JP7304470B2 - Organic iodine collection device and organic iodine collection method - Google Patents
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Description
本発明は、原子炉から放出される放射性有機よう素をはじめ、蒸気等の流体中に含まれる有機よう素を捕集する有機よう素捕集装置、及び、有機よう素捕集方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic iodine collection device and an organic iodine collection method for collecting radioactive organic iodine emitted from a nuclear reactor and organic iodine contained in fluid such as steam.
原子炉施設には、原子炉から放出された放射性物質が環境中に漏洩するのを防止するために、フィルタベント装置が設置されている。原子炉の事故で炉心が損傷したり、格納容器内の圧力が異常上昇したりすると、格納容器が破損して大規模漏洩に至るため、格納容器内の蒸気が未然にベントされる。高温・高圧の蒸気は、原子炉から格納容器内に放出されると、フィルタベント装置に通され、大気中に放出される前に主要な放射性物質を除去される。 A filter vent device is installed in a nuclear reactor facility in order to prevent radioactive materials released from the nuclear reactor from leaking into the environment. If the reactor core is damaged due to a nuclear reactor accident or the pressure inside the containment vessel rises abnormally, the containment vessel will be damaged and lead to a large-scale leak, so the steam inside the containment vessel will be vented in advance. When the high-temperature, high-pressure steam is released from the reactor into the containment vessel, it is passed through a filter vent system to remove major radioactive materials before being released into the atmosphere.
原子炉の事故時に発生する放射性物質としては、希ガス、エアロゾル、無機よう素、有機よう素等がある。フィルタベント装置によると、希ガスを除くこれらの放射性物質が容器内に捕集され、環境への放出が防止される。一般に、フィルタベント装置は、特許文献1に記載されるように、容器内に、湿式フィルタとして働くスクラビング水を保持し、乾式フィルタである金属フィルタを内蔵している。
Rare gases, aerosols, inorganic iodine, organic iodine, and the like are examples of radioactive materials generated at the time of a nuclear reactor accident. With the filter vent device, these radioactive substances, excluding noble gases, are trapped in the container and prevented from being released to the environment. Generally, a filter vent device holds scrubbing water acting as a wet filter in a container and incorporates a metal filter which is a dry filter, as described in
スクラビング水は、チオ硫酸ナトリウムと水酸化ナトリウム等を溶解した水溶液であり、ベントされた蒸気は、スクラビング水中に放出される。チオ硫酸ナトリウムとの反応でイオン化した無機よう素(元素状よう素)や、親水性のエアロゾルは、スクラビング水に溶解することで捕集されている。また、気相に放出されたエアロゾルは、金属フィルタに付着・衝突して捕集されている。有機よう素は、特許文献2に記載されるように、銀ゼオライトや活性炭等の乾式フィルタで捕集されている。 The scrubbing water is an aqueous solution in which sodium thiosulfate, sodium hydroxide, etc. are dissolved, and the vented steam is released into the scrubbing water. Inorganic iodine (elemental iodine) ionized by reaction with sodium thiosulfate and hydrophilic aerosol are collected by dissolving in scrubbing water. Also, the aerosol released into the gas phase adheres to and collides with the metal filter and is collected. Organic iodine is collected by dry filters such as silver zeolite and activated carbon, as described in Patent Document 2.
原子炉から放出される有機よう素は、よう化メチルをはじめとして水に難溶であり、ベント時に圧力抑制室のプール水やスクラビング水に導入されても、十分には捕集されない。また、よう化メチル等の有機よう素は、原子炉からの排気過程で、元素状よう素の反応によって新生することもある。これらの理由で、有機よう素は漏洩を阻止するのが難しい放射性物質となるため、有機よう素を効率的に捕集できるフィルタベント装置が求められている。 Organic iodine released from nuclear reactors, including methyl iodide, is poorly soluble in water, and even if it is introduced into the pool water or scrubbing water of the pressure suppression chamber during venting, it is not sufficiently captured. In addition, organic iodine such as methyl iodide may be newly generated by the reaction of elemental iodine during the exhaust process from the nuclear reactor. For these reasons, organic iodine is a radioactive substance that is difficult to prevent from leaking, so there is a need for a filter vent device capable of efficiently collecting organic iodine.
有機よう素を捕集するための捕集材としては、銀ゼオライトや活性炭が知られている(特許文献2参照)。しかし、これらの捕集材は、水分が付着した場合に捕集効率が低下するため、特許文献2のように湿分を除去する機構を必要とし、フィルタベント装置の構造を複雑化させる。また、これらの捕集材は大量に必要なため、特許文献2のように特別な装置設計や複雑な装置構造を要したり、捕集材自体のコストが嵩んだりする。 As a trapping material for trapping organic iodine, silver zeolite and activated carbon are known (see Patent Document 2). However, since the collection efficiency of these collection materials decreases when moisture adheres thereto, a mechanism for removing moisture is required as in Patent Document 2, which complicates the structure of the filter vent device. In addition, since a large amount of these trapping materials are required, a special device design and a complicated device structure are required as in Patent Document 2, and the cost of the trapping materials themselves increases.
そこで、本発明は、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な有機よう素捕集装置及び有機よう素捕集方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic iodine collecting apparatus and an organic iodine collecting method capable of efficiently collecting organic iodine in a nuclear reactor containment vessel.
前記課題を解決するために本発明に係る有機よう素捕集装置は、原子炉格納容器内の有機よう素を捕集する有機よう素捕集装置であって、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器と、原子炉格納容器内の有機よう素を含む流体を前記不揮発性液体に導入するための導入配管と、を備え、前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内で加熱されてから、若しくは、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内へ循環されて加熱されてから、又は、前記原子炉格納容器内の流体と前記原子炉格納容器内に放出された物質と反応する反応材との反応熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に加熱されてから、前記流体を通されて前記有機よう素を分解する。 In order to solve the above problems, an organic iodine collection device according to the present invention is an organic iodine collection device for collecting organic iodine in a nuclear reactor containment vessel, comprising a nonvolatile organic iodine capable of decomposing organic iodine a liquid container containing a non-volatile liquid; and an introduction pipe for introducing a fluid containing organic iodine in a nuclear reactor containment vessel into the non-volatile liquid. is heated in the reactor containment vessel prior to contact with the organic iodine, or circulated into the reactor containment vessel prior to contact with the organic iodine by the heat of After being heated or by the heat of reaction between the fluid in the reactor containment vessel and reactants reacting with the material released into the reactor containment vessel prior to contact with the organic iodine. Then, the fluid is passed through to decompose the organic iodine.
また、本発明に係る有機よう素捕集方法は、原子炉格納容器内の有機よう素を捕集する有機よう素捕集方法であって、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を、原子炉格納容器内の熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内で加熱するか、若しくは、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内へ循環させて加熱するか、又は、原子炉格納容器内の流体と前記原子炉格納容器内に放出された物質と反応する反応材との反応熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に加熱し、前記原子炉格納容器内の有機よう素を含む流体を、加熱された前記不揮発性液体に通し、前記有機よう素を前記不揮発性液体に分解させて捕集する。 Further, an organic iodine collection method according to the present invention is a method for collecting organic iodine in a nuclear reactor containment vessel, wherein a nonvolatile liquid capable of decomposing organic iodine is heat within the reactor containment prior to contact with the organic iodine; or into the reactor containment prior to contact with the organic iodine; prior to contact with the organic iodine by circulating and heating or by the heat of reaction between the fluid in the reactor containment vessel and the reactant reacting with the material released into the reactor containment vessel; After heating, the fluid containing organic iodine in the containment vessel is passed through the heated nonvolatile liquid to decompose the organic iodine into the nonvolatile liquid and collect the organic iodine.
本発明によると、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な有機よう素捕集装置及び有機よう素捕集方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic iodine collection apparatus and organic iodine collection method which can collect efficiently the organic iodine in a nuclear reactor containment vessel can be provided.
以下、本発明の一実施形態に係る有機よう素捕集装置、及び、有機よう素捕集方法について、図を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、主機能が共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, an organic iodine trapping device and an organic iodine trapping method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that, in each of the following drawings, configurations having the same main function are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
本実施形態に係る有機よう素捕集装置、及び、有機よう素捕集方法は、原子炉の事故時に実施するフィルタベントに際し、原子炉格納容器内に放出された有機よう素を含むガス(流体)を、湿式フィルタとして働く不揮発性液体に通し、ガス中の有機よう素を不揮発性液体に分解させて捕集するものである。この装置・方法では、放射性有機よう素をイオンの状態に分解して隔離下の容器内に捕集する。 The organic iodine collection device and the organic iodine collection method according to the present embodiment are a gas (fluid) containing organic iodine released into the reactor containment vessel during filter venting performed in the event of a nuclear reactor accident. ) is passed through a non-volatile liquid that works as a wet filter to decompose the organic iodine in the gas into the non-volatile liquid and collect it. In this device and method, radioactive organic iodine is decomposed into ions and collected in a container under isolation.
不揮発性液体としては、160℃程度よりも低温で実質的に揮発しない不揮発性の液体が用いられる。原子炉の事故時には、160℃前後の高温の蒸気のベントが想定されている。湿式フィルタとして働く液体が不揮発性であれば、ベント時に高温・高圧のガスが導入されたとしても、液体自体が揮散するのを避けることができる。不揮発性液体としては、200℃よりも低温で実質的に揮発しないものがより好ましい。 As the non-volatile liquid, a non-volatile liquid that does not substantially volatilize at a temperature lower than about 160° C. is used. At the time of a nuclear reactor accident, venting of high-temperature steam of around 160°C is assumed. If the liquid acting as a wet filter is non-volatile, volatilization of the liquid itself can be avoided even if high-temperature, high-pressure gas is introduced during venting. More preferably, the nonvolatile liquid is one that does not substantially volatilize at a temperature lower than 200°C.
また、不揮発性液体としては、有機よう素を分解する作用を示す液体が用いられる。湿式フィルタとして働く液体が有機よう素を分解可能であると、放射性有機よう素から放射性よう素イオンを解離させることができる。よう素イオンは、有機よう素と比較して液相中でより安定なため、放射性有機よう素を液相に捕集して環境への漏洩を確実に防止することができる。 Further, as the non-volatile liquid, a liquid exhibiting an action of decomposing organic iodine is used. If the liquid acting as a wet filter is capable of decomposing the organic iodine, it can dissociate the radioactive iodine ions from the radioactive organic iodine. Since iodine ions are more stable in the liquid phase than organic iodine, the radioactive organic iodine can be trapped in the liquid phase and reliably prevented from leaking into the environment.
不揮発性液体としては、例えば、イオン液体、界面活性剤溶液、これらの混合液等を用いることができる。特に好ましい不揮発性液体は、イオン液体である。イオン液体によると、160℃以下で実質的に揮発しない不揮発性、160℃前後の高温に耐える耐熱性、高い耐放射線性、高い化学的安定性、高い電気的安定性等が得られる。また、液体同士の相溶性の制御や、液体同士の比重の制御を、多種多様なイオンの組み合わせに基づいて容易に行うことができる。 As the nonvolatile liquid, for example, an ionic liquid, a surfactant solution, a mixed solution thereof, or the like can be used. Particularly preferred non-volatile liquids are ionic liquids. The ionic liquid provides nonvolatility that does not substantially volatilize at 160° C. or less, heat resistance that can withstand high temperatures around 160° C., high radiation resistance, high chemical stability, high electrical stability, and the like. In addition, it is possible to easily control the compatibility between liquids and control the specific gravity of liquids based on a wide variety of combinations of ions.
イオン液体を構成するカチオンとしては、例えば、ホスホニウム、アンモニウム、スルホニウム、ピロリジニウム、ピペリジニウム等の有機カチオンが挙げられる。 Examples of cations constituting ionic liquids include organic cations such as phosphonium, ammonium, sulfonium, pyrrolidinium, and piperidinium.
イオン液体を構成するカチオンとしては、鎖状の炭素鎖を有する有機カチオンや、環状の炭素鎖を有する有機カチオン等のいずれであってもよいが、炭素数が2以上の炭素鎖を有する有機カチオンが好ましい。このような嵩高い有機カチオンであると、有機よう素とカチオンとの反応速度が高くなるため、有機よう素を高い捕集効率で捕集することができる。 The cation constituting the ionic liquid may be an organic cation having a linear carbon chain, an organic cation having a cyclic carbon chain, or the like, and an organic cation having a carbon chain with 2 or more carbon atoms. is preferred. With such a bulky organic cation, the reaction rate between the organic iodine and the cation increases, so the organic iodine can be collected with high collection efficiency.
イオン液体を構成するアニオンとしては、例えば、ハロゲン、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート等の無機アニオンや、アセテート、スルホネート、イミデート等の有機アニオンが挙げられる。ハロゲンとしては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、よう化物イオン等が挙げられる。 Examples of anions constituting the ionic liquid include inorganic anions such as halogen, tetrafluoroborate and hexafluorophosphate, and organic anions such as acetate, sulfonate and imidate. Halogen includes fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion and the like.
イオン液体を構成するアニオンとしては、有機よう素を分解する作用が強い点で、求核性が高いイオンが好ましい。アニオンとしては、求核性が高い点、熱分解や加水分解を生じ難い点、フィルタベント容器に注入された場合にスクラビング水のpHを変化させ難い点等から、ハロゲン、イミデート、又は、テトラフルオロボレートがより好ましい。 As the anions constituting the ionic liquid, highly nucleophilic ions are preferable because they have a strong action of decomposing organic iodine. As the anion, halogen, imidate, or tetrafluoro is preferred because of its high nucleophilicity, its resistance to thermal decomposition and hydrolysis, and its difficulty in changing the pH of the scrubbing water when it is injected into the filter vent container. Borate is more preferred.
イオン液体を構成するハロゲンとしては、安全性と求核性が高い点で、塩化物イオンが好ましい。また、元素状よう素の揮発による放射性物質の漏洩を避ける点からは、非放射性のよう化物イオンが好ましい。放射性有機よう素を一旦分解して捕集したとしても、液相に捕捉した放射性よう素イオンが、液相中のよう素イオンと反応して、揮発性の元素状よう素を生成する可能性がある。イオン液体を構成するハロゲンが非放射性のよう化物イオンであると、元素状よう素を生成する確率を低くすることができる。 As the halogen constituting the ionic liquid, chloride ion is preferable in terms of safety and high nucleophilicity. Non-radioactive iodide ions are preferred from the viewpoint of avoiding leakage of radioactive substances due to volatilization of elemental iodine. Even if the radioactive organic iodine is decomposed and captured once, the radioactive iodine ions captured in the liquid phase may react with the iodine ions in the liquid phase to generate volatile elemental iodine. There is If the halogen constituting the ionic liquid is a non-radioactive iodide ion, the probability of generating elemental iodine can be reduced.
不揮発性液体の具体例としては、トリヘキシル(テトラデシル)ホスホニウムクロリド、トリヘキシル(テトラデシル)ホスホニウムジシアナミド等が挙げられる。不揮発性液体としては、有機よう素を分解する能力が高い点等から、トリヘキシル(テトラデシル)ホスホニウムクロリドが特に好ましい。 Specific examples of non-volatile liquids include trihexyl(tetradecyl)phosphonium chloride, trihexyl(tetradecyl)phosphonium dicyanamide, and the like. As the nonvolatile liquid, trihexyl(tetradecyl)phosphonium chloride is particularly preferable because of its high ability to decompose organic iodine.
通常、有機よう素の分解反応は、有機よう素を含むガスが求核性が高い液体に導入されたとき、結合性よう素への攻撃によって速やかに開始される。しかし、従来一般的な湿式フィルタは、原子炉の事故前には、常温下におかれている。原子炉の事故時には、原子炉格納容器内の高温・高圧のガスがベントされて湿式フィルタに通されるが、ベントの初期には、湿式フィルタが低温のままである可能性がある。 Usually, the decomposition reaction of organic iodine is rapidly initiated by attack of bound iodine when a gas containing organic iodine is introduced into a highly nucleophilic liquid. However, conventional wet filters are kept at room temperature before a nuclear reactor accident. During a nuclear reactor accident, the high-temperature, high-pressure gas in the containment vessel is vented and passed through the wet filter, which may remain cold at the beginning of the vent.
そこで、本実施形態に係る有機よう素捕集装置、及び、有機よう素捕集方法では、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を加熱してから有機よう素を分解する。不揮発性液体は、原子炉格納容器内の熱や、原子炉格納容器内の物質の反応熱や、これらの両方を利用して、常温を超える任意の温度まで加熱することができる。また、不揮発性液体は、有機よう素を含むガスを不揮発性液体に導入する前に加熱してもよいし、有機よう素を含むガスを不揮発性液体に導入しながら加熱してもよい。 Therefore, in the organic iodine collecting device and the organic iodine collecting method according to the present embodiment, the organic iodine is decomposed after heating the nonvolatile liquid capable of decomposing the organic iodine. The non-volatile liquid can be heated to any temperature above ambient temperature using the heat within the reactor containment vessel, the heat of reaction of materials within the reactor containment vessel, or both. The non-volatile liquid may be heated before introducing the gas containing organic iodine into the non-volatile liquid, or may be heated while introducing the gas containing organic iodine into the non-volatile liquid.
図1は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図1には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an organic iodine collecting device according to the present invention.
In Figure 1, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図1に示すように、本実施形態に係る捕集装置100は、原子炉圧力容器を内包した原子炉格納容器10と、原子炉格納容器10内の蒸気(ガス)を放射性物質を除去して環境中に放出するフィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置100は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
原子炉格納容器10は、原子炉圧力容器が収納されたドライウェル11と、圧力抑制プールが形成されたウェットウェル12と、を有している。ウェットウェル12には、プール水が溜められる。ドライウェル11中に放出された蒸気や、主蒸気系から過圧で逃された蒸気は、不図示のベント管を介してウェットウェル12に流入することができる。高温・高圧のガスがプール水で凝縮されることにより、原子炉格納容器10内の圧力が抑制される。
The
捕集装置100において、ドライウェル11には、原子炉格納容器10内のガスをベントするための上流側ベント配管(2a,2b)が接続されている。上流側ベント配管(2a,2b)の途中には、液体容器1が連結されている。液体容器1は、原子炉格納容器10のドライウェル11内に設置されている。
In the
液体容器1は、有機よう素を分解可能な不揮発性液体L1を入れる密閉型の容器である。液体容器1には、湿式フィルタとして働く不揮発性液体L1が、原子炉の事故に備えて用意される。液体容器1の形状、容量、不揮発性液体L1の量は、特に制限されるものではない。液体容器1には、不揮発性液体L1を効率的に加熱するために、熱交換用のフィン、チューブ等を設けてもよい。
The
液体容器1の入口側には、上流側ベント配管を構成する導入配管2aが接続されている。導入配管2aの入口は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に開口している。また、導入配管2aの出口は、液体容器1内の上部に開口している。
An
導入配管2aは、原子炉格納容器10内のガス(流体)をベントするための配管であり、有機よう素を含むガス(流体)を不揮発性液体L1に導入するために用いられる。導入配管2aには、圧力開放弁4が設けられている。圧力開放弁4は、大気圧を超える所定の設定圧力で開放される常閉型の弁である。
The
また、液体容器1の出口側には、上流側ベント配管を構成する排出配管2bが接続されている。排出配管2bの入口は、液体容器1内の下部に開口している。また、排出配管2bの他端は、フィルタベント容器6に接続されている。排出配管2bの出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。
A
排出配管2bは、原子炉格納容器10内のガス(流体)をベントするための配管であり、不揮発性液体L1に導入されたガス(流体)を液体容器1から排出するために用いられる。排出配管2bには、隔離弁5が設けられている。隔離弁5は、手動操作又は自動操作により開閉自在な常閉型の弁である。
The
フィルタベント容器6は、ベントされたガスを凝縮させると共に、ガスに含まれている放射性物質を除去するために用いられる。フィルタベント容器6には、スクラビング水L2が用意される。スクラビング水L2は、チオ硫酸ナトリウムや、水酸化ナトリウム等のアルカリを溶解した水溶液とされる。排出配管2bの出口には、例えば、多連のベンチュリノズル等で形成される不図示のスクラバノズルを取り付けることができる。スクラバノズルによると、ベントされたガスを、微細な気泡として液体中に噴出させることができる。
The
フィルタベント容器6は、容器内の上部に金属フィルタ7を備えている。金属フィルタ7は、金属繊維、金属メッシュ等が積層されることによって形成される。金属フィルタ7によると、容器内の気相に放出されたエアロゾルを、金属への付着、衝突等によって捕集することができる。
The
フィルタベント容器6において、金属フィルタ7の二次側には、下流側ベント配管8が接続されている。下流側ベント配管8の他端は、排気筒9に接続されている。排気筒9は、原子炉格納容器10内からベントされたガスを環境中に放出するために備えられる。
A downstream
フィルタベント容器6は、液体中に噴出させた高温・高圧のガスに対して抵抗を及ぼす不図示のバッフルを備えることもできる。バッフルとしては、例えば、オリフィス状の邪魔板や、螺旋板や、金属メッシュ、パンチングメタル等の多孔板や、セラミック等の多孔質体等を、フィルタベント容器6内の液相部の高さに設けることができる。
The
フィルタベント容器6に流入する有機よう素は、ガス状であると推定される。ガス状の有機よう素の液体への溶解や、有機よう素の分解は、気泡内での拡散泳動、熱泳動、ブラウン拡散、対流等で進行すると考えられる。フィルタベント容器6内にバッフルを設けると、液体中に噴出させた気泡の滞留時間が長くなり、有機よう素と液体との接触時間が長くなるため、有機よう素の捕集効率が高められる。
The organic iodine entering the
次に、捕集装置100を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
原子炉において、圧力容器が破損するような重大事故が発生したとき、格納容器内には、冷却水等の蒸発による高温・高圧の蒸気と共に、種々の放射性物質が放出される。原子炉の出力や事故のシナリオにもよるが、格納容器が破損する過酷事故時には、約1kg程度の放射性有機よう素が放出されると試算されている。有機よう素の主成分としては、揮発性を有するよう化メチル(CH3I)が想定されている。 In a nuclear reactor, when a serious accident occurs such that the pressure vessel is damaged, various radioactive materials are released into the containment vessel together with high-temperature, high-pressure steam due to the evaporation of cooling water and the like. It is estimated that about 1 kg of radioactive organic iodine will be released in the event of a severe accident in which the containment vessel is damaged, depending on the output of the reactor and the accident scenario. Methyl iodide (CH 3 I) having volatility is assumed as the main component of organic iodine.
原子炉に重大事故が発生し、格納容器内の圧力が過度に高くなると、格納容器が破損して放射性物質の大規模漏洩が生じる。そのため、このような事象を防ぐ措置として、ベントが実施される。ベントされるガス(蒸気)には、希ガス、エアロゾル、無機よう素、有機よう素等の放射性物質が含まれている。これらの放射性物質は、フィルタベント装置20によって捕集されて環境への漏洩が防止される。
If a serious accident occurs in a nuclear reactor and the pressure inside the containment vessel becomes excessively high, the containment vessel will burst and cause a large-scale leakage of radioactive materials. Therefore, venting is implemented as a measure to prevent such events. The vented gas (vapor) contains radioactive substances such as noble gases, aerosols, inorganic iodine, and organic iodine. These radioactive substances are collected by the
捕集装置100では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で予熱されてからフィルタベント容器6に移送され、液体容器1からフィルタベント容器6にかけて有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。不揮発性液体L1は、原子炉構造材から液体容器1への熱伝導、空間中のガスから液体容器1への熱伝達、原子炉構造材や空間中のガスからの輻射等のいずれによって加熱してもよい。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、原子炉格納容器10内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ドライウェル11内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, high-temperature, high-pressure gas is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、圧力開放弁4と同時に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、高温・高圧のガスに押され、有機よう素を分解しながら、排出配管2bを通ってフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
原子炉格納容器10内からベントされたガスは、不揮発性液体L1と共にフィルタベント容器6の液体中に噴出する。ベントされたガスは、用意された不揮発性液体L1の全てが液体容器1から排出された後は、フィルタベント容器6内の不揮発性液体L1に通される。
The gas vented from the
フィルタベント容器6では、ベントされたガスに含まれる有機よう素が、不揮発性液体L1と反応して、よう素イオンと有機物とに分解される。また、解離したよう素イオンや、ベントされたガスに含まれるエアロゾル、無機よう素等が、不揮発性液体L1やスクラビング水L2に溶解して捕集される。液相に捕集されず気相に放出されたエアロゾルは、金属フィルタ7に捕集される。その後、放射性物質が除去されたガスは、排気筒9を通じて環境中に放出される。
In the
不揮発性液体L1としては、親水性(易水溶性)の物質からなる液体を用いてもよいし、疎水性(難水溶性)の物質からなる液体を用いてもよい。不揮発性液体L1が親水性であると、不揮発性液体L1とスクラビング水L2とが混和し易くなる。親水性の放射性物質は、溶解によって捕集され易くなり、疎水性の放射性物質は、凝集・沈降によって捕集され易くなる。一方、不揮発性液体L1が疎水性であると、疎水性の放射性物質が不揮発性液体L1に捕集され易くなり、親水性の放射性物質がスクラビング水L2に捕集され易くなる。 As the nonvolatile liquid L1, a liquid made of a hydrophilic (easily water-soluble) substance may be used, or a liquid made of a hydrophobic (slightly water-soluble) substance may be used. When the non-volatile liquid L1 is hydrophilic, the non-volatile liquid L1 and the scrubbing water L2 are easily mixed. Hydrophilic radioactive substances are easily collected by dissolution, and hydrophobic radioactive substances are easily collected by flocculation/sedimentation. On the other hand, when the nonvolatile liquid L1 is hydrophobic, hydrophobic radioactive substances are easily trapped in the nonvolatile liquid L1, and hydrophilic radioactive substances are easily trapped in the scrubbing water L2.
また、不揮発性液体L1としては、水やスクラビング水L2よりも比重が大きい液体を用いてもよいし、水やスクラビング水L2よりも比重が小さい液体を用いてもよい。疎水性の不揮発性液体L1であると、液体同士が容易に相分離して二層液体になる。比重が小さい不揮発性液体L1であると、上層が不揮発性液体L1、下層がスクラビング水L2となる。このような層構成であると、有機よう素や二次的に生成した元素状よう素の揮発を、上層の不揮発性液体L1で確実に阻止することができる。一方、比重が大きい不揮発性液体L1であると、上層がスクラビング水L2、下層が不揮発性液体L1となる。このような層構成であると、揮発性が低い放射性物質を、下層の不揮発性液体L1で凝集・沈降させて効率的に捕集することができる。 Further, as the nonvolatile liquid L1, a liquid having a specific gravity higher than that of water or the scrubbing water L2 may be used, or a liquid having a specific gravity lower than that of water or the scrubbing water L2 may be used. When the hydrophobic nonvolatile liquid L1 is used, the liquids are easily phase-separated to form a two-layer liquid. When the nonvolatile liquid L1 has a small specific gravity, the upper layer becomes the nonvolatile liquid L1 and the lower layer becomes the scrubbing water L2. With such a layer structure, volatilization of organic iodine and secondary-generated elemental iodine can be reliably prevented by the nonvolatile liquid L1 in the upper layer. On the other hand, if the nonvolatile liquid L1 has a large specific gravity, the upper layer is the scrubbing water L2 and the lower layer is the nonvolatile liquid L1. With such a layer structure, radioactive substances with low volatility can be collected efficiently by being aggregated and precipitated by the non-volatile liquid L1 in the lower layer.
以上の捕集装置100及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置100及び捕集方法によると、導入配管2aの出口が、液体容器1内の上部に開口しており、排出配管2bの入口が、液体容器1内の下部に開口しているため、液体容器1に用意した不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10の内外の圧力差と不揮発性液体L1の水頭を利用して、容易にフィルタベント容器6に移すことができる。不揮発性液体L1を移した後の液体容器1は空乏になるため、ベントされるガスに大きな通流抵抗が及ぶのを避けることができる。また、フィルタベント容器6に移されるため、不揮発性液体L1と有機よう素との反応時間を十分に確保することができるし、反応生成物を混相の液体に捕捉させることができる。
Further, according to the
図2は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図2には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In Figure 2, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図2に示すように、本実施形態に係る捕集装置200は、前記の捕集装置100と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置200は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態に係る捕集装置200が、前記の捕集装置100と異なる点は、液体容器1、導入配管2a及び排出配管2bに関わる配管系統にある。捕集装置200の他の装置構成は、前記の捕集装置100と略同様である。
A
捕集装置200において、導入配管2aの入口は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に開口している。導入配管2aの出口は、液体容器1内の下部側にある液相部に開口している。一方、排出配管2bの入口は、液体容器1内の上部側にある気相部に開口している。排出配管2bの出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。
In the
このような配管系統によると、液体容器1を湿式フィルタとして機能させることができる。導入配管2aの出口には、例えば、多連のベンチュリノズル等で形成されるスクラバノズルを取り付けることができる。また、湿式フィルタとして機能する液体容器1には、フィルタベント容器6と同様に、液体中に噴出させた高温・高圧のガスに対して抵抗を及ぼすバッフルを設けることもできる。
With such a piping system, the
次に、捕集装置200を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置200では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、ドライウェル11内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ドライウェル11内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, high-temperature, high-pressure gas is released into the
液体容器1では、ベントされたガスに含まれる有機よう素が、不揮発性液体L1と反応して、よう素イオンと有機物とに分解される。また、解離したよう素イオンや、ベントされたガスに含まれるエアロゾル、無機よう素等が、不揮発性液体L1に溶解して捕集される。
In the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11や液体容器1のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、圧力開放弁4と同時に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも前に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1内の液相に捕集されず気相に放出された放射性物質は、排出配管2bを通じてフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
フィルタベント容器6では、ベントされたガスに残留している放射性物質が、スクラビング水L2中に溶解・凝集して捕集される。液相に捕集されず気相に放出されたエアロゾルは、金属フィルタ7に捕集される。その後、放射性物質が除去されたガスは、排気筒9を通じて環境中に放出される。
In the
以上の捕集装置200及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱され、反応中にも加熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置200及び捕集方法によると、導入配管2aの出口が、液体容器1内の下部側にある液相部に開口しており、排出配管2bの入口が、液体容器1内の上部側にある気相部に開口しているため、液体容器1内で捕集を続けることができる。有機よう素や、その他の放射性物質は、格納容器バウンダリ内に捕集されるため、捕集した放射性物質の漏洩リスクを、より低減することができる。
Further, according to the
図3は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図3には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器外に設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 3, a liquid container containing a non-volatile liquid capable of decomposing organic iodine is installed outside the containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat inside the containment vessel. shows a collection device.
図3に示すように、本実施形態に係る捕集装置300は、前記の捕集装置100と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置300は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、循環配管13と、を備えている。
As shown in FIG. 3, a
本実施形態に係る捕集装置300が、前記の捕集装置100と異なる点は、液体容器1が、原子炉格納容器10外に設置されており、液体容器1に循環配管13が接続されている点である。捕集装置300の他の装置構成は、前記の捕集装置100と略同様である。
The
捕集装置200において、上流側ベント配管(2a,2b)の途中には、液体容器1が連結されている。液体容器1は、原子炉格納容器10外に設置されている。液体容器1は、原子炉格納容器10外であれば、原子炉建屋内に設置してもよいし、原子炉建屋外に設置してもよい。
In the
液体容器1の入口側には、前記の捕集装置100と同様に、上流側ベント配管を構成する導入配管2aが接続されている。導入配管2aには、隔離弁5が設けられている。また、液体容器1の出口側には、前記の捕集装置100と同様に、上流側ベント配管を構成する排出配管2bが接続されている。
An
このような配管系統によると、液体容器1を湿式フィルタとして機能させることができる。導入配管2aの出口には、例えば、多連のベンチュリノズル等で形成されるスクラバノズルを取り付けることができる。また、湿式フィルタとして機能する液体容器1には、フィルタベント容器6と同様に、液体中に噴出させた高温・高圧のガスに対して抵抗を及ぼすバッフルを設けることもできる。
With such a piping system, the
循環配管13は、液体容器1から原子炉格納容器10のドライウェル11内を通って液体容器1に戻る閉環状の流路を形成している。循環配管13の一端は、液体容器1の下部に接続しており、他端は、それよりも上部側に接続している。循環配管13の中間部は、ドライウェル11内にあり、管路が鉛直方向に沿うように縦向きに敷設されている。
The
循環配管13によると、原子炉格納容器10内の熱で循環配管13内の不揮発性液体L1が加熱されたとき、不揮発性液体L1を、自然対流によって循環させることができる。循環配管13の中間部で不揮発性液体L1が加熱されると、循環配管13の中間部の不揮発性液体L1が上昇し、より低温である液体容器1内の不揮発性液体L1が下降するため、不揮発性液体L1が自然循環する。
According to the
次に、捕集装置300を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置300では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10外に設置されているが、原子炉格納容器10内を通る循環配管13内の不揮発性液体L1が加熱される。そのため、不揮発性液体L1は、液体容器1内と原子炉格納容器10内との間を循環配管13を通じて自然循環しながら、原子炉格納容器10内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5が開放されると、ドライウェル11内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
When the pressure inside the
液体容器1では、前記の捕集装置200と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1によって捕集される。また、フィルタベント容器6では、前記の捕集装置200と同様に、液体容器1内の液相に捕集されず気相に放出された放射性物質が、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
以上の捕集装置300及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10外に設置されているが、不揮発性液体L1が、循環配管13を通じて原子炉格納容器10内の熱によって加熱されるため、原子炉格納容器10内に液体容器1の設置場所を設けなくとも、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱され、反応中にも加熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置300及び捕集方法によると、導入配管2aの出口が、液体容器1内の下部側にある液相部に開口しており、排出配管2bの入口が、液体容器1内の上部側にある気相部に開口しているため、前記の捕集装置200と同様に、液体容器1内で捕集を続けることができる。液体容器1内の不揮発性液体L1は、自然循環によって全体的に加熱されるため、ポンプ等で強制循環させる必要がなく、電源喪失時であっても高い捕集効率を得ることができる。また、自然循環によって攪拌されるため、不揮発性液体L1と有機よう素とを効率的に反応させることができる。
Further, according to the
図4は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図4には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 4, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図4に示すように、本実施形態に係る捕集装置400は、前記の捕集装置100と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置400は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、を備えている。
As shown in FIG. 4, a
本実施形態に係る捕集装置400が、前記の捕集装置100と異なる点は、導入配管2aに関わる配管系統にある。捕集装置400の他の装置構成は、前記の捕集装置100と略同様である。
A
捕集装置400において、導入配管2aの入口は、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に開口している。導入配管2aの出口は、液体容器1内の上部に開口している。導入配管2aには、圧力開放弁4が設けられている。一方、排出配管2bの入口は、液体容器1内の下部に開口している。排出配管2bの出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。排出配管2bには、隔離弁5が設けられている。
In the
次に、捕集装置400を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置400では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のウェットウェル12内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で予熱されてからフィルタベント容器6に移送され、液体容器1からフィルタベント容器6にかけて有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、ウェットウェル12内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ウェットウェル12内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, high-temperature, high-pressure gas is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ウェットウェル12のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、圧力開放弁4と同時に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、高温・高圧のガスに押され、有機よう素を分解しながら、排出配管2bを通ってフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
フィルタベント容器6では、前記の捕集装置100と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1や、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
以上の捕集装置400及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置400及び捕集方法によると、導入配管2aの入口が、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に開口しているため、ウェットウェル12内の非凝縮性のガスをベントするとき、有機よう素の効率的な捕集を行うことができる。ウェットウェル12内では、ガス中の放射性物質の一部が、プール水に予め捕集されるため、より安全なベントが行われる。また、液体容器1がドライウェル11に設置されているため、ウェットウェル12に設置する場合と比較して、より高温の熱を不揮発性液体L1の加熱に利用することができる。
In addition, according to the
図5は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図5には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器外に設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 5, a liquid container containing a non-volatile liquid capable of decomposing organic iodine is installed outside the containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat inside the containment vessel. shows a collection device.
図5に示すように、本実施形態に係る捕集装置500は、前記の捕集装置300と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置500は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、循環配管13と、を備えている。
As shown in FIG. 5, a
本実施形態に係る捕集装置500が、前記の捕集装置300と異なる点は、導入配管2aに関わる配管系統にある。捕集装置500の他の装置構成は、前記の捕集装置300と略同様である。
A
捕集装置500において、ウェットウェル12には、原子炉格納容器10内のガスをベントするための上流側ベント配管(2a,2b)が接続している。上流側ベント配管(2a,2b)の途中には、液体容器1が連結されている。液体容器1は、原子炉格納容器10外に設置されている。液体容器1は、原子炉格納容器10外であれば、原子炉建屋内に設置してもよいし、原子炉建屋外に設置してもよい。
In the
液体容器1の入口側には、上流側ベント配管を構成する導入配管2aが接続されている。導入配管2aの入口は、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に開口している。導入配管2aの出口は、液体容器1内の下部側にある液相部に開口している。導入配管2aには、隔離弁5が設けられている。
An
また、液体容器1の出口側には、上流側ベント配管を構成する排出配管2bが接続されている。排出配管2bの入口は、液体容器1内の上部側にある気相部に開口している。排出配管2bの他端は、フィルタベント容器6に接続されている。排出配管2bの出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。
A
このような配管系統によると、液体容器1を湿式フィルタとして機能させることができる。循環配管13は、前記の捕集装置300と同様に、液体容器1から原子炉格納容器10のドライウェル11内を通って液体容器1に戻る閉環状の流路を形成している。
With such a piping system, the
次に、捕集装置500を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置500では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のウェットウェル12内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10外に設置されているが、原子炉格納容器10内を通る循環配管13内の不揮発性液体L1が加熱される。そのため、不揮発性液体L1は、液体容器1内と原子炉格納容器10内との間を循環配管13を通じて自然循環しながら、原子炉格納容器10内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
また、原子炉の事故時に、ウェットウェル12のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5が開放されると、ウェットウェル12内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
Further, when it is determined that the
液体容器1では、前記の捕集装置300と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1によって捕集される。また、フィルタベント容器6では、前記の捕集装置200と同様に、液体容器1内の液相に捕集されず気相に放出された放射性物質が、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
以上の捕集装置500及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10外に設置されているが、不揮発性液体L1が、循環配管13を通じて原子炉格納容器10内の熱によって加熱されるため、原子炉格納容器10内に液体容器1の設置場所を設けなくとも、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱され、反応中にも加熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置500及び捕集方法によると、導入配管2aの出口が、液体容器1内の下部側にある液相部に開口しており、排出配管2bの入口が、液体容器1内の上部側にある気相部に開口しているため、前記の捕集装置300と同様に、液体容器1内で捕集を続けることができる。液体容器1内の不揮発性液体L1は、自然循環によって全体的に加熱されるため、ポンプ等で強制循環させる必要がなく、電源喪失時であっても高い捕集効率を得ることができる。また、自然循環によって攪拌されるため、不揮発性液体L1と有機よう素とを効率的に反応させることができる。
Further, according to the
図6は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図6には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のウェットウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 6, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a wet well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図6に示すように、本実施形態に係る捕集装置600は、前記の捕集装置100と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置600は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、を備えている。
As shown in FIG. 6, a
本実施形態に係る捕集装置600が、前記の捕集装置100と異なる点は、液体容器1の設置位置と、導入配管2a及び排出配管2bに関わる配管系統にある。捕集装置600の他の装置構成は、前記の捕集装置100と略同様である。
A
捕集装置600において、ウェットウェル12には、原子炉格納容器10内のガスをベントするための上流側ベント配管(2a,2b)が接続している。上流側ベント配管(2a,2b)の途中には、液体容器1が連結されている。液体容器1は、原子炉格納容器10のウェットウェル12内に設置されている。
In the
液体容器1の入口側には、上流側ベント配管を構成する導入配管2aが接続されている。導入配管2aの入口は、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に開口している。導入配管2aの出口は、液体容器1内の上部に開口している。導入配管2aには、圧力開放弁4が設けられている。
An
また、液体容器1の出口側には、上流側ベント配管を構成する排出配管2bが接続されている。排出配管2bの入口は、液体容器1内の下部に開口している。排出配管2bの他端は、フィルタベント容器6に接続されている。排出配管2bの出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。排出配管2bには、隔離弁5が設けられている。
A
次に、捕集装置600を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置600では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のウェットウェル12内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のウェットウェル12内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で予熱されてからフィルタベント容器6に移送され、液体容器1からフィルタベント容器6にかけて有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ウェットウェル12内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、ウェットウェル12内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ウェットウェル12内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, high-temperature, high-pressure gas is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ウェットウェル12のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、圧力開放弁4と同時に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、高温・高圧のガスに押され、有機よう素を分解しながら、排出配管2bを通ってフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
フィルタベント容器6では、前記の捕集装置100と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1や、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
以上の捕集装置600及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のウェットウェル12の熱によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置600及び捕集方法によると、導入配管2aの入口が、原子炉格納容器10内のウェットウェル12に開口しているため、ウェットウェル12内の非凝縮性のガスをベントする際に、有機よう素の効率的な捕集を行うことができる。また、液体容器1がウェットウェル12に設置されているため、ドライウェル11に設置する場合と比較して、液体容器1や不揮発性液体L1が極端な高温に晒されるのを避けることができる。
Further, according to the
図7は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図7には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱と、原子炉格納容器内の流体の反応熱と、によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 7, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid Fig. 2 shows the heat of reaction of the fluid in the reactor containment vessel and the collection device heated by;
図7に示すように、本実施形態に係る捕集装置700は、前記の捕集装置100と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置700は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、反応器14と、を備えている。
As shown in FIG. 7, a
本実施形態に係る捕集装置700が、前記の捕集装置100と異なる点は、液体容器1の周囲に反応熱を発生する反応器14を備えている点である。捕集装置700の他の装置構成は、前記の捕集装置100と略同様である。
A
反応器14は、原子炉格納容器10内に放出された物質と反応する反応材を支持させた装置であり、原子炉格納容器10内に放出されたガス(流体)を発熱反応させて反応熱を生じる装置が用いられる。反応材としては、発熱反応を生じる限り、原子炉格納容器10内に放出された任意の物質と反応する物質を用いることができるが、特に、水素や水蒸気と反応して発熱する物質が好ましく用いられる。反応材としては、例えば、水素と酸素との反応により水を生成する水素再結合触媒や金属酸化物触媒、水素と窒素との反応によりアンモニアを生成するアンモニア合成触媒、水素吸蔵合金等を用いることができる。
The
水素再結合触媒としては、例えば、パラジウム、白金等の金属を担体に添着させた触媒が挙げられる。金属酸化物触媒としては、例えば、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、ニッケル、銅、ストロンチウム、銀、セリウム等の金属を含む触媒が挙げられる。アンモニア合成触媒としては、例えば、鉄、モリブデン、ルテニウム、オスミウム等を活性金属とする触媒が挙げられる。水素吸蔵合金としては、例えば、リチウム、マグネシウム、チタン、鉄、ニッケル、ランタン等を含む合金が挙げられる。 Examples of hydrogen recombination catalysts include catalysts in which a metal such as palladium or platinum is impregnated on a carrier. Examples of metal oxide catalysts include catalysts containing metals such as lithium, sodium, magnesium, calcium, iron, nickel, copper, strontium, silver, and cerium. Examples of ammonia synthesis catalysts include catalysts using iron, molybdenum, ruthenium, osmium, etc. as active metals. Examples of hydrogen storage alloys include alloys containing lithium, magnesium, titanium, iron, nickel, lanthanum, and the like.
捕集装置700において、反応器14としては、室内設置型の装置が液体容器1の側面を囲むように配置されている。但し、反応器14は、室内設置型である限り、配置、設置数、形状、反応方式等が、特に制限されるものではない。液体容器1に入れた不揮発性液体L1は、反応器14から液体容器1への熱伝導、発熱反応で加熱されたガスから液体容器1への熱伝達等、いずれを利用して加熱してもよい。
In the
室内設置型の反応器14としては、例えば、円筒状の容器の内側に反応材を配置し、中央にガス通路を設けたチムニー型や、筒状の容器内に複数の反応材を間隔を空けて配置し、隣り合う反応材間にガス通路を設けた並列型等が挙げられる。反応材を内蔵した容器には、ガス通路の下側からガスが流入し、周囲の反応材に接触して発熱反応を生じる。発熱したガスは、ガス通路内に上向流を発生し、ガス通路の上側から排出される。
As the indoor
反応器14としては、交換容易なカートリッジ容器に反応材を充填するものが好ましく用いられる。液体容器1は、ジャケット式の熱交換器を備え、反応器14のガス通路から排出されたガスを、液体容器1の周囲に設けた熱交換器に引き込む構造とすることもできる。液体容器1の周囲に反応器14を設置する場合、反応器14のガス通路にガスを送るために、ブロアを設置することが好ましい。
As the
次に、捕集装置700を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置700では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱と、原子炉格納容器内の流体の反応熱と、によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で予熱されてからフィルタベント容器6に移送され、液体容器1からフィルタベント容器6にかけて有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、炉心が高温になると、冷却材である水と燃料棒被覆管のジルコニウム等とが反応して、多量の水素が発生する。原子炉格納容器10内に放出された水素や水蒸気は、反応器14の所定の反応材と接触して発熱反応を生じるため、液体容器1の不揮発性液体L1は、より高温に加熱される。
In the event of a nuclear reactor accident, when the temperature of the core becomes high, the coolant water reacts with the zirconium of the fuel rod cladding, generating a large amount of hydrogen. Since the hydrogen and water vapor released into the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、ドライウェル11内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ドライウェル11内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, high-temperature, high-pressure gas is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、圧力開放弁4と同時に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、高温・高圧のガスに押され、有機よう素を分解しながら、排出配管2bを通ってフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
フィルタベント容器6では、前記の捕集装置100と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1や、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
以上の捕集装置700及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱と、原子炉格納容器10内の流体の反応熱と、によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を更に高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置700及び捕集方法によると、反応熱を生じる反応器14を液体容器1の周囲に備えるため、不揮発性液体L1を反応熱で予熱するにあたって、反応器14の設置の自由度や、反応器14中における反応材の充填状態の自由度が高くなる。反応器14を液体容器1の周囲に配置し、導入配管2aの入口付近を開放空間とすると、ベントされるガスに大きな通流抵抗が及ぶのを避けることができる。
In addition, according to the
図8は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図8には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱と、原子炉格納容器内の流体の反応熱と、によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 8, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in a nuclear reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heat in the reactor containment vessel, Fig. 2 shows the heat of reaction of the fluid in the reactor containment vessel and the collection device heated by;
図8に示すように、本実施形態に係る捕集装置800は、前記の捕集装置700と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置800は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、反応器14と、を備えている。
As shown in FIG. 8, a
本実施形態に係る捕集装置800が、前記の捕集装置700と異なる点は、導入配管2aの途中に反応熱を発生する反応器14を備えている点である。捕集装置800の他の装置構成は、前記の捕集装置700と略同様である。
A
捕集装置800において、反応器14としては、インライン型の装置が導入配管2aの途中に連結されている。但し、反応器14は、インライン型である限り、配置、連結数、形状、反応方式等が、特に制限されるものではない。液体容器1に入れた不揮発性液体L1は、反応器14から液体容器1への熱伝導、反応器14における発熱反応で加熱されたガスからの熱伝達等、いずれを利用して加熱してもよい。
In the
インライン型の反応器14としては、例えば、筒状の容器内にバルク状の反応材を充填した反応器や、筒状の容器内に反応材を充填したカートリッジを内蔵した反応器や、筒状の容器内に成形された反応材を積層・配置した反応器等が挙げられる。筒状の容器には、ガス通路の一端側からガスが流入し、周囲の反応材に接触して発熱反応を生じる。発熱したガスは、ガス通路の他端側から排出される。インライン型の反応器14は、複数個を並列化させて液体容器1に連結することもできる。
Examples of the in-
次に、捕集装置800を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置800では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱と、原子炉格納容器内の流体の反応熱と、によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で予熱されてからフィルタベント容器6に移送され、液体容器1からフィルタベント容器6にかけて反応熱で更に加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、炉心が高温になると、冷却材である水と燃料棒被覆管のジルコニウム等とが反応して、多量の水素が発生する。また、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、ドライウェル11内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ドライウェル11内の水素や水蒸気を含むガスが、導入配管2aを通って反応器14に流入する。水素や水蒸気は、反応器14の所定の反応材と接触して発熱反応を生じるため、反応器14に流入したガスは、より高温になって液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、このようなガスによって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, when the temperature of the core becomes high, the coolant water reacts with the zirconium of the fuel rod cladding, generating a large amount of hydrogen. Also, when high-temperature, high-pressure gas is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、原子炉の事故時に、ドライウェル11のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、圧力開放弁4と同時に開放してもよいし、圧力開放弁4よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、高温・高圧のガスに押され、有機よう素を分解しながら、排出配管2bを通ってフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
フィルタベント容器6では、前記の捕集装置700と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1や、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
以上の捕集装置800及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱と、原子炉格納容器10内の流体の反応熱と、によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を更に高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置800及び捕集方法によると、反応熱を生じる反応器14を導入配管2aの途中に備えるため、発熱反応を生じる原子炉格納容器10内の物質を、原子炉格納容器10の内外の圧力差によって、反応器14に流入させることができる。ガスを送るためのブロア等を設置する必要がないため、電源喪失時であっても、高い捕集効率を得ることができる。
In addition, according to the
図9は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図9には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 9, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図9に示すように、本実施形態に係る捕集装置900は、前記の捕集装置100と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置900は、液体容器1と、上流側ベント配管(2c,2d,2e)と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、ガス注入装置15と、ガス注入配管16と、液体注入配管17と、を備えている。
As shown in FIG. 9, a
本実施形態に係る捕集装置900が、前記の捕集装置100と異なる点は、ガス注入装置15が液体容器1に接続している点と、上流側ベント配管(2c,2d,2e)に関わる配管系統にある。捕集装置900の他の装置構成は、前記の捕集装置100と略同様である。
The
捕集装置900において、ドライウェル11には、ドライウェル11内のガスをベントするためのドライベント配管2cが接続されている。ドライベント配管2cには、隔離弁5が設けられている。また、ウェットウェル12には、ウェットウェル12内のガスをベントするためのウェットベント配管2dが接続されている。ウェットベント配管2dには、隔離弁5が設けられている。
In the
ドライベント配管2cとウェットベント配管2dとは、下流に連結された入口配管2eに合流しており、入口配管2eの他端は、フィルタベント容器6に接続されている。上流側ベント配管(2c,2d,2e)は、原子炉格納容器10内のガス(流体)をベントするための配管であり、有機よう素を含むガス(流体)を、フィルタベント容器6に注入された不揮発性液体L1に導入するために用いられる。
The
液体容器1は、原子炉格納容器10のドライウェル11内に設置されている。液体容器1の入口側には、ガス注入装置15が、ガス注入配管16を介して接続されている。ガス注入装置15は、原子炉格納容器10外に設置されている。ガス注入配管16の出口は、液体容器1内の上部に開口している。
A
液体容器1の出口側には、液体注入配管17が接続されている。液体注入配管17の入口は、液体容器1内の下部に開口している。また、液体注入配管17の他端は、フィルタベント容器6に接続されている。液体注入配管17の出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。液体注入配管17は、液体容器1に用意された不揮発性液体L1をフィルタベント容器6に注入するために用いられる。液体注入配管17には、隔離弁5が設けられている。
A
ガス注入装置15は、加圧されたガスを液体容器1内に注入するための装置である。ガス注入配管16は、加圧されたガスをガス注入装置15から液体容器1に送るために用いられる。加圧されたガスを液体容器1内に注入することにより、液体容器1に用意された不揮発性液体L1をフィルタベント容器6に強制的に注入することができる。
The
注入するガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスや、乾燥空気等が挙げられる。注入するガスとしては、不揮発性液体L1の酸化劣化や加水分解を避ける観点からは、不活性ガスを用いることが好ましい。 Examples of the injected gas include inert gases such as nitrogen gas and argon gas, and dry air. As the gas to be injected, it is preferable to use an inert gas from the viewpoint of avoiding oxidation degradation and hydrolysis of the nonvolatile liquid L1.
次に、捕集装置900を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置900では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内、及び、ウェットウェル12内のうち、少なくとも一方の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で予熱されてからフィルタベント容器6に移送され、フィルタベント容器6において有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11やウェットウェル12のベントが必要であると判断されると、液体注入配管17の隔離弁5が開放される。また、ガス注入装置15によって、ガスの圧送が開始される。液体注入配管17の隔離弁5が開放されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ガス注入装置15から注入されるガスに押され、ガス注入装置15で加圧されたガスの圧力で液体注入配管17を通ってフィルタベント容器6に送られる。
When the pressure inside the
また、原子炉の事故時に、ドライウェル11やウェットウェル12のベントが必要であると判断されると、ドライベント配管2cの隔離弁5や、ウェットベント配管2dの隔離弁5の少なくとも一方が開放される。これらの隔離弁5は、液体注入配管17の隔離弁5と同時に開放してもよいし、液体注入配管17の隔離弁5よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、ドライウェル11内の高温・高圧のガスや、ウェットウェル12内の高温・高圧のガスが、上流側ベント配管(2c,2d,2e)を通ってフィルタベント容器6に送られる。
Further, when it is determined that the
フィルタベント容器6では、前記の捕集装置100と同様に、ベントされたガスに含まれる放射性物質が、不揮発性液体L1や、スクラビング水L2や、金属フィルタ7によって捕集される。
In the
なお、図9において、液体容器1、ガス注入装置15、ガス注入配管16、及び、液体注入配管17によって構成される系統としては、一系統のみが備えられているが、このような系統は、複数備えることもできる。例えば、一部の系統を、原子炉の事故の発生時に使用し、残りの系統を、フィルタベント容器6内の温度が下がり易い事故の収束時に使用することもできる。
In FIG. 9, only one system is provided as a system constituted by the
以上の捕集装置900及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置900及び捕集方法によると、原子炉格納容器10内のガスが、液体容器1を通らず、上流側ベント配管(2c,2d,2e)のみを通って、フィルタベント容器6に送られるため、ベントされるガスに大きな通流抵抗が及ぶのを避けることができる。また、ガス注入装置15が備えられるため、原子炉格納容器10の内外の圧力差を利用しなくとも、不揮発性液体L1をフィルタベント容器6に強制的に注入することが可能であり、利用する不揮発性液体L1の水頭の自由度を高くすることができる。
In addition, according to the
図10は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図10には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器外に設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の流体の反応熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 10, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed outside the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the reaction heat of the fluid in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図10に示すように、本実施形態に係る捕集装置1000は、フィルタベント装置20に組み込まれている。捕集装置1000は、前記の捕集装置800と同様に、上流側ベント配管(2c,2d,2e)と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、反応器14と、を備えている。
As shown in FIG. 10 , a
本実施形態に係る捕集装置1000が、前記の捕集装置800と異なる点は、液体容器1が備えられてなく、不揮発性液体L1がフィルタベント容器6に用意されており、ベント配管(2c,2d,2e)の途中に反応熱を発生する反応器14を備えている点である。捕集装置1000の他の装置構成は、前記の捕集装置800と略同様である。
The
捕集装置1000において、ドライウェル11には、ドライウェル11内のガスをベントするためのドライベント配管2cが接続されている。ドライベント配管2cには、隔離弁5が設けられている。また、ウェットウェル12には、ウェットウェル12内のガスをベントするためのウェットベント配管2dが接続されている。ウェットベント配管2dには、隔離弁5が設けられている。
In the
ドライベント配管2cとウェットベント配管2dとは、下流に連結された入口配管2eに合流しており、入口配管2eの他端は、フィルタベント容器6に接続されている。上流側ベント配管(2c,2d,2e)は、原子炉格納容器10内のガス(流体)をベントするための配管であり、有機よう素を含むガス(流体)を、フィルタベント容器6に用意された不揮発性液体L1に導入するために用いられる。
The
フィルタベント容器6には、不揮発性液体L1と、スクラビング水L2と、が用意される。不揮発性液体L1としては、スクラビング水L2よりも比重が小さい液体が好ましく用いられる。このような液体であると、不揮発性液体L1がスクラビング水L2から相分離して上層を形成するため、有機よう素や二次的に生成した元素状よう素の揮発を、上層の不揮発性液体L1で確実に阻止することができる。入口配管2eの出口には、例えば、多連のベンチュリノズル等で形成される不図示のスクラバノズルを取り付けることができる。
A
捕集装置1000において、反応器14としては、インライン型の装置が入口配管2eの途中に連結されている。但し、反応器14は、インライン型である限り、配置、連結数、形状、反応方式等が、特に制限されるものではない。フィルタベント容器6に入れた不揮発性液体L1は、反応器14からの熱伝導、反応器14における発熱反応で加熱されたガスからの熱伝達等、いずれを利用して加熱してもよい。
In the
インライン型の反応器14としては、前記の捕集装置800と同様に、筒状の容器内にバルク状の反応材を充填した反応器や、筒状の容器内に反応材を充填したカートリッジを内蔵した反応器や、筒状の容器内に成形された反応材を積層・配置した反応器等を用いることができる。インライン型の反応器14は、複数個を並列化させてフィルタベント容器6に取り付けることもできる。また、フィルタベント容器6内の液相部に接する位置や液相部に没する位置に配置することもできる。
As the in-
次に、捕集装置1000を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置1000では、フィルタベント容器6に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器内の流体の反応熱によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内、及び、ウェットウェル12内のうち、少なくとも一方の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、フィルタベント容器6内で加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。炉心が高温になると、冷却材である水と燃料棒被覆管のジルコニウム等とが反応して、多量の水素が発生する。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11やウェットウェル12のベントが必要であると判断されると、ドライベント配管2cの隔離弁5や、ウェットベント配管2dの隔離弁5の少なくとも一方が開放される。隔離弁5が開放されると、ドライウェル11内の水素や水蒸気を含むガスや、ウェットウェル12内の水素や水蒸気を含むガスが、上流側ベント配管(2c,2d,2e)を通って反応器14に流入する。水素や水蒸気は、反応器14に充填された所定の反応材と接触すると発熱反応を生じるため、反応器14に流入したガスは、より高温になってフィルタベント容器6に流入する。フィルタベント容器6に用意された不揮発性液体L1は、このようなガスによって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
When the pressure in the
フィルタベント容器6では、ベントされたガスに含まれる有機よう素が、不揮発性液体L1と反応して、よう素イオンと有機物とに分解される。また、解離したよう素イオンや、ベントされたガスに含まれるエアロゾル、無機よう素等が、不揮発性液体L1やスクラビング水L2に溶解・凝集して捕集される。液相に捕集されず気相に放出されたエアロゾルは、金属フィルタ7に捕集される。その後、放射性物質が除去されたガスは、排気筒9を通じて環境中に放出される。
In the
以上の捕集装置1000及び捕集方法によると、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内の流体の反応熱によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に反応熱によって予熱することができるし、原子炉格納容器10内の温度が十分に高くなくとも、水素濃度や水蒸気濃度が高い場合に高温に加熱することができるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置1000及び捕集方法によると、反応熱を生じる反応器14を入口配管2eの途中に備えるため、発熱反応を生じる原子炉格納容器10内の物質を、原子炉格納容器10の内外の圧力差によって、反応器14に流入させることができる。ガスを送るためのブロア等を設置する必要がないため、電源喪失時であっても、高い捕集効率を得ることができる。また、液体容器1が必要ないため、原子炉格納容器10の内外に液体容器1の設置場所を設けなくとも、不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。
In addition, according to the
図11は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図11には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 11, a liquid container containing a non-volatile liquid that can decompose organic iodine is installed in a dry well in the reactor containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel. Figure 1 shows the collection device used.
図11に示すように、本実施形態に係る捕集装置1100は、前記の捕集装置200と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置1100は、液体容器1と、上流側ベント配管(2a,2b)と、圧力開放弁4と、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、を備えている。
As shown in FIG. 11, a
本実施形態に係る捕集装置1100が、前記の捕集装置200と異なる点は、液体容器1の周囲に設置されたヒータ18と、ヒータ18に接続された非常用電源19と、を備えている点である。捕集装置1100の他の装置構成は、前記の捕集装置200と略同様である。
A
ヒータ18は、非常用電源19によって駆動されて熱を発生する装置であり、原子炉格納容器10内の熱によって加熱される不揮発性液体L1を更に加熱するために備えられる。ヒータ18は、出力が一定に制御されてもよいし、出力が可変的に制御されてもよい。ヒータ18は、例えば、不揮発性液体L1が所定温度以上に保たれるように制御することができる。
The
ヒータ18としては、ハロゲンヒータ等の赤熱放射ヒータや、セラミックヒータ、石英ヒータ等のパネルヒータや、オイルヒータ等の液体充填放熱ヒータや、電気ファンヒータ等のファンヒータや、エアーコンディショナ、ダクトヒータ等の対流ヒータ等、各種の加熱装置を用いることができる。
The
捕集装置1100において、ヒータ18としては、室内設置型の装置が液体容器1の側面を囲むように配置されている。但し、ヒータ18は、室内設置型である限り、配置、設置数、形状、発熱方式等が、特に制限されるものではない。液体容器1に入れた不揮発性液体L1は、ヒータ18から液体容器1への熱伝導、ヒータ18で加熱されたガスから液体容器1への熱伝達等、いずれを利用して加熱してもよい。
In the
非常用電源19は、原子炉の事故時においても作動可能な電源であり、電源喪失時等にヒータ18に給電するために用いられる。非常用電源19としては、ディーゼル発電機、ガスタービン発電機、蓄電池等の各種の電源を用いることができる。非常用電源19は、ヒータ18に常時接続される定置電源であってもよいし、非常時に接続される電源車等の移動電源であってもよい。
The
次に、捕集装置1100を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置1100では、液体容器1に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱と、ヒータ18が発生した熱と、によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、液体容器1内で加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されている。そのため、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧のガスが放出され、ドライウェル11内の圧力が設定圧力を超えると、圧力開放弁4が開く。圧力開放弁4が開くと、ドライウェル11内の高温・高圧のガスが、導入配管2aを通って液体容器1に流入する。液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
In the event of a nuclear reactor accident, high-temperature, high-pressure gas is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11のベントが必要であると判断されると、ヒータ18が起動される。ヒータ18は、圧力開放弁4の開放と同時に起動してもよいし、圧力開放弁4の開放よりも前に起動してもよいし、圧力開放弁4の開放よりも後に起動してもよい。ヒータ18が起動されると、液体容器1に用意された不揮発性液体L1は、ドライウェル11内の温度よりも高温になるように、更に加熱される。
When the pressure inside the
液体容器1では、ベントされたガスに含まれる有機よう素が、不揮発性液体L1と反応して、よう素イオンと有機物とに分解される。また、解離したよう素イオンや、ベントされたガスに含まれるエアロゾル、無機よう素等が、不揮発性液体L1に溶解して捕集される。ヒータ18による不揮発性液体L1の加熱は、ベントされたガスが液体容器1に流入する間、連続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。
In the
また、原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11や液体容器1のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5は、ヒータ18の起動と同時に開放してもよいし、ヒータ18の起動よりも後に開放してもよい。隔離弁5が開放されると、液体容器1内の液相に捕集されず気相に放出された放射性物質は、排出配管2bを通じてフィルタベント容器6に送られる。
Further, when the pressure inside the
フィルタベント容器6では、ベントされたガスに残留している放射性物質が、スクラビング水L2中に溶解・凝集して捕集される。液相に捕集されず気相に放出されたエアロゾルは、金属フィルタ7に捕集される。その後、放射性物質が除去されたガスは、排気筒9を通じて環境中に放出される。
In the
以上の捕集装置1100及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11に設置されており、不揮発性液体L1が、原子炉格納容器10内のドライウェル11の熱と、ヒータ18と、によって加熱されるため、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱され、反応中にも加熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置1100及び捕集方法によると、非常用電源19に接続されるヒータ18を液体容器1の周囲に備えるため、原子炉格納容器10内の温度が十分に高くなくとも、不揮発性液体L1を、高い反応速度が得られる温度まで確実に予熱することができる。ヒータ18は、電源喪失時や、原子炉格納容器10内の温度が低くなる事故の収束時であっても、不揮発性液体L1を加熱することができるため、より広範な時期にわたって捕集効率を維持することができる。
Further, according to the
図12は、本発明に係る有機よう素捕集装置の一例を模式的に示す断面図である。
図12には、有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器が、原子炉格納容器外に設置されており、不揮発性液体が、原子炉格納容器内の熱によって加熱される捕集装置を示す。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an example of the organic iodine trapping device according to the present invention.
In FIG. 12, a liquid container containing a non-volatile liquid capable of decomposing organic iodine is installed outside the containment vessel, and the non-volatile liquid is heated by the heat inside the containment vessel. shows a collection device.
図12に示すように、本実施形態に係る捕集装置1200は、前記の捕集装置300と同様に、原子炉格納容器10と、フィルタベント装置20と、に組み込まれている。捕集装置1200は、液体容器1と、上流側ベント配管(導入配管)2fと、隔離弁5と、フィルタベント容器6と、金属フィルタ7と、下流側ベント配管8と、排気筒9と、循環配管13と、を備えている。
As shown in FIG. 12, a
本実施形態に係る捕集装置1200が、前記の捕集装置300と異なる点は、液体容器1が備えられてなく、不揮発性液体L1がフィルタベント容器6に用意されている点である。捕集装置1200の他の装置構成は、前記の捕集装置300と略同様である。
A
捕集装置1200において、ドライウェル11には、ドライウェル11内のガスをベントするための上流側ベント配管2fが接続している。上流側ベント配管2fの他端は、フィルタベント容器6に接続されている。上流側ベント配管2fの出口は、フィルタベント容器6内の液相部に開口している。
In the
上流側ベント配管2fは、原子炉格納容器10内の有機よう素を含むガス(流体)を不揮発性液体L1に導入するために用いられる。上流側ベント配管2fには、隔離弁5が設けられている。
The
フィルタベント容器6には、不揮発性液体L1が用意される。上流側ベント配管2fの出口には、例えば、多連のベンチュリノズル等で形成される不図示のスクラバノズルを取り付けることができる。また、液体中に噴出させた高温・高圧のガスに対して抵抗を及ぼすバッフルを設けることもできる。
A non-volatile liquid L1 is prepared in the
循環配管13は、前記の捕集装置300の液体容器1と同様に、フィルタベント容器6から原子炉格納容器10のドライウェル11内を通ってフィルタベント容器6に戻る閉環状の流路を形成している。循環配管13の一端は、フィルタベント容器6の下部に接続しており、他端は、それよりも上部側に接続している。循環配管13の中間部は、ドライウェル11内にあり、管路が鉛直方向に沿うように縦向きに敷設されている。
The
次に、捕集装置1200を用いた有機よう素の捕集方法について具体的に説明する。
Next, a method for collecting organic iodine using the
捕集装置1200では、フィルタベント容器6に入れた不揮発性液体L1を、原子炉格納容器10のドライウェル11内の熱によって加熱し、原子炉格納容器10のドライウェル11内の有機よう素を含むガス(流体)を、加熱された不揮発性液体L1に通し、ガスに含まれている有機よう素を不揮発性液体L1に分解させて捕集する。不揮発性液体L1は、フィルタベント容器6内で加熱されながら有機よう素を分解する。
In the
原子炉の事故時に、原子炉格納容器10内に高温・高圧の蒸気(ガス)が放出されると、原子炉格納容器10内の温度・圧力が上昇する。液体容器1は、原子炉格納容器10外に設置されているが、原子炉格納容器10内を通る循環配管13内の不揮発性液体L1が加熱される。そのため、不揮発性液体L1は、液体容器1内と原子炉格納容器10内との間を循環配管13を通じて自然循環しながら、原子炉格納容器10内の熱によって加熱される。
When high-temperature, high-pressure steam (gas) is released into the
原子炉格納容器10内の圧力が高圧になり、ドライウェル11のベントが必要であると判断されると、隔離弁5が開放される。隔離弁5が開放されると、ドライウェル11内の高温・高圧のガスが、上流側ベント配管2fを通ってフィルタベント容器6に流入する。フィルタベント容器6に用意された不揮発性液体L1は、流入するガスとの接触によって更に加熱されると共に、ガス中の有機よう素との反応を開始する。
When the pressure inside the
フィルタベント容器6では、ベントされたガスに含まれる有機よう素が、不揮発性液体L1と反応して、よう素イオンと有機物とに分解される。また、解離したよう素イオンや、ベントされたガスに含まれるエアロゾル、無機よう素等が、不揮発性液体L1に溶解・凝集して捕集される。液相に捕集されず気相に放出されたエアロゾルは、金属フィルタ7に捕集される。その後、放射性物質が除去されたガスは、排気筒9を通じて環境中に放出される。
In the
以上の捕集装置1200及び捕集方法によると、液体容器1が、原子炉格納容器10外に設置されているが、不揮発性液体L1が、循環配管13を通じて原子炉格納容器10内の熱によって加熱されるため、原子炉格納容器10内に液体容器1の設置場所を設けなくとも、ベント時の不揮発性液体L1と有機よう素との反応速度を高くすることができる。不揮発性液体L1は、多量の有機よう素と接触する以前に予熱され、反応中にも加熱されるため、ベントの初期を含む広範な時期にわたって捕集効率を高くすることができる。よって、原子炉格納容器内の有機よう素を効率的に捕集可能な装置・方法を提供することができる。
According to the
また、以上の捕集装置1200及び捕集方法によると、フィルタベント容器6内の不揮発性液体L1は、自然循環によって全体的に加熱されるため、ポンプ等で強制循環させる必要がなく、電源喪失時であっても高い捕集効率を得ることができる。また、自然循環によって攪拌されるため、不揮発性液体L1と有機よう素とを効率的に反応させることができる。
In addition, according to the
以上、本発明に係る有機よう素捕集装置、及び、有機よう素捕集方法の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、技術的範囲を逸脱しない限り、様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、或る実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態の構成に他の構成を加えたりすることが可能である。また、或る実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、構成の削除、構成の置換をすることも可能である。 Although the embodiments of the organic iodine collection device and the organic iodine collection method according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and does not depart from the technical scope. As long as various modifications are included. For example, the above embodiments are not necessarily limited to having all the configurations described. Also, it is possible to replace part of the configuration of an embodiment with another configuration, or add another configuration to the configuration of a certain embodiment. Moreover, it is also possible to add another configuration, delete a configuration, or replace a part of the configuration of a certain embodiment.
例えば、前記の各捕集装置や捕集方法は、ドライベント及びウェットベントのいずれに適用してもよい。前記の捕集装置100,200,800,900,1100において、液体容器1と排出配管の系統を、ウェットウェル12側に移して装置を構成することもできる。また、前記の捕集装置200,700,800,1100,1200をウェットウェル12のベントに適用することもできる。
For example, each collection device and collection method described above may be applied to either a dry vent or a wet vent. In the
また、前記の各捕集装置において、一つの液体容器1やフィルタベント容器6に、複数種類の機構を組み込むこともできる。例えば、捕集装置300,500の循環配管13付きの液体容器1、捕集装置1200の循環配管13付きのフィルタベント容器6、捕集装置700の室内設置型の反応器14、捕集装置800のインライン型の反応器14、捕集装置900のガス注入装置15、及び、捕集装置1100のヒータ18のうち、少なくとも一つ以上の機構を、一つの液体容器1に組み込んでもよい。
Further, in each collection device described above, a plurality of types of mechanisms can be incorporated in one
また、前記の各捕集装置において、液体容器1や導入配管及び排出配管の系統を、複数系列備えることもできる。複数の系列は、互いに同一の機構となるように構成してもよいし、互いに異なる機構となるように構成してもよい。
Moreover, in each of the collection devices described above, it is also possible to provide a plurality of systems of the
例えば、室内設置型の反応器14とガス注入装置15とを備えた第1液体容器1と、インライン型の反応器14とヒータ18とを備えた第2液体容器1とを、ドライウェル11に設置することもできる。第2液体容器1によると、反応熱の不足をヒータ18で補いつつ、予熱した不揮発性液体L1を用いることができる。また、第1液体容器1によると、反応熱を利用して予熱した不揮発性液体L1をガス注入装置15で必要な時期に注入することができる。
For example, a first
また、例えば、ヒータ18を備えた第1液体容器1と、室内設置型の反応器14とインライン型の反応器14とを備えた第2液体容器1とを、ドライウェル11に設置することもできる。第2液体容器1によると、反応熱を最大限利用して不揮発性液体L1を予熱することができる。また、第1液体容器1によると、反応熱が不足する状況であっても、ヒータ18を利用して不揮発性液体L1を予熱することができる。
Alternatively, for example, the first
また、例えば、捕集装置500の循環配管13付きの液体容器1に、ヒータ18と、インライン型の反応器14と、を備えることもできる。このような液体容器1によると、ドライウェル11との熱交換、ウェットウェル12の水素・水蒸気の反応熱、及び、ヒータ18の熱で、互いに熱不足を補いながら、安定して不揮発性液体L1を予熱することができる。
Further, for example, the
また、例えば、捕集装置1200の循環配管13付きのフィルタベント容器6に、ヒータ18と、インライン型の反応器14と、を備えることもできる。このようなフィルタベント容器6によると、ドライウェル11との熱交換、ドライウェル11の水素・水蒸気の反応熱、及び、ヒータ18の熱で、互いに熱不足を補いながら、安定して不揮発性液体L1を予熱することができる。
Also, for example, the
また、前記の各捕集装置や捕集方法において、不揮発性液体L1やスクラビング水L2の他に、その他のイオン液体、界面活性剤溶液等を併用してもよい。また、前記の各捕集装置において、図示した配管や機器の他に、その他の配管や機器を備えてもよい。例えば、各捕集装置に、液体容器1を通らないドライウェルベント用のバイパス配管、液体容器1を通らないウェットウェルベント用のバイパス配管等を備えることもできる。また、循環配管13は、ドライウェル11に通してもよいし、ウェットウェル12に通してもよいし、これらの両方に通してもよい。
Further, in each of the collecting devices and collecting methods described above, in addition to the nonvolatile liquid L1 and the scrubbing water L2, other ionic liquids, surfactant solutions, and the like may be used in combination. Moreover, in each of the collection devices described above, in addition to the illustrated pipes and equipment, other pipes and equipment may be provided. For example, each collection device may be provided with a dry well vent bypass pipe that does not pass through the
また、前記の各捕集装置や捕集方法において、原子炉の形式は、特に制限されるものではない。原子炉としては、沸騰水型原子炉(Boiling Water Reactor:BWR)、改良型沸騰水型原子炉(Advanced Boiling Water Reactor:ABWR)、加圧水型原子炉(Pressurized Water Reactor:PWR)等の各種の形式に適用することができる。不揮発性液体L1として用い得るイオン液体等は、一般産業向けに実用化されている。放射性物質で汚染されたイオン液体等は、例えば、特表2003-507185号に記載された方法等で処理・再生することができる。 In addition, in each collection device and collection method described above, the type of the nuclear reactor is not particularly limited. Various types of nuclear reactors such as Boiling Water Reactor (BWR), Advanced Boiling Water Reactor (ABWR), Pressurized Water Reactor (PWR), etc. can be applied to Ionic liquids and the like that can be used as the nonvolatile liquid L1 have been put into practical use for general industries. An ionic liquid or the like contaminated with a radioactive substance can be treated and regenerated by, for example, the method described in Japanese Patent Publication No. 2003-507185.
1 液体容器
2a 上流側ベント配管(導入配管)
2b 上流側ベント配管(排出配管)
4 圧力開放弁
5 隔離弁
6 フィルタベント容器
7 金属フィルタ
8 下流側ベント配管
9 排気筒
10 原子炉格納容器
11 ドライウェル
12 ウェットウェル
13 循環配管
14 反応器
15 ガス注入装置
16 ガス注入配管
17 液体注入配管
18 ヒータ
19 非常用電源
20 フィルタベント装置
L1 不揮発性液体
L2 スクラビング水
100 捕集装置
200 捕集装置
300 捕集装置
400 捕集装置
500 捕集装置
600 捕集装置
700 捕集装置
800 捕集装置
900 捕集装置
1000 捕集装置
1100 捕集装置
1200 捕集装置
1
2b Upstream vent pipe (exhaust pipe)
4
Claims (15)
有機よう素を分解可能な不揮発性液体を入れた液体容器と、
原子炉格納容器内の有機よう素を含む流体を前記不揮発性液体に導入するための導入配管と、を備え、
前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内で加熱されてから、若しくは、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内へ循環されて加熱されてから、又は、前記原子炉格納容器内の流体と前記原子炉格納容器内に放出された物質と反応する反応材との反応熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に加熱されてから、前記流体を通されて前記有機よう素を分解する有機よう素捕集装置。 An organic iodine collector for collecting organic iodine in a nuclear reactor containment vessel,
a liquid container containing a non-volatile liquid capable of decomposing organic iodine;
an introduction pipe for introducing a fluid containing organic iodine in the reactor containment vessel into the nonvolatile liquid,
The non-volatile liquid is heated within the reactor containment prior to contact with the organic iodine by heat within the reactor containment or prior to contact with the organic iodine. Since it was previously circulated into the reactor containment vessel and heated, or by the heat of reaction between the fluid in the reactor containment vessel and the reactant that reacts with the material released into the reactor containment vessel, An organic iodine collector heated prior to contact with said organic iodine and then passed through said fluid to decompose said organic iodine.
前記液体容器は、前記原子炉格納容器内のドライウェルに設置されており、
前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の熱によって加熱される有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
The liquid container is installed in a dry well within the reactor containment vessel,
The non-volatile liquid is an organic iodine collector heated by heat in the reactor containment vessel.
前記液体容器は、前記原子炉格納容器内のウェットウェルに設置されており、
前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の熱によって加熱される有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
The liquid container is installed in a wet well in the reactor containment vessel,
The non-volatile liquid is an organic iodine collector heated by heat in the reactor containment vessel.
前記液体容器の周囲に反応器を備え、
前記反応器は、前記原子炉格納容器内の流体を発熱反応させて反応熱を生じる有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 2 or 3,
A reactor is provided around the liquid container,
The reactor is an organic iodine trap that generates reaction heat by exothermic reaction of the fluid in the reactor containment vessel.
加圧されたガスを前記液体容器内に注入するためのガス注入装置と、
前記原子炉格納容器からベントされた流体が通されるフィルタベント容器と、を備え、
前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の熱によって加熱されてから、加圧された前記ガスの圧力で前記フィルタベント容器に送られ、前記フィルタベント容器において前記有機よう素を分解する有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 2 or 3,
a gas injection device for injecting pressurized gas into the liquid container;
a filter vent vessel through which the fluid vented from the reactor containment vessel is passed;
The non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel and then sent to the filter vent vessel under the pressure of the pressurized gas to decompose the organic iodine in the filter vent vessel. Iodine collector.
前記液体容器の周囲にヒータを備え、
前記ヒータは、前記原子炉格納容器内の熱によって加熱される前記不揮発性液体を更に加熱する有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 2 or 3,
A heater is provided around the liquid container,
The heater further heats the non-volatile liquid heated by the heat in the reactor containment vessel.
前記液体容器は、前記原子炉格納容器外に設置されており、
前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の熱によって加熱される有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
The liquid container is installed outside the reactor containment vessel,
The non-volatile liquid is an organic iodine collector heated by heat in the reactor containment vessel.
前記液体容器から前記原子炉格納容器内を通って前記液体容器に戻る循環配管を備え、
前記不揮発性液体は、前記液体容器内と前記原子炉格納容器内との間を循環しながら、前記原子炉格納容器内の熱によって加熱される有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 7,
A circulation pipe returning from the liquid container to the liquid container through the reactor containment vessel,
The organic iodine collection device, wherein the non-volatile liquid is heated by the heat in the reactor containment vessel while circulating between the liquid container and the reactor containment vessel.
前記液体容器は、前記原子炉格納容器外に設置されており、
前記不揮発性液体は、前記原子炉格納容器内の流体の反応熱によって加熱される有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
The liquid container is installed outside the reactor containment vessel,
The non-volatile liquid is an organic iodine collection device heated by heat of reaction of the fluid in the nuclear reactor containment vessel.
前記導入配管に反応器を備え、
前記反応器は、有機よう素を含む前記流体を発熱反応させて反応熱を生じる有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 9,
A reactor is provided in the introduction pipe,
The reactor is an organic iodine trapping device that causes an exothermic reaction of the fluid containing organic iodine to generate heat of reaction.
前記不揮発性液体に導入された前記流体を前記液体容器から排出するための排出配管を備え、
前記導入配管の出口は、前記液体容器内の上部に開口しており、
前記排出配管の入口は、前記液体容器内の下部に開口している有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
a discharge pipe for discharging the fluid introduced into the non-volatile liquid from the liquid container;
The outlet of the introduction pipe opens to the upper part of the liquid container,
The organic iodine collecting device, wherein the inlet of the discharge pipe opens to the bottom of the liquid container.
前記不揮発性液体に導入された前記流体を前記液体容器から排出するための排出配管を備え、
前記導入配管の出口は、前記液体容器内の液相部に開口しており、
前記排出配管の入口は、前記液体容器内の気相部に開口している有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
a discharge pipe for discharging the fluid introduced into the non-volatile liquid from the liquid container;
an outlet of the introduction pipe is open to a liquid phase portion in the liquid container,
The organic iodine collecting device, wherein the inlet of the discharge pipe is open to the gas phase portion in the liquid container.
前記導入配管の入口は、前記原子炉格納容器内のドライウェルに開口している有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
An organic iodine collector in which an inlet of the introduction pipe opens to a dry well in the reactor containment vessel.
前記導入配管の入口は、前記原子炉格納容器内のウェットウェルに開口している有機よう素捕集装置。 The organic iodine collection device according to claim 1,
The inlet of the introduction pipe is an organic iodine collector that opens to a wet well in the containment vessel.
有機よう素を分解可能な不揮発性液体を、原子炉格納容器内の熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内で加熱するか、若しくは、前記有機よう素と接触するよりも前に前記原子炉格納容器内へ循環させて加熱するか、又は、原子炉格納容器内の流体と前記原子炉格納容器内に放出された物質と反応する反応材との反応熱によって、前記有機よう素と接触するよりも前に加熱し、
前記原子炉格納容器内の有機よう素を含む流体を、加熱された前記不揮発性液体に通し、
前記有機よう素を前記不揮発性液体に分解させて捕集する有機よう素捕集方法。 An organic iodine collection method for collecting organic iodine in a nuclear reactor containment vessel,
A non-volatile liquid capable of decomposing organic iodine is heated in the reactor containment vessel prior to contact with the organic iodine by heat in the reactor containment vessel, or heated with the organic iodine Heating by circulating into the reactor containment vessel prior to contact, or heat of reaction between the fluid in the reactor containment vessel and the reactant that reacts with the substance released into the reactor containment vessel heating prior to contact with the organic iodine by
passing a fluid containing organic iodine in the reactor containment vessel through the heated nonvolatile liquid;
A method for collecting organic iodine, wherein the organic iodine is decomposed into the nonvolatile liquid and collected.
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