内側バルーン
７５ｂ 外側バルーン
７６ 建屋
７７ 希ガス導入管
７７ａ 弁
７８ 空気導入管
７８ａ 弁
７８ｂ 送風機
８０ 貯留部
８１ 希ガス吸着塔
８０ａ 移送ライン
８１ａ 液体窒素タンク
８２ 冷却部
８３ 貯留部
８４ 放出ライン
８４ａ 弁
８５ 貯留タンク
８５ａ 貯留ライン
８５ｂ 弁
８５ｃ 真空ポンプ
８６ 送風機
８８ クロマトグラフィー部
８９ 貯留部
９０ 貯留タンク
９２ 希ガス膜分離部
９２ａ 移送ライン
９２ｂ 弁
９２ｃ 送風機
９３ 貯留部
９４ 貯留タンク
１００ 貯留部
１１０ 蒸留塔
１１１ 移送ライン
１１２ 送風機
１１３ 冷却部
１１３ａ 膨張部
１１３ｂ 熱交換部
１１３ｃ 冷却器
１１３ｄ 液体窒素タンク
１１４ 弁
１１５ 放出ライン
１２０ 貯留タンク
１２１ 貯留ライン
１２２ 弁
２ 原子炉格納容器
３ 放射性物質処理システム
４ フィルタベント
１０ 放射性ガス処理装置
１１ 蒸気分離部
１１ａ 配管
１１ｂ 配管
１２ 分離タンク
１３ 分離タンク本体
１３ａ 排水口
１３ｂ 給水口
１４ 散気装置
１４ａ ヘッダ管
１４ｂ 曲がり管
１５ 衝突板
１６ 堰部
１７ 散水装置
１８ 第一循環ライン
１８ａ 弁
２０ａ ポンプ
２０ｂ 冷却器
２１ 蒸気凝縮部
２２ 凝縮タンク
２３ 第二循環ライン
２３ａ 弁
２４ 切替部
２４ａ 弁
２４ｂ 弁
２４ｃ 弁制御部
２５ 第一水戻しライン
２５ａ 弁
２６ 第二水戻しライン
２６ａ 弁
２７ ポンプ
２８ 排出ライン
３０ 蒸気分離部
３１ 分離タンク
３１ａ 導入管
３３ 循環ライン
３３ａ ポンプ
３３ｂ 冷却器
３４ 水戻しライン
３４ａ 弁
３４ｂ ポンプ
３５ ガス戻しライン
３５ａ 弁
３５ｂ 送風機
３５ｃ 気液分離弁
３５ｄ 水回収ライン
３６ 蒸気分離部
３７ 収容タンク
３７ａ 導入管
３８ 熱交換器
３９ 冷媒供給ライン
３９ａ ポンプ
４０ 冷媒排出ライン
４１ 第一チューブ群
４１ａ チューブ
４２ 第二チューブ群
４２ａ チューブ
４３ スパージャリング
４３ａ 噴出孔
４４ 蒸気分離部
４５ 収容タンク
４５ａ 導入管
４６ 熱交換器
４６ａ 上部ヘッダ
４６ｂ チューブ
４６ｃ 下部ヘッダ
４７ 冷媒供給ライン
４７ａ ポンプ
４８ 冷媒排出ライン
４９ 蒸気分離部
５０ シェルアンドチューブ型熱交換器
５０ａ 導入管
５１ 蒸気分離部
５２ 熱交換器
５２ａ 導入管
５３ 煙突
５４ 戻しライン
５５ 蒸気分離部
５６ 気液分離膜
５６ａ 導入管
５８ 希ガス分離部
５８ａ 接続管
６０ 蒸気分離部
６１ 水分吸着部
６１ａ 導入管
６２ 冷却器
６４ 希ガス分離部
６４ａ 接続管
６４ｂ 弁
６４ｃ コンプレッサ
６５ Ｘｅ精製部
６９ 貯留部
７０ 貯留タンク
７０ａ 移送ライン
７０ｂ 弁
７１ 圧縮機
７２ 還流ライン
７２ａ 弁
７４ 貯留部
７５ 貯留バルーン
７５ａ 内側バルーン
７５ｂ 外側バルーン
７６ 建屋
７７ 希ガス導入管
７７ａ 弁
７８ 空気導入管
７８ａ 弁
７８ｂ 送風機
８０ 貯留部
８１ 希ガス吸着塔
８０ａ 移送ライン
８１ａ 液体窒素タンク
８２ 冷却部
８３ 貯留部
８４ 放出ライン
８４ａ 弁
８５ 貯留タンク
８５ａ 貯留ライン
８５ｂ 弁
８５ｃ 真空ポンプ
８６ 送風機
８８ クロマトグラフィー部
８９ 貯留部
９０ 貯留タンク
９２ 希ガス膜分離部
９２ａ 移送ライン
９２ｂ 弁
９２ｃ 送風機
９３ 貯留部
９４ 貯留タンク
１００ 貯留部
１１０ 蒸留塔
１１１ 移送ライン
１１２ 送風機
１１３ 冷却部
１１３ａ 膨張部
１１３ｂ 熱交換部
１１３ｃ 冷却器
１１３ｄ 液体窒素タンク
１１４ 弁
１１５ 放出ライン
１２０ 貯留タンク
１２１ 貯留ライン
１２２ 弁
散気装置１４は、分離タンク本体１３内で上記配管１１ａの下流側の端部に接続されている。散気装置１４は、分離タンク１２内の下部から処理ガスを散気する。散気装置１４は、図２〜図４に示すようにヘッダ管１４ａ及び複数の曲がり管１４ｂを有する。
ヘッダ管１４ａは、フィルタベント４と分離タンク１２とを接続する配管１１ａの下流側の端部に連通するように接続されており、水平方向に延びている。本実施形態では、ヘッダ管１４ａは分離タンク本体１３内の排水口１３ａの上方で、該排水口１３ａを外周側から囲うように鉛直軸線回りに延びる環状をなしている。
ヘッダ管１４ａは、フィルタベント４と分離タンク１２とを接続する配管１１ａの下流側の端部に連通するように接続されており、水平方向に延びている。本実施形態では、ヘッダ管１４ａは分離タンク本体１３内の排水口１３ａの上方で、該排水口１３ａを外周側から囲うように鉛直軸線回りに延びる環状をなしている。
蒸気凝縮部２１は、凝縮タンク２２、第二循環ライン２３及び第二水戻しライン２６を有する。
凝縮タンク２２は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する配管１１ｂに接続されている。凝縮タンク２２の容積は、分離タンク１２の容積よりも小さい。該配管１１ｂの下流側の端部には、上記散気装置１４が設けられていてもよい。凝縮タンク２２内には、所定の水位で水が貯留されている。
凝縮タンク２２は、フィルタベント４からの処理ガスが流通する配管１１ｂに接続されている。凝縮タンク２２の容積は、分離タンク１２の容積よりも小さい。該配管１１ｂの下流側の端部には、上記散気装置１４が設けられていてもよい。凝縮タンク２２内には、所定の水位で水が貯留されている。
以下、第一実施形態の作用効果について説明する。
原子炉格納容器２内でガスが発生し、当該原子炉格納容器２内の圧力がある程度上昇すると、当該ガスが原子炉格納容器２内からフィルタベント４へ放出される。放出された当初は、ガスには放射性希ガスが含まれる。フィルタベント４を通過して排出された処理ガスは、切替部２４によって蒸気分離部１１の分離タンク１２へと導入される。
原子炉格納容器２内でガスが発生し、当該原子炉格納容器２内の圧力がある程度上昇すると、当該ガスが原子炉格納容器２内からフィルタベント４へ放出される。放出された当初は、ガスには放射性希ガスが含まれる。フィルタベント４を通過して排出された処理ガスは、切替部２４によって蒸気分離部１１の分離タンク１２へと導入される。
分離タンク１２に導入された処理ガスは、分離タンク本体１３内の水面下で散気装置１４によって分離タンク本体１３内に散気される。この過程で、処理ガスの一部の蒸気が凝縮する。また、分離タンク本体１３内には、第一循環ライン１８によって、排水口１３ａから排出された水が冷却器２０ｂで冷却された後に分離タンク本体１３内の上端から散水装置１７を介して散水される。これによって、分離タンク本体１３内の気相に存在する蒸気が凝縮され、処理ガスの減容化を図ることができる。凝縮された蒸気は、分離タンク本体１３内に貯留される。一方で、空気及び放射性希ガスを含む非凝縮ガスは、分離タンク本体１３内で気相として貯留される。分離タンク本体１３内の水位がある程度上昇した際には、分離タンク本体１３内の水は第一水戻しライン２５を介して原子炉格納容器２内に移送される。
このように分離タンク１２に処理ガスが導入されることで、原子炉格納容器２内の圧力は徐々に低下する。
このように分離タンク１２に処理ガスが導入されることで、原子炉格納容器２内の圧力は徐々に低下する。
ガス戻しライン３５は、分離タンク３１の非凝縮ガスを原子炉格納容器２内に戻すためのラインである。ガス戻しライン３５は、一端が分離タンク３１内に接続され、他端が原子炉格納容器２内に接続されている。
ガス戻しライン３５には、開閉可能な弁３５ａが設けられている。ガス戻しライン３５における弁３５ａよりも原子炉格納容器２側には、送風機３５ｂが設けられている。送風機３５ｂは、分離タンク３１側から原子炉格納容器２側に向かって送風を行えるように構成されている。ガス戻しライン３５上における弁３５ａと送風機３５ｂとの配列はこの逆であってもよい。
ガス戻しライン３５には、開閉可能な弁３５ａが設けられている。ガス戻しライン３５における弁３５ａよりも原子炉格納容器２側には、送風機３５ｂが設けられている。送風機３５ｂは、分離タンク３１側から原子炉格納容器２側に向かって送風を行えるように構成されている。ガス戻しライン３５上における弁３５ａと送風機３５ｂとの配列はこの逆であってもよい。
一方、分離タンク３１内に存在する放射性希ガスを含む非凝縮ガスは、ガス戻しライン３５の弁３５ａを開状態とするとともに送風機３５ｂが駆動することで、該ガス戻しライン３５を介して原子炉格納容器２内に移送される。このように原子炉格納容器２に戻された放射性希ガスは、当該原子炉格納容器２を貯留タンクとして長期にわたって貯留される。一部の放射性希ガスは、再度、蒸気及び空気とともにフィルタベントを介して放射性ガス処理装置１０に導入される。このように、放射性希ガスが循環する過程で、蒸気が水に凝縮することで減容化され、原子炉格納容器２内の圧力上昇が継続的に抑制される。
内側バルーン７５ａの内部には、希ガス導入管７７を介して、蒸気分離部３０で蒸気と分離された非凝縮ガスが導入される。希ガス導入管７７には、弁７７ａが設けられている。弁７７ａが閉状態から開状態とされることで、内側バルーン７５ａ内に非凝縮ガスが導入されるように構成されている。
その後、開放ライン８４の弁８４ａを閉状態とするとともに貯留ライン８５ａの弁８５ｂを開状態とし、真空ポンプ８５ｃを駆動させると、希ガス吸着塔８１内が減圧されることで希ガス吸着材に吸着されていた放射性希ガスが放出される。当該放射性希ガスは、貯留ライン８５ａを介して貯留タンク８５に導入される。そして、放射性希ガスは放射線量が十分に低減されるまで、貯留タンク８５内で長期にわたって貯留される。
Claims (30)
- 原子炉格納容器に接続されたフィルタベントから排出される処理ガスを処理する放射性ガス処理装置であって、
前記処理ガスを、放射性希ガスを含む非凝縮ガスと蒸気とに分離する蒸気分離部を有する放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
前記フィルタベントから前記処理ガスが導入されて前記蒸気を凝縮するとともに前記非凝縮ガスを貯留可能な分離タンクと、
前記分離タンクで前記蒸気が凝縮することで生成された水を前記原子炉格納容器内に戻す第一水戻しラインと、
を有する請求項１に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記フィルタベントから前記処理ガスが導入可能とされて前記蒸気を凝縮可能な凝縮タンクと、前記凝縮タンク内で前記蒸気が凝縮することで生成された水を前記原子炉格納容器内に戻す第二水戻しラインと、を有する蒸気凝縮部と、
前記フィルタベントから排出された前記処理ガスを、前記分離タンクと前記凝縮タンクとのいずれか一方に選択的に導入する切替部と、
をさらに備える請求項２に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、前記分離タンク内の水を、前記分離タンクの外部で冷却して前記分離タンク内の上部に戻す第一循環ラインを有し、
前記蒸気凝縮部は、前記凝縮タンク内の水を、前記凝縮タンクの外部で冷却して前記凝縮タンク内の上部に戻す第二循環ラインを有する請求項３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部で分離された前記非凝縮ガス及び前記蒸気のうち少なくとも前記非凝縮ガスを前記原子炉格納容器内に戻す戻しラインをさらに備える請求項１に記載の放射性ガス処理装置。
- 前記蒸気分離部は、
前記フィルタベントから前記処理ガスが導入されて前記蒸気を凝縮する分離タンクを有し、
前記分離タンク内の水を前記分離タンクの外部で冷却して前記分離タンク内に戻す循環ラインをさらに備える請求項５に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
前記処理ガスが内部に導入される収容タンクと、
該収容タンク内に収容されて、外部から供給される冷媒が流通して前記収容タンク内の前記処理ガスと熱交換することで前記蒸気を凝縮する熱交換器と、
を有する請求項５に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記熱交換器は、
上下方向に延びて内部を前記冷媒が流通するとともに環状に配置された複数のチューブからなる第一チューブ群と、
上下方向に延びて内部を前記冷媒が流通するとともに、前記第一チューブ群の外周側で環状に配置された複数のチューブからなる第二チューブ群と、
を有し、
前記蒸気分離部は、
前記処理ガスを、前記収容タンク内における前記第一チューブ群と前記第二チューブ群との間に供給するスパージャリングを有する請求項７に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
前記処理ガスが内部を流通し、該処理ガスと外部から供給される冷媒とを熱交換をさせることで前記蒸気を凝縮させる熱交換器である請求項５に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
前記フィルタベントから供給される前記処理ガスを、前記放射性希ガスを含む前記非凝縮ガスと水分とに分離する気液分離膜である請求項５に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
吸着剤によって水分を吸着することで、前記フィルタベントから供給される前記処理ガスを前記放射性希ガスを含む前記非凝縮ガスと水分とに分離させる水分吸着部である請求項５に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部で分離した前記非凝縮ガスを、互いに異なる複数の前記放射性希ガスに分離する希ガス分離部をさらに備え、
前記戻しラインは、
複数の前記放射性希ガスのうちの一部の前記放射性希ガスのみを前記原子炉格納容器に戻す請求項６、１０及び１１のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部で分離された非凝縮ガスが導入されて、該非凝縮ガスにおける少なくとも前記放射性希ガスを貯留する貯留部をさらに備える請求項１に記載の放射性ガス処理装置。
- 前記貯留部は、前記非凝縮ガスを貯留する貯留タンクを有し、
前記非凝縮ガスを圧縮して前記貯留タンクに導入する圧縮機をさらに備える請求項１３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記貯留部は、
伸縮可能とされて内部に前記非凝縮ガスが導入される内側バルーン、及び、伸縮可能とされて前記内側バルーンを囲うとともに該内側バルーンとの間に外部から気体が導入される外側バルーンを有する貯留バルーンを備える請求項１３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記貯留部は、
内部に前記放射性希ガスを吸着する希ガス吸着材を収容した希ガス吸着塔を有する請求項１３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記希ガス吸着塔に導入される前記非凝縮ガスを冷却する冷却部をさらに有する請求項１６に記載の放射性ガス処理装置。
- 前記希ガス吸着塔は、前記非凝縮ガスのうち前記希ガス吸着材に吸着されないガスを外部に放出する放出弁を有し、
前記希ガス吸着塔内を減圧する真空ポンプをさらに備え、
前記貯留部は、該真空ポンプによって減圧されることで前記希ガス吸着材から放出された前記放射性希ガスを貯留する貯留タンクをさらに有する請求項１６に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部で分離した前記非凝縮ガスを、互いに異なる複数の前記放射性希ガスに分離する希ガス分離部をさらに備え、
前記貯留部は、複数の前記放射性希ガスのうちの一部の前記放射性希ガスのみを貯留する貯留タンクを有する請求項１３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部で分離した前記非凝縮ガスから前記放射性希ガスを膜分離する希ガス膜分離部をさらに備え、
前記貯留部は、希ガス膜分離部によって膜分離された前記放射性希ガスを貯留する貯留タンクを有する請求項１３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記貯留部は、
前記蒸気分離部で分離された前記非凝縮ガスを冷却する冷却部と、
冷却された前記非凝縮ガスを蒸留することで、前記放射性希ガス以外のガスを除去する蒸留塔と、
を有する請求項１３に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
前記フィルタベントから前記処理ガスが導入されて前記蒸気を凝縮する分離タンクを有し、
前記分離タンク内の水を、前記分離タンクの外部で冷却して前記分離タンク内に戻す循環ラインをさらに備える請求項１３から２１のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
前記フィルタベントから供給される前記処理ガスを、前記放射性希ガスを含む前記非凝縮ガスと水分とに分離する気液分離膜である請求項１３から２１のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記蒸気分離部は、
吸着剤によって水分を吸着することで、前記フィルタベントから供給される前記処理ガスを前記放射性希ガスを含む前記非凝縮ガスと水分とに分離させる水分吸着部である請求項１３から２１のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記分離タンクは、前記フィルタベントからの前記処理ガスを前記分離タンク内の水に散気する散気装置を有し
該散気装置は、
水平方向に延びるヘッダ管と、
該ヘッダ管の上部に該ヘッダ管内と連通するように接続されて、該ヘッダ管から上方に向かって延びて下方に向かって湾曲して水面下で開口する曲がり管と、
を有する請求項２〜４、６及び２２のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記分離タンクは、
前記曲がり管の水面下の開口に下方から対向する衝突板をさらに有する請求項２５に記載の放射性ガス処理装置。 - 前記分離タンクは、
該分離タンクの下端の排水孔の上方で、該排水孔を外周側から囲うように上方に延びる筒状をなす堰部をさらに有する請求項２〜４、６、２２、２５及び２６のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置。 - 請求項１から２７のいずれか一項に記載の放射性ガス処理装置と、
前記フィルタベントと、
を備える放射性物質処理システム。 - 請求項２８に記載の放射性物質処理システムと、
前記原子炉格納容器と、
を有する原子炉設備。 - 原子炉格納容器に接続されたフィルタベントから排出される処理ガスを処理する放射性ガス処理方法であって、
前記処理ガスを、放射性希ガスを含む非凝縮ガスと蒸気とに分離する蒸気分離工程を含む放射性ガス処理方法。
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