JP7499100B2 - ガス処理装置および方法 - Google Patents

Description

本開示は、放射性希ガスを処理するガス処理装置および方法に関するものである。

原子炉設備は、フィルタベント装置を備えている。フィルタベント装置は、過酷事故（シビアアクシデント）の発生時に、原子炉格納容器内の水蒸気を含むガスをフィルタを経由して外部に放出することで、原子炉格納容器の破損を防止するものである。フィルタベント装置は、フィルタにより核分裂生成物の放出を抑制することができる。このようなフィルタベント装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。

特開２０２０－０４１９５６号公報

上述した特許文献１は、前段フィルタ装置により取り込んだ空気から放射性セシウムや放射性ヨウ素を捕集し、後段フィルタによりキセノンやクリプトンを吸着するものである。ところが、過酷事故の発生直後は、キセノンやクリプトンを含んだ多量の放射性希ガスが発生する。後段フィルタは、キセノンやクリプトンを吸着する量に限界があり、多量の放射性希ガスを吸着するためには、装置が大型化してしまうという課題がある。

本開示は、上述した課題を解決するものであり、放射性希ガスを適正に処理すると共に装置の大型化を抑制するガス処理装置および方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本開示のガス処理装置は、放射性希ガスを含む放射性ガスが流れるガスラインに設けられて前記放射性希ガスを吸着する吸着部と、前記吸着部に吸着された前記放射性希ガスを脱離させて濃縮する濃縮部と、前記濃縮部で濃縮された前記放射性希ガスを貯留する貯留部と、を備える。

また、本開示のガス処理方法は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着塔に吸着させる工程と、前記放射性希ガスを吸着させる吸着塔を切り替える工程と、前記吸着塔に吸着された前記放射性希ガスを脱離させて濃縮して貯留する工程と、を有する。

本開示のガス処理装置および方法によれば、放射性希ガスを適正に処理することができると共に、装置の大型化を抑制することができる。

図１は、第１実施形態のガス処理装置を表す概略構成図である。 図２は、ガス処理装置の作動を表す概略図である。 図３は、第２実施形態のガス処理装置を表す概略構成図である。 図４は、ガス処理方法を表す説明図である。 図５は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図６は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図７は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図８は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図９は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図１０は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図１１は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図１２は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図１３は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図１４は、ガス処理手順を説明するための概略図である。 図１５は、ガス処理手順を説明するための概略図である。

以下に図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

［第１実施形態］
＜ガス処理装置＞
図１は、第１実施形態のガス処理装置を表す概略構成図である。

第１実施形態において、図１に示すように、原子力発電プラント１０は、原子炉を有す。本実施形態にて、原子炉は、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）である。但し、原子炉は、加圧水型原子炉に限らず、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）などであってもよい。

原子炉格納容器１１は、内部に加圧水型原子炉１２と、複数（図示は１個）の蒸気発生器１３とが格納される。加圧水型原子炉１２と蒸気発生器１３は、高温側送給配管１４および低温側送給配管１５を介して連結される。高温側送給配管１４は、加圧器１６が設けられ、低温側送給配管１５は、一次系冷却水ポンプ１７が設けられる。

原子炉格納容器１１は、フィルタベント装置２０とガス処理装置３０とが連結される。フィルタベント装置２０とガス処理装置３０との間に除湿塔２１が設けられる。

フィルタベント装置２０は、原子炉格納容器１１に接続される。例えば、過酷事故が発生したとき、原子炉格納容器１１内に多量の放射性ガスが発生する。フィルタベント装置２０は、原子炉格納容器１１からの放射性ガスの放出と処理を行う。フィルタベント装置２０には、放射性ガスが導入される。放射性ガスには、空気、蒸気、セシウム、ヨウ素、放射性微粒子、放射性希ガスなどが含まれる。フィルタベント装置２０は、放射性ガスを水中で散気した後にフィルタを通過させることで、放射性ガスからセシウム、ヨウ素、放射性微粒子を捕集して除去する。

ガス処理装置３０には、フィルタベント装置２０で処理された放射性ガスが導入される。フィルタベント装置２０で処理された放射性ガスには、空気、水蒸気、放射性希ガスなどが含まれる。放射性希ガスには、キセノン（Ｘｅ－１３３）、クリプトン（Ｋｒ－８５）などが含まれる。ガス処理装置３０では、まず、除湿塔２１により放射性ガスから水蒸気を除去した後、放射性ガスから放射性希ガスを吸着して除去し、濃縮して貯留する。その間、濃縮した放射性希ガスは、最終処分の準備が整うまで貯留される。

原子炉格納容器１１には、ガスラインＬ１を介してフィルタベント装置２０が連結される。フィルタベント装置２０には、ガスラインＬ２を介してガス処理装置３０が連結される。ガス処理装置３０は、吸着部３１と、濃縮部３２と、貯留部３３とを備える。

ガスラインＬ２は、下流側が複数（本実施形態では、３本）の分岐ラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５に連結される。吸着部３１は、複数（本実施形態では、３個）の吸着塔４１，４２，４３を有する。分岐ラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５は、下流側が各吸着塔４１，４２，４３の入口部に連結される。吸着塔４１，４２，４３は、図示しないが、例えば、タンクなどの容器内に吸着剤が充填された一種のフィルタを有する。吸着剤は、例えば、ゼオライト系の吸着剤であり、モルデナイトが好適である。吸着塔４１，４２，４３は、放射性ガスが通過することで、放射性ガスに含まれる放射性希ガスとしてのキセノンやクリプトンなどを選択的に吸着する。一方、吸着塔４１，４２，４３は、放射性ガスが選択的に吸着されている間に、吸着されなかった空気が通過する。分岐ラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５には、開閉弁（導入切替弁）４４，４５，４６が設けられる。

吸着塔４１，４２，４３は、出口部に分岐ラインＬ６，Ｌ７，Ｌ８が接続される。分岐ラインＬ６，Ｌ７，Ｌ８は、下流側が１本のガスラインＬ９に連結される。分岐ラインＬ６，Ｌ７，Ｌ８には、開閉弁４７，４８，４９が設けられる。ガスラインＬ９には、下流側に煙突５０が連結される。

分岐ラインＬ３，Ｌ４，Ｌ５には、開閉弁４４，４５，４６より下流側、つまり、吸着塔４１，４２，４３側にそれぞれ分岐ライン（濃縮ライン）Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３が連結される。分岐ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３は、下流側が１本のガスラインＬ１４に連結される。分岐ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３には、開閉弁（分離切替弁）５１，５２，５３が設けられる。ガスラインＬ１４には、真空ポンプ（吸引力付与部）５４が設けられる。真空ポンプ５４は、吸着塔４１，４２，４３の入口部に吸引力を付与可能である。

ガスラインＬ１４には、下流側に貯留部３３を構成するガスタンク５５が連結される。ガスタンク５５は、圧力タンクであることが好ましい。ガスタンク５５とガスラインＬ２とは、循環ラインＬ１５により連結される。循環ラインＬ１５は、下流側がガスラインＬ２におけるフィルタベント装置２０と開閉弁４４，４５，４６との間に連結される。循環ラインＬ１５には、循環ポンプ５６が設けられる。

分岐ラインＬ６，Ｌ７，Ｌ８には、開閉弁４７，４８，４９より上流側、つまり、吸着塔４１，４２，４３側に分岐ラインＬ１６，Ｌ１７，Ｌ１８が連結される。分岐ラインＬ１６，Ｌ１７，Ｌ１８には、上流側がガスラインＬ１９に連結される。分岐ラインＬ１６，Ｌ１７，Ｌ１８には、開閉弁５７，５８，５９が設けられる。ガスラインＬ１９には、上流側に空気処理装置６０が連結される。ガスラインＬ１９には、供給ポンプ（圧力付与部）６１が設けられる。空気処理装置６０は、外部の空気を取り込んで脱着工程時に脱着を促進させる。供給ポンプ６１は、空気処理装置６０で乾燥された空気をガスラインＬ１９および分岐ラインＬ１６，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８を介して吸着塔４１，４２，４３の出口部に圧力を付与可能である。

濃縮部３２は、吸着部３１（吸着塔４１，４２，４３）に吸着された放射性希ガスを脱離させて濃縮するものである。すなわち、３個の吸着塔４１，４２，４３を吸着用、常圧復帰用、再生用として使用する。例えば、吸着塔４１を吸着用として使用し、吸着塔４２を常圧復帰用として使用し、吸着塔４３を再生用として使用する。つまり、吸着塔４１を吸着用とし、放射性希ガスを吸着する。吸着塔４２を常圧復帰用とし、次に吸着用として使用するための準備を行う。吸着塔４３を再生用とし、吸着した放射性希ガスを脱離させて濃縮することで再生する。

そのため、濃縮部３２は、分岐ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３、ガスラインＬ１４、開閉弁５１，５２，５３、真空ポンプ５４から構成される。また、濃縮部３２は、上記構成に加えて、分岐ラインＬ１６，Ｌ１７，Ｌ１８、ガスラインＬ１９、開閉弁５７，５８，５９、空気処理装置６０、供給ポンプ６１から構成される。

貯留部３３は、濃縮部３２で濃縮された放射性希ガスを貯留する。すなわち、吸着塔４１，４２，４３が再生用として使用されるとき、吸着塔４１，４２，４３に吸着された放射性希ガスを脱離させ、貯留部３３としてのガスタンク５５に送られる。ガスタンク５５は、吸着塔４１，４２，４３から送られる放射性希ガスを貯留することで、放射性希ガスが濃縮される。

なお、第１実施形態では、吸着部３１を３個の吸着塔４１，４２，４３により構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、吸着部３１を２個の吸着塔により構成し、１個の吸着塔を吸着用として使用し、１個の吸着塔を常圧復帰用および再生用として使用する。また、吸着部３１を４個以上の吸着塔により構成し、吸着用、常圧復帰用、再生用として使用する吸着塔を複数設けてもよい。

＜ガス処理方法＞
ここで、ガス処理装置３０の作動によるガス処理方法について説明する。図２は、ガス処理装置の作動を表す概略図である。

第１実施形態のガス処理方法は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着塔４１，４２，４３に吸着させる工程と、放射性希ガスを吸着させる吸着塔４１，４２，４３を切り替える工程と、吸着塔４１，４２，４３に吸着された放射性希ガスを脱離させて濃縮して貯留する工程とを有する。

図２に示すように、吸着部３１は、吸着塔４１を吸着用として使用する。そのため、分岐ラインＬ３，Ｌ６の開閉弁４４，４７を開放し、分岐ラインＬ４，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ８の開閉弁４５，４６，４８，４９を閉止する。

原子力発電プラント１０で過酷事故が発生すると、フィルタベント装置２０が作動する。フィルタベント装置２０は、原子炉格納容器１１から放射性ガスを放出して処理する。フィルタベント装置２０は、原子炉格納容器１１からガスラインＬ１を通して放射性ガスが導入され、放射性ガスに含まれるセシウム、ヨウ素、放射性微粒子を除去する。フィルタベント装置２０で処理された放射性ガスは、除湿塔２１にて水分を低下させた後、ガス処理装置３０に導入される。

フィルタベント装置２０で処理された放射性ガスは、除湿塔２１により水蒸気が除去された後、ガスラインＬ２から分岐ラインＬ３を通って吸着塔４１に導入される。吸着塔４１は、放射性ガスに含まれる放射性希ガス（キセノン、クリプトン）を選択的に吸着して除去する。吸着塔４１は、放射性希ガスが選択的に吸着されている間に、吸着されなかった空気などを通過させ、空気などは、分岐ラインＬ６およびガスラインＬ９を通して煙突５０から大気に放出される。

そして、吸着塔４１に吸着した放射性希ガスの吸着量が所定量に到達すると、吸着用として使用する吸着塔を切り替える。すなわち、吸着部３１は、吸着塔４２を吸着用として使用する。そのため、分岐ラインＬ３，Ｌ６の開閉弁４４，４７を閉止し、分岐ラインＬ４，Ｌ７の開閉弁４５，４８を開放する。すると、フィルタベント装置２０で処理された放射性ガスは、ガスラインＬ２から分岐ラインＬ４を通って吸着塔４２に導入される。吸着塔４２は、放射性ガスに含まれる放射性希ガス（キセノン、クリプトン）を吸着して除去する。吸着塔４２は、放射性希ガスが除去された空気などを通過させ、空気などは、分岐ラインＬ７およびガスラインＬ９を通して煙突５０から大気に放出される。その後、吸着塔４２に吸着した放射性希ガスの吸着量が所定量に到達すると、吸着用として使用する吸着塔を吸着塔４３に切り替える。

一方、吸着塔４１に放射性ガスが導入されて放射性希ガスの吸着処理を行っているとき、吸着塔４３に放射性希ガスが吸着されている場合、吸着塔４３の再生処理を行う。すなわち、吸着部３１は、吸着塔４３を再生用として使用する。そのため、分岐ラインＬ１３の開閉弁５３を開放し、分岐ラインＬ１１，Ｌ１２の開閉弁５１，５２を閉止する。そして、真空ポンプ５４を駆動する。また、分岐ラインＬ１６，Ｌ１７，Ｌ１８の開閉弁５７，５８，５９を閉止すると共に、供給ポンプ６１を停止する。

すると、真空ポンプ５４の真空圧（吸引力）がガスラインＬ１４および分岐ラインＬ１３を通して吸着塔４３の入口部に作用する。吸着塔４３は、入口部に作用する吸引力により吸着した放射性希ガスを脱離する。吸着塔４３から脱離された放射性希ガスは、分岐ラインＬ１３およびガスラインＬ１４を通して貯留部３３のガスタンク５５に送られて貯留される。

また、吸着塔４３の再生処理が開始されてから所定時間が経過した後、分岐ラインＬ１８の開閉弁５９を開放し、供給ポンプ６１を駆動する。すると、供給ポンプ６１により空気処理装置６０で乾燥された空気がガスラインＬ１９および分岐ラインＬ１８，Ｌ８を介して吸着塔４３の出口部に供給される。吸着塔４３は、出口部に供給される空気の圧力により逆洗され、吸着した放射性希ガスの脱離が促進される。

吸着塔４３における再生処理が完了すると、分岐ラインＬ１３の開閉弁５３を閉止し、真空ポンプ５４を停止する。また、分岐ラインＬ１８の開閉弁５９を閉止し、供給ポンプ６１を停止する。ここで、吸着塔４２は、常圧復帰用として使用される。

なお、吸着塔４１を吸着用として使用し、吸着塔４３を再生用として使用しているとき、吸着塔４２は、再生処理が完了した常圧復帰用として使用されている。

吸着部３１は、３個の吸着塔４１，４２，４３を順次吸着用として使用し、続いて、再生用として使用することで、放射性希ガスがガスタンク５５に濃縮された状態で貯留される。

また、必要に応じて循環ポンプ５６を作動し、ガスタンク５５に貯留された放射性希ガスを循環ラインＬ１５からガスラインＬ２に戻し、吸着部３１の吸着塔４１，４２，４３に吸着させる。循環ラインＬ１５は、ガスタンク５５に貯留された放射性希ガス濃度が薄い場合、循環ポンプ５６を作動させることにより、循環ラインＬ１５を介して吸着部３１の吸着塔入口に放射性希ガスを循環させ、再度吸・脱着を行うことにより、更に高濃度の希ガスをガスタンク５５に貯留させることができる。

［第２実施形態］
＜ガス処理装置＞
図３は、第２実施形態のガス処理装置を表す概略構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態において、図３に示すように、ガス処理装置３０Ａは、第１実施形態のガス処理装置３０と同様に、フィルタベント装置２０（図１参照）の下流側に配置される。

ガス処理装置３０Ａは、放射性ガスから放射性希ガス（キセノン、クリプトン）を吸着して除去し、濃縮して貯留する。ガス処理装置３０Ａは、ガスラインＬ２の下流側に連結される。ガス処理装置３０Ａは、吸着部３１Ａと、濃縮部３２Ａと、貯留部３３（図１参照）とを備える。

ガスラインＬ２は、下流側が複数（本実施形態では、５本）に分岐する分岐ラインＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５に連結される。吸着部３１Ａは、複数（本実施形態では、５個）の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５を有する。分岐ラインＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５は、下流側が各吸着塔７１，７２，７３，７４，７５の入口部に連結される。吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、図示しないが、例えば、タンクなどの容器内に吸着剤が充填された一種のフィルタを有する。吸着剤は、例えば、ゼオライト系の吸着剤であり、モルデナイトが好適である。吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、放射性ガスが通過することで、放射性ガスに含まれる放射性希ガスとしてのキセノンやクリプトンなどを選択的に吸着する。一方、吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスが選択的に吸着されている間に，吸着されなかった空気が通過する。分岐ラインＬ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５には、開閉弁（導入切替弁）７６，７７，７８，７９，８０が設けられる。

吸着塔７１，７２，７３，７４，７５には、出口部に分岐ラインＬ２６，Ｌ２７，Ｌ２８，Ｌ２９，Ｌ３０が接続される。分岐ラインＬ２６，Ｌ２７，Ｌ２８，Ｌ２９，Ｌ３０は、下流側が１本のガスラインＬ９に連結される。

吸着塔７１，７２，７３，７４，７５には、入口部に第１分岐ライン（濃縮ライン）Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５の一端部が連結される。第１分岐ラインＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５には、他端部に連結ライン（濃縮ライン）Ｌ３６が連結される。そのため、吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、入口部が第１分岐ラインＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５および連結ラインＬ３６により連通する。そして、Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５には、開閉弁（分離濃縮切替弁）８１，８２，８３，８４，８５が設けられる。

吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、入口部に第２分岐ライン（濃縮ライン）Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５の一端部が連結される。第２分岐ラインＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５は、他端部に連結ライン（濃縮ライン）Ｌ４６が連結される。そのため、吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、入口部が第２分岐ラインＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５および連結ラインＬ４６により連通する。そして、Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５は、開閉弁（分離濃縮切替弁）８６，８７，８８，８９，９０が設けられる。

なお、図示しないが、第１分岐ラインＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５および第２分岐ラインＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５には、真空ポンプ（吸引力付与部）が設けられている。そして、連結ラインＬ３６，Ｌ４６は、ガスラインＬ１４に連結され、ガスラインＬ１４には、下流側に貯留部３３を構成するガスタンク５５（いずれも図１参照）が連結される。また、第１分岐ラインＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５および連結ラインＬ３６だけとし、第２分岐ラインＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５および連結ラインＬ３６をなくしてもよい。さらに、第３分岐ラインおよび連結ラインを設けてもよい。

なお、分岐ラインＬ２６，Ｌ２７，Ｌ２８，Ｌ２９，Ｌ３０に、第１実施形態と同様に、分岐ライン、ガスライン、開閉弁、空気処理装置、供給ポンプ（圧力付与部）を設けてもよい。

濃縮部３２Ａは、吸着部３１Ａ（吸着塔７１，７２，７３，７４，７５）に吸着された放射性希ガスを脱離させて濃縮するものである。すなわち、５個の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５を、例えば、一次吸着塔、二次吸着塔、最終吸着塔として使用する。吸着塔７１を一次吸着塔として使用し、吸着塔７２を二次吸着塔として使用し、吸着塔７５を最終吸着塔として使用する。つまり、吸着塔７１を一次吸着塔とし、放射性希ガスを含む放射性ガスを導入する。吸着塔７２を二次吸着塔とし、吸着塔７１に吸着された放射性ガスを脱離させて吸着塔７２に吸着させて濃縮する。吸着塔７５を最終吸着塔とし、吸着塔７２から脱離された放射性ガスを吸着すると共に吸着した放射性ガスを脱離して貯留部３３に供給する。なお、吸着塔７３，７４は、一次吸着塔や二次吸着塔として使用してもよいし、三次吸着塔や四次吸着塔として使用してもよい。

そのため、濃縮部３２Ａは、第１分岐ラインＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５、連結ラインＬ３６、開閉弁８１，８２，８３，８４，８５、第２分岐ラインＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５、連結ラインＬ４６、開閉弁（分離濃縮切替弁）８６，８７，８８，８９，９０、真空ポンプ（図示略）から構成される。

なお、第２実施形態では、吸着部３１Ａを５個の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５により構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、吸着部３１Ａを３個の吸着塔により構成したり、吸着部３１Ａを６個以上の吸着塔により構成したりしてもよい。

＜ガス処理方法＞
ここで、ガス処理装置３０Ａの作動によるガス処理方法について説明する。図４は、ガス処理方法を表す説明図、図５から図１５は、ガス処理手順を説明するための概略図である。

第２実施形態のガス処理方法は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着塔７１，７２，７３，７４，７５に吸着させる工程と、放射性希ガスを吸着させる吸着塔７１，７２，７３，７４，７５を切り替える工程と、吸着塔７１，７２，７３，７４，７５に吸着された放射性希ガスを脱離させて濃縮して貯留する工程とを有する。

なお、以下の説明にて、開閉弁７６，７７，７８，７９，８０，８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０の開閉操作に関する説明は省略する。また、吸着塔７１，７２，７３，７４，７５の濃度とは、予め設定された所定時間における吸着回数である。

図３から図５に示すように、ステップ１にて、フィルタベント装置２０（図１参照）で処理された放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２５から吸着塔７５に導入される。吸着塔７５は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ３０からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７５は、放射性希ガスの濃度「１」となる。

図３および図４、図６に示すように、ステップ２にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２１から吸着塔７１に導入される。吸着塔７１は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２６からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「１」となる。

図３および図４、図７に示すように、ステップ３にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２２から吸着塔７２に導入される。吸着塔７２は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２７からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７１は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３１、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３５により吸着塔７５に送り出し、吸着塔７５は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７５は、放射性希ガスの濃度「２」となる。

図３および図４、図８に示すように、ステップ４にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２１から吸着塔７１に導入される。吸着塔７１は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２６からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「１」となる。

図３および図４、図９に示すように、ステップ５にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２３から吸着塔７３に導入される。吸着塔７３は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２８からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７３は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７１は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３１、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３２により吸着塔７２に送り出し、吸着塔７２は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「２」となる。

図３および図４、図１０に示すように、ステップ６にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２２から吸着塔７１に導入される。吸着塔７１は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２６からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７２は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３２、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３５により吸着塔７５に送り出し、吸着塔７５は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７５は、放射性希ガスの濃度「４」となる。

図３および図４、図１１に示すように、ステップ７にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２２から吸着塔７２に導入される。吸着塔７２は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２７からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７１は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３１、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３３により吸着塔７３に送り出し、吸着塔７３は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７３は、放射性希ガスの濃度「２」となる。

図３および図４、図１２に示すように、ステップ８にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２１から吸着塔７１に導入される。吸着塔７１は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２６からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「１」となる。

図３および図４、図１３に示すように、ステップ９にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２４から吸着塔７４に導入される。吸着塔７４は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２９からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７４は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７１は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３１、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３２により吸着塔７２に送り出し、吸着塔７２は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「２」となる。

図３および図４、図１４に示すように、ステップ１０にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２１から吸着塔７１に導入される。吸着塔７１は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２６からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７２は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３２、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３３により吸着塔７３に送り出し、吸着塔７３は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７３は、放射性希ガスの濃度「４」となる。

図３および図４、図１５に示すように、ステップ１１にて、放射性ガスは、ガスラインＬ２および分岐ラインＬ２２から吸着塔７２に導入される。吸着塔７２は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着し、放射性希ガスが除去された空気などは、分岐ラインＬ２７からガスラインＬ９に排出される。ここで、吸着塔７２は、放射性希ガスの濃度「１」となる。また、吸着塔７１は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３１、連結ラインＬ３６、第１分岐ラインＬ３４により吸着塔７４に送り出し、吸着塔７４は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７４は、放射性希ガスの濃度「２」となる。さらに、吸着塔７３は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第２分岐ラインＬ４３、連結ラインＬ４６、第２分岐ラインＬ４５により吸着塔７５に送り出し、吸着塔７５は、放射性希ガスを吸着する。ここで、吸着塔７３は、放射性希ガスの濃度「０」となり、吸着塔７５は、放射性希ガスの濃度「６」となる。

ここで、例えば、吸着塔７５が放射性希ガスを吸着可能な放射性希ガスの濃度が「６」に設定されていると、ここで、吸着塔７５は、吸着している放射性希ガスを脱離し、第１分岐ラインＬ３５（または、第２分岐ラインＬ４５）およびガスラインＬ１４により貯留部３３のガスタンク５５に送られて貯留される。ここで、吸着塔７１は、放射性希ガスの濃度「０」となり、再び放射性希ガスを吸着可能となる。

［本実施形態の作用効果］
第１の態様に係るガス処理装置は、放射性希ガスを含む放射性ガスが流れるガスラインＬ２に設けられて放射性希ガスを吸着する吸着部３１，３１Ａと、吸着部３１，３１Ａに吸着された放射性希ガスを脱離させて濃縮する濃縮部３２，３２Ａと、濃縮部３２，３２Ａで濃縮された放射性希ガスを貯留する貯留部３３とを備える。

第１の態様に係るガス処理装置は、吸着部３１，３１Ａが放射性希ガスを吸着し、濃縮部３２，３２Ａが放射性希ガスを濃縮し、貯留部３３が濃縮された放射性希ガスを貯留することとなる。そのため、放射性希ガスを適正に処理することができる。また、貯留部３３は、濃縮された高濃度の放射性希ガスを貯留することとなり、小型化が可能となり、装置の大型化を抑制することができる。

本実施形態のガス処理装置３０，３０Ａは、フィルタベント装置では取り除くことができない放射性希ガスを回収することができるものであり、住民避難を最小限にすることができる。

第２の態様に係るガス処理装置は、吸着部３１は、ガスラインＬ２に並列に設けられる複数の吸着塔４１，４２，４３と、複数の吸着塔４１，４２，４３への放射性ガスの導入を切り替える導入切替弁としての開閉弁４４，４５，４６とを有し、濃縮部３２は、複数の吸着塔４１，４２，４３が吸着した放射性ガスを脱離させて貯留部３３に供給して濃縮する濃縮ラインとしての分岐ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３およびガスラインＬ１４と、複数の吸着塔４１，４２，４３からの放射性ガスの脱離を切り替える脱離切替弁としての開閉弁５１，５２，５３とを有する。これにより、複数の吸着塔４１，４２，４３を切り替えることで、連続して放射性ガスの吸着処理を行うことができると共に、連続して放射性ガスの濃縮処理を行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

第３の態様に係るガス処理装置は、濃縮部３２は、濃縮ラインとしてのガスラインＬ１４に設けられて複数の吸着塔４１，４２，４３の入口側に吸引力を付与する吸引力付与部としての真空ポンプ５４を有する。これにより、吸着塔４１，４２，４３からの放射性ガスの脱離を容易に行うことができる。

第４の態様に係るガス処理装置は、濃縮部３２は、複数の吸着塔４１，４２，４３の出口側に圧力を付与する圧力付与部としての供給ポンプ６１を有する。これにより、吸着塔４１，４２，４３からの放射性ガスの脱離処理を促進することができる。

第５の態様に係るガス処理装置は、吸着部３１Ａは、ガスラインＬ２に並列に設けられる複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５を有し、濃縮部３２Ａは、複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５の間に設けられて一方の吸着塔に吸着された放射性ガスを脱離させて他方に吸着塔に吸着させて濃縮する濃縮ラインとしての第１分岐ラインＬ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５および第２分岐ラインＬ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５および連結ラインＬ３６，Ｌ４６と、複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５の間で放射性ガスを脱離させる吸着塔と放射性ガスを吸着させて濃縮する吸着塔とを切り替える脱離濃縮切替弁としての開閉弁８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０とを有する。これにより、複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５を切り替えることで、連続して放射性ガスの吸着処理を行うことができると共に、連続して放射性ガスの濃縮処理を行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

第６の態様に係るガス処理装置は、複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、ガスラインＬ２から導入される放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着する一次吸着塔と、一次吸着塔から脱離された放射性ガスを吸着する二次吸着塔とを有する。これにより、複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５を用いて放射性ガスを高濃度に濃縮処理することができる。

第７の態様に係るガス処理装置は、複数の吸着塔７１，７２，７３，７４，７５は、一次吸着塔および二次吸着塔から脱離された放射性ガスを吸着すると共に吸着した放射性ガスを脱離して貯留部３３に供給する最終吸着塔を有する。これにより、最終吸着塔により放射性ガスを高濃度に濃縮処理することができる。

第８の態様に係るガス処理装置は、貯留部３３に貯留された放射性ガスを吸着部３１，３１Ａに戻す循環ラインＬ１５が設けられる。これにより、放射性ガスを高濃度に濃縮処理することができる。

第９の態様に係るガス処理方法は、放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着塔４１，４２，４３，７１，７２，７３，７４，７５部に吸着させる工程と、放射性ガスを吸着させる吸着塔４１，４２，４３，７１，７２，７３，７４，７５を切り替える工程と、吸着塔４１，４２，４３，７１，７２，７３，７４，７５に吸着された放射性希ガスを脱離させて濃縮して貯留する工程とを有する。これにより、放射性希ガスを適正に処理することができると共に、装置の大型化を抑制することができる。

１０ 原子力発電プラント
１１ 原子炉格納容器
１２ 加圧水型原子炉
１３ 蒸気発生器
１４ 高温側送給配管
１５ 低温側送給配管
１６ 加圧器
１７ 一次系冷却水ポンプ
２０ フィルタベント装置
３０，３０Ａ ガス処理装置
３１，３１Ａ 吸着部
３２，３２Ａ 濃縮部
３３ 貯留部
４１，４２，４３，７１，７２，７３，７４，７５ 吸着塔
４４，４５，４６，７６，７７，７８，７９，８０ 開閉弁（導入切替弁）
４７，４８，４９，５７，５８，５９ 開閉弁
５０ 煙突
５１，５２，５３ 開閉弁（分離切替弁）
５４ 真空ポンプ（吸引力付与部）
５５ ガスタンク
５６ 循環ポンプ
６０ 空気処理装置
６１ 供給ポンプ（圧力付与部）
８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９，９０ 開閉弁（分離濃縮切替弁）
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ９，Ｌ１９ ガスライン
Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２５，Ｌ２６，Ｌ２７，Ｌ２８，Ｌ２９，Ｌ３０ 分岐ライン
Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３ 分岐ライン（濃縮ライン）
Ｌ１４ ガスライン（濃縮ライン）
Ｌ３１，Ｌ３２，Ｌ３３，Ｌ３４，Ｌ３５ 第１分岐ライン（濃縮ライン）
Ｌ４１，Ｌ４２，Ｌ４３，Ｌ４４，Ｌ４５ 第２分岐ライン（濃縮ライン）
Ｌ１５ 循環ライン
Ｌ３６，Ｌ４６ 連結ライン（濃縮ライン）

Claims (7)

1. 放射性希ガスを含む放射性ガスが流れるガスラインに設けられて前記放射性希ガスを吸着する吸着部と、
   前記吸着部に吸着された前記放射性希ガスを脱離させて濃縮する濃縮部と、
   前記濃縮部で濃縮された前記放射性希ガスを貯留する貯留部と、
   を備え、
   前記濃縮部は、前記吸着部の入口側に吸引力を付与する吸引力付与部と、前記吸着部の出口側に圧力を付与する圧力付与部を有し、
   前記吸着部の再生処理を行うとき、前記吸引力付与部を駆動し、所定時間が経過した後に前記圧力付与部を駆動する、
   ガス処理装置。
2. 前記吸着部は、前記ガスラインに並列に設けられる複数の吸着塔と、前記複数の吸着塔への前記放射性ガスの導入を切り替える導入切替弁とを有し、前記濃縮部は、前記複数の吸着塔が吸着した前記放射性ガスを脱離させて前記貯留部に供給して濃縮する濃縮ラインと、前記複数の吸着塔からの前記放射性ガスの脱離を切り替える脱離切替弁とを有する、
   請求項１に記載のガス処理装置。
3. 前記吸着部は、前記ガスラインに並列に設けられる複数の吸着塔を有し、前記濃縮部は、前記複数の吸着塔の間に設けられて一方の前記吸着塔に吸着された前記放射性ガスを脱離させて他方に前記吸着塔に吸着させて濃縮する濃縮ラインと、前記複数の吸着塔の間で前記放射性ガスを脱離させる前記吸着塔と前記放射性ガスを吸着させて濃縮する前記吸着塔とを切り替える脱離濃縮切替弁とを有する、
   請求項１に記載のガス処理装置。
4. 前記複数の吸着塔は、前記ガスラインから導入される前記放射性ガスに含まれる放射性希ガスを吸着する一次吸着塔と、前記一次吸着塔から脱離された前記放射性ガスを吸着する二次吸着塔とを有する、
   請求項３に記載のガス処理装置。
5. 前記複数の吸着塔は、前記一次吸着塔および前記二次吸着塔から脱離された前記放射性ガスを吸着すると共に吸着した前記放射性ガスを脱離して前記貯留部に供給する最終吸着塔を有する、
   請求項４に記載のガス処理装置。
6. 前記貯留部に貯留された前記放射性ガスを前記吸着部に戻す循環ラインが設けられる、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス処理装置。
7. 放射性ガスが含まれる放射性希ガスを吸着塔に吸着させる工程と、
   前記放射性希ガスを吸着させる吸着塔を切り替える工程と、
   前記吸着塔に吸着された前記放射性希ガスを脱離させて濃縮して貯留する工程と、
   を有し、
   前記吸着塔の再生処理を行うとき、前記吸着塔の入口側に吸引力を付与し、所定時間が経過した後に前記吸着塔の出口側に圧力を付与する、
   ガス処理方法。

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