JPH0562717B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、原子力発電所または核燃料再処理施
設の気体廃棄物処理系に設置される活性炭式希ガ
スホールドアツプ装置の運転方法およびそのため
の装置に関するものである。Detailed Description of the Invention [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method of operating an activated carbon rare gas hold-up device installed in a gaseous waste treatment system of a nuclear power plant or a nuclear fuel reprocessing facility, and a device therefor. It is something.
第５図は、国内では最も早くから実用化が図ら
れた活性炭式希ガスホールドアツプ装置を含む沸
騰水型原子力発電所の気体廃棄物処理系の代表的
な構成を示す。図において原子炉１で発生した主
蒸気及び炉水の放射線分解に起因する酸素及び水
素と燃料から漏洩する核分裂生成ガスである放射
性希ガスは、主蒸気配管２によつてタービン３に
運ばれタービン３を回転させた後、主復水器４に
よつて冷却され、蒸気は凝縮回収された後給水ポ
ンプ５、給水配管６によつて再び原子炉１へ供給
される。
Figure 5 shows a typical configuration of a gaseous waste treatment system for a boiling water nuclear power plant, including an activated carbon rare gas hold-up device, which was the first to be put into practical use in Japan. In the figure, oxygen and hydrogen resulting from the radiolysis of the main steam and reactor water generated in the reactor 1, and radioactive noble gas, which is a nuclear fission product gas leaking from the fuel, are transported to the turbine 3 by the main steam pipe 2, and are transported to the turbine 3 by the main steam pipe 2. 3 is rotated, it is cooled by a main condenser 4, and the steam is condensed and recovered, and then supplied to the reactor 1 again by a water supply pump 5 and a water supply pipe 6.
一方、非凝縮性ガスである酸素、水素及び放射
性希ガスは、主復水器４への漏れ込み空気と共に
抽出配管７を通して空気抽出器８により気体廃棄
物処理系へ排出される。排出されたガス（以下排
ガスと呼ぶ）は、排ガス再結合装置９に設置され
ている再結合器により酸素と水素を再結合させ下
流側での水素濃度が可燃限界を充分下廻る程度ま
で水素を除去した後に、下流側の配管途中で温度
が降下しドレンが発生することを防止する為に、
排ガス再結合装置９に設置されている除湿冷却器
により室温以下まで冷却され除湿される。 On the other hand, non-condensable gases such as oxygen, hydrogen, and radioactive rare gas are discharged to the gaseous waste treatment system by the air extractor 8 through the extraction pipe 7 along with the air leaking into the main condenser 4. The exhausted gas (hereinafter referred to as exhaust gas) is recombined with oxygen and hydrogen by the recombiner installed in the exhaust gas recombiner 9, and the hydrogen is removed until the hydrogen concentration on the downstream side is sufficiently below the flammable limit. After removal, in order to prevent the temperature from dropping in the downstream piping and causing condensate,
A dehumidifying cooler installed in the exhaust gas recombination device 9 cools the exhaust gas to room temperature or below and dehumidifies it.
排ガス再結合装置９を出た排ガスは、活性炭式
希ガスホールドアツプ塔１１の前段に設置されて
いる脱湿装置１０により露点マイナス数十℃の乾
燥状態まで脱湿される。活性炭式希ガスホールド
アツプ塔１１では、塔に充填されている活性炭へ
の希ガスの物理吸着を利用して、排ガス中の放射
性希ガスを保持遅延させ、その放射能を減衰させ
る。 The exhaust gas exiting the exhaust gas recombination device 9 is dehumidified to a dry state with a dew point of several tens of degrees Celsius by a dehumidification device 10 installed upstream of the activated carbon type rare gas holding up tower 11. The activated carbon rare gas hold up tower 11 utilizes the physical adsorption of the rare gas onto the activated carbon filled in the tower to hold and delay the retention of the radioactive rare gas in the exhaust gas and attenuate its radioactivity.
次に、排ガスは排ガスフイルタ１２により排ガ
ス中に混入する固形物を除去された後に、排ガス
抽出器１３により排気筒１４へ送られ大気へ放出
される。第５図中の２点鎖線の枠１５内と一般に
活性炭式希ガスホールドアツプ装置と呼んでお
り、この活性炭式希ガスホールドアツプ装置内の
機器及び配管は、放射性ガスの漏洩の可能性を低
減するために、圧力調節弁１６及び１７により、
一定範囲の負圧または大気圧近辺で運転されてい
る。 Next, the exhaust gas is filtered by an exhaust gas filter 12 to remove solid matter mixed in the exhaust gas, and then sent to an exhaust stack 14 by an exhaust gas extractor 13 and released into the atmosphere. The area within the frame 15 indicated by the two-dot chain line in Figure 5 is generally called the activated carbon rare gas hold up device, and the equipment and piping within this activated carbon rare gas hold up device reduce the possibility of leakage of radioactive gas. In order to do so, the pressure regulating valves 16 and 17
It is operated under a certain range of negative pressure or near atmospheric pressure.
第６図は、第５図中の活性炭式希ガスホールド
アツプ塔１１が設置されている部屋部分の説明図
であり、同図中、活性炭式希ガスホールドアツプ
塔１１は、専用の活性炭式希ガスホールドアツプ
塔室１８内に設置されており、その室内は、建屋
の換気空調用のエアダクト１９により換気され、
室内最高温度が30〜40℃になるよう換気風量を計
画している。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the room portion in which the activated carbon rare gas hold up tower 11 in FIG. 5 is installed. It is installed in the gas hold up tower room 18, and the room is ventilated by an air duct 19 for ventilation and air conditioning of the building.
The ventilation air volume is planned so that the maximum indoor temperature is 30 to 40 degrees Celsius.
また、発電所によつては、活性炭の性能を高め
る為に、活性炭式希ガスホールドアツプ塔室専用
の冷却器２０を設置し、室内を冷却しているとこ
ろもある。なお、以上に説明した第５図及び第６
図に示されている装置と類似する活性炭式希ガス
ホールドアツプ装置は、空気清浄第10巻第２号
（昭和47年）板倉他２名著、16頁及び同誌村田著、
55頁に紹介されている。 Further, in some power plants, in order to improve the performance of activated carbon, a cooler 20 dedicated to the activated carbon rare gas hold up tower room is installed to cool the room. In addition, FIGS. 5 and 6 explained above
An activated carbon rare gas hold-up device similar to the device shown in the figure is published in Air Cleaning Vol. 10, No. 2 (1971), by Itakura et al., p. 16, and in the same magazine, by Murata.
It is introduced on page 55.
ところで、第５図に示される脱湿装置１０は、
活性炭式希ガスホールドアツプ塔１１に流入する
排ガスを脱湿乾燥させ、活性炭を乾燥状態で使用
することにより、活性炭の含水による性能低下を
防止することを目的として設置されている装置で
あり、排ガスの脱湿方法としては、モレキユラー
シーブス等の多孔性の脱湿剤に排ガス中の水蒸気
を吸着させる吸着脱湿方式（前者）と排ガスを氷
点以下まで冷却し排ガス中の水蒸気を冷却管に氷
着させて脱湿する氷着脱湿方式（後者）がある
が、前者の場合は、脱湿剤を加熱再生する為に脱
湿剤再生装置、後者の場合は冷却機に低温冷媒を
供給する為の冷媒供給装置が必要であり、脱湿装
置全体としては、かなり大掛りな設備となり、建
屋の容積も大きくなつていた。 By the way, the dehumidification device 10 shown in FIG.
This device is installed for the purpose of dehumidifying and drying the exhaust gas flowing into the activated carbon type rare gas hold up tower 11 and using the activated carbon in a dry state to prevent performance deterioration due to water content in the activated carbon. Two methods of dehumidification are the adsorption dehumidification method (former) in which water vapor in the exhaust gas is adsorbed to a porous dehumidifying agent such as molecular sieves, and the adsorption dehumidification method (the former) in which the exhaust gas is cooled to below the freezing point and the water vapor in the exhaust gas is transferred to a cooling pipe. There is an ice-attaching/dehumidifying method (latter) that dehumidifies by attaching ice, but in the former case, low-temperature refrigerant is supplied to the desiccant regenerator to heat and regenerate the desiccant agent, and in the latter case, low-temperature refrigerant is supplied to the cooler. A refrigerant supply device was required for this purpose, and the dehumidification device as a whole was quite large-scale equipment, and the volume of the building was also large.
また、脱湿装置に設置されている脱湿剤充填塔
或いは排ガス氷着機は、一定量の排ガスを脱湿す
ると切換えて再生運転を行う必要がある為、複数
機設置されており、従つて系列の切換えの為の遠
隔操作弁、再生運転の為の切換え弁等が必要であ
り系統が複雑となり、かつ、定期的な運転員の操
作或いは監視の必要があつた。 In addition, the dehumidifier packed tower or exhaust gas icing machine installed in the dehumidifier needs to be switched and regenerated once a certain amount of exhaust gas has been dehumidified, so multiple units are installed. Remotely operated valves for series switching, switching valves for regeneration operation, etc. are required, making the system complex and requiring periodic operation or monitoring by operators.
以上の実状からみてこの脱湿装置を削除するこ
とができれば、系統全体をコンパクトにでき、切
換え弁等の可動部分を削除することにより、系統
の信頼性も向上し、かつ、運転員の操作も低減で
きる為、原子力発電所全体のコンパクト化及び信
頼性の向上に役立つことができる。但し、脱湿装
置を削除すれば活性炭が湿潤状態で運転されるこ
とになる為、従来の設備と同じ希ガスの遅延時間
を得る為には、従来以上の量の活性炭が必要とな
るという問題があつた。 Considering the above situation, if this dehumidification device can be removed, the entire system can be made more compact, and by removing moving parts such as switching valves, the reliability of the system can be improved, and operations by operators can be made easier. This can help make the entire nuclear power plant more compact and improve its reliability. However, if the dehumidification device is removed, the activated carbon will be operated in a wet state, so in order to obtain the same noble gas delay time as the conventional equipment, a larger amount of activated carbon will be required than before. It was hot.
本発明は、この問題に対処する為になされたも
のである。 The present invention has been made to address this problem.
本発明を理解するために、まず活性炭式希ガス
ホールドアツプ装置について概要説明する。ここ
で活性炭式希ガスホールドアツプ塔１１の活性炭
の充填量は、原子力発電所から周辺環境へ放出す
る放射能の規準値に基き決定されるもので、具体
的には下式により求められる。 In order to understand the present invention, first, an overview of the activated carbon rare gas hold-up device will be explained. Here, the amount of activated carbon filled in the activated carbon type rare gas hold up tower 11 is determined based on the standard value of radioactivity released from the nuclear power plant into the surrounding environment, and specifically, it is determined by the following formula.
Ｍ＝Ｆ・Ｔ／Ｋ ……(1)
ここにＭ：活性炭の必要充填量〔ton〕
Ｆ：活性炭の運転温度、圧力下における排ガスの
流量〔m3／hr〕
Ｔ： 周囲環境への放射能の放出規準値から要求
される放射性希ガスの遅延時間〔hr〕
Ｋ：活性炭の希ガスに対する動的吸着係数〔m3／
ton〕
排ガスの流量Ｆは、活性炭へ流入する排ガスの
標準状態における流量〔Ｎm3／hr〕を活性炭の運
転温度、圧力で換算して求める数値であり、活性
炭の動的吸着係数は、活性炭の運転温度、圧力及
び相対湿度の関数である為、活性炭の必要充填量
Ｍを決定するには、これらの活性炭の運転条件を
充分評価する必要がある。 M=F・T/K...(1) where M: Required filling amount of activated carbon [ton] F: Operating temperature of activated carbon, flow rate of exhaust gas under pressure [m 3 /hr] T: Radiation to the surrounding environment Delay time for radioactive rare gases required from the release standard value of radioactivity [hr] K: Dynamic adsorption coefficient of activated carbon for rare gases [m 3 /
ton] The flow rate F of exhaust gas is a value obtained by converting the flow rate [Nm 3 /hr] of exhaust gas flowing into activated carbon under standard conditions using the operating temperature and pressure of activated carbon, and the dynamic adsorption coefficient of activated carbon is Since it is a function of operating temperature, pressure, and relative humidity, determining the required activated carbon loading M requires a thorough evaluation of these activated carbon operating conditions.
第７図、第８図、第９図に、活性炭式希ガスホ
ールドアツプ装置に最も一般的に使用されている
ヤシ殻活性炭の希ガスに対する動的吸着係数と温
度、圧力及び相対湿度との関係を示す。 Figures 7, 8, and 9 show the relationship between the dynamic adsorption coefficient for rare gases of coconut shell activated carbon, which is most commonly used in activated carbon type rare gas hold-up devices, and temperature, pressure, and relative humidity. shows.
第７図は、大気圧、乾燥状態の下で、活性炭の
キセノン（Xe）、クリプトン（Kr）に対する動
的吸着係数の温度に対する依存性を示したもの
で、横軸は温度、縦軸は、動的吸着係数の対数を
示してある。乾燥状態においては、温度が上昇す
ると動的吸着係数は低下し、従つて、活性炭の希
ガスに対する保持遅延効果（以下ホールドアツプ
効果と呼ぶ）も低下することになる。ここに希ガ
スとして、キセノン及びクリプトンを選んでいる
のは、活性炭式希ガスホールドアツプ装置で処理
する放射性希ガスのほとんどがキセノン及びクリ
プトンである為である。 Figure 7 shows the dependence of the dynamic adsorption coefficient of activated carbon for xenon (Xe) and krypton (Kr) on temperature under atmospheric pressure and dry conditions, where the horizontal axis is temperature and the vertical axis is The logarithm of the dynamic adsorption coefficient is shown. In a dry state, as the temperature increases, the dynamic adsorption coefficient decreases, and therefore the retention retardation effect (hereinafter referred to as hold-up effect) of activated carbon for rare gases also decreases. The reason why xenon and krypton are selected as the rare gases here is because most of the radioactive rare gases treated with the activated carbon type rare gas hold-up device are xenon and krypton.
第８図は、25℃、乾燥状態の下で、活性炭のキ
セノン、クリプトンに対する動的吸着係数の圧力
に対する依存性を示したもので、横軸は圧力を縦
軸は動的吸着係数を各々対数で示してある。乾燥
状態においては、圧力が上昇すると動的吸着係数
は低下し、従つて、活性炭の希ガスに対するホー
ルドアツプ効果も低下することになる。 Figure 8 shows the dependence of the dynamic adsorption coefficient of activated carbon for xenon and krypton on pressure under dry conditions at 25°C, where the horizontal axis is the pressure and the vertical axis is the logarithm of the dynamic adsorption coefficient. It is shown. In dry conditions, as the pressure increases, the dynamic adsorption coefficient decreases and therefore the hold-up effect of activated carbon on noble gases also decreases.
第９図は、大気圧、25℃の下で、活性炭のキセ
ノン、クリプトンに対する動的吸着係数の相対湿
度に対する依存性を示したもので、横軸は相対湿
度を、縦軸は相対湿度０％のときを100とした場
合の動的吸着係数の減少率を示してある。温度、
圧力一定の下では、相対湿度が上昇すると動的吸
着係数は低下し、従つて、活性炭の希ガスに対す
るホールドアツプ効果も低下することになる。 Figure 9 shows the dependence of the dynamic adsorption coefficient of activated carbon for xenon and krypton on relative humidity at atmospheric pressure and 25°C, with the horizontal axis representing the relative humidity and the vertical axis representing the relative humidity at 0%. The reduction rate of the dynamic adsorption coefficient is shown when the value of 100 is taken as 100. temperature,
Under constant pressure, the dynamic adsorption coefficient decreases as the relative humidity increases, and therefore the hold-up effect of activated carbon on noble gases also decreases.
以上のように、活性炭の動的吸着係数は、活性
炭を運転する温度、圧力、相対湿度に依存する
為、原子力発電所の活性炭式希ガスホールドアツ
プ装置においては、活性炭希ガスホールドアツプ
塔の運転条件を充分評価し、活性炭の希ガスに対
するホールドアツプ効果が最も効果的に発揮でき
る使用条件を見い出す必要がある。因みに、活性
炭の最適な使用方法を提供する先行技術として
は、特開昭47−12400、特開昭50−22200がある
が、前者は、キセノン及びクリプトンを遅延させ
る場合の最も適した活性炭の見掛比重と活性炭式
希ガスホールドアツプ塔内での排ガスの線流速に
ついて記載したものであり、後者は、排ガスの最
適線速範囲と活性炭の含水量に応じた最適比表面
積について記載したもので、いずれも活性炭の運
転温度、圧力等の運転条件についてはふれていな
い。 As mentioned above, the dynamic adsorption coefficient of activated carbon depends on the temperature, pressure, and relative humidity at which the activated carbon is operated. It is necessary to thoroughly evaluate the conditions and find the usage conditions under which activated carbon can exhibit its hold-up effect on rare gases most effectively. Incidentally, prior art that provides the optimal method for using activated carbon is JP-A-47-12400 and JP-A-50-22200, but the former describes the most suitable activated carbon for retarding xenon and krypton. It describes the multiplied specific gravity and the linear flow velocity of exhaust gas in the activated carbon type rare gas holding up tower, and the latter describes the optimum linear velocity range of exhaust gas and the optimum specific surface area according to the water content of activated carbon. None of them mention operating conditions such as operating temperature and pressure of activated carbon.
本発明の目的は、活性炭式希ガスホールドアツ
プ装置において、排ガスの乾燥処理を行わずに活
性炭の希ガスに対するホールドアツプ効果を最も
効果的に発揮できる運転方法を見い出し、コンパ
クトでかつ信頼性の高い装置を提供することにあ
る。
The purpose of the present invention is to find an operating method that can most effectively exert the hold-up effect of activated carbon on rare gas without drying the exhaust gas in an activated carbon-type rare gas hold-up device, which is compact and highly reliable. The goal is to provide equipment.
上記の目的を達成するには、希ガスホールドア
ツプ装置の運転条件を充分評価する必要がある。
希ガスホールドアツプ装置においては、フランジ
部等からの放射性ガスの漏洩の可能性を低減する
為に、運転圧力は、大気圧近辺または若干の負圧
で運転するのが好適であり、1.0ata（Kg／cm2ａ）
〜0.7ataで運転するものとする。また、原子力発
電所内の建屋の温度は、室内に発熱源が無い場合
は、一般的に夏期の最高室内温度が40℃に、冬期
の室内最低温度が10℃になるよう計画されてい
る。従つて、排ガス再結合装置出口の排ガスの露
点は冬期に建屋の室温が低い場合でも、排ガス中
の蒸気が凝縮し、途中配管でドレンが発生して流
路を閉塞することが無いように、室内最低温度
（10℃）より低くする必要があるが、あまり冷却
すると除湿冷却器の伝熱管に排ガス中の水蒸気が
氷着し管路を閉塞する為に、排ガスの露点は、５
〜９℃程度で運転することが好ましい。
In order to achieve the above objective, it is necessary to thoroughly evaluate the operating conditions of the rare gas hold-up device.
In rare gas hold-up equipment, in order to reduce the possibility of leakage of radioactive gas from the flange, etc., it is preferable to operate the operating pressure near atmospheric pressure or slightly negative pressure, and 1.0 ata ( Kg/ cm2 a)
It shall be operated at ~0.7ata. In addition, the temperature of the building inside a nuclear power plant is generally planned so that the maximum indoor temperature in the summer is 40°C and the minimum indoor temperature in the winter is 10°C if there is no heat source indoors. Therefore, the dew point of the exhaust gas at the outlet of the exhaust gas recombination device is set so that even when the room temperature of the building is low in winter, the steam in the exhaust gas will not condense and condensate will occur in the pipes midway, clogging the flow path. The dew point of the exhaust gas needs to be lower than the indoor minimum temperature (10℃), but if it is cooled too much, the water vapor in the exhaust gas will freeze on the heat exchanger tube of the dehumidifying cooler and block the pipe line, so the dew point of the exhaust gas will be 5.
It is preferable to operate at about ~9°C.
以上のように、活性炭式希ガスホールドアツプ
装置の運転条件を選定し、その選定された条件に
おいて、活性炭の運転温度を変化させた場合の活
性炭の必要充填量の算出結果を第２図〜第４図に
示す。第２図〜第４図は、周囲環境への放射能の
放出規準値から要求される放射性希ガスの遅延時
間を一定（キセノンに対して408時間、クリプト
ンに対して23時間）とした場合に、前述の(1)式及
び第７図〜第９図までの活性炭の性能測定結果を
用いて、活性炭必要充填量を算出した結果を横軸
に活性炭の運転温度、縦軸に活性炭必要充填量を
取つて示してある。 As mentioned above, the operating conditions for the activated carbon type rare gas hold-up device are selected, and the calculation results of the required charging amount of activated carbon when the operating temperature of activated carbon is changed under the selected conditions are shown in Figures 2 to 2. Shown in Figure 4. Figures 2 to 4 show the case where the delay time of radioactive rare gases required by the standard values for releasing radioactivity into the surrounding environment is constant (408 hours for xenon and 23 hours for krypton). , using the above-mentioned formula (1) and the performance measurement results of activated carbon shown in Figures 7 to 9, the required amount of activated carbon was calculated. The horizontal axis represents the operating temperature of activated carbon, and the vertical axis represents the required amount of activated carbon. is shown.
第２図〜第４図から判明した事実は、驚くべき
ことに、排ガスを脱湿しない場合は運転圧力を
0.7〜1.0ata（＝Kg／cm2ａ）、排ガス再結合器出口
露点を５〜９℃の間に固定し、種々の運転温度で
評価してみると、運転圧力、排ガス再結合装置出
口露点をどのように選定しても、17〜30℃の間に
活性炭必要充填量の極小値が存在するという結果
が得られたことである。言いかえれば、排ガスを
脱湿しない場合は、17〜30℃の間に運転温度を設
定すれば、最も活性炭の希ガスに対するホールド
アツプ効果が得られるということになる。 The fact revealed from Figures 2 to 4 is that, surprisingly, when the exhaust gas is not dehumidified, the operating pressure is
0.7 to 1.0ata (=Kg/cm 2 a), the exhaust gas recombiner outlet dew point was fixed between 5 to 9℃, and when evaluated at various operating temperatures, the operating pressure, exhaust gas recombiner outlet dew point The result is that no matter how the temperature is selected, there is a minimum value of the required amount of activated carbon filling between 17 and 30°C. In other words, if the exhaust gas is not dehumidified, setting the operating temperature between 17 and 30°C will provide the most effective hold-up effect of activated carbon on rare gases.
第２図は、排ガス再結合装置出口露点を９℃に
固定した場合の活性炭必要充填量の運転温度に対
する依存性を0.7〜1.0ataの各運転圧力毎に、排
ガスを脱湿しない場合は実線で、脱湿する場合
は、破線で示してある。 Figure 2 shows the dependence of the required amount of activated carbon on the operating temperature for each operating pressure from 0.7 to 1.0 ata when the exhaust gas recombiner outlet dew point is fixed at 9°C.If the exhaust gas is not dehumidified, the solid line shows , the case of dehumidification is indicated by a broken line.
排ガスを脱湿する場合は、運転温度が低下する
に従つて、活性炭必要充填量も低下する。これ
は、温度の低下による活性炭の動的吸着係数の低
下（第７図参照）の影響が効いている為で、この
場合の活性炭充填量の設計は、室内の運転温度の
最高値にて活性炭の充填量を決定することによ
り、年間を通して、周囲環境への放射能の放出規
準値から要求される放射性希ガスの遅延時間を満
足することができる。 When dehumidifying exhaust gas, as the operating temperature decreases, the required amount of activated carbon to be charged also decreases. This is because the dynamic adsorption coefficient of activated carbon decreases as the temperature decreases (see Figure 7). By determining the filling amount of the gas, it is possible to satisfy the radioactive rare gas delay time required by the radioactivity release standard value to the surrounding environment throughout the year.
一方、排ガスを脱湿しない場合は、運転圧力
0.7ataの時は、運転温度20℃付近に活性炭必要充
填量の極小値が、運転圧力1.0ataの時は、運転温
度25℃付近に極小値が存在し、極小値より低い温
度では、急激に、活性炭必要充填量が増大する。
これは、相対湿度の上昇による活性炭の動的吸着
係数の低下（第９図参照）の影響が効いている為
で、排ガスの温度が露点に近ずくと相対湿度が急
激に上昇する為、活性炭の動的吸着係数も低下
し、その結果活性炭の必要充填量も増大すること
になる。また、相対湿度は、運転圧力が大なる程
大きくなる為、相対湿度の影響が大きい10℃前後
では、運転圧力が大きい程、活性炭の必要充填量
が大きくなつている。排ガスを脱湿しない場合の
活性炭充填量の設計は、排ガスを脱湿する場合の
活性炭の設計と異なり、運転温度の上限のみでな
く下限も管理する必要があり、運転温度の上限と
下限の間の必要活性炭量が最も大きい点で充填量
を決定する必要がある。 On the other hand, if the exhaust gas is not dehumidified, the operating pressure
When the operating temperature is 0.7ata, the minimum value of the required activated carbon charging amount exists near the operating temperature of 20℃, when the operating pressure is 1.0ata, the minimum value exists near the operating temperature of 25℃, and at a temperature lower than the minimum value, , the required amount of activated carbon filling increases.
This is due to the effect of a decrease in the dynamic adsorption coefficient of activated carbon (see Figure 9) due to an increase in relative humidity.As the temperature of the exhaust gas approaches the dew point, the relative humidity increases rapidly, so activated carbon The dynamic adsorption coefficient of is also reduced, resulting in an increase in the required loading of activated carbon. Furthermore, the relative humidity increases as the operating pressure increases, so at around 10°C, where the influence of relative humidity is large, the higher the operating pressure, the greater the required amount of activated carbon to fill. The design of activated carbon filling amount when not dehumidifying exhaust gas differs from the design of activated carbon when dehumidifying exhaust gas, as it is necessary to control not only the upper limit but also the lower limit of the operating temperature. It is necessary to determine the filling amount at the point where the required amount of activated carbon is the largest.
上記の脱湿しない場合における運転温度の上
限、下限を選定する際、上限と下限の間に必要充
填量の極小値を示す運転温度があるように選び、
尚かつ、極小値を示す温度が上限と下限の中間と
なる温度よりやや下限側になるように選ぶことに
より、温度の低下により急激に活性炭必要充填量
が増大する領域を避けることがき、運転温度の変
動による活性炭の希ガスに対するホールドアツプ
効果の変動を小さく抑えることができる。 When selecting the upper and lower limits of the operating temperature in the case of not dehumidifying as described above, select such that there is an operating temperature that shows the minimum value of the required filling amount between the upper and lower limits,
In addition, by selecting the temperature that shows the minimum value to be slightly on the lower limit side than the temperature that is between the upper and lower limits, it is possible to avoid a region where the required amount of activated carbon charges increases rapidly due to a decrease in temperature, and the operating temperature It is possible to suppress fluctuations in the hold-up effect of activated carbon on rare gases due to fluctuations in .
以上の説明した考え方に基づいて、第２図に従
い、活性炭の運転温度範囲を選定すると、活性炭
の運転圧力が0.7ata〜1.0ataの間にあり、排ガス
再結合装置の出口露点が９℃の場合は、運転温度
を17〜30℃に選ぶことにより、活性炭の必要充填
量を少なくすることができ、更に、運転温度を20
〜25℃に選ぶことにより、運転条件の変動に対し
て活性炭の希ガスに対するホールドアツプ効果の
変動が少ない。すなわち、安定したホールドアツ
プ効果が得られることになる。 Based on the concept explained above, the operating temperature range of activated carbon is selected according to Figure 2. If the operating pressure of activated carbon is between 0.7 ata and 1.0 ata and the outlet dew point of the exhaust gas recombination device is 9 degrees Celsius. By selecting the operating temperature between 17 and 30℃, the required amount of activated carbon can be reduced.
By selecting a temperature of ~25°C, there is little variation in the hold-up effect of activated carbon on rare gases with respect to variations in operating conditions. In other words, a stable hold-up effect can be obtained.
第２図において、排ガスを脱湿しない場合の温
度が30〜40℃の領域及び排ガスを脱湿する場合
に、運転圧力が高い程活性炭の必要充填量が大き
いのは、(1)式における排ガス流量の温度、圧力換
算値の圧力増加による低下率が、圧力増加による
活性炭の動的吸着係数の低下率（第８図参照）を
上廻る為である。 In Figure 2, in the temperature range of 30 to 40°C when exhaust gas is not dehumidified and when exhaust gas is dehumidified, the higher the operating pressure is, the larger the required amount of activated carbon is because the exhaust gas in equation (1) is This is because the rate of decrease in the temperature and pressure conversion values of the flow rate due to an increase in pressure exceeds the rate of decrease in the dynamic adsorption coefficient of activated carbon due to an increase in pressure (see FIG. 8).
第３図は、運転圧力を0.8ataに固定した場合の
活性炭必要充填量の運転温度に対する依存性を排
ガス再結合器出口露点が５〜９℃の各露点毎に示
したもので、排ガスを脱湿しない場合は実線で脱
湿する場合は、破線で示してある。 Figure 3 shows the dependence of the required amount of activated carbon on the operating temperature when the operating pressure is fixed at 0.8 ata for each exhaust gas recombiner outlet dew point of 5 to 9 degrees Celsius. The solid line indicates no moisture, and the broken line indicates dehumidification.
第４図は、運転圧力を1.0ataに固定した場合の
活性炭運転温度に対する依存性を第３図と同様に
示してある。 Similarly to FIG. 3, FIG. 4 shows the dependence of activated carbon on operating temperature when the operating pressure is fixed at 1.0 ata.
第３図及び第４図においても、第２図と同様、
活性炭の運転温度を17〜30℃に選ぶことにより活
性炭の充填量を少なくすることができ、更に、運
転温度を20〜25℃に選ぶことにより、運転条件の
変動に対して活性炭の希ガスに対するホールドア
ツプ効果の変動が少ない、すなわち、安定したホ
ールドアツプ効果が得られることが理解されよ
う。 In Figures 3 and 4, as in Figure 2,
By selecting the activated carbon operating temperature between 17 and 30°C, the amount of activated carbon charged can be reduced, and by selecting the operating temperature between 20 and 25°C, the activated carbon's resistance to rare gases can be adjusted against fluctuations in operating conditions. It will be understood that there is little variation in the hold-up effect, that is, a stable hold-up effect can be obtained.
以上、第２図〜第４図を評価して得られた結果
をまとめると、排ガスの脱湿を行わないタイプの
活性炭式希ガスホールドアツプ装置に関し、装置
に流入する排ガスの露点を５〜９℃の範囲内に、
活性炭式希ガスホールドアツプ塔の運転圧力を
0.7〜1.0ataの範囲内に選んだ時に、活性炭式希
ガスホールドアツプ塔の運転温度を17〜30℃の範
囲内にコントロールすることにより、排ガスの露
点及び運転圧力の変動によらず最も活性炭の充填
量を少なくすることができ、更に、活性炭式希ガ
スホールドアツプ塔の運転温度を20〜25℃の範囲
内にコントロールすることにより、運転条件の変
動に対して希ガスに対する安定したホールドアツ
プ効果が得られる活性炭式希ガスホールドアツプ
装置を提供することができる。 To summarize the results obtained by evaluating Figures 2 to 4 above, regarding the type of activated carbon type rare gas hold-up equipment that does not dehumidify the exhaust gas, the dew point of the exhaust gas flowing into the equipment is 5 to 9. within the range of ℃,
Operating pressure of activated carbon rare gas hold up tower
By controlling the operating temperature of the activated carbon rare gas hold-up tower within the range of 17 to 30℃ when the temperature is selected within the range of 0.7 to 1.0 ata, the most activated carbon The charging amount can be reduced, and by controlling the operating temperature of the activated carbon rare gas hold up tower within the range of 20 to 25°C, a stable hold up effect on rare gas can be achieved despite fluctuations in operating conditions. It is possible to provide an activated carbon type rare gas hold-up device that can obtain the following.
因みに、上記の方法で運転温度を限定せず、原
子力発電所の建屋室温の通常の計画値、すなわ
ち、10〜40℃で活性炭ホールドアツプ塔を運転す
る場合、上記の方法に比して約２倍量の活性炭が
必要なことになる。 Incidentally, if the above method does not limit the operating temperature and the activated carbon hold up tower is operated at the normal planned room temperature of the nuclear power plant building, that is, 10 to 40 degrees Celsius, the operating temperature will be approximately 2 You will need double the amount of activated charcoal.
以下、本発明による運転方法を実施するのに好
適な一実施例を第１図により説明する。
Hereinafter, one embodiment suitable for carrying out the operating method according to the present invention will be described with reference to FIG.
第１図は、第６図に示されるものと略々同様な
活性炭式希ガスホールドアツプ室に本発明を適用
した場合の装置の構成を示すものである。 FIG. 1 shows the configuration of an apparatus in which the present invention is applied to an activated carbon rare gas hold-up chamber substantially similar to that shown in FIG.
第１図において活性炭式希ガスホールドアツプ
塔１１の運転中は、活性炭式希ガスホールドアツ
プ室専用空調機２１が運転されており、活性炭式
希ガスホールドアツプ塔室１８の室内空気は、専
用空調系の吸気ダクト２２に設置されている温度
計２３により温度を検知され、その信号を受けた
温度コントローラ２４は活性炭式希ガスホールド
アツプ塔室専用空調機２１内に設置されているヒ
ータユニツト２５及びクーラユニツト２６の加熱
或いは冷却負荷熱量を温度計２３の検出温度が予
め設定された温度に近ずくようにコントロールす
る。 In FIG. 1, when the activated carbon rare gas hold up tower 11 is in operation, the activated carbon rare gas hold up room dedicated air conditioner 21 is operated, and the indoor air in the activated carbon rare gas hold up tower room 18 is supplied to the dedicated air conditioner. The temperature is detected by a thermometer 23 installed in the intake duct 22 of the system, and the temperature controller 24 receives the signal and controls the heater unit 25 and The heating or cooling load heat amount of the cooler unit 26 is controlled so that the temperature detected by the thermometer 23 approaches a preset temperature.
上記活性炭式希ガスホールドアツプ塔室専用空
調機２１により、加熱或いは冷却された空気は、
専用空調系の排気ダクト２７により、活性炭式希
ガスホールドアツプ塔１１及び配管集合体２８に
吹きつけられる。配管集合体２８は、建屋内を通
つて運ばれてきた活性炭式希ガスホールドアツプ
塔室１８の室温より低い或いは高い温度の排ガス
を活性炭式希ガスホールドアツプ塔１１に入る前
に、室温近くになるように専用空調系からの給気
により加熱或いは冷却する為に設置されたもので
ある。 The air heated or cooled by the activated carbon rare gas hold up tower room air conditioner 21 is
The air is blown onto the activated carbon type rare gas hold up tower 11 and the piping assembly 28 through the exhaust duct 27 of the dedicated air conditioning system. The piping assembly 28 cools the exhaust gas at a temperature lower or higher than room temperature from the activated carbon rare gas hold up tower chamber 18 that has been carried through the building to near room temperature before entering the activated carbon rare gas hold up tower 11. It was installed for heating or cooling using air supplied from a dedicated air conditioning system.
また、建屋の換気空調用のエアダクト１９は、
活性炭式希ガスホールドアツプ塔の運転中は、室
内に人が入つて作業することは無い為、手動ダン
パ２９を閉止し、室内への給気を停止して、活性
炭式希ガスホールドアツプ塔室内に温度ムラがで
きるのを防止すると共に、活性炭式希ガスホール
ドアツプ室専用空調機の熱負荷を低減する。 In addition, the air duct 19 for ventilation and air conditioning of the building is
While the activated carbon type rare gas hold up tower is in operation, no one enters the room to work, so the manual damper 29 is closed and the air supply to the room is stopped. This prevents temperature unevenness from occurring in the room, and reduces the heat load on the air conditioner dedicated to the activated carbon rare gas hold-up room.
一方、原子力発電所の定期点検等、活性炭式希
ガスホールドアツプ塔の運転停止中に、活性炭式
希ガスホールドアツプ塔室へ人が入つて作業をす
る場合は、活性炭式希ガスホールドアツプ塔室専
用空調機２１を停止して、手動ダンパ２９を開に
し、室内を換気する。 On the other hand, if someone enters the activated carbon rare gas hold up tower room to work while the activated carbon rare gas hold up tower is out of operation, such as during regular inspections of a nuclear power plant, The dedicated air conditioner 21 is stopped and the manual damper 29 is opened to ventilate the room.
このようにして、活性炭式希ガスホールドアツ
プ塔の運転中は、活性炭式希ガスホールドアツプ
塔室の専用空調機により、室内空気を閉サイクル
を循環させながら温度コントロールすることによ
り、室内を最適な温度に保持し、活性炭式希ガス
ホールドアツプ室を恒温槽として供することが可
能となり、しかも、専用空調機の熱負荷量も小さ
くてすむことから、専用空調機自体も小型の安価
なものでよく、第１図に示す装置により、本発明
を効果的に実施することが可能となる。 In this way, while the activated carbon rare gas hold up tower is in operation, the dedicated air conditioner in the activated carbon rare gas hold up tower room circulates indoor air in a closed cycle and controls the temperature to maintain the optimal room temperature. The activated carbon rare gas hold-up room can be used as a constant temperature bath, and the heat load on the dedicated air conditioner can be small, so the dedicated air conditioner itself can be small and inexpensive. , the apparatus shown in FIG. 1 makes it possible to effectively carry out the present invention.
以上で説明したように、本発明によれば、活性
炭式希ガスホールドアツプ塔室に専用空調機を設
置して、活性炭式希ガスホールドアツプ室を恒温
槽とし最適な温度に制御することにより、活性炭
式希ガスホールドアツプ塔の活性炭必要充填量を
それ程増大させることなしに、専用空調機に比し
て大掛りな設備である脱湿装置を必要とせずに活
性炭式希ガスホールドアツプ装置を運転できるの
で、経済的に有利でしかも、単純で操作頻度が少
なく信頼性の高い活性炭式希ガスホールドアツプ
装置を提供することが可能となる。
As explained above, according to the present invention, a dedicated air conditioner is installed in the activated carbon rare gas hold up tower room, and the activated carbon rare gas hold up room is controlled to an optimal temperature by using it as a constant temperature bath. The activated carbon rare gas hold up equipment can be operated without significantly increasing the amount of activated carbon required for the activated carbon held up tower, and without the need for a dehumidifier, which is a larger equipment compared to a dedicated air conditioner. Therefore, it is possible to provide an activated carbon type rare gas hold-up device that is economically advantageous, simple, operates less frequently, and has high reliability.
第１図は、本発明による運転方法を実施する活
性炭式希ガスホールドアツプ装置の一実施例を示
す図、第２図は、種々の運転圧力下での活性炭必
要充填量の温度依存性を示す図、第３図及び第４
図は、種々の排ガス露点下における活性炭必要充
填量の温度依存性を示す図、第５図は、代表的な
気体廃棄物処理系の構成を示す図、第６図は、活
性炭式希ガスホールドアツプ塔室の従来の構成を
示す図、第７図、第８図、第９図は、活性炭の動
的吸着係数の各々温度、圧力、相対湿度に対する
依存性を示す図である。
１……原子炉、４……主復水器、９……排ガス
再結合装置、１０……脱湿装置、１１……活性炭
式希ガスホールドアツプ塔、１４……排気筒、１
５……活性炭式希ガスホールドアツプ装置、１８
……活性炭式希ガスホールドアツプ塔室、１９…
…喚起空調用エアダク、２１……活性炭式希ガス
ホールドアツプ室専用空調機、２８……配管集合
体。
Fig. 1 shows an example of an activated carbon rare gas hold-up device implementing the operating method according to the present invention, and Fig. 2 shows the temperature dependence of the required amount of activated carbon charging under various operating pressures. Figures 3 and 4
The figure shows the temperature dependence of the required charging amount of activated carbon under various exhaust gas dew points. Figure 5 shows the configuration of a typical gaseous waste treatment system. Figure 6 shows the activated carbon rare gas hold. Figures 7, 8, and 9, which show the conventional configuration of an uppour chamber, are diagrams showing the dependence of the dynamic adsorption coefficient of activated carbon on temperature, pressure, and relative humidity, respectively. 1... Nuclear reactor, 4... Main condenser, 9... Exhaust gas recombination device, 10... Dehumidification device, 11... Activated carbon rare gas hold up tower, 14... Exhaust stack, 1
5...Activated carbon rare gas hold up device, 18
...Activated carbon rare gas hold up tower room, 19...
... Air duct for ventilation air conditioning, 21 ... Activated carbon rare gas hold up room exclusive air conditioner, 28 ... Piping assembly.
Claims (1)
ガスホールドアツプ装置の運転方法であつて、該
希ガスホールドアツプ装置の運転条件として装置
の入口排ガス露点を５〜９℃の範囲内に、活性炭
の運転圧力を１〜0.7ataの範囲内に選定するとと
もに、活性炭の運転温度を17〜30℃の範囲内に選
定することにより、活性炭の必要充填量を最小な
らしめたことを特徴とする活性炭式希ガスホール
ドアツプ装置の運転方法。 ２ 前記活性炭の運転温度を20〜25℃の範囲内に
選定することにより、安定した希ガスホールドア
ツプ効果を得るようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の活性炭希ガスホールドア
ツプ装置の運転方法。 ３ 被処理排ガス入口と、処理ガス出口との間に
活性炭式希ガスホールドアツプ塔を複数基直列に
配設し、これら複数基のホールドアツプ塔を一つ
の塔室内に収容してなる活性炭式希ガスホールド
アツプ装置において、前記ホールドアツプ塔への
入口排ガス露点を５〜９℃の範囲内に選定する手
段と、活性炭の運転圧力を１〜0.7ataの範囲内に
選定する手段を付設するとともに、前記活性炭式
希ガスホールドアツプ塔の運転温度を17〜30℃の
範囲内に選定する手段を設けたことを特徴とする
脱湿装置を必要としない活性炭式希ガスホールド
アツプ装置。 ４ 前記活性炭式希ガスホールドアツプ塔の運転
温度を17〜30℃の範囲内に選定する手段は、前記
活性炭式希ガスホールドアツプ塔室内との間で閉
サイクル運転するように設置された該塔室専用空
調機であることを特徴とする特許請求の範囲第３
項に記載の活性炭式希ガスホールドアツプ装置。 ５ 前記塔室内において、前記活性炭式希ガスホ
ールドアツプ塔に入る直前に配管集合体を設け、
該希ガスホールドアツプ塔に流入する被処理排ガ
スの温度を前記専用空調機により選定される塔室
内の温度に近づけるにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第４項に記載の活性炭式希ガスホール
ドアツプ装置。 ６ 前記塔室には、前記活性炭式希ガスホールド
アツプ塔の運転停止中に該塔室内に人が出入りで
きるように前記専用空調機とは別に室内換気用空
調系を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第
３項ないし第５項に記載の活性炭式希ガスホール
ドアツプ装置。[Scope of Claims] 1. A method of operating an activated carbon-type rare gas hold-up device that does not dehumidify the exhaust gas to be treated, wherein the operating condition of the rare gas hold-up device is to set the inlet exhaust gas dew point of the device to 5 to 9°C. By selecting the operating pressure of activated carbon within the range of 1 to 0.7 ata and selecting the operating temperature of activated carbon within the range of 17 to 30℃, the required amount of charged activated carbon was minimized. A method of operating an activated carbon rare gas hold-up device characterized by the following. 2. The activated carbon rare gas hold according to claim 1, wherein a stable rare gas hold up effect is obtained by selecting the operating temperature of the activated carbon within the range of 20 to 25°C. How to operate the up device. 3 A plurality of activated carbon rare gas hold up towers are arranged in series between the inlet of the exhaust gas to be treated and the outlet of the treated gas, and these multiple hold up towers are housed in one tower chamber. The gas hold up device is provided with means for selecting the exhaust gas dew point at the entrance to the hold up tower within the range of 5 to 9°C, and means for selecting the operating pressure of activated carbon within the range of 1 to 0.7 ata, An activated carbon rare gas hold up device that does not require a dehumidification device, characterized in that it is provided with means for selecting the operating temperature of the activated carbon rare gas hold up tower within a range of 17 to 30°C. 4. The means for selecting the operating temperature of the activated carbon rare gas hold up tower within the range of 17 to 30°C is the means for selecting the operating temperature of the activated carbon rare gas hold up tower, which is installed to operate in a closed cycle between the inside and outside of the activated carbon rare gas hold up tower. Claim 3, characterized in that it is a room-only air conditioner.
Activated carbon type rare gas hold-up device described in . 5 In the tower chamber, a piping assembly is provided immediately before entering the activated carbon rare gas hold up tower,
Activated carbon type rare gas according to claim 4, characterized in that the temperature of the waste gas to be treated flowing into the rare gas hold up tower is brought close to the temperature inside the tower chamber selected by the dedicated air conditioner. Hold up device. 6. The tower room is characterized by being equipped with an indoor ventilation air conditioning system separate from the dedicated air conditioner so that people can enter and exit the tower room while the activated carbon rare gas holding up tower is out of operation. An activated carbon rare gas hold-up device according to claims 3 to 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6608985A JPS61225698A (en) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Method and device for operating activated carbon type rare gas hold-up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6608985A JPS61225698A (en) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Method and device for operating activated carbon type rare gas hold-up device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225698A JPS61225698A (en) | 1986-10-07 |
| JPH0562717B2 true JPH0562717B2 (en) | 1993-09-09 |
Family
ID=13305783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6608985A Granted JPS61225698A (en) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Method and device for operating activated carbon type rare gas hold-up device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61225698A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5547928B2 (en) * | 2009-08-27 | 2014-07-16 | 大成建設株式会社 | Exhaust system and exhaust method |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP6608985A patent/JPS61225698A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61225698A (en) | 1986-10-07 |
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