JP3101108B2 - 非常用ガス処理系 - Google Patents

非常用ガス処理系

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JP3101108B2
JP3101108B2 JP04344315A JP34431592A JP3101108B2 JP 3101108 B2 JP3101108 B2 JP 3101108B2 JP 04344315 A JP04344315 A JP 04344315A JP 34431592 A JP34431592 A JP 34431592A JP 3101108 B2 JP3101108 B2 JP 3101108B2
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大量の放射性物質を内
蔵する原子力プラント又は燃料再処理プラントに対し
て、過大な事故時においても放射性物質が環境に放出さ
れることを抑制する非常用ガス処理系に係るものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来技術の例は、「原子炉安全工学、村
主進」のPP23から35に紹介されている。
【0003】図2に従来技術の一例を示す。
【0004】非常用ガス処理系は、冷却材喪失事故時等
の過大な事故時に発生して原子炉格納容器5内に保持さ
れた気体状及び粒子状の放射性物質と、事故以前より原
子炉格納容器5内の存在していた気体状の非放射性物質
と、を隔離弁6の開並びにブロワ7の作動によりフィル
タ8に搬送する。フィルタ8では、気体状及び粒子状の
放射性物質が除去され、気体状の非放射性物質は排気筒
4に送られる。
【0005】沸騰水型原子炉では、この非常用ガス処理
系のほか、気体廃棄物処理系及び液体廃棄物処理系など
が設けられている。
【0006】気体廃棄物処理系は、復水器1内の気体状
の放射性物質及び気体状の非放射性物質を空気抽出器2
を用いて抽出し活性炭式ガス捕集装置3で気体状の放射
性物質が除去され、気体状の非放射性物質は排気筒4に
送られる。
【0007】液体廃棄物処理系はドレン9によって集め
られた廃液を収集槽又は収集タンク10に保管する。収
集槽又は収集タンク10に保管されている廃液は、逐時
に移送ポンプ11によって脱塩装置12に送られ放射性
物質を含む塩基性物質を除去した後に、放水される。
【0008】この従来技術では、原子炉格納容器5内に
存在する各種の放射性物質をフィルタ8で捕集する必要
がある為に、フィルタ8に高い捕集効率を確保しなけれ
ばならなかった。また高い捕集効率を確保するには、コ
スト的にも高価なものとなっていた。
【0009】図3に示す従来技術では、過大な事象にお
いては原子炉格納容器5内の気体状および粒子状の放射
性物質を隔離弁18を開放することにより、水など溶媒
を有した圧力容器19へ導き、ここで水溶性の放射性物
質を除去し、除湿器21を介して排気筒4に送る。
【0010】この従来技術では水溶性以外の放射性物質
の除去能力が低いため、除去効率の高い設備の追加を要
し、コスト的にも高価なものとなっていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、復水器
からの気体状の放射性物質を気体廃棄物処理系で除去
し、ドレンからの液体状の放射性物質を液体廃棄物処理
系で除去している。これら廃棄物処理系とは別に、原子
炉格納容器内で発生する各種の放射性物質を除去する為
に非常用ガス処理系が設けられていた。この為に非常用
ガス処理系には、水溶性及び水和性の物質を含め、多種
の気体状及び粒子状の放射性物質を除去する高性能のフ
ィルタを設ける必要があった。この為に、コスト的にも
高価なものとなっていた。また、水溶性及び水和性の放
射性物質を除去する従来技術もあったが、設備的に新た
な追加であること並びに水溶性及び水和性以外の除去を
達成する追加機能の検討も必要である為に、設置上も困
難で、かつコスト的にも高価なものとなっていた。
【0012】本発明では、原子炉格納容器内で発生する
各種の放射性物質を高い捕集効果で除去するとともに、
捕集後の廃棄物処理が容易であることを目的としてい
る。また、上記の目的のほか、同様な機能を有する系統
との共用により形容の製作コストを低減し得ることを目
的としている。さらに、放射性物質の捕集時に予測され
る荷重条件を低減し、設備の製作コストを低減し得るこ
とを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】原子炉格納容器内に発生
した気体状又は粒子状の放射性物質及び非放射性物質を
タンク内に貯蔵した水などの溶媒内に通し、水溶性及び
水和性の物質と気体に分離する。ここで溶媒中に捕集さ
れた物質を液体廃棄物処理系で処理することにより、非
常用ガス処理系の処理内容を低減することが可能とな
る。また、これらタンクとして液体廃棄物処理系の収集
槽又は収集タンクを共用することが考えられる。さら
に、水溶性及び水和性の物質が捕集された後の気体を、
気体廃棄物処理系の活性炭式ガス捕集装置で処理するこ
とにより、非常用ガス処理系のフィルタの設置を不要と
することができる。
【0014】タンクあるいは収集槽及び収集タンクに冷
却系を設け、溶媒温度を沸点より十分に低い温度に維持
し、水溶性及び水和性物質の捕集効果を確保する。ま
た、原子炉格納容器からタンク並びに収集槽及び収集タ
ンクに噴出される気体状及び粒子状物質の圧力の高い場
合を考え、溶媒内の噴出口に多孔の排気管を設け、タン
ク並びに収集槽及び収集タンクに加わる荷重を低減す
る。あるいは、原子炉格納容器の隔離弁に原子炉格納容
器の減圧率が所定設計圧力の値を上回らない制御機構を
設け、急激な開弁に伴う過大な荷重を回避する。
【0015】
【作用】原子炉格納容器内で発生した気体状及び粒子状
の放射性物質の中で水溶性及び水和性の放射性物質は、
タンク内の水などの溶媒に捕集される。この為に、原子
炉格納容器内で発生した水溶性及び水和性の放射性物質
は、廃液の形で液体廃棄物処理系で処理可能となる。一
方、タンクを通過した後は、気体状の放射性物質が残り
気体廃棄物処理系で処理可能となる。
【0016】タンク内の溶媒に捕集された水溶性及び水
和性の放射性物質は、溶媒温度の上昇に伴う沸騰によっ
て蒸発あるいは拡散する場合がある。これを防ぐ為に、
冷却系を設け、溶媒の温度を沸点以下に維持すること
で、捕集効果が持続される。
【0017】タンク内の噴出部に多孔の排気管を設ける
ことにより、噴出面積の向上に伴う水溶性及び水和性の
放射性物質の捕集効果が向上するのみならず、噴出圧力
の分散に伴う、噴出時のタンク壁への荷重を低減するこ
とができる。さらに、原子炉格納容器の圧力を検知し、
その減圧率が所定設計圧力の値を下回るよう原子炉格納
容器の隔離弁を開放する制御系を設け、タンク壁に加わ
る荷重を任意の値以下に抑制できる。
【0018】
【実施例】図1に本発明の実施例の一例を示す。
【0019】原子炉格納容器5と非常用ガス処理系を隔
離する隔離弁6、ブロワ7及びフィルタ8で構成されて
いる非常用ガス処理系において、原子炉格納容器5とフ
ィルタ8の間にタンク13を設け、タンク13内に水な
どの溶媒を貯蔵する。タンク13内の溶媒は、弁15を
介して、ドレン9の廃液を受ける収集槽又は収集タンク
10、移送ポンプ11及び脱塩装置12から構成されて
いる液体廃棄物処理系に接続されている。原子炉格納容
器5から排気された気体状及び粒子状の物質は、タンク
13内の溶媒内を通過する。14は多孔の排気管であ
る。これにより、水溶性及び水和性の物質は、溶媒中に
捕集され、収集槽及び収集タンク10、移送ポンプ11
及び脱塩装置12から構成されている液体廃棄物処理系
で処理可能となっている。タンク13の溶媒で捕集され
ない気体状の物質は、ブロワ7を介してフィルタ8に捕
集される。最後に残る気体状の非放射性物質は、排気筒
4を介して大気中の放出される。
【0020】本発明の採用により、原子炉格納容器5内
で発生する気体状及び粒子状の反射性物質の中で水溶性
及び水和性の放射性物質が液体廃棄物処理系で処理可能
となる。この為に、従来の非常用ガス処理系で処理して
いた気体状及び粒子状の放射性物質の中で水溶性及び水
和性の放射性物質が非常用ガス処理系に移送される以前
に除去されることから、非常用ガス処理系のブロワ7や
フィルタ8の容量が大幅に低減可能となる。
【0021】図4にタンク13の冷却系の一例を示す。
タンク13の溶媒の蒸発に伴う水溶性及び水和性の放射
性物質の捕集能力の低下を回避する為に、タンク13内
の溶媒を冷却する冷却系16、タンク13内の溶媒温度
を計測する温度計22及び制御系23を設ける。制御系
23の制御方式としては、タンク13内の溶媒温度が沸
点T3 に達することを阻止する為に、所定の設定温度T
1 で冷却系16を起動又は停止する制御方式1と、所定
の設定温度T1 とT2 間で冷却系16の系統温度を増減
させる制御方式2とが考えられる。
【0022】本冷却系の採用により、タンク13内の溶
媒温度が上昇するような状態下においても安定した捕集
効果が得られるようになる。
【0023】図5に減圧系を設けた一例を示す。タンク
13内の噴出部には、多孔の排気管14を設ける。これ
により、水溶性及び水和性の放射性物質を溶媒内へ広範
囲に噴出することが可能となり、捕集効率の向上が得ら
れた。また、多孔の排気管14を設けることにより、原
子炉格納容器5の気体状及び粒子状の物質が噴出する際
にタンク13の壁に加わる荷重を低減することが可能と
なった。さらに、タンク13の壁に加わる荷重を抑制す
る為に、原子炉格納容器5に設けた圧力計24に制御系
25を設け、隔離弁6の開度を制御する。制御系25
は、タンク13の壁に加わる荷重を設計荷重以下に抑制
するために次式で示される制御特性を有する。
【0024】
【数2】
【0025】で圧力計24で検知される。また、Aは、
所定の設定値で、正の値となる。
【0026】図6に給気系を設けた一例を示す。原子炉
格納容器5が上記雰囲気の状態では、蒸気の凝縮に伴い
原子炉格納容器5内の圧力が低下する。過大な低下に際
しては、真空破壊弁28が開弁し原子炉格納容器5内が
負圧となることを阻止する。一方、微かな圧力の低下に
対しては、N2 ガスボンベ27から制御弁26を介して
不活性ガスを供給する。不活性ガスの供給に際しては圧
力計24の信号に基づき制御系25を介し次式の範囲で
制御する。
【0027】設計負圧力≦供給圧力≦設計正圧力 図7に本発明の他の実施例を示す。本例では、非常用ガ
ス処理系のフィルタの代りに、復水器1から気体状の物
質を搬出する空気抽出器2、活性炭式ガス捕集装置3か
ら構成される気体廃棄物処理系の活性炭式ガス処理装置
を用いている。ここでは非常用ガス処理系と気体廃棄物
処理系の系統を分離する為に、弁17を設けている。本
実施例により非常用ガス処理系のフィルタを削除するこ
とが可能となった。
【0028】図8に本発明の他の実施例を示す。本実施
例では、溶媒を貯蔵したタンクの代りに、液体廃棄物処
理系の収集槽又は収集タンク10を用いる。これによ
り、非常用ガス処理系に設けたタンクが削除できるとと
もに、非常用ガス処理系と液体廃棄物処理系を分離して
いた弁を削除することが可能となった。
【0029】図9に本発明の他の実施例を示す。本例
は、本発明の前述の2つの例を組み合わせたものであ
る。原子炉格納容器5で発生した気体状及び粒子状の物
質は、隔離弁6を介し、液体廃棄物処理系の収集槽又は
収集タンク10に噴出される。水溶性及び水和性の物質
は、収集槽又は収集タンク10内の水で捕集され、液体
廃棄物処理系で処理される。一方、気体状の物質は、収
集槽又は収集タンク10の上部からブロワ7及び弁17
を介して気体廃棄物処理系の活性炭式ガス処理装置3で
処理される。最終的に、気体状の非放射性物質は、排気
筒4から大気中へ放出される。
【0030】本実施例の採用により、非常用ガス処理系
の捕集効率を劣化されることをなく、系統の大幅な削減
が可能となった。
【0031】
【発明の効果】本発明の採用によれば、従来の非常用ガ
ス処理系の持つ気体状及び粒子状の放射性物質の捕集効
率を劣化させることなく系統の大幅な削減を達成するこ
とが可能となった。また、液体廃棄物処理系及び気体廃
棄物処理系を用いて廃液及び廃気の処理が容易となり、
放射性物質が確実に処理可能となった。さらに、冷媒を
貯蔵するタンクにおいて冷却系や多孔の排気管の採用に
より放射性物質の捕集効果を安定かつ確実に確保可能と
し、また、減圧系又は多孔の排気管の採用により、タン
ク、収集槽又は収集タンクに加わる荷重を大幅に低減す
ることが可能となった。
【0032】以上の効果により、非常用ガス処理系の簡
略化及び共用化に伴う設計や製作コストの大幅な低減が
得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す。
【図2】従来技術の一例を示す。
【図3】従来技術の一例を示す。
【図4】本発明の一実施例の制御系を示す。
【図5】本発明の一実施例の制御系を示す。
【図6】本発明の一実施例の制御系を示す。
【図7】本発明の他の実施例を示す。
【図8】本発明の更に他の実施例を示す。
【図9】本発明の更に他の実施例を示す。
【符号の説明】
1…復水器 2…空気抽出器 3…活性炭式ガス捕集装置 4…排気筒 5…原子炉格納容器 6…隔離弁 7…ブロワ 8…フィルタ 9…ドレン 10…収集槽又は
収集タンク 11…移送ポンプ 12…脱塩装置 13…タンク 14…多孔の排気
管 15…弁 16…冷却系 17…弁 18…隔離弁 19…圧力容器 20…パイプ 21…除湿器 22…温度計 23…制御系 24…圧力計 25…制御系 26…制御弁 27…N2 ボンベ 28…真空破壊弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宍戸弘克 茨城県日立市幸町1丁目22番1号(朝日 生命ビル) 茨城日立情報サービス株式 会社内 (72)発明者 鈴木博志 茨城県日立市幸町1丁目22番1号(朝日 生命ビル) 茨城日立情報サービス株式 会社内 (72)発明者 堀内哲男 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (56)参考文献 特開 平4−344495(JP,A) 特開 平4−238293(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21F 9/02 G21C 9/00 G21D 3/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷媒材喪失事故等の過大な事故以後に発
    生して原子炉格納容器内に保持された気体状及び粒子状
    の放射性物質と気体状の非放射性物質とをブロワを介し
    て原子炉格納容器外に排気し、気体状及び粒子状の放射
    性物質をフィルタで捕集した後に、気体状の非放射性物
    質を排気筒から放出する非常用ガス処理系であって
    原子炉格納容器と前記フィルタの間に溶媒を貯蔵した
    タンクを設け、前記放射性物質及び前記非放射性物質を
    前記タンク内の溶媒中に噴出させた後に、該タンク上部
    の気相部から前記フィルタに移送する系統と、上記タン
    ク内の溶媒を液体廃棄物処理系に移送する系統を設け
    てなる非常用ガス処理系において、 前記溶媒を貯蔵したタンクの代りに、液体廃棄物処理系
    の収集槽又は収集タンクを用い、かつ溶媒として該収集
    槽又は収集タンク内の廃液を用いる ことを特徴とする非
    常用ガス処理系。
  2. 【請求項2】 前記フィルタの代りに、気体廃棄物処理
    系の活性炭式ガス捕集装置を用いることを特徴とする請
    求項1記載の非常用ガス処理系。
  3. 【請求項3】 前記収集槽又は収集タンク内の溶媒とし
    て用いる廃液の温度を沸点以下に維持する冷却系を設け
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の非常用ガス処
    理系。
  4. 【請求項4】 前記収集槽又は収集タンクにおいて放射
    性物質及び非放射性物質を噴出する排気口に多孔の排気
    を設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の非常
    用ガス処理系。
  5. 【請求項5】 前記原子炉格納容器の出口にある隔離弁
    の開度を該原子炉格納容器内の圧力に従って制御する制
    御系を設け、かつその制御系は、前記原子炉格納容器の
    単位時間当りの圧力低下を下式の如く制御することを特
    徴とする請求項1又は2記載の非常用ガス処理系。 【数1】
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