JPS6215494A - 放射性気体廃棄物処理方法 - 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］ 本発明は原子力発電所にお（ｊる放射性気体廃棄物処理
方法に関する。　　１、　　　　　　　　３［発明の技
術的背景］、。

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
るガスまたは、加圧木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、希ガスなどの散開性物資を含ん
でいる。これらのガスを安全に処理するために放射性気
体廃棄物処理装置を設〔プる必要がある。この放射性気
体廃棄物処理装置はそのガス中に含まれる水素と酸素の
再結合処理、続いて排ガスの除湿乾燥処理を行い低湿度
下で活性炭希カスホールドアツプ塔による希ガス吸着処
理を行った後、排気塔から放散ざゼている。

以下、軽水型原子炉のうち沸騰水型原子力プラントを例
にして、放射性気体廃棄物処理方法について詳細に説明
する。

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しプで、一部が酸素と水素とに分解
するだけでなく、ざらに３日、１６Ｎ、＋９０．などが
生じる。また燃料棒に生じたピンホールなどからｌ（ｒ
やＸ、ｅなどの放射性些ガス　　　５が漏洩し、これら
が蒸気に混入してタービン系に送られ、でいる。またこ
の他にタービン主復水器への外気の、漏へがある。　　
、　　　　　　、　　、これらの放射性気体廃棄物（以
下単に１排ガスと記す）によっ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、上記排ガスは一般に非凝縮刊であるので、蒸気
系統内、特にタービン主復水器の内部に滞留する。よっ
て前記タービン主復水器の内部に空気抽出機を連結して
、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２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で排カ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、その下流の覆水器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Ｃａ
ｔタービン主復水器１に戻される。

こののち、排ガスは除湿器６および乾燥器７ａまたは７
ｂを経て、湿分か充分除去されたのら、活性炭式希ガス
ホールドアツプ塔８．８．８に導かれ、残った放Ｑ」能
（主体はｘｅ、Ｋｒなとの希ガス）を活性炭に吸着さ１
Ｌ１艮時間のホールドアツプののち、真空ポンプ９を経
て、排気筒’ｌ０７）ｚら人気へ放出される。なお、前
記各々の希ガスホールドアツプ塔８．８．８は希ガスボ
ールドアップ塔室１３内に収容されており、この室１３
は冷却設備１／１に吸込ダクト１５および吐出ダク］〜
１Ｇを介して接続されている。

ところで、除湿器６に流入した排ガスは、１０°Ｃ以下
でかつ○°Ｃ以上の凍結しない温度、たとえば８°Ｃ程
度まで冷ム０され、配管を経て、乾燥器７（７ａで示す
）に至る。乾燥器７ａは除湿剤ににる場合、または冷凍
乾燥器による場合ども、再生運転を行う際に予備として
他に１台の乾燥器７ｂを設置し、常に２台の乾燥器７ａ
、７ｂによって交互に運転を行っている。この乾燥器７
ａ、７ｂからは、露点−２０’Ｃに乾燥した絶対湿度が
−１−分小さい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１°Ｃ１夏期で２０°Ｃ程度となるよ
うに温度調整が行なわれている。ここで活性炭式希ガス
ホールドアツプ塔８へ流入する温度か１°Ｃの場合、排
ガスの相対湿度は約１９％であり、２０’Ｃの場合には
、約５％になっている。

以上のように排ガス中の絶対湿度を充分に減少させる方
法によって高い動的吸着係数のもとて活性炭によるホー
ルドアツプ処理をするのが実績を持つ技術であるが、一
方、最近では第３図に示すように、希ガスホールドアツ
プ塔１３に冷暖房設備１２を接続した系統設計の散開性
気体廃棄物処理装置も知られるようになってきた。すな
わち、活性炭の希ガス処理において排ガスの絶対湿度を
著しく低減させていない場合でも、排ガスの相対温度に
看目し、これを４０％以下にすれば、動的吸着係数をわ
ずかに低下さけるだけであり、このため活性炭量は少し
多くなるものの前記第２図のｆ］Ｇ２湿塔が不要になる
など、総合的に経済性の高い系統がｊ昇られることに着
目されたのが第３図に示す敢ｑ」性気体廃棄物処理装置
である。

第３図の装置の構成および作用は除湿器６までは前述第
２図の場合と同じであるが、その下流において脱湿塔が
ないことと、活性炭式希ガスホールドアツプ塔室コ３の
空気調整は、第２図では、Ｏ℃〜２０’Ｃへの冷却ｇＵ
（ｉ１４あるのに対し第３図では、約２５°Ｃにコント
ロールする冷暖房設備１２であることの差がある。第３
図において除湿器６を流出した排ガスは温度約８℃、相
対湿度１００％であり、約２５°Ｃにコントロールした
活性炭式希ガスホールドアツプ塔においては、やがて相
対湿度４０％以下になって、この条件下で十分な吸着処
理が行われる。

「背景技術の問題点］ 従来知られている第３図の装置においては、活性炭塔に
流入した排ガスが次第に２５°Ｃ程度まで暖められ、相
対湿度４０％以下という設ｉｔ状態に至るポイントか定
かでなく、排ガス流量や、除湿器６から活性炭式希ガス
ホールドアツプ塔８までの配管長さやその環境温度など
によってポイン１〜が異なる状態である。この場合、前
記ポイント上流の活性炭層部分では十分な吸着性能が出
ていないため、何らかの改良の余地があるところであっ
た。

［発明の目的］ 本発明は上記要望を満足させるためになされたもので、
活性炭式希ガスホールドアツプ塔に流入する前に排ガス
の温度を２５°Ｃ以上、すなわち相対湿度４０％以下に
下げる手段を具備しており、しかも安価で運転のしやす
い信頼性の高い放射性気体廃棄物処理方法を提供するこ
とにある。

［発明の概要］ 本発明は原子力プラントから抽気した散開性気体廃棄物
に対し再結合処理、冷却による除湿処理、活性炭による
希ガス吸着処理を順次行う放射性気体廃棄物処理方法に
おいて、前記除湿処理で０℃から１０’Ｃの間の温度に
冷却された排ガスを前記除湿処理をする前の排ガスを加
熱源とする再生熱交換器を設けて、この再生熱交換器に
より昇温さ刊、相対湿度を４０％以下に下げた後、前記
活性炭ににる希ガス吸着処理に導くことを特徴とする放
射性気体廃棄物処理方法である。

本発明によれば、従来の乾燥器などの動的機器を削除し
、システムの設置コスト、メンテナンスコス］・の低減
と、信頼性の向上をはかる相対湿度コン１〜ロールのシ
ステムの中でさらに加熱装置の合理化を行うことができ
る。

［発明の実施例］ 以下、第１図を参照しながら本発明方法にお（プる一実
施例を説明する。なお、第１図中、第２図および第３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。本発明に係る第１図が第３図と異なる点は復水
器５と除湿器６との間に再生熱交換器１１を設〔プたこ
とにある。

すなわち、第１図において、復水器５を流出した排ガス
は、再生熱交換器１１を経て、除湿器６に至るように配
管される。除湿器６は排ガスを１０℃以下で０℃以上の
凍結しない温度、たとえば８℃程度まで冷却するもので
、フロン冷却装置による直接冷却、あるいはブラインポ
ンプ、ブラインタンクなどによる間接冷却によるものが
考えられるが、Ｏ′Ｃ〜７°Ｃ程度のチラー水（冷凍側
で低温に冷却して供給している冷却水）が得られる場合
には単なる熱交換器での冷却が経済的である。

除湿器６から流出した排ガスは再生熱交換器１１を経て
、活性炭式希ガスホールドアツプ塔８へ流入する。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
準じた状態の活性炭式希ガスホールドアツプ塔室１３に
設置されている。

活性炭式希ガスホールドアツプ塔室１３には冷暖房設備
１２に接続した吸込みダクト１５および吐出ダクト１６
が設置されている。活性炭式希ガスホールドアツプ塔８
から流出した排ガスは真空ポンプ９へ吸引されて、排気
筒１０から放散される。

しかしてタービン主復水器１がら空気抽出器２で抽出さ
れた排ガスは、予熱器３、再結合器４、復水器５で、前
記第２図および第３図の説明で述べたように再結合処理
されて、復水器５の出口では１００℃以下、・たとえば
６０℃の相対湿度１００％の排ガスとなる。この排ガス
は再生熱交換器１１に導かれ、ここで冷却を受（ブ凝縮
水を落とし、たとえば５９℃、１００％湿度の排ガスと
なり、除湿器６に至る。除湿器はたとえば６°Ｃのチラ
ー水を冷却源として、排ガスの温度を１０℃以下たとえ
ば８°Ｃまで冷却し、凝縮水を多量に取り去る。

冷却温度差から解るように排ガスの冷却除湿は主に除湿
器６で行っており、再生熱交換器１１の冷却はわずかで
ある。除湿器６をたとえば温度８°Ｃ１相対湿度１００
％で流出した排ガスは再生熱交換器１１により相対湿度
４０％を下回るよう、たとえば２０℃まで昇温する。８
℃から２５°Ｃまでの昇温に用いる熱源は前記復水器出
口からの排ガスであり、凝縮潜熱があるためこちらは６
０℃から５９℃になるだけである一つまり再生熱交換器
１１の設備は復水器５の出口排ガスの冷却よりも除湿冷
却器出口排ガスの昇温を目的とするものでは必るが、両
件用ともこの系統中で有効に働いている。また熱交換の
際の温度差が大きいため、再生熱交換器１１は非常に小
型なもので良く、設備費も少ない。なお、放射性気体廃
棄物処理装置では処理ずべき排ノＪス流吊がプラン１−
の状態にＪ：り大きく変化するか、この再生熱交換器１
１では、昇温すべき除湿冷却器出口カス流量が大きい場
合、７ＪＯ熱源のガス流量も多く、かつ両方のガス流速
の増大て熱交換能力かある程度自律的に増加するという
利点が発揮される。とくに流量に比例する熱交換能力が
出るわ（プではないが、流量変動幅の最大流量時に合わ
駄た能力の熱交換器であれば、特に何らかの制御設備を
追加しなくても良好に運転できる。

このようにして再生熱交換器１１の出口の排ガスは温度
２５°Ｃ以上、相対湿度４０％以下の状態で活性炭式希
ガスホールドアツプ塔８に導かれ、活性炭式希ガスホー
ルドアツプ塔入口部から十分な希ガス吸着かなされて放
射能を充分減衰ざμだ後、排気筒１０から放散させるこ
とができる。

「発明の効果１ 以上述べたように、本発明によれば、小型の再生熱交換
器を設【プ、好適な温度■ｉＺ囲て動かμることて、他
からの熱源を要することなく活性炭式希ガスホールドア
ツプ塔へ相対濁度４０％以下の排ガスを流すことかでき
、しかも仙の温度制御装置を必要としないため、設備コ
ス１〜も安く、装置仝休の運転信頼性を著しく向上さけ
ることができる。

なａ３、上記実施例では、除湿器と再生熱交換器という
２つの）成型で説明したが、除湿器に比較して再生熱交
換器の熱交容量は十分に小さなものであり、除湿器の排
ガス入口ノズル部に再生熱交部を設ける程度でも同様の
効果が得られる。

また、上記実施例では、沸ｌｌを水型原子力ブラン１〜
について説明したが、これに限らず加珪水型原子力ブラ
ン１へ、高速増殖炉プラン１〜などにも適用することは
もちろんである。

すなわら、）＋１斤水型原子炉の一次冷却材から脱気さ
れたガスにも放射性の希ガスが含まれるが、この処理方
法として、活性炭を用いた場合にはついては、本発明を
適用することができる。この場合には、−次冷却水から
の脱ガスを行った下流に本発明による除湿器、再生熱交
換器、活性炭式希ガスホールドアツプ塔を設ける。

また、このほかの炉型においても放射性気体廃棄物の処
理に本発明は適用できる。たとえば、新型転換炉にては
、沸■を水型原子炉プラントと同様にタービン主復水器
から抽気した排ガスについて適用可能である。

さらに、特に炉本体からの排ガスのみでなく、それに付
随して発生する排ガスの処理においても本発明が適用で
きる。たとえば、高速増殖炉においての一次アルゴンガ
ス系、燃料取扱および貯蔵系、炉下部搭載機器などから
の排ガスがこれに当たる。この他、放射性気体廃棄物処
理系の廃液タンクからのペン１〜ガスについても同様で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる放射性気体廃棄物処理系法の一
実施例を説明するための装置の系統図、第２図および第
３図は従来の放射性気体廃棄物処理方法を説明するため
の装置の系統図である。 １・・・・・・・・・タービン主復水器２・・・・・・
・・・空気抽出器 ３・・・・・・・・・予熱）幾 ４・・・・・・・・・再結合器 ５・・・・・・・・・復水器 ６・・・・・・・・・除湿器 ７ａ、７ｂ・・・乾燥器 ８・・・・・・・・・活性炭式希ガスホールドアツプ塔
９・・・・・・・・・真空ポンプ １０・・・・・・・・・排気筒 １１・・・・・・・・・再生熱交換器 １２・・・・・・・・・冷暖房設備 １３・・・・・・・・・活性炭式希ガスホールドアツプ
塔室１４・・・・・・・・・冷却設備 １５・・・・・・・・・吸込ダクト １６・・・・・・・・・吐出ダクト 出願人　　　　　株式会社　東　芝 代理人弁理士　　須　山　佐　− 手　　続　　補　　正　　書　（自発）昭和６０年　Ｉ
ｎ１２　　日 ２、発明の名称 放射性気体廃棄物処理方法 ３、補正をする者 事件との関係・特許出願人 神奈川県用崎市幸区堀用町７２番地 （３０７）株式会社　東芝 ４、　代　　理　　人　　　　　〒　１０１東京都千代
田区神田多町２丁目１番地 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）第３頁７行目「空気抽出機」を「空気抽出器」と
訂正する。 （２）月１８行目「覆水器」を「（（水皿」ぐせｆ込？
）方式小　　−１−４ 訂正する。 （３）第６頁１０行目「冷却設備１４ある」を［冷却設
備１４がある］と訂正する。 （４）第１２頁２０行目「場合にはつ」を１場合につ」
と訂正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子力プラントから抽気した放射性気体廃棄物に
   対し再結合処理、冷却による除湿処理、活性炭による希
   ガス吸着処理を順次行う放射性気体廃棄物処理方法にお
   いて、前記除湿処理で０℃から１０℃の間の温度に冷却
   された排ガスを前記除湿処理をする前の排ガスを加熱源
   とする再生熱交換器を設け、この再生熱交換器により昇
   温させ、相対湿度を４０％以下に下げた後、前記活性炭
   による希ガス吸着処理に導くことを特徴とする放射性気
   体廃棄物処理方法。