JPS59120998A - 気体廃棄物処理系統の移送装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、放射性気体廃棄物処理系統（二係シ、特（二
原子力発電プラント（二おいて排出される放射性気体廃
棄物を安全確実（二処理する放射性気体廃棄物処理系統
の移送装置（１関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

例えは、沸騰水型原子炉の冷却材（妊水）は、炉心を通
過する間（二中性子照射を受けてその一部が酸素と水累
と（部分解されるととも（二、’Ｈ１”ＮＩＩｆｔ（）
等の核種が生じる。また、原子炉燃料中からは微量のＫ
ｒ　＋　Ｘｅ等の放射性希ガスが発生する。そして、こ
れらは蒸気（＝混入してタービン系へ送られる。

この放射性気体廃棄物（以下排カスと称す。）は、−収
（１非凝縮性であり、このため、蒸気系統内、特（＝タ
ービン玉復水器上部（二浦留する。この滞留した排ガス
は空気抽出器でタービン系外（二抽出されるが、この抽
出された排ガスを規定の放射能濃度以下になるまで減衰
させて放出するため排ガス処理系統が設けられている。

排ガス処理系統では、先ず、排ガス中の酸素と水素とを
再結合させて水蒸気とし、さらに、活性炭の吸着の妨げ
とならない様（１排ガス中の水分水蒸気を復水器および
乾燥器等で除去し、次いで活性炭式希ガス・ホールドア
ツプ塔（二おいて充分減衰させた後、真空ポンプ（−よ
ｐ大気中に放出している。

この排ガス真空ポンプとしては、一般（二、信頼性の見
地から構造の単純な水封式真空ポンプが用いられる。

ところで、この真空ポンプは、シール水を循環して用い
られており、シール水温度が上昇するため熱交換器で冷
却しながら運転を行なっているが経済性の観点から４０
℃近くの水温で通常運転されている。従って、排ガス真
空ポンプからは、温度４０℃、湿度約１００係の排ガス
が排出される。

原子力発電プラントでは、この排ガス真空ポンプからス
タックまでトレンチなどの配管内を、数百メートル近く
の長さく＝わたって排ガス移送の配管が設けられる。

この配管内を通る過程で、排ガスは配管の外部温度まで
自然冷却されるが、その際、排ガス中の水分は配管内で
凝縮する。この量は季節（二よる外気温の変化（＝よシ
異なるが、外気温が１０℃程度ならば、１１０万蹟クラ
スの原子力発電プラントでは大体１時間で２キログラム
程度となる。この凝縮水を処理する装置は数百メートル
の配管に１ケ所ないし２ケ所設けられるのが普通である
ので、長い配管の内部を延々と多量の排水が流れるとい
う状態になっておシ、保守管理上および管理の防食対策
上問題となっていた。

また、温度の点では４０℃と比較的低い温度ではあるが
、数百メートル近くの配管の＠線部分などでは、配管の
支持構造物の設計（二おいて特別の注意が必要であった
。

更口、排ガスは自然冷却（二よυ配管外部とほぼ同温度
（二までなるが、トレンチ内部の温度は外気よシも通常
高くなっているため、外気の状態と、プラントの運転状
況（二よってはスタック出口部で排ガス中の水分アフ精
化することがちシスタックから白煙となって大気中（二
放出されて、原子力発電プラントのイメージを損なうお
それがあった。

以上のような問題は、水封式真空ポンプの下流Ｃ二水封
式真空ポンプから排出される排ガスの温度および温度を
下げるための特別の冷却機を設けることによシ一応解決
することはできるが、系統を不必要（二複雑化してしま
うという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情（＝鑑みてなされたもので、その目
的は、あらかじめ低温度（−冷却された封水を水封式真
空ポンプ（二供給せしめて排ガスと直接熱交換させるこ
と（二よシ、上記欠点を解消した排ガス処理系統の移送
装置を提供する（二ある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的（二達成するため（＝、原子炉など
で発生した排ガスを管路な経て外部へ移送するための水
封式真空ポンプと、この真空ポンプの下流（＝設置され
、前記排ガスと封水を分離し、かつ封水な循環使用する
ために貯蔵する循環水タンクを有する排ガス処理系統の
移送装置（＝おいて、前記封水な循環水冷却装置（二て
冷却するととも（二この冷却された封水な前記水封式真
空ポンプ内（二で前記排ガスと直接接触させて前記排ガ
スを冷却するようにしたものである。また、前記水封式
真空ポンプと前記循環水タンクと前記循環水冷却器とは
同−架台上に設置されている。さら（二、前記封水の水
温は前記循環水タンクから流出する排ガスの流れる管路
の外部雰囲気温度（一応じて調節するようにしたもので
ある。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の排ガス処理系統図であシ、同図（二お
いて、タービン主復水器１上部（−滞留する排ガスは、
空気抽出器２（二よジタービン系外（二抽出され、再結
合器３によｐ排ガス中（二酸素と水素とが再結合され、
次いで、再結合（二よシ生じた水蒸気は、活性炭の吸着
の妨げとならないよう（＝排ガス復水器４　Ｅよシ凝縮
され、更（＝乾燥器５（二よシ除去される。ここで、排
ガスは一２０’Ｃ程度まで冷却され、非常に乾燥した状
態となる。この乾燥された排ガスは、活性炭希ガス・ホ
ールドアツプ塔６，６を通シ排ガス中に含有される放射
性希ガスは活性炭に吸着されて充分減衰される。このよ
う（ニして放射性希ガスの減衰された排ガスは水封式真
空ポンプによシ排気配管へ送入されて循環水タンク８を
経て排気配管１２を通り、スタック１３から大気中へ放
出される。１４は排気配管１２の途中（二接続されたド
レン管、１５はドレン排出装置である。

一方、循環水タンク８の下部からは、循環水ポンプ９（
＝よって真空ポンプ７（二封水が送られるととも（二流
量調節弁１８を介して循環水が循環水タンク８（二送ら
れている。また、循環水タンク８には冷却配管１９を介
して冷却器１０が配設されておシ、また、この冷却器１
０は同じく循環水タンク８に設けられている温度計１７
と電線１６で接続されている。

火口、上記の如く構成された本発明の排ガス処理装置の
作用（二ついて説明する。先（−述べたよう１″−１空
気抽出器２より抽出された排ガスは、再結合器３（二上
り排ガス中の酸素と水素が再結合された後、排ガス復水
器４により凝縮され、さら（二、排ガス乾燥器５（こて
、−２０’Ｃまで冷却される。このため真空ボングア（
二人る排ガスは、露点−２０℃となっておシ、その後の
管や、機器を流れる間（＝外気からの熱を吸収し、はぼ
室温と同じ４０℃くらいになっている。一方、循環水ポ
ンプ９から供給される封水は凍結しない０℃〜５℃に温
度コントロールされてお９、両者すなわち排ガスと封水
は真空ポンプ７内（二で混合され、＠接熱交換して、配
管１１を通９、循環水タンク８内（１至る。循環水タン
ク８では、サイクロン効果により、排ガスと水（＝分離
できるようになっておシ、はとんどの水滴はここ（−お
いて除去される。こうして冷却されて５℃〜１０℃とな
った排ガスが、排気配管１２を通ってスタック１３へ送
られる。

以上説明したよう（二、本発明の排ガス処理装置（−よ
れば、排ガスの露点は、排ガスの温度と同じ（−５６Ｃ
〜１０℃まで下げられるため排気配管１２がそれ以降に
通過する部分の外気よシ低くなってスタック１３までの
長い配管内では殆んど凝縮が生じなくなシ、配管の腐食
防止上大きな効果がある。このことは、従来技術ではス
テンレス鋼製の配管を用いるべきところを、本発明では
炭素鋼製の配管で充分とな夛、コストダウン効果が大き
いことを意味する。また、排ガスの凝縮水中（二は、当
然放射性希ガスの減衰（二よって生じた娘核子が存在す
るため、遮蔽設計上、凝縮水の移送（＝は注意を要した
が、凝縮水がほぼ一ケ所で集中的に除去できるため、系
統をよシ健全な状態とすることができる。

したがって、収納室からスタックまでの排気配管の運転
温度を、はｙ常温程度とすることが可能となル配管およ
び支持構造物の設計を容易（ニすることができる。しか
もスタック出口（二おける霧の発生も防止することがで
きる。

また、封水の温度が下がることは、水封式真空ポンプの
性能上で非常に大きな影響を持つものである。これは、
水封式という構造の特性上、蒸気圧と水温が密接な関係
を持つことによるものである。排ガス処理系統において
、必要とされる真空度は、２５０朋Ｈｇ真空程度までで
あシ、この場合（＝おいては、１５％程度の出力の低減
化を計ることができた。すなわち、従来１１０万袖タイ
プの排ガス処理系統の真空ポンプ゛（二では、１８．５
　ｋｗ　程度の出力のポンプを使用していたが、これが
１６ｋｗの出力のもので充分となった。しかも、ポンプ
は連続的に使用されるものであるため、この省エネルギ
効果は太きい。また、このことは、ポンプ部からの発熱
量を小さなものとして、よシ低能力の冷却機を設置すれ
ばよいという副次効果を有する。さら（二、省エネルギ
ーの点（＝注目すれば、従来、所内（ユて作成した純水
を補給水として便用し、毎時２４程度を廃液系に排出し
ていたのを本発明（二では極端（二その使用量及び排出
量を減らして有効的じ使用することができるため、省エ
ネルギー効果は大きくなる。特に、純水製造工程面もさ
ることながら、放射性廃液としての処理（二は、廃液の
所内蒸気シニよる加熱＃縮や、その後の長期間にわたる
貯蔵などの大幅な削減の効果は非常に大きなものがある
。

この他、構造面でも大幅なコンパクト化が実施できる。

すなわち、従来、循環水の冷却（−は、水対水式の熱交
換器が用いられていたが、冷却水温が、５℃程度のもの
を使用するのが通例であったため、伝熱面積を大きく取
らねばならず、従って、熱交換器が大型化する難点があ
ったのを、本発明ではコンパクトなもの（＝まとめるこ
とができた。

また、先（二述べた真空ボンダの小型化、それ（１伴な
う循環水ポンプの小型化も合せて全体的に小型化が計れ
る。さらに、このコンパクト化（二ついて第２図につい
て詳しく説明する。すなわち、第２図に示すよう（二、
本発明では真空ポンプ７、循環水ポンプ９、循環水タン
ク８及び循環水冷却装置１０を１つのパッケージとして
まとめることができる。そして、各部品間の配管接続は
第１図の排ガス系統図にしたがってなされている。この
ようＣニパッケージ化すること（二よシ、さらに、次の
ような効果が副次的に得られる。

すなわち、真空ポンプ、循環水ポンプ、循環水タンク、
循環水冷却器及びこれ等機器内の接続配管が一体として
同−架台上にパッケージ化され、パッケージ品として据
付けられる為に、従来の如く各機器単独（二て据付けた
後（−１接続配管の溶接を行なう必要がなくなる。従来
、この配管溶接は現地における合せ作業となるので、作
業性は極めて悪かったが、本発明（二よシ、かかる作業
性は全く改善される。

また、パンケージ化された状態で完成品として工場内（
二で、リーク試験、耐圧試験、性能試験等のテストを十
分（−実施でき、従来（１比べて一鳩高い品買保証が可
能となった。これらのテストは、従来では現地”テスト
とならざるを得なかった。

さら（二、従来の機器配置は、現地（二おける機器接続
配管の浴接作業性を考慮して決定されていたため（−１
大きなスペースを必要としていた。本実施例によれば、
かかる配管は既（＝パッケージ品として組み込まれてい
るので、現地作業（二対窓するスペースを配慮する必要
は全くなく、配置スペースの節約は非常に太きい。

以上の他に、特記すべき事項としては現地工事期間を著
しく短縮できることであ゛る。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、ＷＪ１図
と同一なもの（二は同一符号を附しである。

原子力発電プラントでは、排ガス真空ポンプ７からスタ
ック１３までのトレンチ内などでの配管を排ガスが通る
間（二、排ガスが外部雰囲気温度まで自然冷却すること
は既（＝第１図の実施例（二ついて説明したところであ
るが第３図（二ついても簡単（二説明すると、タービン
玉復水器１（二滞留する排ガスは、空気抽出器２（二よ
りタービン系外（＝抽出され、再結合器３で排ガス中の
酸素と水素とが再結合されて水蒸気を生じ、この水蒸気
は排ガス復水器４（二よシ凝縮され乾燥器５によシ除去
される。ここで排ガスは一加℃程度まで冷却され非常（
二乾燥された状態となる。この排ガスはホールドアツプ
塔６を通過し、さら（＝真空ポンプ７によシ配管１１へ
導入されて循環水タンク８を経て配管１２を通シ、スタ
ック１３から大気中へ放出される。しかして第３図に示
すよう（二屋外トレンチ加の室内雰囲気温度は温度計２
１（二て測定され、電線ｎを介して調整４乙に入力され
る。調整器ｎよシミ線列な介して冷却装置１０の設定温
度は変更され、循環水タンク８内の循環水温度が変更さ
れる。このよう（一温度が変更された循環水は循環水ポ
ンプ９（二よシ真空ポンプ７１−循環されるので結局、
排ガスの真空ポンプ出口部の温度が変更されるのである
。この方法は、配管１２内（二凝縮の起こらない程度ま
で排ガス温度を上げ、冷却装置１０（二て消費される電
力を節約しようとするものであシ、合理的な運転が可能
となるものである。

第４図は本発明のさら（二個の実施例、￥ｆ（＝排ガス
真空ポンプ７と循環水タンク８廻９の配管系統図を示す
もので、第１図乃至第３図と同一な部分（−は同一符号
を附している。すなわち、同図に示すよう（＝、循環水
タンク８の下部からは循環水ボンダ９によって封水が循
環水クーラ５を経て真空ポンプ７（１送られるととも（
二流量調節弁１８を介して循環水が循環水タンク８（１
送られる。そして、循環水クーラ５は冷媒配管かによシ
冷却装置苔に接続されておシ、また、循環水クー２５の
出ロ配管側Ｃ二設けられた温度計２９と冷却装置２７と
は電線路（二よ多接続される。したがって、この実施例
では循環水の温度を温度計２９０より検知して、冷却装
置２７（二伝達するので、循環水の温度は冷却装置２７
によって制御される循環水クーラ２５（二よって精度良
くコントロールされる。循環水の温度制御をなすことの
できる前記したよ５な構成は、運転開始のための予冷時
間を短くすることができるという利点を有する。なお、
循環水タンク８から配管１２を通った排ガスは図示しな
いスタックから大気中（二放出される。

〔発明の効果〕

本発明（＝よれば、真空ポンプの運転を健全なものとす
ることができるとともに省エネルギー効果も大きく、ま
た容易（＝装置全体のコンパクト化が計れる。しかも、
現地工事期間を短縮できる等の実用効果は太きいもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の排ガス処理系統の系統図、
第２図は第１図の循環水タンク廻シのパッケージの斜視
図、第３図は本発明の他の実施例の排ガス処理系統の系
統図、第４図は本発明のさら（１他の実施例（１係る循
環水タンク廻シの配管系統の系統図である。 １・・・タービン生復水器、２・・・空気抽出器３・・
・再結合器、　　　　４・・・排ガス榎水器５・・・排
ガス乾燥器、　　　　６・・・希ガス・ホールドアラフ
塔７・・・真空ポンプ、　　　　８・・・循環水タンク
９・・・循環水ポンプ、　　１０．２７・・・循環水冷
却装置１３・・・スタック、　　　　　１７．２１．２
９・・・温度計加・・・屋外トレンチ、　　　％・・・
調整器（８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（
ほか１名）第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子炉等で発生した放射性気体廃棄物を移送する
   ための水封式真空ポンプと、この真空ポンプの下流（＝
   設置され、前記気体廃棄物と封水を分離しかつ封水な循
   環使用するため（＝貯蔵する循環水タンクを有する気体
   廃棄物処理系統の移送装置において、前記封水な循環水
   冷却装置にて冷却するととも（二この冷却された封水を
   前記水封式真空ボング内（二て気体Ｆ！Ａｚ物と直接接
   触させて前記気体廃棄物を冷却せしめてなることを特徴
   とする気体廃棄物処理系統の移送装置。
2. （２）封水の水温は循環水タンクから流出する気体廃棄
   物の流れる配管の外部雰囲気温度（１応じて制御されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の気体廃棄物処理系統の
   移送装置。
3. （３）水封式真空ポンプと循環水タンクと循環水冷却器
   は同−架台上に配置されてなる特許請求の範囲第１項記
   載の気体廃棄物処理系統の移送装置。