JP7121669B2 - Gaseous waste treatment facility and gaseous waste treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、原子力プラントの気体廃棄物処理設備及び気体廃棄物処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gaseous waste treatment facility and a gaseous waste treatment method for a nuclear power plant.

沸騰水型原子炉を有する原子力プラントでは、原子炉の炉心での核燃料の核分裂反応で生じた熱エネルギーによって冷却水を加熱して水蒸気を発生させ、発生した水蒸気をタービンに動力源として直接供給する。原子炉内では、核分裂によって生じる中性子やγ線等の放射線の照射によって、冷却水の一部に放射線分解が起きる。この放射線分解により、水素ガス及び酸素ガスが生成されると共に、その副生成物として16Ｎ、3Ｈ、19Ｏが生成される。これらの水素ガス、酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏは、炉内で発生した水蒸気と共に、タービンを経て復水器へ運ばれる。復水器では、水蒸気が冷却されて凝縮水に戻る。一方、非凝縮性の気体である水素ガス、酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏは、復水器内に蓄積される。16Ｎ、3Ｈ、19Ｏは、短半減期の放射性核種であるので、復水器の内部（ホットウェル）に滞留している間に放射能が減衰する。復水器は、これらの放射性核種の放射能レベルが所定以下に減衰するまでホットウェルに滞留可能となる容積を備えるように設計されている。 In a nuclear power plant with a boiling water reactor, the cooling water is heated by the heat energy generated by the nuclear fission reaction of the nuclear fuel in the core of the reactor to generate steam, and the generated steam is directly supplied to the turbine as a power source. . In the nuclear reactor, radiation decomposition occurs in part of the cooling water due to irradiation with radiation such as neutrons and gamma rays generated by nuclear fission. Hydrogen gas and oxygen gas are produced by this radiolysis, and 16 N, 3 H, and 19 O are produced as by-products. These hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H and 19 O are transported to the condenser through the turbine together with steam generated in the furnace. In the condenser, the steam is cooled back to condensed water. On the other hand, hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, and 19 O, which are non-condensable gases, accumulate in the condenser. Since 16 N, 3 H, and 19 O are radionuclides with short half-lives, their radioactivity decays during their residence inside the condenser (hotwell). The condenser is designed with a volume that allows these radionuclides to remain in the hotwell until the activity level decays below a predetermined level.

また、炉心では、核燃料の核分裂が進むにつれて核分裂生成物が生成される。この核分裂生成物には、クリプトン（Ｋｒ）やキセノン（Ｘｅ）の放射性希ガスも含まれている。放射性希ガスを含む核分裂生成物は、通常、燃料被覆管内に閉じ込められている。しかし、燃料被覆管には、極めて低い可能性ではあるが、ピンホールと称する小さな穴が開く場合がある。この場合、ピンホールを介して放射性希ガスが燃料被覆管外へ漏洩する。この放射性希ガスは、炉内の水蒸気に混入して水蒸気と共にタービンを経て復水器へ運ばれ、上記の水素ガス、酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏと共に復水器の内部に蓄積される。 Further, in the core, fission products are generated as the nuclear fission of the nuclear fuel progresses. The fission products also contain radioactive noble gases such as krypton (Kr) and xenon (Xe). Fission products, including radioactive noble gases, are typically trapped within the fuel cladding. However, the fuel cladding may, although very unlikely, develop small holes called pinholes. In this case, the radioactive noble gas leaks out of the fuel cladding tube through the pinhole. This radioactive noble gas is mixed with the steam in the reactor, is transported to the condenser through the turbine together with the steam, and accumulates inside the condenser together with the above hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, and 19 O. be done.

復水器の内部に滞留する水素ガスや酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏ、放射性希ガス等の非凝縮性の気体は、気体廃棄物と呼ばれている。沸騰水型原子炉を有する原子力プラントでは、気体廃棄物の減容や放射能の減衰のために、気体廃棄物を気体廃棄物処理設備によって処理している。気体廃棄物処理設備として、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の気体廃棄物処理系では、空気抽出器によって復水器から抽出した気体廃棄物を駆動蒸気と共に排ガス予熱器に導入して加熱し、次に排ガス再結合器で気体廃棄物の水素ガス及び酸素ガスを触媒の作用で再結合させて水蒸気（再結合水）を生成し、次いで駆動蒸気及び再結合水（水蒸気）を排ガス復水器で冷却して凝縮水として復水器に回収し、残った気体廃棄物を除湿冷却器で除湿すると共に冷却する。その後、乾燥した低温の気体廃棄物を活性炭式希ガスホールドアップ装置に通過させ、排ガスフィルタを経て、排ガス抽出器によって排気筒に導いて大気中へ放出する。 Non-condensable gases such as hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, 19 O, radioactive noble gases, etc. that remain in the condenser are called gaseous waste. In a nuclear power plant having a boiling water reactor, gaseous waste is treated by a gaseous waste treatment facility in order to reduce the volume of gaseous waste and to attenuate radioactivity. As a gaseous waste treatment facility, for example, there is one described in Patent Document 1. In the gaseous waste treatment system described in Patent Document 1, the gaseous waste extracted from the condenser by the air extractor is introduced into the exhaust gas preheater together with the driving steam to be heated, and then the gaseous waste is treated by the exhaust gas recombiner. Hydrogen gas and oxygen gas are recombined by the action of a catalyst to generate water vapor (recombined water), and then the driving steam and recombined water (water vapor) are cooled in the exhaust gas condenser to form condensed water in the condenser and the remaining gaseous waste is dehumidified and cooled in a dehumidifying cooler. The dry, cold gaseous waste is then passed through an activated carbon noble gas hold-up device, passed through an exhaust gas filter, and directed by an exhaust gas extractor to the exhaust stack for release into the atmosphere.

特開２０１０－２２７８号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-2278

特許文献１に記載のような希ガスホールドアップ装置は、気体廃棄物のうちのＫｒやＸｅの反応性に乏しい放射性希ガスを活性炭で物理的に吸着脱着して保持することで、放射性希ガスの放射能を減衰させるものである。当該装置は、放射性希ガスを所定期間保持できるように、多量の活性炭を収容する必要があり、非常に大きな構造物となっている。例えば、径３ｍ×高さ４ｍの大きさの装置が複数接続された構成となっている。この巨大な活性炭式希ガスホールドアップ装置は、気体廃棄物処理系のコスト増加の要因の１つとなっている。 A rare gas hold-up device such as that described in Patent Document 1 physically adsorbs and desorbs radioactive rare gases, which are poorly reactive to Kr and Xe among gaseous wastes, with activated carbon to hold the radioactive rare gases. attenuates the radioactivity of The device has to accommodate a large amount of activated carbon so that the radioactive noble gas can be retained for a predetermined period of time, and is a very large structure. For example, it has a configuration in which a plurality of devices each having a size of 3 m in diameter and 4 m in height are connected. This gigantic activated carbon rare gas hold-up device is one of the factors that increase the cost of gaseous waste treatment systems.

また、近年、燃料被覆管の性能向上により、燃料被覆管からの放射性希ガスの漏洩は、極めて稀である。燃料被覆管から放射性希ガスが漏洩していない場合には、希ガスホールドアップ装置によって気体廃棄物を処理する必要性がない。なぜなら、この場合、気体廃棄物は、水素ガスや酸素ガス、復水器のホットウェルで放射能レベルが既に減衰している16Ｎ、3Ｈ、19Ｏ等の短半減期の放射性核種で構成されているからである。つまり、現状では、希ガスホールドアップ装置は、万一の放射性希ガスの漏洩に備えた構成となっている。 In recent years, the leakage of radioactive noble gas from the fuel cladding is extremely rare due to the improvement in performance of the fuel cladding. If no radioactive noble gas is leaking from the fuel cladding, there is no need to treat the gaseous waste with the noble gas hold-up device. This is because in this case, the gaseous waste consists of hydrogen gas, oxygen gas, and short half-lived radionuclides such as 16 N, 3 H, and 19 O, whose activity levels have already decayed in the condenser hotwell. because it is In other words, at present, the rare gas hold-up device is constructed in preparation for possible leakage of radioactive rare gas.

また、特許文献１に記載のような希ガスホールドアップ装置を備える気体廃棄物処理設備では、希ガスホールドアップ装置を設置することで必要となる機器があり、その分、気体廃棄物処理設備の構成が複雑化する。これは、気体廃棄物処理設備のコスト増加に繋がる。具体的には、次の通りである。 In addition, in a gaseous waste treatment facility equipped with a rare gas holdup device as described in Patent Document 1, there is a device required by installing the rare gas holdup device, and the amount of equipment required for the gaseous waste treatment facility is increased. Configuration becomes complicated. This leads to an increase in the cost of the gaseous waste treatment facility. Specifically, it is as follows.

気体廃棄物には水素ガス及び酸素ガスが含まれているので、特許文献１に記載の気体廃棄物処理系では、防爆の目的で水素ガスの濃度を低下させるために、水蒸気を気体廃棄物に混合している。しかし、活性炭式希ガスホールドアップ装置では、処理する気体中に水分が多く含まれていると、活性炭の能力が十分に発揮されない。そのため、水蒸気で希釈された気体廃棄物を排ガス予熱器で加熱した後、排ガス再結合器で気体廃棄物の水素ガスと酸素ガスから再結合水（水蒸気）を生成し、気体廃棄物から生成された水蒸気及び気体廃棄物を希釈した水蒸気を排ガス復水器で回収する。それから、気体廃棄物に含まれる湿分を除湿冷却器で十分に除去した上で、気体廃棄物を活性炭式希ガスホールドアップ装置へ導入する。このように、気体廃棄物を活性炭式希ガスホールドアップ装置に導入する前に、水蒸気及び気体廃棄物の湿分を処理する必要がある。 Since the gaseous waste contains hydrogen gas and oxygen gas, in the gaseous waste treatment system described in Patent Document 1, water vapor is added to the gaseous waste in order to reduce the concentration of hydrogen gas for the purpose of explosion protection. mixed. However, in the activated carbon type rare gas hold-up device, if the gas to be treated contains a large amount of moisture, the ability of the activated carbon is not sufficiently exhibited. Therefore, after heating the gaseous waste diluted with steam in the exhaust gas preheater, the exhaust gas recombiner generates recombined water (steam) from the hydrogen gas and oxygen gas of the gaseous waste. The water vapor and water vapor obtained by diluting the gaseous waste are recovered in the exhaust gas condenser. Then, after sufficiently removing the moisture contained in the gaseous waste with a dehumidifying cooler, the gaseous waste is introduced into the activated carbon rare gas hold-up device. Thus, it is necessary to treat the water vapor and moisture content of the gaseous waste prior to introducing the gaseous waste into the activated carbon noble gas holdup unit.

上述したように、気体廃棄物処理設備では、放射性希ガスを処理するための希ガスホールドアップ装置がコスト増加の要因になっている。しかし一方で、気体廃棄物処理設備は、燃料被覆管から放射性希ガスが万一漏洩した場合には、放射性希ガスを放射能が減衰した状態で外部環境へ放出させる必要がある。 As described above, in the gaseous waste treatment facility, the noble gas holdup device for treating the radioactive noble gas is a factor of increased cost. On the other hand, however, in the gaseous waste treatment facility, in the unlikely event that radioactive noble gas leaks from the fuel cladding tube, it is necessary to release the radioactive noble gas to the external environment in a state in which radioactivity has been attenuated.

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ構成の簡素化及び小型化を図ることができる気体廃棄物処理設備及び気体廃棄物処理方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a gaseous waste treatment facility capable of simplifying the configuration and reducing the size while maintaining the function of treating radioactive noble gases. and to provide a gaseous waste disposal method.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、原子力プラントの原子炉で生成された気体廃棄物を含む気体を取り込み前記原子力プラントの外部環境へ導くように構成された主経路と、前記主経路上に設けられ、水蒸気及び水素ガスが透過しやすい一方、キセノンガス及びクリプトンガスが透過しにくい特性を有する透過膜と、一端側が前記主経路の前記透過膜よりも上流側の部分に接続されると共に他端側が前記主経路の記透過膜よりも下流側の部分に接続され、前記透過膜を透過できない気体が前記透過膜を迂回して流通することが可能なバイパス経路と、前記バイパス経路上に設けられ、前記バイパス経路を開閉する開閉弁と、前記透過膜を透過できない気体を一時的に保持可能な貯留タンクとを備え、前記貯留タンクは、内部に前記透過膜が配置された状態で前記主経路上に設けられて前記主経路の前記透過膜よりも上流側の一部分を構成し、前記バイパス経路は、前記一端側が前記貯留タンクに接続されていることを特徴とする。
The present application includes a plurality of means for solving the above problems, and to give one example, a configuration is provided in which a gas containing gaseous waste generated in a nuclear reactor of a nuclear power plant is taken in and led to the external environment of the nuclear power plant. a permeable membrane provided on the main path and having properties that allow water vapor and hydrogen gas to easily permeate, while xenon gas and krypton gas are difficult to permeate; is connected to the upstream side portion and the other end side is connected to the downstream side portion of the main path from the permeable membrane, so that the gas that cannot permeate the permeable membrane can bypass the permeable membrane and circulate. a bypass route, an on-off valve provided on the bypass route for opening and closing the bypass route, and a storage tank capable of temporarily holding gas that cannot permeate the permeable membrane, wherein the storage tank is provided inside The permeable membrane is provided on the main path and constitutes a part of the main path on the upstream side of the permeable membrane, and the bypass path is connected to the storage tank at the one end side. It is characterized by

本発明によれば、透過膜を介して気体廃棄物の一部を外部環境へ放出する一方、透過膜によってキセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスを気体廃棄物から分離して当該放射性希ガスを一時的に保持した後にバイパス経路を介して外部環境へ放出することが可能である。すなわち、気体廃棄物を処理する構成として、気体廃棄物の処理流量に応じた大きさの透過膜及び透過膜を迂回するバイパス経路を必要とするが、希ガスホールドアップ装置及びそれに伴う機器は不要である。したがって、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備の構成の簡素化及び小型化を図ることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, a part of the gaseous waste is discharged to the outside environment through the permeable membrane, while the radioactive noble gases such as xenon gas and krypton gas are separated from the gaseous waste by the permeable membrane to release the radioactive noble gas. It can be released to the external environment via a bypass route after being temporarily held. That is, as a configuration for treating gaseous waste, a permeable membrane having a size corresponding to the treatment flow rate of gaseous waste and a bypass path bypassing the permeable membrane are required, but a rare gas hold-up device and associated equipment are not required. is. Therefore, it is possible to simplify and downsize the configuration of the gaseous waste treatment facility while maintaining the function of treating the radioactive noble gas.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態を含む原子力プラントの概略構成を示す系統図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a nuclear power plant including a first embodiment of gaseous waste treatment equipment of the present invention; 本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の一部を構成するフィルタモジュールの構造を示す断面模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the filter module which comprises a part of 1st Embodiment of the gaseous waste processing equipment of this invention. 本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の変形例の構成を示す系統図である。FIG. 3 is a system diagram showing a configuration of a modified example of the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention; 本発明の気体廃棄物処理設備の第２の実施の形態の構成を示す系統図である。Fig. 2 is a system diagram showing the configuration of a second embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention; 本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態の構成を示す系統図である。FIG. 3 is a system diagram showing the configuration of a third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention; 本発明の気体廃棄物処理設備の第４の実施の形態の構成を示す系統図である。FIG. 4 is a system diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention; 本発明の気体廃棄物処理設備の第５の実施の形態の構成を示す系統図である。It is a system diagram showing the configuration of a fifth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. 本発明の気体廃棄物処理設備のその他の実施の形態を含む原子力プラントの概略構成を示す系統図である。Fig. 2 is a system diagram showing a schematic configuration of a nuclear power plant including another embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention;

以下、本発明の気体廃棄物処理設備及び気体廃棄物処理方法の実施の形態について図面を用いて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a gaseous waste treatment facility and a gaseous waste treatment method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［第１の実施の形態］
まず、本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態を含む原子力プラントの構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態を含む原子力プラントの概略構成を示す系統図、図２は本本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の一部を構成するフィルタモジュールの構造を示す断面模式図である。 [First embodiment]
First, the configuration of a nuclear power plant including the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a system diagram showing a schematic configuration of a nuclear power plant including a first embodiment of a gaseous waste treatment facility of the present invention, and FIG. 2 is a first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the filter module which comprises a part.

図１において、沸騰水型の原子力プラントは、水蒸気を生成する原子炉１０１と、原子炉１０１で生成された蒸気によって駆動される蒸気タービン１０２と、蒸気タービン１０２からの排気蒸気を凝縮させる復水器１０３と、原子炉１０１と蒸気タービン１０２を接続する主蒸気配管１０４と、復水器１０３で生じた水を原子炉１０１に供給する復水・給水系統１０５とを備えている。復水・給水系統１０５は、上流側から順に、復水配管１０７に設けた復水ポンプ１０８、給水配管１０９に設けた給水ポンプ１１０を含んでいる。 In FIG. 1, a boiling water nuclear power plant includes a nuclear reactor 101 that produces steam, a steam turbine 102 that is driven by the steam produced in the reactor 101, and a condensate that condenses the exhaust steam from the steam turbine 102. a main steam pipe 104 connecting the reactor 101 and the steam turbine 102; The condensate/water supply system 105 includes, in order from the upstream side, a condensate pump 108 provided in the condensate pipe 107 and a water supply pump 110 provided in the water supply pipe 109 .

原子炉１０１では、炉心１０１ａ内に装荷された核燃料が核分裂反応により発熱することで炉内の冷却水が沸騰して水蒸気が生成される。原子炉１０１で生成された水蒸気は、主蒸気配管１０４を介して蒸気タービン１０２へ導入される。これにより、蒸気タービン１０２が発電機（図示せず）を回転駆動する。蒸気タービン１０２を駆動した水蒸気は、復水器１０３で冷却されて水に戻る。復水器１０３で生じた水は、復水・給水系統１０５の復水配管１０７及び給水配管１０９を介して復水ポンプ１０８及び給水ポンプ１１０によって原子炉１０１へ再び供給される。 In the nuclear reactor 101, the nuclear fuel loaded in the core 101a generates heat due to the nuclear fission reaction, so that the cooling water in the reactor boils and steam is generated. Steam generated in nuclear reactor 101 is introduced into steam turbine 102 via main steam line 104 . This causes the steam turbine 102 to rotationally drive a generator (not shown). The steam that drives the steam turbine 102 is cooled in the condenser 103 and returns to water. The water generated in the condenser 103 is supplied again to the reactor 101 by the condensate pump 108 and the feedwater pump 110 via the condensate pipe 107 and the feedwater pipe 109 of the condensate/feedwater system 105 .

原子炉１０１内では、核燃料の核分裂反応によって生じる放射線の照射によって、冷却水の一部から水素ガス及び酸素ガスが生成されると共に、その副生成物として16Ｎ、3Ｈ、19Ｏが生成される。これらの水素ガス、酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏは、原子炉１０１内で生成された水蒸気と共に、蒸気タービン１０２を経て復水器１０３へ運ばれる。復水器１０３では、水蒸気が冷却されて水に戻る。一方、非凝縮性の気体である水素ガス、酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏは、復水器１０３内に蓄積される。16Ｎ、3Ｈ、19Ｏは、短半減期の放射性核種であり、復水器１０３の内部（ホットウェル）に滞留している間に放射能が減衰する。復水器１０３は、これらの放射性核種の放射能が所定レベル以下に減衰するまでホットウェルに滞留可能となる容積を備えるように設計されている。 In the nuclear reactor 101, hydrogen gas and oxygen gas are generated from a part of the cooling water due to the irradiation of radiation caused by the nuclear fission reaction of the nuclear fuel, and 16 N, 3 H, and 19 O are generated as by-products. be. These hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, and 19 O are carried to the condenser 103 via the steam turbine 102 together with the steam generated within the nuclear reactor 101 . In the condenser 103, the steam is cooled back to water. On the other hand, non-condensable gases such as hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, and 19 O are accumulated in the condenser 103 . 16 N, 3 H, and 19 O are radionuclides with short half-lives, and their radioactivity decays while staying inside the condenser 103 (hot well). Condenser 103 is designed with a volume that allows the activity of these radionuclides to remain in the hotwell until it decays below a predetermined level.

また、原子炉１０１の炉心１０１ａでは、核燃料の核分裂反応が進むにつれて核分裂生成物が生成される。この核分裂生成物には、クリプトンガスやキセノンガスの放射性希ガスが含まれている。放射性希ガスを含む核分裂生成物は、通常、図示しない燃料被覆管内に閉じ込められている。しかし、燃料被覆管には、極めて低い可能性ではあるが、ピンホールと称する小さな穴が開く場合がある。この場合、ピンホールを介して放射性希ガスが燃料被覆管外へ漏洩する。漏洩した放射性希ガスは、原子炉１０１内で生成された水蒸気に混入して水蒸気と共に蒸気タービン１０２を経て復水器１０３へ運ばれる。その結果、反応性に乏しい非凝縮性の放射性希ガスは、上記の水素ガス、酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏと共に、復水器１０３の内部に蓄積される。 Further, in the core 101a of the nuclear reactor 101, nuclear fission products are generated as the nuclear fission reaction of the nuclear fuel progresses. These fission products contain radioactive noble gases such as krypton gas and xenon gas. Fission products, including radioactive noble gases, are typically confined within fuel cladding tubes (not shown). However, the fuel cladding may, although very unlikely, develop small holes called pinholes. In this case, the radioactive noble gas leaks out of the fuel cladding tube through the pinhole. The leaked radioactive noble gas is mixed with steam generated in the nuclear reactor 101 and carried to the condenser 103 via the steam turbine 102 together with the steam. As a result, the non-condensable radioactive noble gas with poor reactivity accumulates inside the condenser 103 together with the hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, and 19 O described above.

復水器１０３内に滞留する水素ガスや酸素ガス、16Ｎ、3Ｈ、19Ｏ、放射性希ガス等の非凝縮性の気体は、気体廃棄物と呼ばれている。原子力プラントは、気体廃棄物の放射能を減衰させた上で気体廃棄物を原子力プラントの外部環境へ排出する気体廃棄物処理設備１を備えている。気体廃棄物処理設備１は、非凝縮性の気体廃棄物を水蒸気と共に取り込み原子力プラントの外部環境へ導くように構成された主経路２と、主経路２上に設けられ、水蒸気及び水素ガスが透過しやすい一方、キセノンガス及びクリプトンガスが透過しにくい特性を有する透過膜を含むフィルタモジュール３とを備えている。 Non-condensable gases such as hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, 19 O, and radioactive noble gases that remain in the condenser 103 are called gaseous waste. A nuclear power plant includes a gaseous waste treatment facility 1 that attenuates the radioactivity of gaseous waste and discharges the gaseous waste to the external environment of the nuclear power plant. The gaseous waste treatment facility 1 includes a main path 2 configured to take in non-condensable gaseous waste together with water vapor and lead it to the external environment of the nuclear power plant, and is provided on the main path 2, and is permeable to water vapor and hydrogen gas. and a filter module 3 including a permeable membrane having a characteristic that the permeation of xenon gas and krypton gas is difficult while the permeation of xenon gas and krypton gas is difficult.

本実施の形態に係る主経路２は、並列に接続された複数（図１中、２本）の分岐経路２ａを有する。各分岐経路２ａの中途位置には、貯留タンク４が設けられている。各貯留タンク４の内部にはフィルタモジュール３が配置されており、貯留タンク４は分岐経路２ａのフィルタモジュール３よりも上流側の一部分を構成している。この主経路２は、上流側から順に、抽気管路２１、複数の第１分岐管路２２、複数の貯留タンク４、複数の第２分岐管路２３、排気管路２４、排気塔２５で構成されている。 The main route 2 according to the present embodiment has a plurality of (two in FIG. 1) branch routes 2a connected in parallel. A storage tank 4 is provided at an intermediate position of each branch path 2a. A filter module 3 is arranged inside each storage tank 4, and the storage tank 4 constitutes a part of the branch path 2a on the upstream side of the filter module 3. As shown in FIG. The main route 2 is composed of, in order from the upstream side, a bleed pipeline 21, a plurality of first branch pipelines 22, a plurality of storage tanks 4, a plurality of second branch pipelines 23, an exhaust pipeline 24, and an exhaust tower 25. It is

抽気管路２１は、復水器１０３に接続された管路であり、復水器１０３内に滞留する気体廃棄物を水蒸気と共に取り込むものである。第１分岐管路２２は、抽気管路２１の下流端から分岐して貯留タンク４に接続された管路であり、分岐経路２ａの上流側部分を構成している。第１分岐管路２２は、抽気管路２１を流れる気体廃棄物及び水蒸気を貯留タンク４（フィルタモジュール３）へ導くものである。貯留タンク４は、フィルタモジュール３の透過膜を透過できない気体を一時的に貯留するものである。第２分岐管路２３は、その上流端にフィルタモジュール３が設けられていると共に、フィルタモジュール３が貯留タンク４内に配置されるように上流側が貯留タンク４に接続されている。第２分岐管路２３は、分岐経路２ａの下流側部分を構成しており、フィルタモジュール３の透過膜を透過した気体が流れる管路である。排気管路２４は、その上流側端部で複数の第２分岐管路２３が合流すると共に、その下流側が排気塔２５に接続された管路である。排気管路２４は、複数の第２分岐管路２３を流れる気体を合流させて排気塔２５へ導くものである。排気塔２５は、排気管路２４から流入した気体を原子力プラントの外部環境へ排出して拡散させるものである。 The extraction pipe line 21 is a pipe line connected to the condenser 103, and takes in gaseous waste staying in the condenser 103 together with water vapor. The first branch pipeline 22 is a pipeline branched from the downstream end of the extraction pipeline 21 and connected to the storage tank 4, and constitutes an upstream portion of the branch pipeline 2a. The first branch line 22 guides the gaseous waste and water vapor flowing through the extraction line 21 to the storage tank 4 (filter module 3). The storage tank 4 temporarily stores gas that cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3 . The second branch pipeline 23 is provided with the filter module 3 at its upstream end, and is connected to the storage tank 4 on the upstream side so that the filter module 3 is arranged in the storage tank 4 . The second branch pipeline 23 constitutes a downstream portion of the branch path 2a, and is a pipeline through which the gas that has permeated the permeable membrane of the filter module 3 flows. The exhaust pipeline 24 is a pipeline in which a plurality of second branch pipelines 23 join at its upstream end and is connected to the exhaust tower 25 at its downstream side. The exhaust pipeline 24 joins the gases flowing through the plurality of second branch pipelines 23 and guides them to the exhaust tower 25 . The exhaust tower 25 discharges and diffuses the gas that has flowed from the exhaust pipe 24 to the external environment of the nuclear power plant.

抽気管路２１には、復水器１０３から気体廃棄物及び水蒸気を吸い込んで貯留タンク４（フィルタモジュール３）へ送出するメインポンプ１１が設けられている。分岐経路２ａには、並列に接続された複数の分岐経路２ａうちいずれか１つの分岐経路２ａが連通するように切り替える切替弁１２が設けられている。切替弁１２は、例えば、複数の第１分岐管路２２の分岐部に設けられた三方弁である。各貯留タンク４には、貯留タンク４内に貯留する気体の放射線量を検出する放射線検出器１３および貯留タンク４内に貯留する気体の圧力を検出する圧力検出器１４が配置されている。 The extraction pipe line 21 is provided with a main pump 11 that sucks gaseous waste and water vapor from the condenser 103 and delivers them to the storage tank 4 (filter module 3). The branch path 2a is provided with a switching valve 12 for switching so that any one of the plurality of branch paths 2a connected in parallel is communicated. The switching valve 12 is, for example, a three-way valve provided at a branch portion of the plurality of first branch pipelines 22 . Each storage tank 4 is provided with a radiation detector 13 for detecting the radiation dose of the gas stored in the storage tank 4 and a pressure detector 14 for detecting the pressure of the gas stored in the storage tank 4 .

各分岐経路２ａには、フィルタモジュール３の透過膜を透過できない気体がフィルタモジュール３を迂回して流通することが可能なバイパス経路６が接続されている。本実施の形態に係るバイパス経路６は、一端側が貯留タンク４（分岐経路２ａのフィルタモジュール３よりも上流側の一部分）に接続されると共に他端側が第２分岐管路２３（分岐経路２ａのフィルタモジュール３よりも下流側の部分）に接続された管路である。各バイパス経路６には、バイパス経路６（管路）を開閉する開閉弁７が設けられている。各分岐経路２ａにおけるバイパス経路６との接続部よりも下流側の部分には、逆止弁１５が設けられている。逆止弁１５は、排気管路２４へ向かう気体の流れを許容する一方、異なる分岐経路２ａからの気体の流入を阻止するものである。 Each branch path 2 a is connected to a bypass path 6 through which gas that cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3 bypasses the filter module 3 . The bypass route 6 according to the present embodiment has one end connected to the storage tank 4 (part of the branch route 2a upstream of the filter module 3) and the other end connected to the second branch pipe 23 (part of the branch route 2a). downstream of the filter module 3). Each bypass route 6 is provided with an on-off valve 7 for opening and closing the bypass route 6 (pipeline). A check valve 15 is provided at a portion downstream of the connecting portion with the bypass route 6 in each branch route 2a. The check valve 15 allows the flow of gas toward the exhaust pipe 24, while blocking the inflow of gas from the different branched paths 2a.

フィルタモジュール３は、例えば図２に示すように、多数の中空糸膜３１を束ねた状態の透過膜と、透過膜を収容する筒状の容器３２と、容器３２の両側の開口をそれぞれ閉塞する蓋部３３とで構成されている。多数の中空糸膜３１の両端部は、それぞれ支持部材３４を介して容器３２に支持されている。両支持部材３４は、容器３２内を密閉するように容器３２に取り付けられている。蓋部３３の一方（図２中、左側）には、気体廃棄物が流入する流入口３６が設けられている。蓋部３３の他方（図２中、右側）には、気体廃棄物のうちの透過膜を透過できない気体が流出する第１流出口３７が設けられている。容器３２には、気体廃棄物のうちの透過膜を透過した気体が流出する第２流出口３８が設けられている。フィルタモジュール３は、蓋部３３を取り外すことで、多数の中空糸膜３１を束ねた状態の透過膜を取り出して交換することが可能な構成である。フィルタモジュール３は、配管に接続可能なものであり、希ガスホールドアップ装置に比べて極めて小型な構造物である。 For example, as shown in FIG. 2, the filter module 3 includes a permeable membrane in which a large number of hollow fiber membranes 31 are bundled, a cylindrical container 32 containing the permeable membranes, and openings on both sides of the container 32 that are closed. It is composed of a lid portion 33 . Both ends of the large number of hollow fiber membranes 31 are supported by the container 32 via support members 34, respectively. Both support members 34 are attached to the container 32 so as to seal the inside of the container 32 . One side (the left side in FIG. 2) of the lid portion 33 is provided with an inflow port 36 into which gaseous wastes flow. The other side (the right side in FIG. 2) of the lid portion 33 is provided with a first outflow port 37 through which the gas out of the gaseous waste that cannot permeate the permeable membrane flows out. The container 32 is provided with a second outflow port 38 through which the gas out of the gaseous waste that has permeated the permeable membrane flows out. The filter module 3 has a configuration in which the permeable membrane in which a large number of hollow fiber membranes 31 are bundled can be taken out and replaced by removing the lid portion 33 . The filter module 3 can be connected to piping, and is a very small structure compared to the rare gas holdup device.

透過膜は、例えば、分子レベルの網目構造を有し、各種気体の分子径の差を利用して特定の気体を選択的に透過させる分子ふるい膜である。本実施の形態に係るフィルタモジュール３の分子ふるい膜は、水蒸気（分子径が例えば約０．２６５ｎｍ）及び水素ガス（分子径が例えば約０．２８９ｎｍ）が透過しやすい一方、キセノンガス（分子径が例えば約０．３９６ｎｍ）及びクリプトンガス（分子径が例えば約０．３６０ｎｍ）が透過しにくい特性を有するものである。 The permeable membrane is, for example, a molecular sieve membrane that has a network structure at the molecular level and selectively permeates a specific gas by utilizing the difference in molecular diameter between various gases. The molecular sieve membrane of the filter module 3 according to the present embodiment easily permeates water vapor (having a molecular diameter of about 0.265 nm, for example) and hydrogen gas (having a molecular diameter of about 0.289 nm, for example), while xenon gas (having a molecular diameter of (for example, about 0.396 nm) and krypton gas (having a molecular diameter of about 0.360 nm, for example) are difficult to permeate.

なお、当該分子ふるい膜における酸素ガスの透過性能は、必要に応じて、透過しやすい設定にしたり、透過しにくい設定にしたりすることが可能である。例えば、分子ふるい膜は酸素ガスを透過可能に設定しておく。 The permeation performance of oxygen gas in the molecular sieve membrane can be set to facilitate permeation or to impede permeation as required. For example, the molecular sieve membrane is set to be permeable to oxygen gas.

分子ふるい膜として、ポリイミドを主成分とした材料により形成された高分子膜、窒化ケイ素を主成分とした材料により形成されたセラミック膜、炭素を主成分とした材料により形成された酸化グラフェン膜の３種類の膜のいずれかを用いることが好適である。酸化グラフェン膜を用いた分子ふるい膜は、キセノンガス及びクリプトンガスを他の気体から分離する性能が上記３種類の膜のうち最も高いという特徴がある。高分子膜を用いた分子ふるい膜は、キセノンガス及びクリプトンガスを他の気体から分離する性能が比較的高いと共に、水蒸気の透過性能が高いという特徴がある。セラミック膜を用いた分子ふるい膜は、高い強度及び高い耐熱性を有しているという特徴がある。 As the molecular sieve film, a polymer film formed of a material whose main component is polyimide, a ceramic film formed of a material whose main component is silicon nitride, and a graphene oxide film formed of a material whose main component is carbon. It is preferred to use any one of three types of membranes. A molecular sieve film using a graphene oxide film has the highest performance of separating xenon gas and krypton gas from other gases among the above three types of films. Molecular sieve membranes using polymer membranes are characterized by relatively high performance in separating xenon gas and krypton gas from other gases and high water vapor permeation performance. A molecular sieve membrane using a ceramic membrane is characterized by having high strength and high heat resistance.

次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態における気体廃棄物の処理方法を図１及び図２を用いて説明する。まず、放射性希ガスが燃料被覆管内に閉じ込められており原子炉内の水蒸気に混入していない場合について説明する。 Next, a method for treating gaseous waste in the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. First, the case where the radioactive noble gas is confined in the fuel cladding and is not mixed with the water vapor in the reactor will be described.

本実施の形態に係る気体廃棄物処理設備１では、切替弁１２によって、複数（図１では、２本）の分岐経路２ａのうちいずれか１つの分岐経路２ａが連通した状態となっている。例えば、図１に示すように、上側の分岐経路２ａの第１分岐管路２２が抽気管路２１と連通している。また、各バイパス経路６に設けた開閉弁７は、通常、すべて閉状態にする。すなわち、すべてのバイパス経路６を遮断しておく。 In the gaseous waste treatment facility 1 according to the present embodiment, the switching valve 12 establishes a state in which any one of the plurality of (two in FIG. 1) branched paths 2a is in communication. For example, as shown in FIG. 1, the first branch line 22 of the upper branch line 2a communicates with the extraction line 21 . In addition, the on-off valves 7 provided in each bypass route 6 are normally closed. That is, all bypass routes 6 are cut off.

この場合、復水器１０３内に滞留している気体廃棄物は、水素ガス、酸素ガス、放射能が減衰した16Ｎ、3Ｈ、19Ｏ等で構成されており、キセノンガス及びクリプトンガスを含んでいない。この気体廃棄物は、復水器１０３内の水蒸気と共に、メインポンプ１１によって主経路２の抽気管路２１内に抽気される。抽気管路２１内に抽気された気体廃棄物及び水蒸気は、切替弁１２によって選択されている上側の第１分岐管路２２を介して上側の貯留タンク４に導かれる。 In this case, the gaseous waste remaining in the condenser 103 is composed of hydrogen gas, oxygen gas, 16 N, 3 H, 19 O, etc. with attenuated radioactivity, and xenon gas and krypton gas. not included. This gaseous waste is bled into the bleed line 21 of the main line 2 by the main pump 11 together with the steam in the condenser 103 . The gaseous waste and steam bled into the extraction pipe 21 are led to the upper storage tank 4 via the upper first branch pipe 22 selected by the switching valve 12 .

貯留タンク４内に流入した水蒸気及び気体廃棄物のうち水素ガスは、フィルタモジュール３の透過膜を透過する。なお、当該気体廃棄物のうち酸素ガスは、透過膜の透過性能に応じて、透過膜を透過する場合と透過しない場合とがある。フィルタモジュール３の透過膜を透過した水蒸気や水素ガスを含む気体は、上側の第２分岐管路２３（上側の分岐経路２ａの下流側部分）及び排気管路２４を介して排気塔２５から原子力プラントの外部環境へ排出されて拡散する。なお、すべての開閉弁７が閉状態なので、貯留タンク４内に流入した気体がフィルタモジュール３を介さずにバイパス経路６から外部環境へ排出されることはない。 Among the water vapor and gaseous waste that have flowed into the storage tank 4 , hydrogen gas permeates the permeable membrane of the filter module 3 . Oxygen gas among the gaseous waste may or may not permeate the permeable membrane depending on the permeation performance of the permeable membrane. The gas containing water vapor and hydrogen gas that permeates the permeable membrane of the filter module 3 is discharged from the exhaust tower 25 via the upper second branch pipe 23 (downstream portion of the upper branch pipe 2a) and the exhaust pipe 24. Discharged to the external environment of the plant and diffuses. Since all the on-off valves 7 are closed, the gas that has flowed into the storage tank 4 is not discharged to the outside environment through the bypass passage 6 without passing through the filter module 3 .

次に、キセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスが燃料被覆管外へ万一漏洩した場合について説明する。この場合、復水器１０３内に滞留している気体廃棄物は、上記した気体に加えて、キセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスを含んでいる。 Next, the case where the radioactive rare gas such as xenon gas and krypton gas should leak out of the fuel cladding will be described. In this case, the gaseous waste remaining in the condenser 103 contains radioactive rare gases such as xenon gas and krypton gas in addition to the above gases.

復水器１０３内に滞留する気体廃棄物は、前述したように、水蒸気と共に上側の貯留タンク４に導かれる。貯留タンク４に流入した気体廃棄物のうち水素ガスは、前述したように、水蒸気と共にフィルタモジュール３の透過膜を透過して原子力プラントの外部環境へ排出される。一方、当該気体廃棄物のうちキセノンガス及びクリプトンガスは、透過膜を透過できずに貯留タンク４内に留まる。すべての開閉弁７が閉状態なので、キセノンガス及びクリプトンガスがバイパス経路６を介して外部環境へ排出されることはない。このように、外部環境へ排出される気体中にはキセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスが含まれないので、外部環境に放射能の影響が及ぶことはない。 The gaseous waste remaining in the condenser 103 is led to the upper storage tank 4 together with steam as described above. Hydrogen gas in the gaseous waste that has flowed into the storage tank 4 passes through the permeable membrane of the filter module 3 together with water vapor as described above, and is discharged to the external environment of the nuclear power plant. On the other hand, xenon gas and krypton gas out of the gaseous waste cannot pass through the permeable membrane and remain in the storage tank 4 . Since all the on-off valves 7 are closed, xenon gas and krypton gas are not discharged to the outside environment through the bypass passage 6 . Thus, since the gas discharged to the external environment does not contain radioactive rare gases such as xenon gas and krypton gas, the external environment is not affected by radioactivity.

キセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスが透過膜を透過できずに貯留タンク４内に滞留すると、貯留タンク４内の放射性希ガスの濃度が上昇する。この場合、貯留タンク４内の放射線検出器１３が雰囲気線量の増加を検知する。これにより、燃料被覆管内から放射性希ガスが漏洩したことを原子力プラントの運転員が認知することができる。 When the radioactive noble gases such as xenon gas and krypton gas cannot pass through the permeable membrane and remain in the storage tank 4, the concentration of the radioactive noble gases in the storage tank 4 increases. In this case, the radiation detector 13 in the storage tank 4 detects an increase in ambient dose. This allows the operator of the nuclear power plant to recognize that the radioactive noble gas has leaked from the fuel cladding tube.

透過膜を透過できなかった放射性希ガスは、その放射能が所定のレベルに減衰するまでの間、貯留タンク４内に一時的に保持される。放射線検出器１３の検出値が所定値よりも低下した場合（放射性希ガスの放射能が安全なレベルまで減衰したことが確認された場合）、放射性希ガスを保持している貯留タンク４に接続されているバイパス経路６の開閉弁７が開放される。これにより、貯留タンク４内に保持されていた放射性希ガスがバイパス経路６、第２分岐管路２３、排気管路２４を介して排気塔２５から原子力プラントの外部環境へ排出されて拡散する。この場合、放射性希ガスの放射能が既に安全なレベルまで低下しているので、外部環境に放射能の影響が及ぶことはない。 The radioactive noble gas that cannot permeate the permeable membrane is temporarily retained in the storage tank 4 until its radioactivity decays to a predetermined level. When the detection value of the radiation detector 13 falls below a predetermined value (when it is confirmed that the radioactivity of the radioactive noble gas has attenuated to a safe level), connect to the storage tank 4 holding the radioactive noble gas. The on-off valve 7 of the bypass route 6 that is closed is opened. As a result, the radioactive noble gas held in the storage tank 4 is discharged from the exhaust tower 25 via the bypass path 6, the second branch pipe 23, and the exhaust pipe 24 to the external environment of the nuclear power plant and diffuses. In this case, since the radioactivity of the radioactive noble gas has already been reduced to a safe level, the external environment is not affected by the radioactivity.

なお、フィルタモジュール３の透過膜が酸素ガスを透過しにくい特性を有している場合、貯留タンク４には、放射性希ガスと共に気体廃棄物の酸素ガスも滞留している。この場合、放射性希ガスがバイパス経路６を介して外部環境へ排出される際に、酸素ガスも一緒に外部環境へ排出される。 In addition, when the permeable membrane of the filter module 3 has a characteristic that oxygen gas is difficult to permeate, the oxygen gas of the gaseous waste is retained in the storage tank 4 together with the radioactive rare gas. In this case, when the radioactive noble gas is discharged to the external environment via the bypass route 6, the oxygen gas is also discharged to the external environment.

また、放射性希ガスが燃料被覆管外へ継続して漏洩することも想定される。この場合、透過膜を透過できない放射性希ガスが貯留タンク４内に徐々に蓄積されていき、貯留タンク４内の放射性希ガスの圧力が上昇する。この場合、貯留タンク４内の圧力が貯留タンク４の耐圧に達しないようにする必要がある。 It is also assumed that the radioactive noble gas will continue to leak out of the fuel cladding. In this case, the radioactive rare gas that cannot permeate through the permeable membrane gradually accumulates in the storage tank 4, and the pressure of the radioactive rare gas in the storage tank 4 rises. In this case, it is necessary to prevent the pressure in the storage tank 4 from reaching the pressure resistance of the storage tank 4 .

本実施の形態においては、貯留タンク４に設けた圧力検出器１４により検出される貯留タンク４内の圧力検出値を監視する。当該検出値が所定値を超えた場合には、放射性希ガスを保持している貯留タンク４とは異なる別の貯留タンク４（図１では、下側の貯留タンク４）に気体廃棄物が導入されるように切り替える。すなわち、一の分岐経路２ａ（図１では、上側の分岐経路２ａ）から別の分岐経路２ａ（図１では、下側の分岐経路２ａ）が連通するように切替弁１２が切り替えられる。 In this embodiment, the pressure detection value in the storage tank 4 detected by the pressure detector 14 provided in the storage tank 4 is monitored. When the detected value exceeds a predetermined value, the gaseous waste is introduced into another storage tank 4 (lower storage tank 4 in FIG. 1) different from the storage tank 4 holding the radioactive noble gas. switch to be That is, the switching valve 12 is switched so that one branched path 2a (upper branched path 2a in FIG. 1) communicates with another branched path 2a (lower branched path 2a in FIG. 1).

切替弁１２によって選択された分岐経路２ａ上の下側の貯留タンク４では、上側の貯留タンク４の場合と同様に、気体廃棄物のうち水素ガスは、水蒸気と共にフィルタモジュール３の透過膜を透過して下側の分岐経路２ａの第２分岐管路２３及び排気管路２４を介して排気塔２５から原子力プラントの外部環境へ排出される。当該気体廃棄物のうち放射性希ガスは、透過膜を透過できずに貯留タンク４内に留まる。すべての開閉弁７が閉状態なので、放射性希ガスがバイパス経路６を介して外部環境へ排出されることはない。 In the lower storage tank 4 on the branch path 2a selected by the switching valve 12, as in the case of the upper storage tank 4, hydrogen gas among the gaseous wastes permeates the permeable membrane of the filter module 3 together with water vapor. Then, it is discharged from the exhaust tower 25 to the external environment of the nuclear power plant via the second branch line 23 and the exhaust line 24 of the lower branch line 2a. Among the gaseous wastes, the radioactive rare gas cannot pass through the permeable membrane and stays in the storage tank 4 . Since all the on-off valves 7 are closed, the radioactive rare gas is not discharged to the outside environment through the bypass route 6 .

このとき、放射性希ガスを保持している上側の貯留タンク４では、切替弁１２の切替えにより気体廃棄物が流入しなくなり、それ以上圧力が上昇することはない。また、分岐経路２ａの切替え状態を所定時間以上継続して維持することで、上側の貯留タンク４内に保持されている放射性希ガスの放射能が減衰する。前述したように、放射線検出器１３の検出値が所定値よりも低下した場合、上側の開閉弁７を開放して上側の貯留タンク４内に保持されている放射性希ガスを含む気体を上側のバイパス経路６を介して原子力プラントの外部環境へ排出する。これより、上側の貯留タンク４では、圧力が低下して再び気体廃棄物の流入が可能な状態となる。 At this time, the switching valve 12 is switched to stop the flow of gaseous waste into the upper storage tank 4 holding the radioactive rare gas, and the pressure does not rise any further. Further, by maintaining the switching state of the branch path 2a continuously for a predetermined time or longer, the radioactivity of the radioactive rare gas held in the upper storage tank 4 is attenuated. As described above, when the detected value of the radiation detector 13 falls below a predetermined value, the upper on-off valve 7 is opened to release the gas containing the radioactive rare gas held in the upper storage tank 4 to the upper It is discharged to the external environment of the nuclear power plant via bypass line 6 . As a result, the upper storage tank 4 is in a state where the gaseous waste can flow in again as the pressure drops.

気体廃棄物及び水蒸気が流入している下側の貯留タンク４では、上側の貯留タンク４の場合と同様に、透過膜を透過できない放射性希ガスが徐々に蓄積されていき、貯留タンク４内の放射性希ガスの圧力が上昇する。下側の貯留タンク４の圧力検出値が所定値を超えた場合、現在選択されている分岐経路２ａとは異なる別の分岐経路２ａ（図１では、上側の分岐経路２ａ）が連通するように切替弁１２を切り替え、気体廃棄物を導入する貯留タンク４を下側の貯留タンク４から上側の貯留タンク４へ切り替える。この後の工程は、前述した工程と同様なものである。 In the lower storage tank 4 into which the gaseous waste and water vapor are flowing, as in the case of the upper storage tank 4, the radioactive noble gas that cannot permeate the permeable membrane gradually accumulates. The pressure of the radioactive noble gas rises. When the pressure detection value of the lower storage tank 4 exceeds a predetermined value, another branched route 2a different from the currently selected branched route 2a (in FIG. 1, the upper branched route 2a) is connected. The switching valve 12 is switched to switch the storage tank 4 into which gaseous waste is introduced from the lower storage tank 4 to the upper storage tank 4 . The subsequent steps are the same as the steps described above.

本実施の形態においては、複数の貯留タンク４を並列に配置しているので、複数の貯留タンク４のうちいずれか１つの貯留タンク４内に気体廃棄物を導入してフィルタモジュール３の透過膜で処理する一方、別の貯留タンク４では透過膜を透過できない放射性希ガスを一時的に保持してその放射能を所定のレベルよりも低下させることが可能である。したがって、並列の複数の貯留タンク４によって放射性希ガスの放射能を減衰させつつ、気体廃棄物を継続して外部環境へ排出することができるので、気体廃棄物処理設備１の連続運転が可能である。 In the present embodiment, since a plurality of storage tanks 4 are arranged in parallel, gaseous waste is introduced into any one of the plurality of storage tanks 4 and the permeable membrane of the filter module 3 is removed. while being treated with a separate storage tank 4, it is possible to temporarily retain radioactive noble gases that cannot permeate the permeable membrane and reduce their radioactivity below a predetermined level. Therefore, the gaseous waste can be continuously discharged to the external environment while the radioactivity of the radioactive rare gas is attenuated by the plurality of parallel storage tanks 4, so that the gaseous waste treatment facility 1 can be operated continuously. be.

また、本実施の形態においては、気体廃棄物に含まれる可能性のある放射性希ガスのみを透過膜によって効率的に気体廃棄物から分離して貯留タンク４に一時的に保持して放射能を減衰させる一方、放射性を持たない水蒸気や水素ガスを貯留タンク４に保持することなく積極的に外部環境へ排出するので、貯留タンク４の容量を、透過膜を透過できない気体のみを考慮して定めることできる。したがって、既存の希ガスホールドアップ装置と比較して貯留タンク４を大幅に小型化することができる。 In addition, in the present embodiment, only the radioactive noble gas that may be contained in the gaseous waste is efficiently separated from the gaseous waste by the permeable membrane and temporarily held in the storage tank 4 to eliminate radioactivity. While attenuating, non-radioactive water vapor and hydrogen gas are actively discharged to the external environment without being retained in the storage tank 4, so the capacity of the storage tank 4 is determined by considering only the gas that cannot permeate the permeable membrane. can do Therefore, the size of the storage tank 4 can be significantly reduced compared to existing rare gas hold-up devices.

また、本実施の形態においては、放射性希ガスをメインポンプ１１よって加圧した状態で貯留タンク４に貯留するので、その分、放射性希ガスの体積が減少する。したがって、貯留タンク４を更に小型化することができる。 Further, in the present embodiment, since the radioactive rare gas is stored in the storage tank 4 in a state of being pressurized by the main pump 11, the volume of the radioactive rare gas is reduced accordingly. Therefore, the size of the storage tank 4 can be further reduced.

また、本実施の形態においては、放射性希ガスを含む気体廃棄物を処理する構成としてフィルタモジュール３の透過膜（分子ふるい膜）を用いるので、気体廃棄物の透過膜への導入前に特別な処理は不要である。したがって、希ガスホールドアップ装置を用いる場合のような湿分除去装置等の構成が不要なので、気体廃棄物処理設備１の構成が簡素である。 In addition, in the present embodiment, since the permeable membrane (molecular sieve membrane) of the filter module 3 is used as a configuration for treating gaseous waste containing radioactive noble gas, a special treatment is required before the gaseous waste is introduced into the permeable membrane. No processing is required. Therefore, the configuration of the gaseous waste treatment facility 1 is simple because the configuration of the moisture removal device, etc., which is required when using a rare gas hold-up device, is unnecessary.

また、本実施の形態においては、復水器１０３に滞留している水素ガスを含む気体廃棄物を水蒸気と共に主経路２（抽気管路２１）に取り込むように気体廃棄物処理設備１を構成している。すなわち、気体廃棄物を水蒸気で希釈した状態で気体廃棄物処理設備１に取り込んでいる。したがって、気体廃棄物のみを気体廃棄物処理設備１に取り込む場合と比べて、主経路２を流れる気体中の水素ガスの濃度が水蒸気の濃度の分低くなり、水素燃焼の発生の可能性を低減することができる。 Further, in the present embodiment, the gaseous waste treatment facility 1 is configured so that the gaseous waste containing hydrogen gas remaining in the condenser 103 is taken into the main passage 2 (bleeding pipe 21) together with water vapor. ing. That is, the gaseous waste is taken into the gaseous waste treatment facility 1 in a state of being diluted with steam. Therefore, compared to the case where only gaseous waste is taken into the gaseous waste treatment facility 1, the concentration of hydrogen gas in the gas flowing through the main path 2 is reduced by the concentration of water vapor, reducing the possibility of hydrogen combustion. can do.

上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態によれば、気体廃棄物の一部をフィルタモジュール３の透過膜を介して外部環境へ放出する一方、気体廃棄物のうちキセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスを透過膜によって分離して当該放射性希ガスを一時的に保持した後にバイパス経路６を介して外部環境へ放出することが可能である。すなわち、気体廃棄物を処理する構成として、気体廃棄物の処理流量に応じた大きさの透過膜及び透過膜を迂回するバイパス経路６を必要とするが、希ガスホールドアップ装置及びそれに伴う機器は不要である。したがって、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備１の構成の簡素化及び小型化を図ることができる。その結果、気体廃棄物処理設備１のコストを低減することができる。 According to the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, part of the gaseous waste is discharged to the outside environment through the permeable membrane of the filter module 3, while xenon is discharged from the gaseous waste. It is possible to separate the gas and the radioactive noble gas of krypton gas by a permeable membrane to retain the radioactive noble gas temporarily and then release it to the external environment via the bypass path 6 . That is, as a configuration for treating gaseous waste, a permeable membrane having a size corresponding to the treatment flow rate of gaseous waste and a bypass path 6 bypassing the permeable membrane are required. No need. Therefore, the configuration of the gaseous waste treatment facility 1 can be simplified and downsized while maintaining the function of treating radioactive noble gases. As a result, the cost of the gaseous waste treatment facility 1 can be reduced.

また、本実施の形態によれば、フィルタモジュール３の分子ふるい膜（透過膜）としてポリイミドを主成分とした高分子膜を用いることで、フィルタモジュール３はキセノンガス及びクリプトンガスの高い分離性能及び水蒸気の高い透過性能を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, the filter module 3 uses a polymer film containing polyimide as a main component as the molecular sieve film (permeable film) of the filter module 3, so that the filter module 3 has high separation performance of xenon gas and krypton gas. High water vapor permeation performance can be obtained.

また、本実施の形態によれば、フィルタモジュール３の分子ふるい膜（透過膜）として窒化ケイ素を主成分としたセラミック膜を用いることで、フィルタモジュール３は高い強度及び耐熱性を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, by using a ceramic film containing silicon nitride as a main component as the molecular sieve film (permeable film) of the filter module 3, the filter module 3 can obtain high strength and heat resistance. .

また、本実施の形態によれば、フィルタモジュール３の分子ふるい膜（透過膜）として炭素を主成分とした酸化グラフェン膜を用いることで、フィルタモジュール３はキセノンガス及びクリプトンガスの特に優れた分離性能を得ることができる。 Further, according to the present embodiment, by using a graphene oxide film containing carbon as a main component as the molecular sieve film (permeable film) of the filter module 3, the filter module 3 achieves particularly excellent separation of xenon gas and krypton gas. performance can be obtained.

［第１の実施の形態の変形例］
次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の変形例について図３を用いて説明する。図３は本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の変形例の構成を示す系統図である。なお、図３において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Modification of First Embodiment]
Next, a modification of the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a system diagram showing the configuration of a modification of the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 and 2 denote the same parts, so detailed description thereof will be omitted.

図３に示す本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の変形例が第１の実施の形態と相違する点は、主経路２を流通する気体廃棄物のうち水素ガス及び酸素ガスから水蒸気を生成する水素処理装置１７を更に備えることである。第１の実施の形態の変形例のそれ以外の構成は、第１の実施の形態の構成と同様なものである。 The modification of the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention shown in FIG. It further includes a hydrogen treatment device 17 that generates steam from the gas. Other configurations of the modified example of the first embodiment are the same as those of the first embodiment.

気体廃棄物処理設備１Ａの水素処理装置１７は、例えば、ＰｔやＰｄ等の金属触媒が充填されたカートリッジを容器内に収容したものである。水素処理装置１７では、気体廃棄物が容器内を流れる際に、気体廃棄物の水素ガス及び酸素ガスが金属触媒の作用によって反応して水蒸気が生成される。水素処理装置１７は、貯留タンク４よりも上流側、例えば抽気管路２１上に設けられている。また、当該水素処理装置１７は、二点鎖線で示すように、貯留タンク４よりも下流側、例えば排気管路２４上に設けることも可能である。ただし、貯留タンク４よりも上流側に水素処理装置１７を配置する方がフィルタモジュール３の透過膜の処理流量を低減することができる。 The hydrogen treatment device 17 of the gaseous waste treatment facility 1A has, for example, a container containing a cartridge filled with a metal catalyst such as Pt or Pd. In the hydrogen treatment device 17, when the gaseous waste flows through the container, the hydrogen gas and oxygen gas of the gaseous waste react with each other by the action of the metal catalyst to generate water vapor. The hydrogen treatment device 17 is provided on the upstream side of the storage tank 4 , for example, on the extraction pipe line 21 . Further, the hydrogen treatment device 17 can be provided downstream of the storage tank 4, for example, on the exhaust pipe 24, as indicated by a two-dot chain line. However, the treatment flow rate of the permeable membrane of the filter module 3 can be reduced by arranging the hydrogen treatment device 17 upstream of the storage tank 4 .

本変形例においては、気体廃棄物を水蒸気で希釈することに加えて、水素処理装置１７によって気体廃棄物の水素ガスを酸素ガスと反応させて水蒸気を生成するので、気体廃棄物中の水素ガスの濃度が更に低下する。その結果、水素燃焼の発生の可能性を更に低減することができる。 In this modification, in addition to diluting the gaseous waste with water vapor, the hydrogen treatment device 17 reacts the hydrogen gas of the gaseous waste with the oxygen gas to generate water vapor. concentration is further reduced. As a result, the possibility of hydrogen combustion occurring can be further reduced.

なお、本変形例では、水素処理装置１７を追加する分、気体廃棄物処理設備１Ａの構成の数が増加する。しかし、水素処理装置１７は、管路よりも多少大きな容器状の構造物であり、希ガスホールドアップ装置と比べて極めて小さいものである。また、水素処理装置１７の追加に伴い必要となる機器もない。したがって、気体廃棄物処理設備１Ａの構成が複雑化及び大型化することはない。 In addition, in this modified example, the number of components of the gaseous waste treatment facility 1A is increased by adding the hydrogen treatment device 17 . However, the hydrogen treatment device 17 is a container-like structure that is somewhat larger than the pipeline, and is extremely small compared to the rare gas holdup device. In addition, there is no equipment required with the addition of the hydrogen treatment device 17 . Therefore, the configuration of the gaseous waste treatment facility 1A is not complicated and enlarged.

上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第１の実施の形態の変形例によれば、第１の実施の形態と同様に、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備１Ａの構成の簡素化及び小型化を図ることができる。 According to the modification of the first embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, similarly to the first embodiment, the gaseous waste treatment facility 1A is maintained while maintaining the radioactive noble gas treatment function. simplification and miniaturization of the configuration can be achieved.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第２の実施の形態について図４を用いて説明する。図４は本発明の気体廃棄物処理設備の第２の実施の形態の構成を示す系統図である。なお、図４において、図１～図３に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Second embodiment]
Next, a second embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a system diagram showing the configuration of the second embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. In FIG. 4, parts having the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 3 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図４に示す本発明の気体廃棄物処理設備の第２の実施の形態が第１の実施の形態と相違する主な点は、気体廃棄物処理設備１Ｂの主経路２Ｂが分岐せずに１つの経路で構成されていることである。このため、気体廃棄物処理設備１Ｂでは、フィルタモジュール３、貯留タンク４、放射線検出器１３、圧力検出器１４、バイパス経路６、開閉弁７、逆止弁１５の数が各１つずつになる。また、第２の実施の形態では、第１の実施の形態における主経路２の複数の分岐経路２ａを切り替える切替弁１２（図１参照）が不要となる。 The main difference between the second embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention shown in FIG. It consists of one route. Therefore, in the gaseous waste treatment facility 1B, the number of filter modules 3, storage tanks 4, radiation detectors 13, pressure detectors 14, bypass paths 6, on-off valves 7, and check valves 15 is one each. . Further, in the second embodiment, the switching valve 12 (see FIG. 1) for switching the plurality of branch paths 2a of the main path 2 in the first embodiment is not required.

具体的には、主経路２Ｂは、上流側から順に、抽気管路２１、貯留タンク４、排気管路２４、排気塔２５で構成されている。抽気管路２１は、復水器１０３と貯留タンク４とに接続された管路である。貯留タンク４は、主経路２Ｂにおけるフィルタモジュール３よりも上流側の一部分を構成している。排気管路２４は、その上流側端部にフィルタモジュール３が設けられていると共に、フィルタモジュール３が貯留タンク４内に配置されるように上流側が貯留タンク４に接続されている。排気管路２４は、フィルタモジュール３の透過膜を透過した気体を排気塔２５へ導く管路である。本実施の形態に係るバイパス経路６は、上流側が貯留タンク４（主経路２Ｂのフィルタモジュール３よりも上流側の一部分）に接続されると共に下流側が排気管路２４（主経路２Ｂのフィルタモジュール３よりも下流側の部分）に接続された管路である。 Specifically, the main route 2B is composed of an extraction pipeline 21, a storage tank 4, an exhaust pipeline 24, and an exhaust tower 25 in order from the upstream side. The extraction line 21 is a line connected to the condenser 103 and the storage tank 4 . The storage tank 4 constitutes a portion of the main path 2B upstream of the filter module 3 . The exhaust pipe line 24 is provided with the filter module 3 at its upstream end, and is connected to the storage tank 4 on the upstream side so that the filter module 3 is arranged in the storage tank 4 . The exhaust pipeline 24 is a pipeline that guides the gas that has permeated the permeable membrane of the filter module 3 to the exhaust tower 25 . The bypass route 6 according to the present embodiment has an upstream side connected to the storage tank 4 (a portion of the main route 2B upstream of the filter module 3) and a downstream side connected to the exhaust pipe line 24 (a portion of the main route 2B filter module 3). is connected to the downstream part).

放射性希ガスの燃料被覆管からの漏洩は、近年の材料面の進歩により極めて稀である。そこで、本実施の形態においては、貯留タンク４を１つのみ備える構成であっても、貯留タンク４の容積を大きくすることで、複数の貯留タンク４を備えた第１の実施の形態の場合と同様に、貯留タンク４の耐圧以下で放射性希ガスを一時的に保持することが可能である。 Leakage of radioactive noble gases from fuel cladding is extremely rare due to recent advances in materials. Therefore, in the present embodiment, even if only one storage tank 4 is provided, by increasing the volume of the storage tank 4, in the case of the first embodiment provided with a plurality of storage tanks 4 Similarly, it is possible to temporarily hold the radioactive noble gas below the pressure resistance of the storage tank 4 .

上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と比べて、気体廃棄物を処理する主経路の数を削減した構成、すなわち、フィルタモジュール３、貯留タンク４、放射線検出器１３、圧力検出器１４、バイパス経路６、開閉弁７、逆止弁１５の数及び切替弁１２を削減した構成なので、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備１Ｂの構成の更なる簡素化及び小型化を図ることができる。したがって、気体廃棄物処理設備１Ｂのコストを更に低減することができる。 According to the third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, compared with the first embodiment, the configuration in which the number of main routes for treating gaseous waste is reduced, that is, the filter module 3. Since the configuration reduces the number of the storage tank 4, the radiation detector 13, the pressure detector 14, the bypass path 6, the on-off valve 7, the check valve 15, and the switching valve 12, the radioactive rare gas processing function is maintained. Further simplification and miniaturization of the configuration of the gaseous waste treatment facility 1B can be achieved. Therefore, it is possible to further reduce the cost of the gaseous waste treatment facility 1B.

［第３の実施の形態］
次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態について図５を用いて説明する。図５は本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態の構成を示す系統図である。なお、図５において、図１～図４に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Third embodiment]
Next, a third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a system diagram showing the configuration of the third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. In FIG. 5, parts having the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 4 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図５に示す本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態が第１の実施の形態と相違する主な点は、主経路２Ｃが分岐せずに１つの経路で構成されている一方、バイパス経路６Ｃが中途で複数に分岐するように構成されていること、複数の貯留タンク４Ｃを、主経路２Ｃでなく、複数に分岐したバイパス経路６Ｃに設けていること、及び、フィルタモジュール３Ｃを貯留タンク４Ｃの外部に配置していることである。 The main difference between the third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention shown in FIG. On the other hand, the bypass route 6C is configured to branch into a plurality of parts in the middle, the plurality of storage tanks 4C are provided not in the main route 2C but in the branched bypass route 6C, and the filter module 3C is arranged outside the storage tank 4C.

具体的には、気体廃棄物処理設備１Ｃの主経路２Ｃは、上流側から順に、抽気管路２１、排気管路２４、排気塔２５で構成されている。抽気管路２１の下流側端部又は排気管路２４の上流側端部にフィルタモジュール３が設けられている。抽気管路２１には、抽気管路２１を流れる気体の放射線量を検出する放射線検出器１８が設けられている。 Specifically, the main route 2C of the gaseous waste treatment facility 1C is composed of a bleed pipeline 21, an exhaust pipeline 24, and an exhaust tower 25 in order from the upstream side. A filter module 3 is provided at the downstream end of the extraction pipe 21 or the upstream end of the exhaust pipe 24 . The extraction pipe 21 is provided with a radiation detector 18 for detecting the radiation dose of the gas flowing through the extraction pipe 21 .

気体廃棄物処理設備１Ｃのバイパス経路６Ｃは、複数（図５中、２本）のバイパス分岐経路６Ｃａを有している。各バイパス分岐経路６Ｃａに開閉弁７が設けられている。各バイパス分岐経路６Ｃａにおける開閉弁７よりも上流側の位置に、貯留タンク４Ｃが設けられている。各貯留タンク４Ｃは、バイパス分岐経路６Ｃａの開閉弁７よりも上流側の一部分を構成している。バイパス経路６Ｃは、上流側から順に、バイパス主管路６１、複数（図５中、２本）のバイパス第１分岐管路６２、複数（図５中、２つ）の貯留タンク４Ｃ、複数（図５中、２本）のバイパス第２分岐管路６３で構成されている。 The bypass route 6C of the gaseous waste treatment facility 1C has a plurality of (two in FIG. 5) bypass branch routes 6Ca. An on-off valve 7 is provided in each bypass branch path 6Ca. A storage tank 4C is provided at a position upstream of the on-off valve 7 in each bypass branch path 6Ca. Each storage tank 4C constitutes a portion of the bypass branch path 6Ca on the upstream side of the on-off valve 7. As shown in FIG. The bypass route 6C includes, in order from the upstream side, a bypass main pipe 61, a plurality of (two in FIG. 5) bypass first branch pipes 62, a plurality of (two in FIG. 5) storage tanks 4C, and a plurality of (two in FIG. 5) of bypass second branch pipes 63.

バイパス主管路６１は、上流側が抽気管路２１に接続されていると共に、下流側が複数のバイパス第１分岐管路６２に接続された管路である。バイパス第１分岐管路６２は、バイパス主管路６１から分岐して貯留タンク４Ｃに接続された管路である。バイパス第２分岐管路６３は、上流側が貯留タンク４Ｃに接続されていると共に下流側が排気管路２４に接続された管路である。 The bypass main pipeline 61 is a pipeline connected to the extraction pipeline 21 on the upstream side and connected to a plurality of bypass first branch pipelines 62 on the downstream side. The bypass first branch pipeline 62 is a pipeline branched from the bypass main pipeline 61 and connected to the storage tank 4C. The bypass second branch pipeline 63 is a pipeline having an upstream side connected to the storage tank 4C and a downstream side connected to the exhaust pipeline 24 .

バイパス主管路６１には、フィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過できない気体を貯留タンク４Ｃへ送出するバイパスポンプ１９が設けられている。バイパス経路６Ｃには、複数のバイパス分岐経路６Ｃａうちいずれか１つのバイパス分岐経路６Ｃａが連通するように切り替えるバイパス切替弁８が設けられている。バイパス切替弁８は、例えば、複数のバイパス第１分岐管路６２の分岐部に設けられた三方弁である。排気管路２４における複数のバイパス第２分岐管路６３との接続部よりも上流側に、逆止弁１５が設けられている。 The bypass main line 61 is provided with a bypass pump 19 that delivers gas that cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3C to the storage tank 4C. The bypass route 6C is provided with a bypass switching valve 8 that switches such that one of the plurality of bypass branch routes 6Ca is in communication with the bypass branch route 6Ca. The bypass switching valve 8 is, for example, a three-way valve provided at a branch portion of the plurality of first bypass branch pipes 62 . A check valve 15 is provided on the upstream side of the connecting portion of the exhaust pipe 24 with the plurality of bypass second branch pipes 63 .

次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態における気体廃棄物の処理方法を説明する。本実施の形態に係る気体廃棄物処理設備１Ｃでは、通常、バイパスポンプ１９が停止している。また、複数の開閉弁７はすべて閉状態である。 Next, a method for treating gaseous waste in the third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described. In the gaseous waste treatment facility 1C according to this embodiment, the bypass pump 19 is normally stopped. Further, all of the plurality of on-off valves 7 are closed.

放射性希ガスが燃料被覆管内に閉じ込められている場合、復水器１０３（図１参照）内に滞留している気体廃棄物は、水蒸気と共に、メインポンプ１１によって主経路２Ｃの抽気管路２１を介してフィルタモジュール３Ｃに導かれる。フィルタモジュール３Ｃに導かれた水蒸気及び気体廃棄物の水素ガスは、フィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過して排気管路２４を介して排気塔２５から原子力プラントの外部環境へ排出されて拡散する。 When the radioactive noble gas is confined in the fuel cladding tube, the gaseous waste remaining in the condenser 103 (see FIG. 1) is pumped by the main pump 11 through the bleed line 21 of the main path 2C along with water vapor. through the filter module 3C. The water vapor and the hydrogen gas of the gaseous waste guided to the filter module 3C permeate the permeable membrane of the filter module 3C and are discharged from the exhaust tower 25 via the exhaust pipe 24 to the external environment of the nuclear power plant and diffuse.

一方、キセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスが燃料被覆管外へ万一漏洩した場合、抽気管路２１に取り込まれる気体廃棄物中にキセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスが含まれているので、抽気管路２１に設けた放射線検出器１８が雰囲気線量の増加を検知する。放射線検出器１８による線量増加の検知により、バイパスポンプ１９の駆動が開始される。また、バイパス切替弁８によって、複数（図５では、２本）のバイパス分岐経路６Ｃａのうちいずれか１つのバイパス分岐経路６Ｃａが連通した状態となっている。例えば、図５に示すように、右側のバイパス分岐経路６Ｃａのバイパス第１分岐管路６２がバイパス主管路６１と連通している。すなわち、主経路２Ｃと右側の貯留タンク４Ｃとが連通した状態になっている。 On the other hand, in the unlikely event that radioactive noble gases such as xenon gas and krypton gas leak out of the fuel cladding tube, the radioactive noble gases such as xenon gas and krypton gas are contained in the gaseous waste taken into the bleed pipe line 21. , the radiation detector 18 provided in the bleed line 21 detects an increase in the ambient dose. When the radiation detector 18 detects an increase in dose, the bypass pump 19 starts to be driven. Moreover, the bypass switching valve 8 establishes a state in which any one of the plurality (two in FIG. 5) of the bypass branch routes 6Ca is in communication. For example, as shown in FIG. 5 , the first bypass branch line 62 of the right bypass branch line 6Ca communicates with the bypass main line 61 . That is, the main path 2C and the right storage tank 4C are in communication.

抽気管路２１を流れる気体廃棄物のうち水素ガスは、前述したように、水蒸気と共にフィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過して原子力プラントの外部環境へ排出される。一方、当該気体廃棄物のうちキセノンガス及びクリプトンガスの放射性希ガスは、フィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過できずにフィルタモジュール３Ｃの直ぐ上流側の抽気管路２１内に滞留する。抽気管路２１内に滞留する放射性希ガスは、バイパスポンプ１９によって、バイパス経路６Ｃのバイパス主管路６１及びバイパス切替弁８によって選択されている右側のバイパス第１分岐管路６２を介して右側の貯留タンク４Ｃへ移送される。移送された放射性希ガスは、すべての開閉弁７が閉状態なので、貯留タンク４Ｃ内に留まる。したがって、放射性希ガスがバイパス経路６Ｃを介して外部環境へ排出されることはない。このように、外部環境へ排出される気体中に放射性希ガスが含まれないので、外部環境に放射能の影響が及ぶことはない。 Among the gaseous wastes flowing through the bleed pipe line 21, hydrogen gas is discharged to the external environment of the nuclear power plant through the permeable membrane of the filter module 3C together with water vapor, as described above. On the other hand, radioactive noble gases such as xenon gas and krypton gas among the gaseous waste cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3C and stay in the bleed pipe line 21 immediately upstream of the filter module 3C. The radioactive noble gas remaining in the bleed line 21 is moved by the bypass pump 19 through the bypass main line 61 of the bypass line 6C and the right bypass first branch line 62 selected by the bypass switching valve 8 to the right side. It is transferred to the storage tank 4C. The transferred radioactive noble gas stays in the storage tank 4C because all the on-off valves 7 are closed. Therefore, no radioactive noble gas is discharged to the external environment through the bypass route 6C. In this way, since the gas discharged to the external environment does not contain any radioactive noble gas, the external environment is not affected by radioactivity.

貯留タンク４Ｃ内に移送された放射性希ガスは、その放射能が所定のレベルに減衰するまでの間、貯留タンク４Ｃ内に一時的に保持される。貯留タンク４Ｃの放射線検出器１３の検出値を監視して所定値より低下した場合に、放射性希ガスを保持している貯留タンク４Ｃ側のバイパス分岐経路６Ｃａの開閉弁７を開放する。これにより、貯留タンク４Ｃ内に保持されている放射性希ガスがバイパス経路６Ｃのバイパス第２分岐管路６３及び主経路２Ｃの排気管路２４を介して排気塔２５から原子力プラントの外部環境へ排出されて拡散する。この場合、放射性希ガスの放射能が既に安全なレベルまで低下しているので、外部環境に放射能の影響が及ぶことはない。 The radioactive noble gas transferred into the storage tank 4C is temporarily held in the storage tank 4C until its radioactivity decays to a predetermined level. When the detection value of the radiation detector 13 of the storage tank 4C is monitored and falls below a predetermined value, the on-off valve 7 of the bypass branch path 6Ca on the side of the storage tank 4C holding the radioactive rare gas is opened. As a result, the radioactive noble gas held in the storage tank 4C is discharged from the exhaust tower 25 to the external environment of the nuclear power plant through the bypass second branch pipe 63 of the bypass route 6C and the exhaust pipe 24 of the main route 2C. be diffused. In this case, since the radioactivity of the radioactive noble gas has already been reduced to a safe level, the external environment is not affected by the radioactivity.

放射性希ガスが燃料被覆管外へ継続して漏洩する場合、フィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過できない放射性希ガスがバイパス経路６Ｃ上の貯留タンク４Ｃ内に徐々に蓄積されていき、貯留タンク４Ｃ内の放射性希ガスの圧力が上昇する。貯留タンク４Ｃに設けた圧力検出器１４が検出した圧力検出値が所定値を超えた場合、放射性希ガスを保持している貯留タンク４Ｃとは異なる別の貯留タンク４Ｃ（図５では、左側の貯留タンク４Ｃ）に放射性希ガスが移送されるようにバイパス切替弁８を切り替える。バイパス切替弁８によって選択されたバイパス分岐経路６Ｃａ上の左側の貯留タンク４Ｃでは、右側の貯留タンク４Ｃの場合と同様に、透過膜を透過できない放射性希ガスが滞留するので、放射性希ガスがバイパス経路６Ｃを介して外部環境へ排出されることはない。 When the radioactive noble gas continues to leak out of the fuel cladding tube, the radioactive noble gas that cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3C gradually accumulates in the storage tank 4C on the bypass path 6C. radioactive noble gas pressure rises. When the pressure detection value detected by the pressure detector 14 provided in the storage tank 4C exceeds a predetermined value, another storage tank 4C different from the storage tank 4C holding the radioactive rare gas (in FIG. The bypass switching valve 8 is switched so that the radioactive noble gas is transferred to the storage tank 4C). In the left storage tank 4C on the bypass branch path 6Ca selected by the bypass switching valve 8, as in the case of the right storage tank 4C, the radioactive rare gas that cannot permeate through the permeable membrane stays. There is no discharge to the external environment via path 6C.

このとき、放射性希ガスを保持している右側の貯留タンク４Ｃでは、バイパス切替弁８の切替えによって放射性希ガスが流入しなくなり、それ以上圧力が上昇することはない。また、バイパス分岐経路６Ｃａの切替え状態を所定時間以上継続して維持することで、右側の貯留タンク４Ｃ内に保持されている放射性希ガスの放射能が減衰する。前述したように、放射線検出器１３の検出値が所定値よりも低下した後に右側の開閉弁７を開放して右側の貯留タンク４Ｃ内に保持されている放射性希ガスを含む気体を右側のバイパス分岐経路６Ｃａを介して外部環境へ排出する。これより、右側の貯留タンク４Ｃでは、圧力が低下して再び放射性希ガスの移送が可能な状態となる。 At this time, the radioactive rare gas does not flow into the right storage tank 4C holding the radioactive rare gas by switching the bypass switching valve 8, and the pressure does not rise any further. Further, by maintaining the switching state of the bypass branch path 6Ca for a predetermined time or longer, the radioactivity of the radioactive rare gas held in the right storage tank 4C is attenuated. As described above, after the detection value of the radiation detector 13 falls below a predetermined value, the right on-off valve 7 is opened to allow the gas containing radioactive rare gas held in the right storage tank 4C to pass through the right bypass. It is discharged to the external environment via the branch path 6Ca. As a result, the pressure in the storage tank 4C on the right side is lowered, and the radioactive rare gas can be transferred again.

放射性希ガスが移送されている左側の貯留タンク４Ｃでは、右側の貯留タンク４Ｃの場合と同様に、フィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過できない放射性希ガスが徐々に蓄積されて圧力が上昇する。左側の貯留タンク４Ｃの圧力検出値が所定値を超えた場合、現在選択されている貯留タンク４Ｃとは異なる別の貯留タンク４Ｃ（図５では、右側の貯留タンク４Ｃ）に放射性希ガスが移送されるようにバイパス切替弁８を切り替える。この後の工程は、前述した工程と同様なものである。 In the left storage tank 4C where the radioactive noble gas is transferred, the radioactive noble gas that cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3C gradually accumulates and the pressure rises, as in the case of the right storage tank 4C. When the pressure detection value of the left storage tank 4C exceeds a predetermined value, the radioactive noble gas is transferred to another storage tank 4C (right storage tank 4C in FIG. 5) different from the currently selected storage tank 4C. Bypass switching valve 8 is switched so that The subsequent steps are the same as the steps described above.

本実施の形態においては、バイパス経路６Ｃ上の複数の貯留タンク４Ｃを並列に配置しているので、主経路２Ｃ上に設けたフィルタモジュール３の透過膜で気体廃棄物を処理する一方、透過膜を透過できない放射性希ガスをバイパス経路６Ｃ上の複数の貯留タンク４Ｃのうちいずれか１つの貯留タンク４Ｃに移送して一時的に保持することでその放射能を所定のレベルよりも低下させることが可能である。したがって、複数の貯留タンク４Ｃによって放射性希ガスの放射能を減衰させつつ、気体廃棄物を継続して外部環境へ排出することができるので、気体廃棄物処理設備１Ｃの連続運転が可能である。 In this embodiment, since a plurality of storage tanks 4C on the bypass path 6C are arranged in parallel, the permeable membrane of the filter module 3 provided on the main path 2C treats the gaseous waste, while the permeable membrane The radioactivity can be lowered below a predetermined level by transferring the radioactive noble gas that cannot permeate through to the storage tank 4C of any one of the plurality of storage tanks 4C on the bypass route 6C and temporarily holding it. It is possible. Therefore, the gaseous waste can be continuously discharged to the external environment while the radioactivity of the radioactive rare gas is attenuated by the plurality of storage tanks 4C, so that the gaseous waste treatment facility 1C can be operated continuously.

また、本実施の形態においては、気体廃棄物に含まれる可能性のある放射性希ガスのみを透過膜によって効率的に気体廃棄物から分離してバイパス経路６Ｃ上の貯留タンク４Ｃに一時的に保持して放射能を減衰させる一方、放射性を持たない水蒸気や水素ガスを貯留タンク４Ｃに保持することなく積極的に外部環境へ排出するので、貯留タンク４Ｃの容量を、透過膜を透過できない気体のみを考慮して定めることできる。したがって、既存の希ガスホールドアップ装置と比較して貯留タンク４Ｃを大幅に小型化することができる。 Further, in the present embodiment, only the radioactive rare gas that may be contained in the gaseous waste is efficiently separated from the gaseous waste by the permeable membrane and temporarily held in the storage tank 4C on the bypass path 6C. On the other hand, non-radioactive water vapor and hydrogen gas are actively discharged to the external environment without being retained in the storage tank 4C. can be determined in consideration of Therefore, the size of the storage tank 4C can be significantly reduced compared to existing rare gas hold-up devices.

また、本実施の形態においては、放射性希ガスをバイパスポンプ１９よって加圧した状態で貯留タンク４Ｃに貯留するので、その分、放射性希ガスの体積が減少する。したがって、貯留タンク４Ｃを更に小型化することができる。 Further, in the present embodiment, since the radioactive rare gas is stored in the storage tank 4C in a state of being pressurized by the bypass pump 19, the volume of the radioactive rare gas is reduced accordingly. Therefore, the storage tank 4C can be further miniaturized.

上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備１Ｃの構成の簡素化及び小型化を図ることができる。 According to the third embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, as in the first embodiment, the configuration of the gaseous waste treatment facility 1C is improved while maintaining the radioactive noble gas treatment function. Simplification and miniaturization can be achieved.

また、本実施の形態によれば、主経路２Ｃを１つの経路で構成したので、主経路２Ｃに設けるフィルタモジュール３Ｃが１つで済むので、その分、気体廃棄物処理設備１Ｃの構成の簡素化を図ることができる。 Further, according to the present embodiment, since the main path 2C is composed of one path, only one filter module 3C is provided in the main path 2C, so the configuration of the gaseous waste treatment facility 1C is simplified accordingly. can be improved.

また、本実施の形態によれば、貯留タンク４Ｃを主経路２Ｃでなくバイパス経路６Ｃ上に設けることで、フィルタモジュール３Ｃが貯留タンク４Ｃの外部に配置された構成となっている。したがって、フィルタモジュール３Ｃをメンテナンス時に貯留タンク４Ｃから取り出す必要がなく、その分、フィルタモジュール３Ｃのメンテナンスが容易になる。 Further, according to the present embodiment, the filter module 3C is arranged outside the storage tank 4C by providing the storage tank 4C not on the main path 2C but on the bypass path 6C. Therefore, it is not necessary to remove the filter module 3C from the storage tank 4C at the time of maintenance, which facilitates maintenance of the filter module 3C.

［第４の実施の形態］
次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第４の実施の形態について図６を用いて説明する。図６は本発明の気体廃棄物処理設備の第４の実施の形態の構成を示す系統図である。なお、図６において、図１～図５に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Fourth embodiment]
Next, a fourth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a system diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. In FIG. 6, parts having the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 5 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図６に示す本発明の気体廃棄物処理設備の第４の実施の形態が第３の実施の形態と相違する主な点は、気体廃棄物処理設備１Ｄのバイパス経路６Ｄが分岐せずに１つの経路で構成されていることである。このため、気体廃棄物処理設備１Ｄでは、貯留タンク４Ｃ、放射線検出器１３、圧力検出器１４、開閉弁７の数が各１つずつになる。また、第４の実施の形態では、第３の実施の形態におけるバイパス経路６Ｃの複数のバイパス分岐経路６Ｃａを切り替えるパイパス切替弁８（図５参照）が不要となる。 The main difference between the fourth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention shown in FIG. It consists of one route. Therefore, in the gaseous waste treatment facility 1D, the number of storage tank 4C, radiation detector 13, pressure detector 14, and on-off valve 7 is one each. Further, in the fourth embodiment, the bypass switching valve 8 (see FIG. 5) for switching the plurality of bypass branch paths 6Ca of the bypass path 6C in the third embodiment is not required.

放射性希ガスの燃料被覆管からの漏洩は、近年の材料面の進歩により極めて稀である。そこで、本実施の形態においては、貯留タンク４Ｃを１つのみ備える構成であっても、貯留タンク４Ｃの容積を大きくすることで、複数の貯留タンク４Ｃを備えた第３の実施の形態の場合と同様に、貯留タンク４Ｃの耐圧以下で放射性希ガスを一時的に保持することが可能である。 Leakage of radioactive noble gases from fuel cladding is extremely rare due to recent advances in materials. Therefore, in the present embodiment, even if only one storage tank 4C is provided, by increasing the volume of the storage tank 4C, in the case of the third embodiment provided with a plurality of storage tanks 4C Similarly, it is possible to temporarily hold the radioactive rare gas below the pressure resistance of the storage tank 4C.

上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態と比べて、放射性希ガスを移送するバイパス経路の数を削減した構成、すなわち、貯留タンク４Ｃ、放射線検出器１３、圧力検出器１４、開閉弁７の数及びバイパス切替弁８を削減した構成なので、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備１Ｄの構成の更なる簡素化及び小型化を図ることができる。したがって、気体廃棄物処理設備１Ｄのコストを更に低減することができる。 According to the fourth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, compared to the third embodiment, the configuration in which the number of bypass routes for transferring radioactive noble gas is reduced, that is, the storage tank 4C, the radiation detector 13, the pressure detector 14, the number of the on-off valves 7, and the bypass switching valve 8 are reduced, so the configuration of the gaseous waste treatment facility 1D is further simplified while maintaining the radioactive noble gas treatment function. It is possible to achieve miniaturization and miniaturization. Therefore, it is possible to further reduce the cost of the gaseous waste treatment facility 1D.

［第５の実施の形態］
次に、本発明の気体廃棄物処理設備の第５の実施の形態について図７を用いて説明する。図７は本発明の気体廃棄物処理設備の第５の実施の形態の構成を示す系統図である。なお、図７において、図１～図６に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a system diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention. In FIG. 7, parts having the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 6 are the same parts, and detailed description thereof will be omitted.

図７に示す本発明の気体廃棄物処理設備の第５の実施の形態が第４の実施の形態と相違する点は、貯留タンク４Ｃを削除したこと、及び、貯留タンク４Ｃの削除に伴い、放射線検出器１３、圧力検出器１４、バイパスポンプ１９を削除したことである。近年の材料面の進歩により、燃料被覆管からの放射性希ガスの漏洩は極めて稀である。そこで、気体廃棄物処理設備１Ｅでは、バイパス経路６Ｅを構成する管路に十分な容積を持たせることで、バイパス経路６Ｅの全体を第４実施形態の貯留タンク４Ｃの代替として用いている。 The fifth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention shown in FIG. 7 differs from the fourth embodiment in that the storage tank 4C is eliminated, It is that the radiation detector 13, the pressure detector 14, and the bypass pump 19 are eliminated. Due to recent advances in materials, leakage of radioactive noble gases from fuel cladding is extremely rare. Therefore, in the gaseous waste treatment facility 1E, the entire bypass 6E is used as a substitute for the storage tank 4C of the fourth embodiment by giving a sufficient volume to the pipelines forming the bypass 6E.

本実施の形態においては、放射性希ガスが燃料被覆管外へ万一漏洩した場合、抽気管路２１を流れる気体廃棄物のうち水素ガスは水蒸気と共にフィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過して原子力プラントの外部環境へ排出される一方、放射性希ガスはフィルタモジュール３Ｃの透過膜を透過できずフィルタモジュール３Ｃの直ぐ上流側の抽気管路２１及びバイパス経路６Ｅを構成する管路内に滞留する。この場合、バイパス経路６Ｅの開閉弁７は閉状態なので、放射性希ガスが外部環境へ排出されることはない。 In the present embodiment, if the radioactive noble gas should leak out of the fuel cladding tube, hydrogen gas among the gaseous waste flowing through the bleed pipe line 21 passes through the permeable membrane of the filter module 3C together with water vapor and passes through the nuclear plant. On the other hand, the radioactive noble gas cannot permeate the permeable membrane of the filter module 3C and stays in the bleed pipe 21 and the bypass 6E immediately upstream of the filter module 3C. In this case, since the on-off valve 7 of the bypass route 6E is closed, the radioactive rare gas is not discharged to the external environment.

抽気管路２１及びバイパス経路６Ｅ内に滞留している放射性希ガスは、その放射能が所定のレベルに減衰するまでの間、そこで一時的に保持される。放射線検出器１８の検出値が所定値より低下した場合にバイパス経路６Ｅの開閉弁７を開放する。これにより、抽気管路２１及びバイパス経路６Ｅ内の放射性希ガスがバイパス経路６Ｅから主経路２Ｃの排気管路２４を介して排気塔２５から原子力プラントの外部環境へ排出される。この場合、放射性希ガスの放射能が既に安全なレベルまで低下しているので、外部環境に放射能の影響が及ぶことはない。 The radioactive noble gas remaining in the bleed line 21 and the bypass line 6E is temporarily held there until its radioactivity decays to a predetermined level. When the detection value of the radiation detector 18 falls below a predetermined value, the on-off valve 7 of the bypass route 6E is opened. As a result, the radioactive noble gas in the extraction pipe line 21 and the bypass line 6E is discharged from the bypass line 6E to the external environment of the nuclear power plant through the exhaust pipe line 24 of the main line 2C and the exhaust stack 25 . In this case, since the radioactivity of the radioactive noble gas has already been reduced to a safe level, the external environment is not affected by the radioactivity.

上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第５の実施の形態によれば、第４の実施の形態と比較して、貯留タンク４Ｃ、放射線検出器１３、圧力検出器１４、バイパスポンプ１９を削減した構成なので、放射性希ガスの処理機能を維持しつつ気体廃棄物処理設備１Ｅの構成の更なる簡素化を図ることができる。したがって、気体廃棄物処理設備１Ｅのコストを更に低減することができる。 According to the fifth embodiment of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, compared with the fourth embodiment, the storage tank 4C, the radiation detector 13, the pressure detector 14, and the bypass pump 19 are Since it has a reduced configuration, it is possible to further simplify the configuration of the gaseous waste treatment facility 1E while maintaining the function of treating radioactive noble gases. Therefore, the cost of the gaseous waste treatment facility 1E can be further reduced.

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上述した第１～第５の実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。 [Other embodiments]
The present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above, and includes various modifications. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. For example, it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

例えば、上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第１～第５の実施の形態においては、フィルタモジュール３の透過膜として、分子ふるい膜を用いた例を示した。しかし、フィルタモジュール３の透過膜として、金属セラミック混合膜や緻密膜を用いることも可能である。金属セラミック混合膜や緻密膜の透過は、基本的には、特定の気体の膜表面への吸着、膜に吸着された気体の膜内での拡散、拡散した気体の膜の裏面から脱着という３つの段階を経ることで達成される。 For example, in the first to fifth embodiments of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, an example using a molecular sieve membrane as the permeable membrane of the filter module 3 was shown. However, it is also possible to use a metal-ceramic mixed film or a dense film as the permeable film of the filter module 3 . Permeation through metal-ceramic mixed membranes and dense membranes basically consists of adsorption of a specific gas on the membrane surface, diffusion of the gas adsorbed by the membrane within the membrane, and desorption of the diffused gas from the back side of the membrane. It is achieved in one step.

また、上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第１～第５の実施の形態においては、復水器１０３内に滞留する気体廃棄物及び水蒸気を主経路２、２Ｂ、２Ｃに取り込むために、メインポンプ１１を備えた構成の例を示した。しかし、メインポンプ１１の代わりに、蒸気インジェクタ等の復水器１０３から気体廃棄物及び水蒸気を抽気可能な機器を用いることができる。 Further, in the first to fifth embodiments of the gaseous waste treatment facility of the present invention described above, in order to take in the gaseous waste and water vapor remaining in the condenser 103 into the main paths 2, 2B, 2C, , an example of a configuration with a main pump 11 has been shown. However, instead of the main pump 11, a device capable of extracting the gaseous waste and water vapor from the condenser 103, such as a steam injector, can be used.

また、上述した本発明の気体廃棄物処理設備の第１～第５の実施の形態においては、原子炉１０１を１つ備える原子力プラントに本発明を適用した例を示した。しかし、原子炉１０１を複数備える原子力プラントに対して本発明を適用することも可能である。すなわち、本実施の形態の気体廃棄物処理設備１Ｆは、図８に示すように、複数（図８中、２つ）の原子炉１０１で共有されるものである。本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、主経路２Ｆにおける復水器１０３と貯留タンク４と間の構成が復水器１０３の数に応じた数の経路を備えていることである。具体的には、主経路２Ｆは、各復水器１０３に接続された複数（図８中、２本）の抽気配管２１と、各抽気配管２１に接続された複数（図８中、４本）の第１分岐管路２２とを備えている。各抽気配管２１にメインポンプ１１が設けられている。すなわち、気体廃棄物処理設備１Ｆは、複数の原子炉１０１で生成された気体廃棄物を複数の復水器１０３から主経路２Ｆを介して取り込んでフィルタモジュール３で処理した後に外部環境へ放出するように構成されている。このように、本実施の形態の気体廃棄物処理設備１Ｆは、複数（図８中、２つ）の原子炉１０１で共有されているので、各原子炉１０１に対してそれぞれ気体廃棄物処理設備を設置する場合よりも構成が簡素化する。 Further, in the above-described first to fifth embodiments of the gaseous waste treatment facility of the present invention, an example in which the present invention is applied to a nuclear power plant provided with one nuclear reactor 101 is shown. However, it is also possible to apply the present invention to a nuclear power plant having a plurality of nuclear reactors 101 . That is, the gaseous waste treatment facility 1F of the present embodiment is shared by a plurality of (two in FIG. 8) nuclear reactors 101, as shown in FIG. The difference of this embodiment from the first embodiment is that the configuration between the condenser 103 and the storage tank 4 in the main path 2F has the number of paths corresponding to the number of the condensers 103. That is. Specifically, the main path 2F includes a plurality of extraction pipes 21 (two in FIG. 8) connected to each condenser 103, and a plurality of extraction pipes 21 (four in FIG. 8) connected to each condenser 103. ) and the first branch pipeline 22 . A main pump 11 is provided for each extraction pipe 21 . That is, the gaseous waste treatment facility 1F takes in the gaseous wastes generated in the plurality of nuclear reactors 101 from the plurality of condensers 103 via the main path 2F, treats them in the filter module 3, and then discharges them to the external environment. is configured as As described above, since the gaseous waste treatment facility 1F of the present embodiment is shared by a plurality of (two in FIG. 8) nuclear reactors 101, the gaseous waste treatment facility The configuration is simpler than when installing

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ…気体廃棄物処理設備、 ２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｆ…主経路、 ２ａ…分岐経路、 ３、３Ｃ…フィルタモジュール（透過膜）、 ４、４Ｃ…貯留タンク、 ６、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ…バイパス経路、 ６Ｃａ…バイパス分岐経路、 ７…開閉弁、 ８…バイパス切替弁、 １１…メインポンプ、 １２…切替弁、 １７…水素処理装置、 １９…バイパスポンプ、 １０１…原子炉 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F... gaseous waste treatment facility, 2, 2B, 2C, 2F... main path, 2a... branch path, 3, 3C... filter module (permeable membrane), 4, 4C Storage tank 6, 6C, 6D, 6E Bypass route 6Ca Bypass branch route 7 On-off valve 8 Bypass switching valve 11 Main pump 12 Switching valve 17 Hydrogen treatment device 19 Bypass pump, 101... Nuclear reactor

Claims (11)

原子力プラントの原子炉で生成された気体廃棄物を含む気体を取り込み前記原子力プラントの外部環境へ導くように構成された主経路と、
前記主経路上に設けられ、水蒸気及び水素ガスが透過しやすい一方、キセノンガス及びクリプトンガスが透過しにくい特性を有する透過膜と、
一端側が前記主経路の前記透過膜よりも上流側の部分に接続されると共に他端側が前記主経路の記透過膜よりも下流側の部分に接続され、前記透過膜を透過できない気体が前記透過膜を迂回して流通することが可能なバイパス経路と、
前記バイパス経路上に設けられ、前記バイパス経路を開閉する開閉弁と、
前記透過膜を透過できない気体を一時的に保持可能な貯留タンクとを備え、
前記貯留タンクは、内部に前記透過膜が配置された状態で前記主経路上に設けられて前記主経路の前記透過膜よりも上流側の一部分を構成し、
前記バイパス経路は、前記一端側が前記貯留タンクに接続されている
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 a main pathway configured to take in gas, including gaseous waste, produced in a nuclear reactor of a nuclear plant and direct it to an environment external to said nuclear plant;
a permeable membrane provided on the main path and having a property that water vapor and hydrogen gas are easily permeable, while xenon gas and krypton gas are difficult to permeate;
One end side is connected to a portion of the main path upstream of the permeable membrane, and the other end side is connected to a portion of the main path downstream of the permeable membrane, and the gas that cannot permeate the permeable membrane passes through the permeable membrane. a bypass route that allows circulation by bypassing the membrane;
an on-off valve provided on the bypass route for opening and closing the bypass route ;
A storage tank capable of temporarily holding gas that cannot permeate the permeable membrane,
The storage tank is provided on the main path with the permeable membrane disposed therein, and constitutes a part of the main path on the upstream side of the permeable membrane,
The one end side of the bypass route is connected to the storage tank.
A gaseous waste treatment facility characterized by: 原子力プラントの原子炉で生成された気体廃棄物を含む気体を取り込み前記原子力プラントの外部環境へ導くように構成された主経路と、
前記主経路上に設けられ、水蒸気及び水素ガスが透過しやすい一方、キセノンガス及びクリプトンガスが透過しにくい特性を有する透過膜と、
一端側が前記主経路の前記透過膜よりも上流側の部分に接続されると共に他端側が前記主経路の記透過膜よりも下流側の部分に接続され、前記透過膜を透過できない気体が前記透過膜を迂回して流通することが可能なバイパス経路と、
前記バイパス経路上に設けられ、前記バイパス経路を開閉する開閉弁と、
前記透過膜を透過できない気体を一時的に保持可能な貯留タンクとを備え、
前記貯留タンクは、前記バイパス経路上の前記開閉弁よりも上流側の部分に設けられ、
前記バイパス経路上に設けられ、前記透過膜を透過できない気体を前記貯留タンクへ移送するバイパスポンプを更に備えている
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 a main pathway configured to take in gas, including gaseous waste, produced in a nuclear reactor of a nuclear plant and direct it to an environment external to said nuclear plant;
a permeable membrane provided on the main path and having a property that water vapor and hydrogen gas are easily permeable, while xenon gas and krypton gas are difficult to permeate;
One end side is connected to a portion of the main path upstream of the permeable membrane, and the other end side is connected to a portion of the main path downstream of the permeable membrane, and the gas that cannot permeate the permeable membrane passes through the permeable membrane. a bypass route that allows circulation by bypassing the membrane;
an on-off valve provided on the bypass route for opening and closing the bypass route ;
A storage tank capable of temporarily holding gas that cannot permeate the permeable membrane,
The storage tank is provided upstream of the on-off valve on the bypass path,
A gaseous waste treatment facility , further comprising a bypass pump provided on the bypass path for transferring gas that cannot permeate the permeable membrane to the storage tank . 原子力プラントの原子炉で生成された気体廃棄物を含む気体を取り込み前記原子力プラントの外部環境へ導くように構成された主経路と、
前記主経路上に設けられ、水蒸気及び水素ガスが透過しやすい一方、キセノンガス及びクリプトンガスが透過しにくい特性を有する透過膜と、
一端側が前記主経路の前記透過膜よりも上流側の部分に接続されると共に他端側が前記主経路の記透過膜よりも下流側の部分に接続され、前記透過膜を透過できない気体が前記透過膜を迂回して流通することが可能なバイパス経路と、
前記バイパス経路上に設けられ、前記バイパス経路を開閉する開閉弁と、
前記主経路上に設けられ、前記主経路を流通する気体廃棄物のうち水素ガス及び酸素ガスから水蒸気を生成する水素処理装置とを備えている
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 a main pathway configured to take in gas, including gaseous waste, produced in a nuclear reactor of a nuclear plant and direct it to an environment external to said nuclear plant;
a permeable membrane provided on the main path and having a property that water vapor and hydrogen gas are easily permeable, while xenon gas and krypton gas are difficult to permeate;
One end side is connected to a portion of the main path upstream of the permeable membrane, and the other end side is connected to a portion of the main path downstream of the permeable membrane, and the gas that cannot permeate the permeable membrane passes through the permeable membrane. a bypass route that allows circulation by bypassing the membrane;
an on-off valve provided on the bypass route for opening and closing the bypass route ;
and a hydrogen treatment device provided on the main path for generating steam from hydrogen gas and oxygen gas among gaseous wastes flowing through the main path.
A gaseous waste treatment facility characterized by: 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記透過膜は、気体の分子径の差を利用して特定の気体を選択的に透過させる分子ふるい膜である
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to any one of claims 1 to 3 ,
A gaseous waste treatment facility, wherein the permeable membrane is a molecular sieve membrane that selectively permeates a specific gas by utilizing a difference in gas molecular diameter. 請求項４に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記分子ふるい膜は、窒化ケイ素を主成分としたセラミック膜である
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to claim 4 ,
A gaseous waste treatment facility, wherein the molecular sieve membrane is a ceramic membrane containing silicon nitride as a main component. 請求項４に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記分子ふるい膜は、ポリイミドを主成分とした高分子膜である
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to claim 4 ,
A gaseous waste treatment facility, wherein the molecular sieve membrane is a polymer membrane containing polyimide as a main component. 請求項４に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記分子ふるい膜は、炭素を主成分とした酸化グラフェン膜である
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to claim 4 ,
The gaseous waste treatment equipment, wherein the molecular sieve film is a graphene oxide film containing carbon as a main component. 請求項１に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記主経路は、複数の分岐経路を有し、
前記貯留タンクは、前記複数の分岐経路上にそれぞれ設けられ、
前記主経路は、前記複数の分岐経路のうちいずれか１つの分岐経路が連通するように切り替えられる構成である
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to claim 1 ,
The main route has a plurality of branch routes,
The storage tank is provided on each of the plurality of branch paths,
The gaseous waste treatment facility, wherein the main path is configured to be switched so that any one of the plurality of branch paths communicates. 請求項２に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記バイパス経路は、複数のバイパス分岐経路を有し、
前記開閉弁は、前記複数のバイパス分岐経路上にそれぞれ設けられ、
前記貯留タンクは、前記複数のバイパス分岐経路上にそれぞれ設けられ、
前記バイパス経路は、前記複数のバイパス分岐経路のうちいずれか１つのバイパス分岐経路が連通するように切り替えられる構成である
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to claim 2 ,
The bypass route has a plurality of bypass branch routes,
The on-off valve is provided on each of the plurality of bypass branch paths,
The storage tank is provided on each of the plurality of bypass branch paths,
The gaseous waste treatment facility, wherein the bypass route is configured to be switched so that any one of the plurality of bypass branch routes communicates. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の気体廃棄物処理設備において、
前記主経路は、複数の原子炉で生成された気体廃棄物を取り込むように構成されている
ことを特徴とする気体廃棄物処理設備。 In the gaseous waste treatment facility according to any one of claims 1 to 3 ,
A gaseous waste treatment facility, wherein the main path is configured to take in gaseous waste produced in a plurality of nuclear reactors. 原子力プラントの原子炉で生成された気体廃棄物を含む気体を、水蒸気及び水素ガスが透過しやすい一方、キセノンガス及びクリプトンガスが透過しにくい特性を有する透過膜に導き、
前記透過膜を透過した気体を前記原子力プラントの外部環境へ排出し、
並列に複数配置された貯留タンクのうちのいずれか１つの貯留タンクである第１タンク内で前記透過膜を透過できない気体を一時的に保持し、
前記第１タンク内の気体の放射能が所定のレベルよりも低下した後に、前記第１タンク内の気体を前記透過膜を迂回するバイパス経路を介して前記原子力プラントの外部環境へ放出し、
前記第１タンク内の圧力が所定の圧力値を超えた場合には、前記第１タンクとは異なる別の貯留タンクに前記透過膜を透過できない気体が導入されるように切り換える
ことを特徴とする気体廃棄物処理方法。 A gas containing gaseous waste generated in a nuclear reactor of a nuclear power plant is guided through a permeable membrane having properties that allow water vapor and hydrogen gas to easily permeate, while xenon gas and krypton gas are difficult to permeate,
discharging the gas that permeates the permeable membrane to the external environment of the nuclear power plant;
Temporarily holding a gas that cannot permeate the permeable membrane in a first tank, which is one of the plurality of storage tanks arranged in parallel ,
After the radioactivity of the gas in the first tank falls below a predetermined level, the gas in the first tank is released to the external environment of the nuclear power plant through a bypass route that bypasses the permeable membrane;
When the pressure in the first tank exceeds a predetermined pressure value, switching is performed so that the gas that cannot permeate the permeable membrane is introduced into another storage tank different from the first tank.
A gaseous waste disposal method characterized by:
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