JPH10332884A

JPH10332884A - 放射性気体廃棄物処理装置

Info

Publication number: JPH10332884A
Application number: JP14614997A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Abe; 修一阿部; Daisuke Miyazaki; 大輔宮崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】中空糸膜モジュールを組み込んだ除湿装置にお
いて、入口ガスのミストを除去し、また本体胴内で凝縮
しないようなガス条件が得られ、信頼性を向上する。【解決手段】除湿装置14は本体胴15内に中空糸膜モジュ
ール16が組み込まれ、本体胴15の両端に排ガス入口室17
と排ガス出口室18とを有している。排ガス入口側配管20
に第１の温度計23を取り付け、排ガス入口室17内に第２
の温度計24を取り付ける。本体胴15の周囲に加熱ヒータ
25を設ける。第１および第２の温度計23，24を制御装置
26の入力側に接続し、制御装置26の出力側に加熱ヒータ
25を接続する。本体胴15の温度と入口ガスの温度を等し
くなるように制御装置26で制御する。これにより排ガス
中の湿分を連続的に除去でき本体胴15内で排ガスが凝縮
しないガス条件を得ることができ、もって信頼性が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は排ガス中の湿分を連
続的に除去できるように構成した放射性気体廃棄物処理
装置用除湿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば原子力発電プラント等で発生した
放射性気体廃棄物（以下排ガスと記す）を、図４に示し
たようにタービン主復水器から蒸気式空気抽出器１によ
り抽出し、水素再結合装置２により水素ガスの再結合を
行い、排ガス中の水素を可燃限界以下とするとともに、
処理流体の減容処理を行った後、水素再結合装置２から
の排ガスを中空糸膜モジュールを用いた除湿装置６より
湿分を除去した後、活性炭式希ガスホールドアップ塔７
に導いて放射能の減衰を行う放射性気体廃棄物処理装置
が知られている。

【０００３】沸騰水型原子炉の冷却材は、炉心を通過す
る間に中性子照射を受けて、一部が酸素と水素に分解
し、その上、さらに³Ｈ，¹⁶Ｎ，¹⁹Ｏ等が生じる。ま
た、燃料棒に生じたピンホール等からＫｒやＸｅなどの
放射性の希ガスが漏洩し、これらの希ガスが冷却材に混
入してタービン系に送られている。この他、タービン主
復水器へ外気からの漏れ込みがある。これらの排ガスに
より、沸騰水型原子力発電所におけるタービン系施設は
原子炉廻りの施設同様に遮蔽設備を施し、且つ所内およ
び周辺の健全性を維持するため、排ガスを処理する必要
がある。

【０００４】ところで、前記排ガスは一般に非凝縮性が
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。タービン主復水器中の非凝縮ガスの存在はタ
ービン主復水器の性能維持の点から好ましくない。この
ため、タービン主復水器に滞留する排ガスを空気抽出器
１により抽出し、タービン主復水器の性能維持を図ると
ともに、排出された排ガスは気体廃棄物処理装置に導い
て処理するようにしている。

【０００５】図４によりこの従来の気体廃棄物処理装置
の一例を説明する。タービン主復水器の内部に滞留した
排ガスは空気抽出器１により抽出され、再結合装置２を
構成する予熱器３，再結合器４および復水器５へ導かれ
て、再結合器４で排ガス中の水素ガスの再結合を行い、
復水器５で排ガス中の水蒸気の減容処理がなされる。

【０００６】すなわち、水素再結合装置２に導かれた排
ガスは、まず排ガス中に含まれる酸素と水素が効率よく
再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、排ガス中の水素と酸素とが再結合
反応により水蒸気となる。

【０００７】さらに、その下流の復水器５では外部冷却
水により、蒸気式空気抽出器１による排ガスの抽出で使
用された水蒸気も併せて凝縮されて、ほとんどが復水と
なって排ガス中から分離され、分離された復水はタービ
ン主復水器に戻される。

【０００８】一方、水分が分離除去された排ガスは図４
に示すように、除湿装置６に導かれて中空糸膜内を通過
し水蒸気が中空糸膜を通過して中空糸膜外に排出され湿
分が除去された後、活性炭式希ガスホールドアップ塔７
に導かれる。そして、排ガス中に残った放射性ガス（主
体はＸｅ，Ｋｒなどの希ガス）を活性炭に吸着させ、長
時間のホールドアップののち、排ガス真空ポンプ８によ
り廃棄筒９から大気へ放出される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】これらの機器は、単独
若しくは複数の機器毎に各室に分離され、空調が行われ
ている。特に、活性炭式希ガスホールドアップ塔室10は
他の一般空調とは別に、専用空調設備11からダクト12，
13を介して空調がなされ、活性炭の吸着性能維持のた
め、活性炭式希ガスホールドアップ塔入口配管内を低い
温度に保つことができるようになっている。

【００１０】しかしながら、中空糸膜利用の除湿装置14
において、導入される排ガスの温度が高く、除湿装置内
の温度がガス温度より低いと、除湿装置内でミストが凝
縮し、その水が中空糸膜のミクロポアを塞いでしまう課
題がある。

【００１１】前述の如く、本発明は上記課題を解決する
ためになされたもので、中空糸モジュールを組み込んだ
除湿装置において、内部で結露することなく中空糸膜の
ミクロポアを常に 100％水蒸気透過の目的で使用できる
ようにすることで、排ガス中の湿分を連続的に除去して
信頼性の向上を図ることができる放射性気体廃棄物処理
装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、原子力発電プ
ラント等から発生した放射性気体廃棄物（排ガス）を、
タービン主復水から空気抽出器を通し、水素再結合装置
を導いて水素ガスの再結合を行い、排ガス中の水素の量
を可燃限界以下にするとともに減容処理を行った後に、
水素再結合装置からの排ガスを中空糸膜利用の除湿装置
に導いて湿分を除去した後、活性炭式希ガスホールドア
ップ塔に導いて、放射能の減衰を行う放射性気体廃棄物
処理装置において、排ガス温度と除湿装置の排ガス入口
室に温度計を設け、排ガス温度に合わせた状態に除湿装
置内部を加熱するため、除湿装置本体の回りに設けたヒ
ーターを制御し、除湿装置へ流入する排ガス温度以上に
し、除湿装置内で排ガスに含まれる湿分が凝縮なること
を防止することを特徴とする。

【００１３】前記除湿装置は除湿装置へ流入する入口配
管に排ガス温度測定器を設け、除湿装置本体に温度測定
器を設けたことを特徴としている。前記除湿装置におい
て、流入ガス温度と胴体温度差を比較し、ヒーターをコ
ントロールする制御装置を設けたことを特徴とする。前
記除湿装置において、排ガス入口室の入口ノズル部にデ
ミスタを設け、流入する排ガスのミストを除去し中空糸
膜モジュールの水蒸気透過性能を向上させることを特徴
とする。

【００１４】前記除湿装置において、排ガス入口室内部
にエリミネータを設け、流入する排ガスの湿分ミストを
除去し中空糸膜モジュールの水蒸気透過性能を向上させ
ることを特徴とする。また、前記除湿装置において、排
ガス入口室で液滴化した湿分を底部に設けた配管を介し
て連続的に排出できるトラップを設けたことを特徴とす
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１および図２を参照しながら本
発明に係る放射性気体廃棄物処理装置の一実施の形態を
詳しく説明する。本実施の形態が図４に示した従来例と
異なる主な点は除湿装置６を改良したことにあるので、
図１では本実施の形態の除湿装置14とその周辺のみを示
しており、図４における除湿装置６の上流側と下流側の
装置や機器類を記載してないが、本実施の形態ではこれ
らは存在しており、重複を避けるため省略している。

【００１６】すなわち、本実施の形態の除湿装置14は本
体胴15と、この本体胴15内に組み込まれた多数本の中空
糸膜モジュール16と、本体胴15の両端に設けられた排ガ
ス入口室17および排ガス出口室18とからなっている。排
ガス入口室17には排ガス入口ノズル19が接続され、この
排ガス入口ノズル19は水素再結合装置２の出口側に接続
された配管20に接続している。排ガス出口室18には排ガ
ス出口ノズル21が接続され、排ガス出口ノズル21は活性
炭式希ガスホールアップ塔10に接続する配管22に接続し
ている。

【００１７】配管20には第１の温度計23が設けられ、排
ガス入口室17には第２の温度計24が設けられている。本
体胴15の周囲には加熱ヒータ25が設置され、加熱ヒータ
25と第１および第２の温度計23，24は制御装置26に接続
している。第１および第２の温度計23，24の信号を制御
装置26へ入力し、制御装置26の出力信号を加熱ヒータ25
へ入力して加熱ヒータ25の加熱温度を調節する。

【００１８】排ガス入口室17は配管27を介してトラップ
28と接続し、トラップ28は主復水器へ接続している。除
湿装置14および排ガス入口室17について図２（ａ），
（ｂ）に拡大して示す。図２（ａ）は除湿装置14の縦断
面図で図２（ｂ）は図２（ａ）における排ガス入口室17
およびその周囲を若干拡大して示している。

【００１９】図２（ａ）では中空糸膜モジュール16を一
体のみ拡大して示しているが、本体胴15内に多数体が管
板29に両端が固定されている。図２（ｂ）に示したよう
に排ガス入口室17内にはデミスタ30が挿入され、デミス
タ30の上方に設けた上蓋31は排ガス入口ノズル19のフラ
ンジ32に気密に固定されている。

【００２０】図３（ａ），（ｂ）は図２（ａ），（ｂ）
の他の例を示しており、デミスタ30の代りに排ガス入口
室17内にエリミネータ33を挿入したことにある。エリミ
ネータ33は排ガス入口ノズル19側に対向して設けてい
る。

【００２１】本実施の形態においては、除湿器として水
蒸気透過係数の大きい中空糸膜を内蔵する除湿装置が用
いられ、排ガスは中空糸膜を通過する。この除湿装置内
排ガス入口室で排ガス中のミストを液滴化して除去する
ので、中空糸膜表面に水滴として付着することがない。
したがって、水蒸気透過性能が向上するので、排ガス中
の水蒸気分を最も効率よく除去することができる。つま
り、排ガス中の水蒸気分が中空糸膜を透過して除去さ
れ、排ガスの湿度が所要のパーセント以下、例えば０％
となる。

【００２２】次に上記実施の形態に係る放射性気体廃棄
物処理装置の作用を説明する。処理される湿潤な排ガス
（温度；40℃，露点； 100％，圧力； 0.8ａｔａ）が図
４に示す水素再結合装置２から除湿装置14に流入する。
排ガスは排ガス入口ノズル19を通り排ガス入口室17に入
り、中空糸膜モジュール16に導かれる。中空糸膜モジュ
ール16では中空糸膜の内部を通過するが水蒸気分圧差で
溶解，拡散，放散現象で湿潤ガスから水分を分離する。
乾燥ガスは排ガス出口室18に入り排ガス出口ノズル21か
ら配管22を通って次工程に活性炭希ガスホールドアップ
塔８へ送られる。

【００２３】排ガス入口側配管20に設けた第１の温度計
23で流入する排ガスの温度を測定し、本体胴15に設けた
第２の温度計24との温度差を比較し、加熱ヒータ25を制
御装置26から除湿装置14の温度が入口排ガス温度高い状
態よりコントロールしている。除湿装置14を温度コント
ロールすることで除湿装置14の本体胴15内で排ガス中の
湿分が凝縮し液滴することを防止している。また、ドレ
ンが発生した場合は底部に接続されたドレン抜き配管よ
りトラップ26を介して連続的に主復水器へ排出される。

【００２４】また、図２に示すように除湿装置14の排ガ
ス入口室19の排ガス入口ノズル部19部にデミスタ30を設
けることにより排ガス中のミストを分離除去することが
できる。さらに、図３に示すように除湿装置14の排ガス
入口室23にエリミネータ33を設けることにより排ガス中
のミストを除去することができる。本実施の形態によれ
ば排ガスの乾燥度は１時間強で露点で−30℃のガスが得
られ、機能上十分であることが確証できた。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、排ガスを中空糸膜モジ
ュールで処理する前に排ガス中の湿分ミスト除去するこ
とで、中空糸膜モジュールの水蒸気透過効率を向上さ
せ、もって信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性廃棄物処理装置の実施の形
態における除湿装置回りを示す系統図。

【図２】（ａ）は図１における除湿装置を示す縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＸ部を拡大して示す縦断面図。

【図３】（ａ）は図１における除湿装置を示す縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ矢視方向を拡大して示す横
断面図。

【図４】従来の気体廃棄物処理装置を示す系統図。

【符号の説明】

１…蒸気式空気抽出器、２…水素再結合装置、３…予熱
器、４…再結合器、５…復水器、６…除湿装置、７…活
性炭式希ガスホールドアップ塔、８…排ガス真空ポン
プ、９…排気筒、10…活性炭式希ガスホールドアップ塔
室、11…専用空調設備、12，13…ダクト、、14…除湿装
置、15…本体胴、16…中空糸膜モジュール、17…排ガス
入口室、18…排ガス出口室、19…排ガス入口ノズル、20
…配管、21…排ガス出口ノズル、22…配管、23…第１の
温度計、24…第２の温度計、25…加熱ヒータ、26…制御
装置、27…配管、28…トラップ、29…管板、30…デミス
タ、31…上蓋、32…フランジ、33…エリミネータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子力発電プラント等から発生した放射
性気体廃棄物の排ガスをタービン主復水器から空気抽出
器を通し排ガス再結合器に導いて水素ガスの再結合を行
い、前記排ガス再結合器からの排ガスを排ガス除湿装置
に導いて排ガス中の湿分を除去した後、活性炭式ホール
ドアップ塔に導いて放射性の減衰を行う放射性気体廃棄
物処理装置において、前記排ガス除湿装置は本体胴と、
この本体胴の両端に設けられた排ガス入口室および排ガ
ス出口室と、前記本体胴内に組み込まれた中空糸膜モジ
ュールとを具備し、前記本体胴の外周囲に加熱ヒータを
設け、前記排ガス入口室に入口ノズルを介して接続する
排ガス流入管と前記排ガス入口室にそれぞれ温度計を設
け、前記それぞれの温度計を入力側に接続し前記加熱ヒ
ータを出力側に接続する制御器を設けてなることを特徴
とする放射性気体廃棄物処理装置。
【請求項２】前記排ガス入口室の入口ノズル部にデミ
スタを設けてなることを特徴とする請求項１記載の放射
性気体廃棄物処理装置。
【請求項３】前記排ガス入口室内にエリミネータを設
けてなることを特徴とする請求項１記載の放射性気体廃
棄物処理装置。
【請求項４】前記排ガス入口室底部に接続した配管を
介してトラップを接続してなることを特徴とする請求項
１記載の放射性気体廃棄物処理装置。