JPH0545158B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は原子力発電所における放射性気体廃棄
物の処理装置に関する。 〔従来の技術〕 沸騰水型原子力発電所のタービン主復水器から
抽気されるガスや、加圧水型原子力発電所の一次
冷却材から脱気されたガスなどは、希ガスなどの
放射性物質を含んでいるため、これらを安全に処
理するための装置を設ける必要がある。この装置
が放射性気体廃棄物処理装置である。 以下、軽水型原子炉のうち沸騰水型原子炉プラ
ントを例として、放射性気体廃棄物の処理方法に
ついて詳細な説明を行なう。沸騰水型原子炉の冷
却材は高中性子束の炉心を通過する間に中性子照
射を受けて、一部が酸素と水素とに分解した上
に、さらに³Ｈ，¹⁶Ｎ，¹³Ｏなどが生じる。また燃料
棒に生じたピンホールなどからKrやXeなどの放
射性の希ガスが漏洩し、これらが蒸気に混入して
タービン系に送られている。また、この他に、タ
ービン主復水器への外気の漏入がある。 これらの放射性気体廃棄物（以下単に排ガスと
記す）によつて沸騰水型原子力発電所におけるタ
ービン系は、原子炉なみに遮蔽設備を施して所内
および周辺の健全性を維持する必要がある。しか
し上記ガスは、一般に非凝縮性であるので、蒸気
系統内、特にタービン主復水器の内部に滞留す
る。よつて前記タービン主復水器の内部に空気抽
出器を連結して、ここに滞留する排ガスを活性炭
式希ガスホールドアツプ塔に導いて処理してい
る。 この処理装置は以下のように構成されている。
すなわち、第６図に示したように、タービン主復
水器１の内部に滞留した排ガスを空気抽出器２で
タービン系外に抽気する。系外に抽気した排ガス
は、その内に含まれる酸素と水素が効率よく再系
結合する温度まで予熱器３で予熱されたのち、下
流の再結合器４に導かれてこの再結合器４で排ガ
ス中に含まれる水素と酸素の再結合反応により水
蒸気となる。さらに、その下流の復水器５では、
外部冷却水による冷却作用により排ガス中の水蒸
気のほとんどは水となり、排ガスが分離され、そ
の水はタービン主復水器１に戻される。 このうち、排ガスは冷却器６のおよび乾燥器７
ａまたは７ｂを経て、湿分が十分除去されたの
ち、活性炭式希ガスホールドアツプ塔８，８，８
に導かれ、残つた放射能（主体はXe，Krなどの
希ガス）を活性炭に吸着させ、長時間のホールド
アツプののち、粒子フイルタ９によつて、排ガス
中に含まれる放射性の固体の粒子が除去され、こ
ののち真空ポンプ１０を経て排気筒１１から大気
へ放出される。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、冷却器６に流入した排ガスは、10℃
以下でかつ０℃以上の凍結しない温度、たとえば
５℃程度まで冷却され、配管１２ａを経て乾燥器
７（７ａで示す）に至る。乾燥器７ａは、除湿剤
による場合、または冷凍乾燥器による場合とも、
再生運転を行なう際に予備として他に一台の乾燥
器７ｂ設置し、常に２台の乾燥器７ａ，７ｂによ
つて交互運転を行つている。この乾燥器７ａ，７
ｂからは露点−20℃以下に乾燥した排ガスが活性
炭式希ガスホールドアツプ塔８へ流れる。 活性炭式希ガスホールドアツプ塔８は、活性炭
における希ガスの減衰に伴う崩壊熱の除去のた
め、たとえば冬期で10℃、夏期で30℃程度となる
よう、温度調整が行われている。ここで活性炭式
希ガスホールドアツプ塔８へ流入する排ガスの温
度を30℃とした場合、排ガスの相対湿度は約２％
となる。 第７図は活性炭の含水率と処理ガスの相対湿度
の関係を示しており、この図から明らかなよう
に、処理ガスの相対湿度が40％を越えたあたりか
ら急速に活性炭の含水率が増加し、20％以上にな
ることが読みとれる。含水率の増加は、活性炭の
希ガスに対する吸着能力を低下させることが知ら
れている。 第８図は活性炭の含水率とXeに対する動的吸
着係数の関係を示す特性図である。この図から含
水率が20％近くなると動的吸着係数が急激に低下
するのが読みとれる。排ガスを相対的湿度40％以
下とすば、第７図および第８図から活性炭の希ガ
スに対する動的吸着係数を低下せしめずに用いる
ことができるということがわかる。 従来は、すでに述べたように排ガス中の絶対湿
度を減少させる方法によつてこの目的を達成して
いたので、乾燥器７において交互運転を行なうこ
とが避けられないのであるが、一方で原子力発電
所における機器は高い信頼性を要求されるため、
交互運転を行なうことはできるだけ避けることが
望ましく、何らかの改良の余地のあるところであ
つた。 本発明の目的は、活性炭式希ガスホールドアツ
プ塔に相対湿度40％以下の排ガスを連続的に流す
ことが可能な放射性気体廃棄物の処理装置を提供
することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明による放射性気体廃棄物の処理装置は、
放射性気体廃棄物を再結合器、予冷器、活性炭式
希ガスホールドアツプ塔およびフイルタを通して
処理する系を備え、前記予冷器をそので出口での
放射性気体廃棄物の温度を０℃以下とならない温
度まで冷却できるように構成し、前記活性炭式希
ガスホールドアツプ塔を空調設備によつて放射性
気体廃棄物の相対湿度が40％以下でかつ100℃以
下の温度に維持される室内に設置するとともに前
記フイルタを前記空調設備によつて前記活性炭式
希ガスホールドアツプ塔内と同じ温度に調整され
る室内に設置したことを特徴とするものである。 〔作用〕 本発明による放射性気体廃棄物の処理装置は、
排ガスを予冷器で０℃以上の凍結しない程度の温
度まで冷却し、この冷却に排ガスを次段の活性炭
式希ガスホールドアツプ塔に導く。この活性炭式
希ガスホールドアツプ塔は空調設備によつて排ガ
スの相対湿度が40％以下でかつ100℃以下の温度
に維持されている室内に設置されているため、相
対湿度40％以下の排ガスを連続的に流すことが可
能となる。そしてフイルタも同じ温度に維持され
ている室に設置されているため、フイルタエレメ
ントの目ずまりが生じない。 〔実施例〕 以下、第１図および第２図を参照しながら本発
明の第１の実施例を説明する。ここでは、相対湿
度を多少の余裕を見込んで20％以下にした例につ
いて説明する。なお、第１図中第６図と同一部分
に同一符号を付して重複する部分の説明を省略す
る。すなわち、第１図に示す本発明の第１実施例
においては、復水器５の下流に予冷器１３を設
け、この予冷器１３を流出した排ガスは、配管１
４を通つて活性炭式希ガスホールドアツプ塔８
は、気密あるいは気密に準じた状態の室２１内に
設置されている。室２１には空調設備２２に接続
した吸込ダクト２３および吐出ダクト２４が設置
されている。 一方、粒子フイルタ９は、同じく気密あるいは
気密に準じた状態の室２５内に設置されている。
室２５には空調設備２２に接続した吸込ダクト２
６および吐出ダクト２７が設置されている。 また予冷器１３は、たとえはシエルアンドチユ
ーブ型の熱交換器で、冷却水として、空調設備冷
却水系から配管２８，２９から供給される。この
冷却水系からの配管２８，２９は、空調設備２２
にも分岐の上、接続されている。 次に本発明による放射性気体廃棄物の処理装置
の作用を説明する。この空調設備冷却水は、冷却
装置、ポンプなどの冷却水系統全体のバランスの
点から、５℃〜８℃程度の温度とされている。従
つて、この冷却水を用いて排ガスの冷却を行え
ば、従来の予冷器６の場合のように５℃まで温度
を下げることはできないが、本発明では従来の乾
燥器７によつて絶対湿度を下げるという処理を行
わないので、排ガスが０℃以下とならない。つま
り、凍結しない範囲でできるだけ排ガスの温度を
下げて除湿をしなければならないという必要がな
い。本発明では、予冷器１３をたとえばシエルア
ンドチユーブ型の熱交換器をすることで、従来の
予冷器６のようにフロン冷却装置（図示していな
い）のような動的機器を廃止することができる。
排ガスは、予冷器１３にて、たとえば10℃まで冷
却される。 一方、活性炭式希ガスホールドアツプ塔８はそ
の室２１内が空調設備２２によつて40℃に加熱維
持されることにより、同じく40℃に間接的に加熱
されている。排ガスは配管１４を流れている間に
加熱されて室２１内の40℃となり、活性炭式希ガ
スホールドアツプ塔８へと流れる。配管１４は必
要によつては、室２１内に、内部の排ガスが制御
温度まで上昇するのに十分な長さを有するように
設置されている。 排ガスの相対湿度に注目すると、温度40℃にお
ける露点10℃の排ガス（希ガスなどを微量に含む
空気）の相対湿度は、15.6％となり、活性炭の希
ガスに対する動的吸着係数に悪影響を与えない程
度となつている。このような系統とすることで、
従来の第７図に示した乾燥器７ａ，７ｂのように
交互運転を行なうことなく、排ガスの相対湿度を
活性炭に何ら影響を与えない程度まで低下させる
ことができるのである。 なお、上記実施例において活性炭式希ガスホー
ルドアツプ塔の室内の温度を40℃としたのは、下
表の手順によるものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、活性炭式
希ガスホールドアツプ塔を空調設備を有する室内
に設置することによつて相対湿度が40％以下の排
ガスを連続的に流すことができる。 また、従来のよう乾燥器の切換運転が不要とな
るため装置全体の運転信頼性を著しく向上させる
ことができ、ひいては原子力発電所の信頼性をも
向上させることができる。 さらに運転温度の上昇により活性炭の所要量が
多少増加するが、乾燥器およびその周辺機器を削
減できるので装置を大幅に簡略化でき、コストダ
ウンできる。 さらに排ガス中の水分が結露して粒子フイルタ
のフイルタエレメントに目づまりを起こすことを
経済的な方法で防止し、運転の信頼性を向上させ
ることができる。また、予冷器出口の排ガス温度
を設定するときに、排ガス中の水分の結露を心配
する必要がないので、予冷器を空調設備用冷却水
系などを用いて冷却することができ、予冷器の周
辺機器を削減できるのでコストダウンができ、ま
た動的機器を削減したことによる運転の信頼性向
上が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射性気体廃棄物処理装
置の第１の実施例を示す系統図、第２図は第１図
における活性炭の希ガス（Kr及びXe）に対する
動的吸着係数と温度の関係を示す特性図、第３
図、第４図および第５図はそれぞれ本発明に係る
処理装置の第２、第３および第４の実施例をそれ
ぞれ示す系統図、第６図は従来の放射性気体廃棄
物処理を示す系統図、第７図は処理ガスの相対湿
度と活性炭の含水率の関係を示す特性図、第８図
は活性炭の含水率と希ガス（Xe）に対する動的
吸着係数の関係を示す特性図である。 １……タービン主復水器、８……活性炭式希ガ
スホールドアツプ塔、９……粒子フイルタ、１１
……排気筒、１３……予冷器、１４……配管、２
１……室、２２……空調設備、２３，２４，２
６，２７……ダクト、２５……室、３１……サン
ドフイルタ、３２……室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射性気体廃棄物を再結合器、予冷器、活性
   炭式希ガスホールドアツプ塔およびフイルタを通
   して処理する系を備え、前記予冷器をその出口で
   の放射性気体廃棄物の温度を０℃以下とならない
   温度まで冷却できるように構成し、前記活性炭式
   希ガスホールドアツプ塔を空調設備によつて放射
   性気体廃棄物の相対湿度が40％以下でかつ100℃
   以下の温度に維持される室内に設置するとともに
   前記フイルタを前記空調設備によつて前記活性炭
   式希ガスホールドアツプ塔内と同じ温度に調整さ
   れる室内に設置したことを特徴とする放射性気体
   廃棄物の処理装置。 ２ 活性炭式希ガスホールドアツプ塔とフイルタ
   を同一の室内に設置したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の放射性気体廃棄物の処理装
   置。 ３ 予冷器の冷却水を活性炭式希ガスホールドア
   ツプ塔を設置した室の空調設備の冷却水系統から
   導くように構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の放射性気体廃棄物の処理装置。