JPH01316693A - 高濃度トリチウム共存重水の回収方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、重水系機器内に残留するトリチウム共存重
水を高濃度で回収するための方法と、この方法を実施す
るための装置に関するものである。

この発明は特に、重水を減速材として用いる原子炉施設
および重水精製施設等の高濃度のトリチウム共存重水を
取扱う施設の設備開放点検作業において、トリチウム被
爆線量を低減し、さらには高濃度垂水を回収するために
有用である。

〈従来の技術〉 高濃度のトリチウム共存重水を取扱う設備の分解点検作
業は、トリチウムのａ洩による作業被爆を防止するため
、重水系機器、例えば重水循環ポンプ等の内部に残留す
るトリチウム共イｆ重水を乾燥ガス等で蒸発除去したの
ち開放する方法が従来からとられている。

第４図はかような従来の方法を説明するものであって、
クリーンハウス４０内で重水系機器４１に乾燥ガスを送
気し、機器内に残留しているトリチウム共存重水４２を
蒸発さぜる。トリチウム共存重水蒸気を含む乾殻排ガス
は、局所排風機４３または室内換気により外気（クリー
ンハウス内の空気）と共に吸引され、大型脱湿器４４に
送られる。この大型脱湿器４４においては、例えばモレ
キュラーシーブ（合成ゼオライト）等によって重水蒸気
が吸着され、排ガス４５のみが一般換気系４６から吸引
された換気排ガスとともに排気ｖ１４７から放出される
。一方、大型脱湿器４４で吸着されたのち脱着されるト
リチウム共存垂水蒸気は凝縮させて回収し、収集タンク
４８に集められた凝縮重水４９はトリチウム濃度を側室
され、放出管理目標値を考慮して液体廃棄物として放水
口５０から放出される。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記したごとき従来の方法においては、トリチウム共存
重水蒸気を含む乾燥排ガスは、外気と一緒に大型脱湿器
４４で処理されるため、回収Ｈ８重水４９は外気中の水
分により稀釈され、その結果、回収凝縮重水の垂水濃度
は０．１〜０，０１％といった低濃度になってしまう、
そのためトリチウムを含む回収凝縮垂水からの重水やト
リチウムの回収再利用は不可能となり、環境に放出せざ
るを得なかった。また、この回収凝縮重水４９を重水精
製装置により処理する場合には、装置の負荷を増大させ
ることになる。

さらに、大型脱湿器４４で使用するモレキュラシーブの
量は、重水系機器内の残留重水とクリーンハウス内の空
気中水分とを吸着するに足る量を使用しなければならな
いから、大量のモレキュラシーブが必要となる。

そこでこの発明は、重水系機器内に残留する高濃度のト
リチウム共存垂水を乾燥ガスで蒸発、除去し、これを回
収するに際して、上述した従来の方法に比べてモレキュ
ラシーブの使用量を大巾に低減できるとともに、トリチ
ウム共存重水を稀釈することなく高濃度のままで回収す
ることができる方法を提供することを目的としてなされ
たものである。

この発明のもう１つの目的は、上記したこの発明の方法
を効果的に実施するための装置を提供することである。

く課題を解決するための手段〉 本発明者等は、重水系機器内を密閉状態として乾燥ガス
を循環させて機器内に残留するトリチウム共存重水を蒸
発させ、このトリチウム共存重水蒸気を含む乾燥ガスの
みをモレキュラシーブに通すことによって、上記の目的
を達成できることを見出し、この発明を完成させたもの
である。

すなわちこの発明による高濃度トリチウム共存重水の回
収方法は、重水系搬器内を密閉状態として乾燥ガスを循
環させて該機器内に残留しているトリチウム共存重水を
蒸発させ、該トリチウム共存重水の蒸気を含む循環ガス
をモレキュラシーブに通すことによって該循環ガス中の
トリチウム共存重水蒸気を該モレキュラシーブに吸着さ
せ、次いで該モレキュラシーブを加熱して吸着されたト
リチウム共存重水蒸気を放出せしめ、放出させた蒸気を
コンデンサにより凝縮して回収することを特徴とするも
のである。

また上記した方法を実施するためのこの発明による装置
は、トリチウム共存重水がその内部に残留している重水
系機器と接続されて密閉循環系を形成する循環系配管と
、該機器内および該ｆＩｙＡ系配管内に乾燥ガスを循環
させるブロアと、該循環系配管内に配置されたモレキュ
ラシーブを含むカラムと、脱着操作時に該カラム内のモ
レキュラシーブを加熱するヒータと、脱着操作時に該カ
ラムからの脱着物を該循環系配管から分岐してコンデン
サへ導く分岐配管と、該コンデンサからの凝縮物を回収
する回収タンクとからなることを特徴とするものである
。

さら呻この発明による装置の別な実施態様においては、
吸着装置と再生回収装置とを別個のユニットとして分離
独立させることができる。

すなわちこの発明による分離独立型の装置は、トリチウ
ム共存重水がその内部に残留している垂水系機器と接続
されて密閉循環系を形成する第１の循環系配管と、該機
器内および該第１循環系配管内に乾燥ガスを循環させる
ブロアと、該第１ｆｊｉｉ環系配管内に着脱自在に配置
されなモレキュラシーブを含むカラムとからなる吸着装
置ユニット；およびモレキュラシーブを含むカラムが着
脱自在に配置できる密閉循環系を形成する第２の循環系
配管と、該第２循環系配管内に配置されたブロアと、該
カラム内のモレキュラシーブを加熱してモレキュラシー
ブの吸着物を脱着させるヒータと、該カラムからの脱着
物を凝縮するコンデンサと、該コンデンサからの凝縮物
を回収する回収タンクとからなる再生回収装置ユニット
：からなり、該吸着装置ユニット内で吸着処理したモレ
キュラシーブカラムを取出して該再生回収ユニット内に
装着できるようにしたことを特徴とするものである。

く作　用〉 上記したごときこの発明によれば、重水系機器は密閉循
環系配管と接続されるため、機器内に残留していたトリ
チウム共存重水の蒸気を含む乾燥ガスのみをモレキュラ
シーブに通すことができ、外気（クリーンハウス内の空
気）が混入することがない。

その結果、トリチウム共存重水の蒸気を吸着しうる量の
モレキュラシーブを使用すればよいことになる。さらに
凝縮重水は外気中の水分により稀釈されることなく、高
濃度で回収することができる。

〈実施例〉 以下図面に示す実施例を参照してこの発明をさらに詳述
する。第１図はこの発明の装置の実施例を示すものであ
って、循環系配管１はその配管内にブロア２とモレキュ
ラシーブを含むカラム３ａ、　３ｂとを有し、循環系配
管１の入口１ａおよび出口１ｂは重水系機器（図示せず
）と接続され、密閉循環系が形成されるようになってい
る。

本実施例では循環系配管１内に２本のモレキュラシーブ
力ラム３ａ、　３ｂを並列に配置し、各カラムの下方の
循環系配管１を接続配管４で接続し、弁Ｖ１．　Ｖ２．
　Ｖ３．　Ｖ４．　Ｖ５の開閉操作によって２本のカラ
ム３ａ、　３ｂへの循環ガスの流れを変えられるように
なっている。また各カラム３ａ、　３ｂには、それぞれ
必要に応じてカラムを加熱できるヒーター５ａ、　５ｂ
が設けられている。各カラムの上方の循環系配管１から
はそれぞれ分岐配管ｆ３ａ、　６ｂが分岐し、これらは
合流して配管７となってコンデンサ８を介して回収タン
ク９へ接続されている。また、本実施例では、モレキュ
ラシーブカラム上流の循環系配管１に除湿用コンデンサ
１０が・配置されており、このコンデンサ１０からの凝
縮物配管１１はコンデンサ８の下流で配管７と合流する
０回収タンク９の頂部には逃し弁１２が設けられている
。

この装置の動作を説明すると、先ず循環系配管１の入口
１ａおよび出口１ｂを重水系機器に接続して密閉循環系
を形成し、この配管１内に乾燥ガスを循環させる。乾燥
ガスとしては、湿分濃度の低い窒素ガスや原子力発電所
内計装用空気等を使用することができる。乾燥ガスの循
環によって、重水系機器内に残留するトリチウム共存重
水は蒸発され、その蒸気は乾燥ガスとともにブロア２に
より循環されて先ず除湿用コンデンサ１０を通り、ここ
で循環ガス中の水分を凝縮除去して、モレキュラシーブ
カラム３ａ、　３ｂへ送られる循環ガス中の湿分を予偏
的に除去し、モレキュラシーブに対する負荷を低減する
。循環ガスは次いでモレキュラシーブカラム３ａ、　３
ｂへ送られる。ここで弁Ｖｌ、　Ｖ２．　Ｖ３．　Ｖ４
．　Ｖ５の開閉操作を行うことによって、カラム３ａで
は循環ガス中のトリチウム共存重水蒸気（以下重水蒸気
と略記する）のモレキュラシーブによる吸着がなされ、
カラム３ｂではモレキュラシーブに吸着された重水蒸気
の脱着がなされるように、循環ガスの流れを制御する。

このとき脱着が行われるカラム３ｂのヒータ５ｂは加熱
状態とされている。

カラム３ａのモレキュラシーブが重水蒸気をその飽和状
態近くまで吸着し、カラム３ｂのモレキュラシーブが再
生された時点で、再度弁操作を行って、カラム３ｂで吸
着が、カラム３ａで脱着がなされるように、循環ガスの
流れを制御する。モレキュラシーブカラムで重水蒸気を
吸着除去された循環ガスは、乾燥ガスとして再度循環系
配管出口１ｂから重水系機器へ循環される。一方、モレ
キュラシーブからの脱着物は分岐配管６ａまなは６ｂか
ら配管７を経てコンデンサ８へ送られ、ここで重水蒸気
が凝縮され、凝縮重水は回収タンク９に貯められ、排ガ
スは逃し弁１２から排出される。なお、図示したように
この装置全体を１つのユニットとしてまとめ、車輪１３
を取付けることによって運搬可能にすることもできる。

第２図はこの発明の装置の別な実施例であって、装置全
体を吸着装置ユニット２ｏと再生回収ユニット３０とに
分離したタイプである。吸着装置ユニット２０は、第１
の循環系配管２１と、ブロア２２と、モレキュラシーブ
を含むカラム２３とを有し、第１１環系配管の入口２１
ａおよび出口２１ｂは重水系機器（図示せず）と接続さ
れて密閉循環系が形成される点は、第１図の実施例と同
様である。しかしながら第２図の分離タイプの装置の場
合には、カプラ２４．２４によってモレキュラシーブカ
ラム２３が着脱自在に第１１環系配管２１内に設置でき
るようになっている。一方、再生回収装置ユニット３０
は、第２のｆｌｉ！！環系配管３１内にブロア３２と、
ヒータ３５を備えた再熱用ドラム３６と、コンデンサ３
８と、回収タンク３９とが配置され、再熱用ドラム３６
とコンデンサ３８との間の循環系配管３１内に、カプラ
３４．３４によってモレキュラシーブカラム３３が着脱
自在に設置できるようになっている。

かような分離タイプの装置の動作を説明する。

先ず吸着装置ユニット２０の第１循環系配管２１の入口
２１ａと出口２１ｂを重水系機器に接続して密閉循環系
を形成し、この配管２１内に乾熱ガスを循環させて、重
水系機器内に残留するトリチウム共存重水を蒸発させ、
この重水蒸気を含む循環ガスをカラム２３に通すことに
よって重水蒸気をカラム２３内のモレキュラシーブに吸
着させる。

重水蒸気を吸着除去された循環ガスは、乾燥ガスとして
再度循環系配管出口２１ｂから重水系機器へ循環される
。従ってこの吸着装置ユニット２０では、もっばら垂水
蒸気の吸着操作のみが行われる。

かくして重水蒸気を吸着したモレキュラシーブカラム２
３は吸着装置ユニット２０から取外すされ、次いでこれ
を再生回収装置ユニット３０内の第２循環系配管内にカ
ラム３３として装着し、このカラム３３内のモレキュラ
シーグに吸着されている重水蒸気を脱着せしめてトリチ
ウム共存重水を回収する。すなわち、モレキュラシーブ
カラム３３を第２循環系配管内に挿着したのちブロア３
２を作動させて第２循環系配管３１内に循環ガスを循環
させる。この循環ガスは、再熱用ドラム３６を通過する
ときにヒータ３５で加熱され、加熱された循環ガスがカ
ラム３３を通過する際に重水蒸気が脱着し、この重水蒸
気はコンデンサ３８で凝縮されて回収タンク３９にて回
収され、循環ガスのみが循環系配管３１内を循環する。

第２図に示したように、再生回収装置ユニット３０は固
定式とし、吸着装置ユニット２０のみに車輪２６を取付
けて可搬式とすることによって、可搬式吸着装置ユニッ
ト２０のみを自在に運搬でき、重水系機器や設備の一部
からのトリチウム共存重水の回収も可能となる。

第３図はこの発明の重水回収装置１００の使用状態を示
しており、クリーンハウス４０内に重水系機器４１と重
水回収装ｚｉｏｏとを収納し、重水回収装置の循環系配
管１０１を重水系機器４１と接続して密閉循環系を形成
し、この発明の方法によるトリチウム共存重水の回収を
行っている。

第３図かられかるようにこの発明によれば、重水回収装
置１００内のモレキュラシーブの必要量は重水系機器内
残留重水４２を吸着するのに要する量だけでよい、これ
に対して第４図に示したような従来方法によって重水系
機器内残留重水４２を回収しようとすると、大型脱湿器
４４で使用するモレキュラシーブの必要量は、重水系機
器内残留重水４２だけでなく、それに加えてクリーンハ
ウス４０内空気の水分を吸着するに要するモレキュラシ
ーブ量が必要となる。具体的に、現在運転されている大
型脱湿器の実績を基にしてモレキュラシーブ量を比較す
ると、この発明の重水回収装置（第３図、１００）にお
けるモレキュラシーブ必要量は、大型脱湿器（第４図、
４４）での必要量の約１７１０となる。

また第３図かられかるように、この発明においてはクリ
ーンハウス４０内空気中水分によって回収重水が稀釈さ
れることがないから、例えば重水濃度数１０％程度の高
濃度の重水としてトリチウムを回収でき、回収した重水
をさらに重水精製装置２００で９９６９％程度の高重水
濃度に精製する場合にも、重水精製装置２００の負荷を
低減することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したところかられかるようにこの発明によれば
、トリチウム共存重水が残留している重水系機器内を密
閉状態とじて乾熱ガスを循環させ、残留トリチウム共存
重水を蒸発除去し、モレキュラシーブに吸着させて回収
するようにしたから、回収作業に伴うトリチウム放出量
を実質的に零にでき、乾煤ガスの供給も不要となる。

さらに、外気中の水分がモレキュラシーブに吸着される
ことがないから、回収されるトリチウム共存重水は稀釈
されることなく重水系機器内に残留しているものと同じ
濃度で回収できることになる。その結果、トリチウムの
放出量も低減でき、さらには重水精製装置のようなグレ
ードアップ装置の負荷も低減できる。

またモレキュラシーブの必要量も、重水系機器内に残留
しているトリチウム共存重水を吸着しうるだけの量でよ
く、使用量の低減化が図れる。その結果、放射性廃棄物
となる使用済みモレキュラシーブの発生量を減少させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の実施例を示す説明図、第２図
はこの発明の装置野の別な実施例を示す説明図、第３図
はこの発明の装置の使用方法の説明図、第４図は従来の
重水回収方法を示す説明図である。 １　、２１．３１・・・循環系配管、２　、２２．３２
・・・ブロア、３ａ、　３ｂ、　２３．３３・・・モレ
キュラシーブカラム、５ａ、　５ｂ、　３５−・・ヒー
タ、６ａ、　６ｂ・・・分岐配管、８゜３８・・・コン
デンサ、９．３９・・・回収タンク、２０・・・吸着装
置ユニット、３０・・・再生回収装置ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重水系機器内を密閉状態として乾燥ガスを循環させ
   て該機器内に残留しているトリチウム共存重水を蒸発さ
   せ、該トリチウム共存重水の蒸気を含む循環ガスをモレ
   キュラシーブに通すことによって該循環ガス中のトリチ
   ウム共存重水蒸気を該モレキュラシーブに吸着させ、次
   いで該モレキュラシーブを加熱して吸着されたトリチウ
   ム共存重水蒸気を脱着せしめ、脱着させた蒸気をコンデ
   ンサにより凝縮して回収することを特徴とする高濃度ト
   リチウム共存重水の回収方法。 ２、トリチウム共存重水がその内部に残留している重水
   系機器と接続されて密閉循環系を形成する循環系配管と
   、該機器内および該循環系配管内に乾燥ガスを循環させ
   るブロアと、該循環系配管内に配置されたモレキュラシ
   ーブを含むカラムと、脱着操作時に該カラム内のモレキ
   ュラシーブを加熱するヒータと、脱着操作時に該カラム
   からの脱着物を該循環系配管から分岐してコンデンサへ
   導く分岐配管と、該コンデンサからの凝縮物を回収する
   回収タンクとからなることを特徴とする高濃度トリチウ
   ム共存重水の回収装置。 ３、請求項２に記載の装置を１つのユニットとしてまと
   め、車輪を取付けて運搬可能としたことを特徴とする高
   濃度トリチウム共存重水の回収装置。 ４、トリチウム共存重水がその内部に残留している重水
   系機器と接続されて密閉循環系を形成する第１の循環系
   配管と、該機器内および該第１循環系配管内に乾燥ガス
   を循環させるブロアと、該第１循環系配管内に着脱自在
   に配置されたモレキュラシーブを含むカラムとからなる
   吸着装置ユニット、および モレキュラシーブを含むカラムが着脱自在に配置できる
   密閉循環系を形成する第２の循環系配管と、該第２循環
   系配管内に配置されたブロアと、該カラム内のモレキュ
   ラシーブを加熱してモレキュラシーブの吸着物を脱着さ
   せるヒータと、該カラムからの脱着物を凝縮するコンデ
   ンサと、該コンデンサからの凝縮物を回収する回収タン
   クとからなる再生回収装置ユニットからなり、該吸着装
   置ユニット内で吸着処理したモレキュラシーブカラムを
   取出して該再生回収ユニット内に装着できるようにした
   ことを特徴とする高濃度トリチウム共存重水の回収装置
   。 ５、請求項４に記載の吸着装置ユニットに車輪を取付け
   て運搬可能としたことを特徴とする高濃度トリチウム共
   存重水の回収装置。