JPS5967499A - 放射性気体廃棄物処理用再結合器 - 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〕 本発明はたとえば沸騰水形原子力発電プラントで発生す
る放射性気体廃棄物（以下排ガスと称するＣ　）を処理
するための処理系統に組込まれる再結合器に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に沸騰水形原子力発電所における気体廃棄物処理系
統（プロセスライン）は、第１図に示すように主復水器
（図示せずンから連結される空気抽出器１、排ガス予熱
器２、排ガス再結合器３、排ガス復水器４、排ガス予冷
器５、排ガス乾燥器６、サンドフィルタＴ１活性炭塔８
、排＃、２フィルタ９、真空ポンプ１０およびスタック
１１が直列に配管接続された構成になっている。

沸騰水形原子力発電プラントのタービン主復水器には、
原子炉＃気の他に、主復水器が減圧運転される真空のた
めに外部から漏入する空気、炉内で水の放射性分解によ
り生じる水素と酸素＼炉内で溶存空気または冷却水が放
射化されて生じるＮ−１６や０−１９のような放射性ガ
スおよび破損燃料から放出される核分裂生成ガスなどの
非凝縮性ガスが含まれる。

これらのガスは主復水器からその真空度を保つために空
気抽出器１で抽出され、排ガス処理系で放射能の減衰を
はかるなどの処理されてから大気中へ放出される。

空気抽出器１で抽出された排ガス中には、上述のように
炉内で水の放射性分解により生じた水素と酸素が含まれ
てお沙、水素濃度が増大すると爆発を生じる危険性がめ
るので、これを防止する目的で、排ガス中の水素と酸素
を結合する排ガス再結合器３が用いられている。

この排ガス再結合器３の構成を第２図で説明する。

すなわち、第２図に示す従来の排ガス再結合器３は上部
側面に排ガス人口１２が接続された筒状容器１３内に触
媒充填層１５が収納されたものであって、その容器１３
の外周面にはヒータ１７が設けられている。

また排ガス人口１２には対向して邪摩板１４が設けられ
ておシ、容器の上端には触媒の充填口２２が、下方の側
面には触媒取出口２０が、さらに下端には排ガス出口１
６がそれぞれ接続されている。

触媒充填層１５は網板２１によって支えられている。

そして、排ガス人口１２がら容器１３内へ流入した排ガ
スは、邪摩板１４により方向転換し、容器１３内の触媒
充填層１５を通過する際に排ガス中に含まれる水素と酸
素が再結合反応を起し、水素が除去された後、排ガス出
口１６から容器１３の外部に排出され、そして排ガス復
水器４に導かれる。

この再結合反応は排ガス温度がある程度高くないと起き
ないので、排ガス再結合器３の上流に於いて、排ガスを
再結合反応開始に必要な温度を得るために排ガス予熱器
２で予熱している。

〔背景技術の問題点〕

ところで上記排ガス再結合器３を含む系統の運転開始時
、または複数系統を並列に設けた場合の系統切替え時に
は、容器１３および触媒充填層１５は低温でかつ熱容量
が大きいため、容器１３内に流入した排ガスの温度が降
下し、再結合反応が抑制される恐れがおる。

また排ガス中の水分凝縮、ならびにそれに伴う不純物質
の析出等の好ましくない現象が生じる可能性もあるため
、容器１３の外周に設けたヒータ１７で容器１３および
触媒充填層１５を運転開始時ないしは系統切替え前に充
分加熱している。

しかしながら、容器１３内は、触媒物質の熱伝導率が非
常に小さく、また触媒同士の接触面積及び、容器１３と
触媒充填層１５との接触面積も小さいため、伝導による
熱伝達が小さいのである。

容器１３の壁面と容器内ガス間の自然対流熱伝達及び、
この対流によって生じる触媒表面とガス間の強制対流熱
伝達が支配的である。

しかし、かかる密閉された容器内の自然対流熱伝達率は
小さく、シかも対流速度も小さいため、触媒表面とガス
間の強制対流熱伝達率も小さい。

すなわち、容器１３内の線熱伝達は小さいために外部か
らの加熱方法は効率が悪く、シたがって、所定の温度ま
で上昇するまでにかなシの時間（約３０時間）を要する
。

第３図は上記再結合器３内の触媒充填層１５の内部温度
を示す曲線図であって、たて軸は温度を、よこ軸は時間
に伴なうヒータ電源の０Ｎ−ＯＦＦ状態を示し、図中曲
線ａは触媒層の最高温度を、曲線すは触媒層の最低温度
をそれぞれ示している。

第３図から明らかなように容器１３の内部には触媒充填
層１５内で大きい温度勾配が生じている。

そのため内部の湿度を均一化するようにヒータ１７でＯ
Ｎ・ＯＦＦ制御しているが、そのＯＮ・Ｏｋ’Ｆ制御が
難しく、容器１３の壁面を必要以上に加熱したシ、触媒
充填層１５に予熱不充分々部分を残すという不都合があ
った。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
再結合器内の触媒充填層を所定温度まで効率よく、シか
も、均一に加熱できる再結合器を提供することを目的と
する。

〔発明の概要〕

本発明は容器に配置した触媒充填層中に良熱伝導性材た
とえば格子板を埋設しかつ該格子板を容器壁面に溶接固
定し、ヒータによる昇熱を該格子板の熱伝導により容器
内部に伝達して触媒層を均一加熱することができる放射
性気体廃棄物処理用再結合器でめる。

〔発明の実施例〕

以下、第４図を参照しながら本発明の一実施例を説明す
る。

符号１３は上下両端に触媒の充填口２２および排ガスの
出口１６を有する筒状容器であり、この容器１３の上部
側面には排ガス人口１２が接続されてお９、この排ガス
入口１２を内側から覆うようにして邪摩＆１４が接続し
ている。

また容器１３内には触媒充填層１５が網板２１によって
支持されている。

容器１３の外周囲にはヒータ１７で覆われているが、容
器１３の上下両端にはヒータを設けていない。

触媒充填層１５中には、熱伝導性の良好な材料で形成さ
れた格子板１８が埋め込捷れている。

この格子板１８の外周側面は容器１３の内壁面とたとえ
ば溶接により接合し熱伝導性に保持している。

ガお、符号２０は触媒の取出口であυ、不用になった触
媒を取り出す。

しかして、ヒータ１７によって発生した熱は容器１３の
壁温を昇温させると同時に格子板１８に伝わり、熱伝導
により容器内一部へと均一な熱移動が行われ、さらに格
子板１８から触媒充填層１５へと熱移動が行なわれる。

この熱伝導をいっそう効果的にするため格子板１８を容
器内壁面に例えば溶接などによυ固定し、熱′電導率の
よい材料を用いることが望ましい。また格子板１８を有
効ならしめるには、格子板１８が容へ１３壁面に接触し
ている部分にヒータ１７の熱密度を高めるようにしてい
る。

さらに格子板１８のもう一つの作用は排ガス人口１２か
ら流入したガスが、邪摩板１４で方向転換され触媒充填
層１５の触媒の一部をえぐるのを防止する作用ももぢ〜
合せて−いる。

特にこの効果はり［ガスの流速かはやいとき有効である
。

触媒の取出にｐいては、格子＆１８と網板２１のすき壕
を通して触媒取出口２０から行左えるようになっている
。

第５図は本発明の他の実施例を示したもので、第４図と
異なる点は格子板１８の代りに板材を放射状に配列して
固定した放射板１９を使用したことにある、 他の構成は第４図と同様なので省略する。

〔発明の効果〕

第６図は上記各回結合器内の触媒の湿度と時間との関係
を示したものである。

たて軸に温度をよと軸にヒータの０Ｎ−ＯＦｉ”状態と
時間との関係を示している。

なお、測定状態および条件は第３図の場合とほぼ同様で
ある。

第６図から明らかなように本発明によれば従来の熱伝達
方式よりはるかに早く容器内の触媒充填層の温度を昇温
させることができる。

すなわち、従来３０時間要しだところが、本発明により
３時間程度ですむことになる。

また充填層内の湿度分布を均一にできる効果がある。

すなわち、従来９５°Ｃもあった不均一が、本発明によ
シ５°Ｃ程度でよい。

このことにより容器１３内の温度勾配が小さなものとな
り、適切なヒータのオン・オフ制御が容易にでき、局部
的過熱による触媒の劣化を防げる。

さらには、良熱導性材の格子板または放射材を用いるこ
とにより触媒上部の排カス流速による触媒えぐ９現象も
防止でき、信ｗ、！！性の昼い再結合器を折供すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は放射性気体廃棄物のり（カス処理系統を示す系
統図、第２図は従来の杓結合器を示す縦断面図、第３図
は従来の再結合器内に配置した触媒充填層内部の温度分
布を示す曲線図、第４図および第５図は本発明に係る再
結合器の各々の実施例を示す縦断面図、第６図は本発明
による再結合器内に配置した触媒充填層内部の温度分布
を示す曲線図である。 １・・・・・仝気抽出器 ２・・・・・・排ガス予熱器 ３・・・・・排ガス再結合器 ４・・・・・・排ガス復水器 ５・・・・・・排ガス予冷器 ６・・・・・・排ガス乾燥器 ７・・・・・・サンドフィルタ ８・・・・・・活性炭塔 ９・・・・・・排カスフィルタ １０・・・真空ポンプ １１・・・スタック １２・・・排ガス入口 １３・・・容器 １４・・・邪屋板 １５・・・触媒充填１− １６・・・排ガス出口 １７・・・ヒータ １８・・・格子板 １９　・・放射板 ２０　・・触媒取出口 ２１・・・網板 代理人　弁理士　　須　出　　佐　− 第（図 第２図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　タービン主復水器から放射性気体廃棄物を空
   気抽出器で抽出し排ガス予熱器を介して再結合器に流入
   し、該気体廃棄物中に含まれる水素と酸素とを触媒によ
   って再結合させる放射性気体廃棄物処理用再結合器にお
   いて、外周囲にヒータが設けられ内部に触媒充填層を配
   置しかつ前記気体廃棄物を流入し該触媒充填層を通過き
   せて流出するガスの流入口および流出口を有する容器内
   に、この容器の内壁面と接した複数の良熱伝導性材を前
   記触媒充填層中に埋設してカることを特徴とする放射性
   気体廃棄物処理用再結合器。
2. （２）複数の良熱伝導性材は薄板材で格子状または放射
   状に結合されて一体化してなる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処理用再結合器
   。