JP6679596B2 - 原子力設備における過酷事故時に使用するための換気システムおよびその運転方法 - Google Patents

Description

原子力発電所における事故または災害状況下ではその時の事故状況および場合によって導入された対策に応じて放射性核分裂生成物、特にヨード、エアロゾルおよび希ガスのかなりの量の放出を考慮しなければならない。この場合コンテインメント（封じ込め設備）の漏れにより、発電所周辺への放出に至る前に、発電所建屋（たとえば補助設備建屋、開閉設備、監視所など）への放射能の漏出および分散が生じることも考えなければならない。この場合特に、エアロゾルと結合した放射性物質の放出のほかに、希ガスの放出が発電所所員にとって問題となる。

場合によってはフィルタ付きベントの導入時および発電所建屋上の希ガス雲の発生時にも大量の希ガスの放出に至ることがある。天候次第では長時間の負荷にさらされる危険を完全に排除することはできない。

いわゆる事故管理対策の導入にあたっては、管理室または管理所とも呼ばれる監視所内の状況により、所員の許容できないような放射線負荷や汚染を生じることなく、運転員の滞在を可能にすることが強制的に求められることがある。

「ステーション・ブラックアウト」（ＳＢＯ）を伴う設定以上の事故時には、規定に従ったもしくは通常運転時の換気・ろ過設備では、監視所の通行可能性を維持するための重要な換気技術上のパラメータを保証することは、もはやできない。

従来の考えはこのようなシナリオを克服するため監視所の隔離を前提としている。補給はたとえば種々のフィルタを備えたモバイル式の換気設備で行われる。この設備では満足できるような希ガスの回収は不可能である。

別の考えは、貯蔵された圧縮空気を監視所に補給しようとするものである。しかし長時間にわたる圧力容器内での貯蔵は極めて経費がかかるので限定的である。モジュールおよびモバイル式のシステム構造は実際には実現不可能である。そのうえ蓄圧的な考えは稼働中の設備を増設する上で大きな経費を要する。

本発明の課題は、原子力設備の管理室または運転員の通行が可能な同様な室に対するできるだけ簡単でコンパクトに保持できる換気システムを提供し、放射線放出を伴う過酷事故時に少なくとも数時間にわたって除染された新鮮空気の供給を可能にし、管理室にいる運転員の放射線負荷をできるだけ少なくすることにある。特にこの場合管理室に導入される新鮮空気中の放射性希ガス成分をできるだけ僅かにしなければならない。換気システムはさらにできるだけ受動的な特徴を有するとともにごくわずかな電気エネルギーだけを必要とするものにしなければならない。さらにこの種の換気システムの運転のための特に有利な方法が提供される必要がある。

この課題は本発明によれば装置に関しては請求項１の特徴により解決される。方法に関する課題は請求項１０の特徴により解決される。

有利な実施態様は従属請求項の対象であり、その他の点は以下の詳細な説明により明らかにされる。

本発明による換気システムは、エアロゾルおよびヨードフィルタモジュールを有していると特に有利である。通気管内の吸引空気はこの場合送風機を介して吸引され、エアロゾルの分離のため浮遊物フィルタに導かれる。浮遊物の分離後、放射性ヨード化合物は活性炭フィルタ床内で分離されるのが有利である。同位体交換または塩形成による放射性ヨードメタンの分離には含浸活性炭が使用される。活性炭床には破片の回収のため粒子フィルタが後置接続されるのが有利である。

このようにしてろ過された空気は次に第２のプロセス工程で希ガスモジュールに導かれる。希ガスモジュールはほぼ相似形の２つの吸着塔を含んでおり、これらの塔には吸着剤／吸着剤類、好適には活性炭が詰められている。塔の吸着剤は活性炭および／またはゼオライトおよび／またはモレキュラーシーブの多層体により構成することもできる。

通気は第１の吸着塔に入り、ここでたとえばキセノン、クリプトンなどの希ガスが塔を通過する際に動的吸着により進行が遅延される。塔の後には吸着剤粒子を回収するためのフィルタが配置されると合目的的である。

補給される室領域からの排気は同時に第２の吸着塔を介して案内され、そこでは以前に蓄積された放射性希ガスの逆洗が行われるので、この塔は切り替え後に今度は負荷を受ける準備がなされる。切り替えは遅くとも第１の吸着塔内を放射能が突破する直前に行われ、この塔は今度は排気により逆洗される。切り替えは好適には受動的にタイマまたは放射能測定により惹起される。

逆洗は排気管内の送風機により助成されるのが有利であるが、その際負圧による排気流の容積の増大は希ガスの逆洗プロセスを増強する。

監視所の排気管には、排気の受動的過熱と排気中の湿度の減少を生じさせる（膨張乾燥）絞りが設けられると有利である。これにより後続の洗浄すべき吸着塔内の希ガスの脱着速度が改善される。

希ガスモジュールへの通気管には希ガス塔への過大な湿度の供給を回避するため絞りおよび／または空気乾燥器を設けると有利である。

希ガスモジュールは付加的にｋ値を高めるための受動的冷却蓄積器を備えることができる。ｋ値とはここではたとえば希ガスｃｍ^３/吸着剤ｇ単位当たりの希ガスに対する吸着剤材料の吸着容量を意味する。ｋ値はガスの温度、圧力および湿度成分に関係する。この値は一般に経験的に求められる。

吸着塔は圧力交番法、すなわち塔のｋ値を改善し塔の寸法を減少させるため、洗浄すべき塔は負圧にし、負荷すべき塔は過圧にする（それぞれ大気圧との関連で）ようにして運転されると有利である。通気により貫流される吸着塔内の過圧はたとえば通気管内の調整弁で調整される。

排気は逆洗される希ガスとともに発電所の周辺に通気吸引口とは十分な間隔を置いて放出される。

換気システムは貫流および圧力に対する制御および相応する調整機構を有することが合目的的である。

本発明により得られる利点は、特に、エアロゾルおよびヨード／ヨード化合物（特に有機ヨード）の形の空気搬送される放射性物質とともに同時に放射性希ガスが監視所の通気から回収されることにある。相似する２つの塔の圧力交番および洗浄法により、クリプトン８５などの長寿命の希ガス同位体さえも通気流から分離できる。吸着剤／吸着剤類による希ガスの除去に必要な条件は、膨張過熱により受動的に助成される。運転電流は主として通気および排気管中の送風機並びにごくわずかであるが付設の制御ユニットおよび運転サイクル間の切り替え用の切り替え手段に対してのみ要求される。この要求は自給給電モジュール（たとえばバッテリおよび／またはディーゼル機器）により少なくとも７２時間に亘って問題なくカバーできる。

以上をまとめると、監視所の通行可能性を確保するために以下の機能が保証される。
・ほかの建屋部分からの監視所の換気の隔離
・隣接建屋空間に対する過圧（たとえば１ｍｂａｒ以下）
・許容一酸化炭素および二酸化炭素濃度の維持
・ヨードの回収
・エアロゾルの回収
・希ガス（たとえばＫｒ、Ｘｅ）の回収
・線量の制限（たとえば１００ｍＳｖ/７ｄ以下）
・Ｉ＆Ｃ温度規定順守のための温度制限
・少なくとも７２時間に亘る上述の機能の保証

ほかの利点を見出し的に総括すると次のようになる。
・稼働中の設備に設置する際の少ない経費と高い柔軟性
・わずかな保守経費
・呼吸可能空気の経費の掛かる貯蔵が不要となる
・大きな空気量（空気交番）と室領域のカバーが可能となる。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は原子力発電所の管理室用の換気システムの極めて簡略化した概観を示すブロック流れ図である。 図２は図１に示したシステムの変形（拡大）例を示す。

図１に示した事故時の換気システム、略して換気システム２は、災害または事故状況下に、特に発電所建屋内および場合により周辺における核分裂生成物の放出を伴う過酷事故の初期段階において、原子力発電所６の監視所または英語でMain Control Room (主制御室)と呼ばれる管理室４への新鮮空気の供給に用いられる。

通常は原子力発電所６の自給電源の故障やそれに伴う管理室４のための通常運転用換気システム（図示せず）の故障を伴うこの種のシナリオでは、特に管理室４をある期間（事故の発生後約７２時間に至るまで）運転員の危険なしに確保し、初期の対策を開始して監視を続けることができるようにすることが重要である。場合によって運転員は、環境中の初期の放射能最大値の減衰後に確実な排気が可能となるまで、管理室４に滞在しなければならないことがある。

この目的のため管理室４用の換気システム２は一方では管理室４または発電所建屋の周辺から除染された酸素に富んだ新鮮空気（通気とも呼ばれる）を供給できるように設計され、相応するフィルタおよび洗浄段を備えている。他方では換気システム２は使用済みの二酸化炭素に富んだ空気（排気とも呼ばれる）の管理室４から周辺への排出を行う。この場合、従来行われていた種々の対策とは異なり、付設の圧縮空気貯蔵システムからの新鮮空気の供給や管理室４の内室における空気の大幅な再循環や再処理は行われない。

具体的には管理室４の外部環境に対して少なくともほぼ気密にカプセル化された内室８に、新鮮空気供給管または略して新鮮空気管とも呼ばれる通気管１０が接続され、この管を介して換気システム２の運転中に送風機１２により新鮮空気が周辺から吸引されて内室８に供給される。通気管１０の吸引入口、略して入口１４は管理室４から若干離れて、特に発電所建屋の外側に配置することができる。事故の状況次第では入口１４を介して吸引される新鮮空気はそれにもかかわらず著しく放射性核分裂生成物、特にエアロゾル、ヨードやヨード化合物並びに希ガスで負荷されることがある。これらの成分はできるだけ完全にかつ確実に新鮮空気流（通気流とも呼ばれる）から、これがブッシング１６を介して囲壁１８（部分的にのみ示す）を通って管理室４の内室８に導入される前に、除去される必要がある。

このため新鮮空気流の方向に見て入口１４の下流側に、第１のフィルタ段がエアロゾルフィルタ２０の形で通気管１０に接続されるが、このフィルタ段はたとえば流れ方向に並列接続された２つのＨＥＰＡフィルタ２２（高性能エアフィルタ、ＨＥＰＡ＝High Efficiency Particulate Airfilter、ドイツ語では意味を取って浮遊物フィルタと呼ばれる）から成る。ＨＥＰＡフィルタ２２は従って新鮮空気流から浮遊粒子とも呼ばれるエアロゾル粒子を、特に同位体Ｔｅ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｒｕ、Ｃｅ、Ｌａに関して分離する作用をする。

さらに下流側にはヨードフィルタ２４と後続の粒子フィルタ２６を備えた第２のフィルタ段が通気管１０に接続される。ヨードフィルタ２４は有利にはたとえば0.1〜0.5ｍの層厚を有する活性炭フィルタ床として形成される。その前のエアロゾルフィルタ２０で行われる浮遊物の分離後にヨードフィルタ２４では放射性ヨード化合物および元素状のヨードがたとえば接触時間0.1〜0.5ｓ、ｋ値＞８で分離される。同位体交換または塩形成による放射性ヨードメタンの分離には含浸活性炭（たとえば含浸剤はヨードカリウム）が使用される。ヨードフィルタ２４に後置接続された粒子フィルタ２６は活性炭床から出る破片の回収用に設けられる。

第２のフィルタ段の下流側には新鮮空気流を搬送するための搬送送風機、略して送風機１２が通気管１０に接続される。好適には電気的に駆動される送風機１２はたとえば100〜6,000ｍ^３/ｈの範囲の吸引能力を有する。

必要な運転電流を用意するには通常運転時の固有給電網および好適には通常の（設備とは別の）緊急給電網から独立した自給式の給電モジュール２８が設けられ、これはたとえば電気バッテリ／蓄電池および／またはディーゼル機器をほぼベースとしている。給電モジュール２８は必要な場合に好適には独立して一種の中断のない給電の形で作動するかまたは代替的には付設の制御ユニット３０により制御される。

さらに下流側にはオプションとして冷却トラップとも呼ばれる空気乾燥器３２が通気管１０に接続され、これにより凝縮性の成分が新鮮空気流から分離される。これはたとえば乾燥剤としてシリカゲルおよび／または氷を用いた受動的冷却トラップとすることができる。これにより後続の機能ユニット（下記参照）に流れ込む新鮮空気流の湿気成分が減ぜられる。この目的のため代替的にまたは補助的に設けられこの実施例では新鮮空気の流れ方向に見て空気乾燥器３２の後ろに配置された絞り３４が膨張乾燥の原理で新鮮空気流に作用する。これには特に可調整絞り弁が用いられる。

ろ過および乾燥に続いて新鮮空気流は付設の調整機構（下記参照）の適当な位置でたとえば管路部分３６を貫流するが、この部分には希ガス吸着塔、略して吸着塔３８が接続される。この場合新鮮空気流に含まれる希ガス、特にキセノンやクリンプトンは、物理的および／または化学的吸着により動的に生じる平衡の枠内で吸着塔３８にある吸着剤に結合され、吸着塔３８の吸着力がまだなくならない限り、管路部分３６で進行が遅延される。吸着剤としては特に一層または多層の活性炭および／またはゼオライトおよび／またはモレキュラーシーブが用いられる。

吸着塔３８には管理室４に通じている管路部分が後置接続され、この部分には溶離した吸着剤粒子を回収するための粒子フィルタ４０が接続される。

最後に上述のように除染された新鮮空気流はブッシング１６を介して管理室４の囲壁１８を通ってその内室８に入るので、この内室には未使用の酸素に富んだ呼気が運転員にとって許容される放射線濃度で導かれる。

空気の交換は、管理室４からの使用済みの二酸化炭素に富んだ呼気をその内室８に接続され囲壁１８のブッシング４２を介して周辺に導かれる排気管４４に排出することにより実現され、排気管にはガスの搬出を助成するために送風機４６が設けられる。これには好適には電気的に駆動される送風機４６が用いられ、この送風機は送風機１２と同様に給電モジュール２８を介して電流を供給される。

新鮮空気流に作用する吸着塔３８の吸着力は、実現可能な構造上の大きさでは通常比較的短時間の運転時間で消耗してしまうので、換気システム２は吸着された希ガスを稼働運転中に逆洗して周辺に放出させるように設計されている。この目的のためほぼ同じ大きさの２つの吸着塔３８、４８が設けられ、これらは適当な分岐管や端子並びに調整機構、ここでは三路弁を介して新鮮空気または排気を付勢され、両吸着塔３８、４８の一方の塔が上述のように吸着運転で新鮮空気流に作用し、他方の塔は同時に脱着運転もしくは洗浄運転で排気流により逆洗され、次の吸着サイクルの準備をさせられる。調整機構の切り替えにより吸着塔３８、４８の役割が交換され、したがって各塔が吸着運転と脱着運転とをサイクル的に交替させられる。

図に示した実施例では、このような機能は、吸着塔３８が管路部分３６に配置され、他方の吸着塔４８が流れ的に逆並列の形で管路部分５０に配置されるようにして実現されている。両管路部分３６、５０は一方の側では三路弁５２で、他方の側では送風機４６の吸引側に配置された合流点５４で合流している。さらに一方の側では三路弁５２と両吸着塔３８、４８との間で２つの三路弁５６、５８のクロス接続管６０が両管路部分３６、５０の間に挿入され、Ｔ端子６２を介して通気管１０の粒子フィルタ４０に通じる部分に接続されている。他方の側では同様に吸着塔３８、４８と合流点５４との間に２つの三路弁６４、６６のクロス接続管６８が設けられ、Ｔ端子７０を介して通気管１０の絞り３４から来る部分に接続されている。

弁位置を適当に選択すると上述のように絞り３４からの通気はＴ端子７０、三路弁６６、図の下側の吸着塔３８、三路弁５８およびＴ端子６２を介して粒子フィルタ４０に流れ、そこからさらに管理室４に流れる。他方の管路では管理室４からの排気が三路弁５２、三路弁５６、図の上側の吸着塔４８および三路弁６４を介して送風機４６の吸引端子に流れ、そこからさらに排気煙突またはその種の出口７２に流れるが、この出口は好適には新鮮空気の入口１４とはかなり離れたところに配置される。

すなわち上述のサイクルにおいて吸着塔４８で吸着により蓄積された希ガスは、この運転モジュールでは大幅に希ガスの無くなった排気により管理室４の内室８から吸着剤により脱着され、周辺への排気流で逆洗される。逆洗は、逆洗される吸着塔４８の下流側に配置された送風機４６により助成され、負圧による排気流容積の増大は希ガスの逆洗プロセスを増強する。

監視所からの排気管４４には排気流の方向に見て三路弁５２の上流側に、従ってまさに洗浄運転中の吸着塔４８の上流側に、好適には可調整絞り弁の形の絞り７４があり、これは排気の受動過熱、従って排気中の湿度の減少を図る（膨張乾燥）ものである。これにより後続の吸着塔４８における希ガスの脱着速度が良好になる。

切り替え後に吸着塔３８と４８の役割が交替する。新鮮空気は絞り３４から三路弁６４、吸着塔４８および三路弁５６を介して粒子フィルタ４０に、そしてそこから管理室４に向かう。これに対し管理室４からの排気は絞り７４から三路弁５２、三路弁５８、吸着塔３８および三方弁６６を介して送風機４６に、そしてそこから出口７２に向かう。その前に負荷された吸着塔３８は排気により逆洗されるのに対し、吸着塔４８は新鮮空気の洗浄およびそれに従って新たな負荷に対処できる。

三路弁５２、５６、５８、６４，６６の切り替え工程の制御のため制御ユニット３０が設けられ、これは好適には両送風機１２、４６および場合によっては貫流および圧力の別の調整機構を制御する。当業者にとって明らかなように、切り替え機能は別の管路トポロジーおよび調整機構によって同じように実現することもできる。

破線で示した枠取り線により示したように、換気システム２は好適には希ガスモジュール７６、ヨード・エアロゾルモジュール７８および給電モジュール２８によりモジュール的に構成される。モジュール間の境界は詳細にはもちろん別様に選択することもでき、ほかのモジュールやサブモジュールを存在させることもできる。個々のモジュールはたとえば標準コンテナに搬送可能に収容できるので、使用箇所への簡単な搬送と付設の標準化された管路端子の接続により簡単な建造が可能となる。

図２に示す換気システム２の変形例では図１で明らかにされたコンポーネントに付加して、好適には主として化学吸着(chemisorption)または吸収に基づくCO_２吸着塔８２を備えた二酸化炭素（CO_２）の回収ユニットが存在する。これにより、管理室４におけるCO_２濃度が運転員の健康に対する臨界値を越えないように外部から（ろ過された）呼気の供給なしに管理室４をある程度の期間循環気運転で使用することが可能となる。これは、コンテインメントの外部の放射能負荷が過大な場合にも循環気運転時には放射能が管理室４に侵入しないという利点を有する。

図１に示したシステムにCO_２吸着塔８２を装填することは、排気管４４から分離され通気管１０に通じるリサイクル管または循環気管８０が設けられ、これにCO_２吸着塔８２を接続するようにして行われる。従って、循環気管８０に接続される循環気送風機８４は、循環気運転中に管理室４から取り出されたCO_２に富んだ排気をCO_２吸着塔８２を介してCO_２量を減少されて呼気として管理室４に戻す。CO_２吸着はほぼ管理室４内を支配する圧力で、即ちほぼ雰囲気圧力またはそれより低い圧力で（漏洩回避、下記参照）行われる。これにより循環気送風機８４は著しい圧縮作業を行う必要はない。

具体的に言えば循環気管８０は、図示の例では入口側で分岐管（たとえばT具）を介して管理室４のブッシング４２と絞り７４との間の排気管４４の管部分に接続される。循環気管８０は出口側で分岐管を介してブッシング１６と三路弁５８の間にある通気管１０の管部分に、ここでは特に粒子フィルタ４０の上流側に接続される。付加的にまたは代替的にフィルタ８６が循環気管８０に、ここではたとえばCO_２吸着塔８２の下流側で接続される（循環気運転時の流れ方向は塔の横の流れ矢印で示されている）。

排気システム２の残りの部分への循環気システムの結合に関しては、当然変形例が可能であるが、図示の例は、特に、全体として管理室４の囲壁１８ないしコンテインメントを通る２つのブッシング１６、４２だけが必要とされるという利点を有する。さらに、循環気運転時に換気システム２の希ガス吸着塔３８、４８およびその前に設置されたコンポーネントを含む部分が、適当な閉鎖具または弁を介して簡単にかつ確実に循環気システムから流れおよび媒体的に分離もしくは絶縁できるので有利である。

循環気管８０自体は入口側および出口側で閉鎖弁８８、９０を備えており、必要に応じて残りの導管システムから絶縁できるようになっている。好適には閉鎖弁８８、９０は貫流に関して調整できる（調整弁）ので、部分流も調整可能である。これはほかの弁、特に下記する閉鎖弁９２、９４に対しても当てはまる。

循環気管８０用に独自の別個の循環気送風機８４を設けることが可能である。しかし特に有利なのは、図１の変形例において専ら排気送風機として使用される排気管４４における送風機４６を循環気運転中に重複利用の意味で循環気送風機８４として使用することである。この目的のため循環気管８０は適当な分岐管または端子を介して送風機４６を含む排気管４４の管部分に接続される。この管部分は閉鎖弁９２、９４により出口７２および希ガス吸着塔３８、４８を含む換気システム２の部分から絶縁可能であり、循環気運転時には循環気管８０の一部を形成する。CO_２吸着塔８２は図示のように好適には送風機４６（または一般には循環気送風機８４）の下流側に配置される。

閉鎖弁９４は、分岐管における可調整三路弁として、希ガス吸着塔３８または４８の脱着運転（逆洗）時に出口７２を解放し、循環気管８０の接続路を閉鎖するようにすると有利である。これにより、脱着の際に希ガス吸着塔３８または４８から釈放された放射能が環境に放出され、循環気管８０を介して管理室４には搬送されないことが保証される。すなわち希ガス脱着運転（希ガス吸着塔３８または４８の洗流）とCO_２吸着運転（循環気運転）とが同時に行われないので有利である。

しかし希ガス脱着運転（希ガス吸着塔３８または４８の装填）とCO_２吸着運転（循環気運転）は問題なく同時に行うこともできる。この場合には希ガス吸着塔３８または４８の少なくとも一方と通気管１０を介してろ過された新鮮空気が管理室４に送風される。管理室４からの排気は閉鎖弁８８を開き送風機４６により循環気管８０を通って搬送される。この場合三路調整弁として形成された閉鎖弁９４の位置に応じて大量または少量の部分流（場合によっては値を零にすることもできる）が出口７２を介して環境雰囲気へ放出され、残りの部分流がCO_２吸着塔８２を介して管理室４に戻される。この場合閉鎖弁９２は閉じられるので、上述のように管理室４への希ガス吸着塔３８または４８の不所望な放射能の逆流が避けられる。

別の可能な運転方法は、図１との関連で既に説明したように、希ガス吸着塔３８または４８の吸着および脱着運転が繰り返し行われることを含む。この運転モードでは上述のように循環気運転でCO_２吸着が生じないのが有利である。

なかんずく確認されたことは、希ガス吸着塔３８または４８における物理的吸着は大気圧力よりも高い圧力（たとえば８bar）の方がより有効であり、これに対し脱着は比較的低い圧力、特に大気圧力よりも若干低圧の方が有効であることである。これにより交番工程（切り替え）毎に圧縮機として作用する送風機１２による必要な圧力上昇のためたとえば１０〜３０分のある程度の時間を取る必要がある。この圧力上昇期間では希ガス吸着塔３８または４８の回収能力はまだ完全ではないが、管理室４の換気は循環気運転でのCO_２吸着によってのみ行うと有利である。この場合運転員のいる管理室４における空気中の酸素量は消費により緩慢に減少するが、CO_２量は確実に臨界値以下に保たれる。有効な希ガス回収に必要な運転圧力に達した後には、ろ過された空気の供給が希ガス吸着塔３８または４８を介して加わると有利である（上述のような希ガス吸着とCO_２吸着の同時運転）。これにより管理室４内の先に低下した空気中の酸素量が再び新たにされる。後に再生相（脱着）が循環気を遮断して実施され、吸着塔３８および４０を交換することができる。

換言すれば図２による換気システム２の有利な運転方法では、吸着塔３８、４８における圧力上昇に必要な時間中、管理室４は（有利には専ら）循環気運転で給気される。圧力上昇後は化学的CO_２吸着中またはそれとともに新鮮空気が吸着塔３８、４８を有する希ガス遅延区間を介して供給されると有利である。増加した流量は酸素濃度の維持および管理室４内の圧力上昇のために有利に利用される。これにより外部環境に対して管理室４内に過圧の流れが作られ、管理室４への外部からの放射能の侵入（英語：in-leakage）が確実に妨げられる。単にCO_２分離で作動する簡単なシステムではこの課題を十分確実に果たすことはできない。

吸着塔８２においてCO_２吸着に使用される吸着剤はたとえばソーダ石灰（英語：soda lime）、ゼオライト／モレキュラーシーブまたは再生可能な吸着剤である。その他の可能な吸着剤は特に酸化物、過酸化物、超酸化物（たとえば超酸化カリウム）が使用可能である。再生可能な吸着剤は金属酸化物またはその混合物から成り得る。たとえば酸化銀はCO₂と反応して炭化銀になる。原理的には上述の吸着剤の混合物も使用可能であり、または種々の段に同種または異種の吸着剤を備えた多段吸着塔を実現することもできる。

吸着剤を適当に使用すれば吸着塔８２で行われる化学吸着は高められた温度で可逆的に実施でき、吸着剤は原則的に再生することができる。このため場合によっては循環気システムの導管に簡単な修正を行い、この種の再生相を上述の循環気運転外で管理室４への負荷なしに実施できるようにすると合目的的である。

総括すると図１および図２によるシステムは、空気に含まれるエアロゾルおよび有機性ヨードの放射能のほかに希ガスも管理人の呼気から回収することを保証する。図２の拡大システムではさらに呼気からのCO_２は化学的吸着／吸収により除去される。

直接的なCO_２吸着を取り込むことにより管理室４は過酷事故状況下では監視所の空気の酸素濃度が下限値（約１７〜１９Vol%）に低下するまで循環気運転が行われるので、外部からの新鮮空気の供給が必要とされる。吸着塔３８，４８による希ガス回収モジュールはとりわけ酸素量の補填および充填のために作動される。これによりモジュールの必要容量は駆動エネルギーおよび活性炭量に関してかなり減少することができる。圧力交番吸着を行うための必要な圧縮エネルギーは最小限にすることができる。これによりエネルギーの自給に必要な装備は小さくすることができる。

明細書のこれまでの記述は原子力発電所の（中央）管理室の換気に向けられてきたが、換気システム２は原子力発電所または一般的には原子力設備（たとえば燃料要素槽、再処理設備、燃料処理設備など）、たとえば補助設備建屋、開閉設備室、測定管理室または別の操作・監視室内の異なる室領域の事故時の換気に対しても用いることができる。この種の室に対しては総括的および標語的に「運転室」という用語も使用されている。

２ 換気システム
４ 管理室
６ 原子力発電所
８ 内室
１０ 通気管
１２ 送風機
１４ 入口
１６ ブッシング
１８ 囲壁
２０ エアロゾルフィルタ
２２ ＨＥＰＡフィルタ
２４ ヨードフィルタ
２６ 粒子フィルタ
２８ 給電モジュール
３０ 制御ユニット
３２ 空気乾燥器
３４ 絞り
３６ 管路部分
３８ 吸着塔
４０ 粒子フィルタ
４２ ブッシング
４４ 排気管
４６ 送風機
４８ 吸着塔
５０ 管路部分
５２ 三路弁
５４ 合流点
５６ 三路弁
５８ 三路弁
６０ クロス接続管
６２ Ｔ端子
６４ 三路弁
６６ 三路弁
６８ クロス接続管
７０ Ｔ端子
７２ 出口
７４ 絞り
７６ 希ガスモジュール
７８ ヨード・エアロゾルモジュール
８０ 循環気管
８２ CO_２吸着塔
８４ 循環気送風機
８６ フィルタ
８８ 閉鎖弁
９０ 閉鎖弁
９２ 閉鎖弁
９４ 閉鎖弁

Claims (14)

1. ・外部の入口（１４）から運転室に通じる通気管（１０）に第１の送風機（１２）と第１の希ガス吸着塔（たとえば３８）が接続され、
   ・運転室から外部の出口（７２）に通じる排気管（４４）に第２の送風機（４６）と第２の希ガス吸着塔（たとえば４８）が接続され、
   ・第１と第２の希ガス吸着塔（３８、４８）の役割交換のための切り替え手段が備えられる、
   原子力設備における運転員の通行可能な運転室、特に原子力発電所（６）の管理室（４）のための換気システム（２）において、
   ＣＯ２吸着塔（８２）と循環気送風機（８４）が接続されている循環気管（８０）が運転室から引き出されおよび再び戻され、
   第２の送風機（４６）が循環気送風機（８４）として循環気管（８０）に接続される
   ことを特徴とする換気システム。
2. 循環気管（８０）が入口側で排気管（４４）に出口側で通気管（１０）に接続される請求項１記載の換気システム。
3. 第１の送風機（１２）が通気の流れ方向に見て第１の希ガス吸着塔（たとえば３８）の上流側に配置される請求項１および２の１つに記載の換気システム。
4. 第１の送風機（１２）と第１の希ガス吸着塔（たとえば３８）との間に絞り（３４）および／または空気乾燥器（３２）が通気管（１０）に接続される請求項３記載の換気システム（２）。
5. 第２の送風機（４６）が排気の流れ方向に見て第２の希ガス吸着塔（たとえば４８）の下流側に配置される請求項１から４の１つに記載の換気システム。
6. 排気の流れ方向に見て第２の希ガス吸着塔（たとえば４８）の上流側に絞り（７４）が排気管（４４）に接続される請求項１から５の１つに記載の換気システム。
7. ヨードフィルタ（２４）とエアロゾルフィルタ（２０）が通気管（１０）に接続される請求項１から６の１つに記載の換気システム。
8. ヨードフィルタ（２４）とエアロゾルフィルタ（２０）が通気の流れ方向に見て第１の送風機（１２）の上流側に配置される請求項７記載の換気システム。
9. 自給式給電モジュール（２８）を備えた請求項１から８の１つに記載の換気システム。
10. 切り替え手段が複数の三路弁（５２、５６、５８、６４、６６）を有する請求項１から９の１つに記載の換気システム。
11. ・外部の入口（１４）から運転室に通じる通気管（１０）に第１の送風機（１２）と第１の希ガス吸着塔（たとえば３８）が接続され、
    ・運転室から外部の出口（７２）に通じる排気管（４４）に第２の送風機（４６）と第２の希ガス吸着塔（たとえば４８）が接続され、
    ・第１と第２の希ガス吸着塔（３８、４８）の役割交換のための切り替え手段が備えられ、
    その際同時に両希ガス吸着塔の一方（たとえば３８）が通気により貫流されこれにより放射性希ガスを負荷され、他方の希ガス吸着塔（たとえば４８）が排気により貫流されこれにより逆洗され、両希ガス吸着塔（３８、４８）の役割が、現在負荷されている希ガス吸着塔（たとえば３８）の吸着力が消耗すると直ちに切り替えにより交換されるようにした原子力設備における運転員の通行可能な運転室、特に原子力発電所（６）の管理室（４）のための換気システム（２）の運転方法において、
    ＣＯ２吸着塔（８２）と循環気送風機（８４）が接続されている循環気管（８０）が運転室から引き出されおよび再び戻され、
    第１の送風機（１２）により両希ガス吸着塔（３８、４８）の少なくとも一方において圧力の形成が実施され、同時に循環気運転時にＣＯ２の解消がＣＯ２吸着塔（８２）により行われる
    ことを特徴とする換気システムの（２）の運転方法。
12. 運転室の換気が圧力の形成中に専らＣＯ２を浄化された循環気により行われる請求項１１記載の運転方法。
13. 同時に運転室に通気が両希ガス吸着塔（３８、４８）の少なくとも一方を介して導かれ、循環気運転時にＣＯ２の解消がＣＯ２吸着塔（８２）により行われる請求項１１または１２記載の運転方法。
14. 第２の送風機（４６）が循環気送風機（８４）として使用される請求項１１から１３の１つに記載の運転方法。
    

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