JPH0395498A - Recombining system for off-gas system - Google Patents
Recombining system for off-gas systemInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、沸騰水型原子炉のオフガス系に係り、特にオ
フガス系に放出される水素を触媒により水に転換し、安
全に処理するオフガス系再結合システムに関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an off-gas system of a boiling water nuclear reactor, and in particular to a method for converting hydrogen released into the off-gas system into water using a catalyst, Regarding a safe processing off-gas recombination system.
（従来の技術）
一般に、沸騰水型原子炉においては、第２図に示すよう
に原子炉１で発生した蒸気か主蒸気系２を通って蒸気タ
ービン３ａに送られ、この蒸気タービン３ａで仕事をし
た後復水器３ｂに導入される。そして、復水器３ｂに導
入された蒸気は、ここで凝縮されて復水となり、原子炉
復水給水系４を通って原子炉１へ再び送り込まれる。(Prior Art) Generally, in a boiling water reactor, as shown in Fig. 2, steam generated in the reactor 1 is sent to a steam turbine 3a through a main steam system 2, and the steam turbine 3a performs work. After that, it is introduced into the condenser 3b. The steam introduced into the condenser 3b is condensed here and becomes condensate, which is sent to the reactor 1 again through the reactor condensate water supply system 4.
このような原子炉の運転により上記復水器３ｂの上部に
はオフガスが溜まる。このオフガス中には水素、酸素、
窒素等が含まれており、そのままの状態では大気中へ放
出できないため、そのオフガスを安全に処理して大気中
へ放出するオブガス系５が設けられる。Due to such operation of the nuclear reactor, off-gas accumulates in the upper part of the condenser 3b. This off-gas contains hydrogen, oxygen,
Since it contains nitrogen and the like and cannot be released into the atmosphere as it is, an off-gas system 5 is provided to safely process the off-gas and release it into the atmosphere.
復水器３ｂに溜まったオフガスは、まずタービン系から
導いた蒸気流を利用する蒸気エジエクタの機絨的抽出器
としての蒸気式空気抽出器６により吸引されて予島器７
へ送られる。予熱器７へ送られたオフガスは、ここで約
１６０°Ｃに昇温された後、再結合器８へ送られ、こ
の再結合器８内でオフガス中の水素が触媒の作用により
水蒸気に転換される。The off-gas accumulated in the condenser 3b is first sucked by the steam air extractor 6, which is a mechanical extractor of a steam ejector that utilizes the steam flow led from the turbine system, and is then transferred to the pre-island device 7.
sent to. The off-gas sent to the preheater 7 is heated here to about 160°C and then sent to the recombiner 8, where the hydrogen in the off-gas is converted to water vapor by the action of a catalyst. be done.
触媒中で水蒸気を生威したオフガスは、反応熱により昇
温しで約３５０°Ｃとなり、アフタコンデンサ９に流入
する。アフタコンデンザ９に流入したオフガスは冷却さ
れ、オフガス中の水蒸気が水に変わり、その水分か除夫
される。水分が除去されたオフガスは、オフガス処理装
置１０内で活性炭により放射性ガス等が除去された後、
図示しないスタックから大気中へ放出される。The off-gas that has generated water vapor in the catalyst is heated to about 350° C. by the heat of reaction, and flows into the after-condenser 9. The off-gas flowing into the after-condenser 9 is cooled, water vapor in the off-gas is converted to water, and the water is removed. The off-gas from which moisture has been removed is treated with activated carbon to remove radioactive gas, etc. in the off-gas treatment device 10.
It is released into the atmosphere from a stack (not shown).
（発明か解決しようとする課題）
従来のオフガス系再桔合システム］１は、復水器３ｂ側
から蒸気式空気抽出器６、予熱器７、再結合器８の順に
オフガス系配管工２に介装されている。(Problem to be solved by the invention) The conventional off-gas recombination system] 1 is connected to the off-gas system plumber 2 from the condenser 3b side to the steam air extractor 6, preheater 7, and recombiner 8 in this order. It has been intervened.
そのため、復水器３から抽出されたオフノ７スはまず蒸
気式空気抽出器６内で蒸気により稀釈される。すなわち
、蒸気式空気抽出器６は、タービン系から抽出器用蒸気
管１３を介して導いた蒸気流によるエジェクタ効果を利
用して、復水器３ｂからオフガスを吸引するため、吸引
後のオフノ７スは蒸気と混合されることになる。Therefore, the off-noses extracted from the condenser 3 are first diluted with steam in the steam air extractor 6. That is, the steam-type air extractor 6 sucks the off-gas from the condenser 3b by using the ejector effect of the steam flow led from the turbine system through the extractor steam pipe 13. will be mixed with steam.
その結果、蒸気式空気抽出器６の下流側の予熱器７、再
桔合器８へ流入するガスの量は蒸気によって稀釈された
分だけ多くなる。したかって、予熱器７はその蒸気によ
って増加したガス流量に応じた容量が必要となる。また
、再結合器８もその増加したガス流量に応じた触媒反応
器容量と触媒量か必要となる。さらに、再結合器８内の
触媒はγアルミナを担体とするものであるため湿潤状態
を長く保つことは好ましくない。As a result, the amount of gas flowing into the preheater 7 and recombiner 8 on the downstream side of the steam air extractor 6 increases by the amount diluted by the steam. Therefore, the preheater 7 needs to have a capacity corresponding to the increased gas flow rate due to the steam. Further, the recombiner 8 also requires a catalytic reactor capacity and catalyst amount corresponding to the increased gas flow rate. Furthermore, since the catalyst in the recombiner 8 uses γ alumina as a carrier, it is not preferable to keep it in a wet state for a long time.
なお、蒸気式空気抽出器６でオフカスと混合される蒸気
は、本来再結合器８内で行なわれる反応とは無関係であ
って、予熱器７、再結合器８へ流人させる必要がないも
のである。Note that the steam mixed with the off-gas in the steam air extractor 6 is originally unrelated to the reaction that takes place in the recombiner 8, and there is no need to flow it to the preheater 7 and recombiner 8. It is.
また、アフタコンデンサ９に流入するオフガスの温度は
反応熱により昇温しで約３００℃と比較的高く、このオ
フガスを冷却して水分除去するには大容量のアフタコン
デンサ９か必要となる。さらに、このような高温の蒸気
と冷却による温度勾配は、機器材料の応力腐食割れ等の
原因ともなる。Further, the temperature of the off-gas flowing into the after-condenser 9 is relatively high at about 300° C. due to the temperature increase due to reaction heat, and a large-capacity after-condenser 9 is required to cool this off-gas and remove moisture. Furthermore, such a temperature gradient caused by high-temperature steam and cooling can cause stress corrosion cracking in equipment materials.
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので
、１２温蒸気の発生を防止して、機器拐料の熱的な環境
を緩和することができるとともに、凝縮器、再結合器の
小型化および再結合器内の触媒量の削減を図ることので
きるオフガス系再結合システムを提供しようとするもの
である。The present invention has been made in response to such conventional circumstances, and can prevent the generation of 12-temperature steam and alleviate the thermal environment of the equipment waste material, as well as reduce the temperature of the condenser and recombiner. The present invention aims to provide an off-gas recombination system that can be downsized and reduce the amount of catalyst in the recombiner.
［発明の構戊］
（課題を解決するための手段）
すなわち、本発明のオフカス系再結合システムは、復水
器から抽出したオフガス中の水素と酸素とを結合させる
オフガス系再結合システムであって、復水器側から順に
、前記復水器からオフガス系配菅内にオフガスを抽出す
る蒸気式空気抽出ｑ
器と、前記オフガス系配管内にオフカスを稀釈するため
の稀釈用気体を導入するための稀釈用気体導入管と、前
記オフガスとともに前記オフガス系配管内に導入された
蒸気を冷却して凝縮させ除去する凝縮器と、前記オフガ
ス中の水素と酸素とを結合させる再結合器と、が設けら
れていることを特徴とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In other words, the off-gas recombination system of the present invention is an off-gas recombination system that combines hydrogen and oxygen in the off-gas extracted from the condenser. In order from the condenser side, a steam-type air extractor for extracting off-gas from the condenser into the off-gas system distribution pipe, and a dilution gas for diluting the off-gas into the off-gas system piping are introduced. a dilution gas introduction pipe, a condenser that cools and condenses and removes the steam introduced into the off-gas system piping together with the off-gas, and a recombiner that combines hydrogen and oxygen in the off-gas. It is characterized by the fact that it is provided.
（作 用）
上記構戊の本発明のオフガス系再結合システムでは、オ
フガス系配管に復水器側から順に、蒸気式空気抽出器、
稀釈用気体導入管、凝縮器、再結合器が設けられている
。(Function) In the off-gas system recombination system of the present invention having the above structure, a steam air extractor, a steam air extractor, a
A dilution gas introduction pipe, a condenser, and a recombiner are provided.
したがって、再結合器へは、オフガスおよび稀釈用気体
（たとえばＮ２＋０２゛）が流入し、蒸気はほとんど流
入しない。また、再結合による発熱が蒸気に移行しない
ため、凝縮器温度は１５０℃以下程度となる。Therefore, off-gas and diluent gas (eg, N2+02') flow into the recombiner, and very little steam flows into the recombiner. Furthermore, since the heat generated by recombination is not transferred to steam, the condenser temperature is approximately 150° C. or lower.
このため、再結合器内を通過する気体はＨ２、０２、Ｎ
２および微量の水蒸気であるため、従来システムの場合
に較べて乾燥しており、従来シス６
テムにおけるアフタコンデンサ（３００゜Ｃ程度の蒸気
が流入する）の場合に較べて冷却器の容量を小型化でき
る。これは、再紘合器に流れ込む気体はＮ２、Ｈ２、０
２の非凝縮性ガスであるため加熱、冷却の熱容量か小さ
くなることによる。Therefore, the gases passing through the recombiner are H2, 02, N
2 and a small amount of water vapor, it is drier than in the case of conventional systems, and the capacity of the cooler can be made smaller than in the case of after condensers (in which steam at about 300°C flows in) in conventional systems. can be converted into This means that the gas flowing into the recombination vessel is N2, H2, 0
Because it is a non-condensable gas, its heat capacity for heating and cooling is small.
さらに、再粘合器内の触媒はγアルミナを担体とするも
のであるため湿潤状態を長く保つことは好ましくなく、
また、凝縮器相料の熱負荷による応力腐食割れ等の原因
ともなるため、高温の蒸気の生成はシステム上好ましく
ないか、本発明のオフガス系再結合システムでは、この
ような高温蒸気を生戊せすに再結合を行うことかできる
。Furthermore, since the catalyst in the reviscosity vessel uses γ alumina as a carrier, it is not desirable to keep it in a wet state for a long time.
In addition, the generation of high-temperature steam may be undesirable for the system because it may cause stress corrosion cracking due to heat load on the condenser phase material. It is possible to recombine immediately.
（実施例）
以下、本発明の詳細を図面を参照して一実施例について
説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は、本発明の一丈施例のオフガス系再結合システ
ムの梧戊を示すもので、第２図と同一部分には同一衿号
か付してある。FIG. 1 shows the outline of an off-gas recombination system according to an embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 2 are given the same numbers.
この失施例のオフガス系再桔合システム２０ては、復水
器３ｂに接続されたオフガス系配管１２に、復水器３ｂ
側から順に、蒸気式空気抽出器６、稀釈用気体導入管２
１、凝縮器２２、再結合器２３、冷却器２４、およびオ
フガス処理装置１０かこの順で設けられている。また、
上記稀釈用気体導入管２１の供給側端部は、分岐して稀
釈用気体供給源としてのガスボンベ２５とオフガス処理
装置１０とに接続されており、後述するようにオフガス
処理装置１０から再循環させて稀釈用気体を用いるとと
もに、必要に応してガスホンベ２５から稀釈用気体を供
給するよう構威されている。また、上記再結合器２３に
は、ヒータ２６か設けられており、内部を所定温度に加
熱できるよう構威されている。In the off-gas system recombination system 20 of this failed example, the off-gas system piping 12 connected to the condenser 3b is connected to the condenser 3b.
In order from the side: steam type air extractor 6, dilution gas introduction pipe 2
1, a condenser 22, a recombiner 23, a cooler 24, and an off-gas treatment device 10 are provided in this order. Also,
The supply side end of the dilution gas introduction pipe 21 is branched and connected to a gas cylinder 25 as a dilution gas supply source and the off-gas treatment device 10, and the gas is recirculated from the off-gas treatment device 10 as described later. In addition to using diluting gas, the diluting gas is also supplied from a gas pipe 25 as necessary. The recombiner 23 is also provided with a heater 26, which is configured to heat the inside to a predetermined temperature.
上記構成のこの実施例のオフガス系再結合システム２０
では、タービン系から抽出器用蒸気管１３を介して導い
た蒸気流によるエジェクタ効果を利用して、復水器３ｂ
から蒸気式空気抽出器６によりオフガス系配管１２にオ
フガスを抽出する。Off-gas recombination system 20 of this embodiment having the above configuration
Now, by using the ejector effect of the steam flow led from the turbine system through the extractor steam pipe 13, condenser 3b
Off-gas is extracted from the air into an off-gas system piping 12 by a steam-type air extractor 6.
そして、このオフガスと蒸気との混合気体中には、稀釈
用気体導入管２１から稀釈用気体、たとえば微量酸素を
含む窒素が供給され、これらの気体は凝縮器２２内に導
入される。A diluting gas, for example, nitrogen containing a trace amount of oxygen, is supplied into the mixture of off-gas and steam from the diluting gas introducing pipe 21, and these gases are introduced into the condenser 22.
凝縮器２２内に導入された気体はここで冷却されて気体
中の蒸気が除去され、この後、ヒータ２６により約１０
０℃に予熱された再結合器２３内に導入される。そして
、この再拮合器２３内に設けられた触媒により、
Ｈ２＋１７２０？→Ｈ２０
の反応か生し、水素が水に変換される。なお、この時の
反応に伴なう発乱と、ヒータ２６による加熱により、再
結合器２３内では、水は水蒸気になっている。The gas introduced into the condenser 22 is cooled here to remove the vapor in the gas, and then the heater 26 cools the gas to about 10
It is introduced into the recombiner 23 which is preheated to 0°C. Then, by the catalyst installed in this recombiner 23, H2+1720? →H20 reaction occurs and hydrogen is converted to water. Note that the water in the recombiner 23 becomes steam due to the turbulence accompanying the reaction at this time and the heating by the heater 26 .
この後、上記微量水蒸気、オフガス、および稀釈用気体
の混合気体は冷却器２４内に導入され、ここで冷却され
微量水蒸気が凝縮除去され、残りの気体（非凝縮気体）
は、オフガス処理装置１０内に導入され、ここで活性炭
により、放射性ガス等が除去される。そして、残った気
体は、ここから稀釈用気体導入管２１を通して再び稀釈
用気体として蒸気式空気抽出器下流側に移行するが、復
９
水器３ｂからオフガス系に導入される流量相当の水素処
理された放射性ガスはさらに下流のスタックへと移行し
処理される。ここで、稀釈用気体（酸素を含む窒素）は
、一部微星なからスタックへ移行してゆくため、この減
少分をガスボンベ２５から供給する。この稀釈用気体の
流量は、凝縮器２２より下流の気体中の水素濃度が４％
を越えない量に調節する。Thereafter, the mixture of trace water vapor, off-gas, and diluent gas is introduced into the cooler 24, where it is cooled, the trace water vapor is condensed and removed, and the remaining gas (non-condensable gas) is
is introduced into the off-gas treatment device 10, where radioactive gas and the like are removed by activated carbon. Then, the remaining gas passes through the dilution gas introduction pipe 21 and transfers to the downstream side of the steam air extractor again as a dilution gas. The radioactive gas is transferred to the downstream stack for processing. Here, since a portion of the diluting gas (nitrogen containing oxygen) is transferred from the planetesimals to the stack, this reduced amount is supplied from the gas cylinder 25. The flow rate of this dilution gas is such that the hydrogen concentration in the gas downstream of the condenser 22 is 4%.
Adjust the amount so that it does not exceed.
すなわち、上記説明のこの実施例のオフガス系再結合シ
ステム２０では、再結合器２３へは、オフガスおよび稀
釈用気体が流入し、蒸気はほとんど流入しない。このた
め、再結合による発熱か蒸気に移行せず、高温蒸気を生
成せずに再結合を行うことができる。That is, in the off-gas recombination system 20 of this embodiment described above, off-gas and diluent gas flow into the recombiner 23, and almost no steam flows into the recombiner 23. Therefore, the heat generated by recombination does not transfer to steam, and recombination can be performed without generating high-temperature steam.
したかって、各機器刊料の熱的な環境を従来に較べて緩
和することができるとともに、凝縮器２２、再結合器２
３、冷却器２４等の小型化および再結合器２３内の触媒
量の削減等を図ることができる。Therefore, the thermal environment of each equipment material can be relaxed compared to the past, and the condenser 22 and recombiner 2
3. It is possible to downsize the cooler 24 and the like and reduce the amount of catalyst in the recombiner 23.
［発明の効果］
１ ０
以上説明したように、本発明のオフガス系再結合システ
ムによれば、高温蒸気の発生を防止して、機器材料の熱
的な環境を緩和することができるとともに、凝縮器、再
結合器の小型化および再結合器内の触媒量の削減を図る
ことができる。[Effects of the Invention] 1.0 As explained above, according to the off-gas recombination system of the present invention, generation of high-temperature steam can be prevented, the thermal environment of equipment materials can be alleviated, and condensation can be prevented. The size of the recombiner and the recombiner can be reduced, and the amount of catalyst in the recombiner can be reduced.
第１図は本発明の一実施例のオフガス系再結合システの
構成図、第２図は従来のオフガス系再結合システムの構
成園である。
１・・・・・・・・・・・・・・・原子炉２・・・・・
・・・・・・・・・・主蒸気系３ａ・・・・・・・・・
・・・蒸気タービン３ｂ・・・・・・・・・・・・復水
器
４・・・・・・・・・・・・・・・復水給水系５・・・
・・・・・・・・・・・・オフガス系６・・・・・・・
・・・・・・・・蒸気式空気抽出器１０・・・・・・・
・・・・・オフガス処理装置１２・・・・・・・・・・
・・オフガス系配管１３・・・・・・・・・・・・抽出
器用蒸気管２０・・・・・・・・・・・・オフガス系再
結合システム１１
Ｋ帆トヘ〈
２ １ ・・・・・・・・
２ ２ ・・・・・・・・
２ ３・・・・・・・・
２４・・・・・・・・
２ ５ ・・・・・・・
２ ６ ・・・・・・・・
・・稀釈用気体導入管
・・・凝縮器
・・再結合器
・・冷却器
・・・ガスボンベ
・ヒータFIG. 1 is a block diagram of an off-gas recombination system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a conventional off-gas recombination system. 1・・・・・・・・・・・・・・・Reactor 2・・・・・・
・・・・・・・・・Main steam system 3a・・・・・・・・・
...Steam turbine 3b...Condenser 4...Condensate water supply system 5...
・・・・・・・・・・・・Off gas system 6・・・・・・・
......Steam type air extractor 10...
・・・・・・Off gas treatment device 12・・・・・・・・・・
... Off-gas system piping 13 ...... Steam pipe for extractor 20 ...... Off-gas system recombination system 11・・・・・・ 2 2 ・・・・・・・ 2 3・・・・・・・ 24・・・・・・・ 2 5 ・・・・・・・ 2 6 ・・・・・・ ・・Dilution gas introduction pipe・・Condenser・・Recombiner・・Cooler・・Gas cylinder・Heater
Claims (1)
結合させるオフガス系再結合システムであって、復水器
側から順に、 前記復水器からオフガス系配管内にオフガスを抽出する
蒸気式空気抽出器と、 前記オフガス系配管内にオフガスを稀釈するための稀釈
用気体を導入するための稀釈用気体導入管と、 前記オフガスとともに前記オフガス系配管内に導入され
た蒸気を冷却して凝縮させ除去する凝縮器と、 前記オフガス中の水素と酸素とを結合させる再結合器と
、 が設けられていることを特徴とするオフガス系再結合シ
ステム。(1) An off-gas recombination system that combines hydrogen and oxygen in off-gas extracted from a condenser, in which steam is extracted from the condenser into off-gas piping in order from the condenser side. a diluting gas introduction pipe for introducing a diluting gas for diluting the off-gas into the off-gas system piping; An off-gas recombination system comprising: a condenser for condensing and removing; and a recombiner for combining hydrogen and oxygen in the off-gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23235189A JPH0395498A (en) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Recombining system for off-gas system |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP23235189A JPH0395498A (en) | 1989-09-07 | 1989-09-07 | Recombining system for off-gas system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0395498A true JPH0395498A (en) | 1991-04-19 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0395498A (en) |
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-
1989
- 1989-09-07 JP JP23235189A patent/JPH0395498A/en active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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