JPS63311200A - 原子力発電所の気体廃棄物処理設備 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原子力発電所から放出される気体廃棄物に含
まれる炉心で発生した水素ガスと酸素ガスを再結合して
体積の減少及び水素ガスの減少を行い、このガスを放射
性希ガスホールドアツプ装置で気体状核分裂生成物の放
射能を減衰させるようにした原子力発電所の気体廃棄物
処理設備に係り、特に、該処理設備中に設けられている
脱湿塔の再生操作を簡単容易に短時間で行うための改良
に関する。

［従来の技術］ 第２図は、従来の沸騰水型原子力発電所の気体廃棄物処
理設備の系統図である。

第２図において、原子炉１の中で冷却水の放射線分解に
よって生じた水素ガス及び酸素ガスは、クリプトン、キ
セノン等の放射性希ガスと共にタービン２を経て主復水
器３へ運ばれ、主復水器３中の混合空気と共に空気抽出
器４により抽気され、空気抽出器４の駆動蒸気により水
素カスの爆鳴気限界以下に希釈された後、第２図中の符
号５以降の諸装置より成る気体廃棄物処理系へ排ガスと
して運ばれる。

気体廃棄物処理系に運ばれた排ガスは、排ガス予熱器５
にて所内蒸気により該ガスの飽和温度以上に加熱されて
水分が除去された後、排ガス再結合器６内の触媒により
酸素水素の再結合反応が行われて水素ガスを減少し、再
結合により生じた過熱蒸気は駆動蒸気と共に排ガス復水
器７で凝縮除去され、さらに排ガスは除湿冷却器８で冷
却されて水分を除去される。次に排ガスは、活性炭の吸
着性能を向上させるための脱湿塔９．１０で脱湿され、
放射性希ガスホールドアツプ装置である活性炭吸着塔１
１に導かれる。活性炭吸着塔１１内で排ガス中の放射性
希ガスは所定時間ホールドアツプされ、放射能をその間
に減衰される。その後、活性炭吸着塔１１を通過した排
ガスは、排気筒１２より大気へ放出される。

脱湿塔９．１０内の脱湿剤が所定量の水分を吸着すると
その脱湿能力が低下して排ガスの露点が上昇するので、
これを防止する必要がある。そのために、脱湿塔９．１
０中の脱湿剤を再生するための脱湿塔再生装置１３が設
けられており、この内部には電気ヒータ式の再生ガス加
熱器１６及び多管式熱交換器型の再生ガス冷却器１４が
ブロワ１５を介して設置されている。

脱湿塔は図示の９，１０の如く２系列設置されており、
１つの系′統が脱湿運転している間、他の系統が再生操
作されるようになっている。

例えば脱湿塔９の再生操作について以下説明する。再生
操作は再生加熱工程と再生冷却工程からなる。

第３図に脱湿塔９の再生加熱工程を示す。脱湿塔９の脱
湿剤が所定の水分を吸着し脱湿能Ａ力が低下したときは
、仕切弁１７．１８を閉じ仕切弁１７’　、１８′を開
放して排ガスを脱湿塔１０に通し、仕切弁１９．２０を
開いて再生ガス加熱器１６より加熱された空気をブロワ
１５により脱湿塔９に送る。この空気は第３図矢印のよ
うに循環し、脱湿塔９内の脱湿剤を暖め、吸着されてい
る水分を蒸発させる。

上記の再生加熱を終了すると、次に第４図に示す再生冷
却方法により脱湿塔９内の脱湿剤を強制冷却する。すな
わち、仕切弁１９．２０を閉にして、仕切弁２１．２２
を開にし、再生ガス冷却器１４で冷却された空気を再生
ガスブロワ１５により加圧して脱湿塔９に送り、第４図
矢印のように循環させて、加熱された脱湿剤の冷却を行
なう。以上のプロセスを経て、約１日かかって再生工程
が終了する。

脱湿塔１０の再生操作も上記と同様である。

なお、上記のような脱湿塔再生装置は例えば特開昭５８
−８Ｈ９５号に記載されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術においては、気体廃棄物処理系に脱湿塔再
生装置を別に付加しなければならず、また、脱湿塔再生
用に多数の仕切弁や配管群を設置しなければならない。

更に、これらの配管群はドレンの溜りが起らないように
全ての配管にドレン勾配を持たせねばならないため、配
置上の制約が多く、系統構成が複雑になる。

また、前記再生ガス加熱器１６に於ける空気の加熱には
電気ヒータを用いるため運転経費が高くなり、また、ヒ
ータ内部への吸湿によるヒータのトラブルが起る恐れが
ある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、原子力
発電所の気体廃棄物処理設備において、脱湿塔再生装置
の設置を省略し、系統構成や配管配置を簡素化し、配管
のドレン排出対策の問題の軽減、運転経費の低減、電気
ヒータのトラブルの問題の回避を可能にし、しかも脱湿
塔の再生操作を効果的に行うことができるようにするこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、原子炉心で発生した水素ガスと酸素ガスを再
結合反応させる排ガス再結合器と、排ガス復水器と、除
湿冷却器と、脱湿剤を充填した交互切換式の一対の脱湿
塔と、放射性ガスホールドアツプ装置とを上流側より上
記の順に管路で接続してなる原子力発電所の気体廃棄物
処理設備において、上記各脱湿塔内には上記脱湿剤に対
する伝熱管を設置すると共に、上記排ガス再結合器の出
口側を上記各脱湿塔内の伝熱管の入口側に接続する管路
、該各伝熱管の出口側を上記排ガス復水器の入口側に接
続する管路、および上記除湿冷却器の出口側を上記各脱
湿塔内の伝熱管の入口側に接続する管路を設け、且つ上
記管路の所定個所に流路変更用の弁を設け、上記の一方
の脱湿塔の排ガス処理運転中に他方の脱湿塔内の脱湿剤
の再生を行うときには、上記排ガス再結合器からの排ガ
スを上記他方の脱湿塔内の伝熱管に通して上記排ガス復
水器へ導入して上記他方の脱湿塔内の脱湿剤の加熱を行
い、該加熱後、上記除湿冷却器からの排ガスを上記他方
の脱湿塔内の伝熱管に通して上記排ガス復水器へ導入し
て上記他方の脱湿塔内の脱湿剤の冷却を行うようにした
ことを特徴とする。

［作　　　用］ 排ガス再結合器からの排ガスは酸素水素の再結合反応に
より　２８０〜３００℃の温度になっているので、これ
を前記のように脱湿塔内の伝熱管に通して該脱湿塔内の
脱湿剤を加熱し、該脱湿剤に含まれている水分を蒸発さ
せる。他方、前記除湿冷却器からの排ガスは約８℃に冷
後されているので、これを前記のように、加熱後の上記
伝熱管に通して該脱湿塔内の脱湿剤を強制冷却する。こ
れにより脱湧塔内の脱湿剤の再生ができる。

［実　施　例］ 本発明の一実施例を第１図に示す。第１図において排ガ
ス再結合器６、排ガス復水器７、除湿冷却器８、脱湿塔
９，１０、活性炭吸着塔１１は、第２図と同様に、原子
力発電所の気体廃棄物処理系を構成している。更に、脱
湿塔９．１０内の脱湿剤の再生操作のために、第４図に
示す如く、排ガス再結合器６の出口側を脱湿塔９．１０
の伝熱管２９の入口側に接続する配管２５．および脱湿
塔９．１０の伝熱管２９の出口側を排ガス復水器７の入
口側に接続する配管２６．並びに除湿冷却器８の出口側
を脱湿塔９．１０の伝熱管２９の入口側に接続する配管
２４か設けられている。また第１図において流路を変更
するために仕切弁２７，３０，３２．３２“、３３゜３
３°、３４．３４°および三方弁３１が夫々図示の個所
に設けである。図中、黒く塗って図示した弁は閉じられ
た弁を示し、白く図示された弁は開いた弁を示す。また
２８は配管２６に設けた逆止弁である。

以下、脱湿塔１０の運転中に脱湿塔９の再生操作を行う
場合について説明する。脱湿塔の再生操作は再生加熱工
程とそれに続く再生冷却工程とからなる。第１図（ａ）
は脱湿塔９の再生加熱工程の状態を、また第１図　（ｂ
）は脱湿塔９の再生冷却工程の状態を示す図である。

脱湿塔９の再生加熱工程においては、第１図（ａ）に示
すように、排ガス再結合器６を出た再結合反応により　
２８０〜３００℃に過熱された排カスは、弁２７、ライ
ン２５、弁３４を通って脱湿塔９内の伝熱管２９を通り
、脱湿塔内９に充填された脱湿剤を加熱して水分を除去
し、ライン２６、逆止弁２８を通って排ガス復水器７に
到る。この排ガスは排ガス復水器７に於いて水蒸気を凝
縮除去され、除湿冷却器８に導かれて、冷却された後、
三方弁３１、弁３２゛を通って脱湿塔１０にて湿分を除
去され、弁３３“を通って活性炭吸着塔１１にて排ガス
中のクリプトン、キセノン等の放射性物質を吸着減衰さ
れる。

次に脱湿塔９の再生冷却工程においては、第１図　（ｂ
）に示すように、排ガス再結合器６を出た排ガスは、弁
３０を通り、排ガス復水器７にて水蒸気分を凝縮除去し
、除湿冷却器８により冷却される。除湿冷却器８を出た
冷却された排ガスは、一方は、三方弁３１、弁３２′を
通って脱湿塔１０で湿分を除去された後、弁３３゜を通
って活性炭吸着塔１１に導かれ、他方は、三方弁３１で
分れて弁３４を通って脱湿塔９内の伝熱管２９に導びか
れ、脱湿塔９内の脱湿剤を冷却した後、ライン２６、逆
止弁２８を通って排ガス復水器に導びかれ、除湿冷却器
８を通り、最終的に前記のように脱湿塔１０を通って活
性炭吸着塔１１に導かれる。

以上のようにして、脱湿塔１０の運転中に脱湿塔９の再
生操作ができる。脱湿塔９の運転中に脱湿塔１０の再生
操作を行う場合も上記に準じて行うことができる。

第５図は２系列の除湿冷却器８，８゛を設けた他の実施
例において脱湿塔１０の運転中に脱湿塔９の再生操作を
行う場合を示したものであり、同図（ａ）および　（ｂ
）は、夫々、脱湿塔９の再生加熱工程および再生冷却工
程を示しており、８弁の開閉状態およびガスの流れは図
示の如くである。

第６図は本発明の実施例における脱湿塔９゜１０の構造
を例示した断面図である。入口３８より導入された排ガ
スは脱湿塔内に充填された脱湿剤４０で水分を吸収され
、出口３９から排出されて活性炭吸着塔１１に送られる
。脱湿剤４０の再生操作を行うときには、人口３６より
加熱または冷却ガスが入り、伝熱管２９内を通り、脱湿
剤４０中に含まれた水分を除去し、出口３７より排出さ
れる。伝熱管２９はシェルアンドチューブ型の多管式熱
交換器であり、加熱による熱膨張を考慮したＵ字管式ζ
なっている。

以上説明したように本発明では、脱湿塔の再生加熱工程
においては、再生加熱用ガスとして、プロセス側の排ガ
ス再結合器より排出され１す る再結合反応後の熱いガスを利用して、脱湿塔内に充填
された脱湿剤の湿分を除去し、再生加熱を終えた該ガス
を排ガス復水器に導き、他方の脱湿塔を通って活性炭吸
着塔にて排ガス処理する事ができる。また、脱湿塔の再
生冷却工程においては、プロセス側の除湿冷却器の低温
出口ガスを利用して、脱湿塔内の再生加熱された脱湿剤
の強制冷却を行ない、再生冷却を終えた後の該ガスを排
ガス復水器に戻して、他方の脱湿塔を通って排ガス処理
する事ができる。

排ガス再結合器より出る排ガスは、酸素水素ガスの再結
合発熱反応により　２８０〜３００　ｔの温度まで上昇
しており、従来の脱湿剤の再生加熱用空気の温度約２５
０℃とほぼ同じかそれ以上の温度であり、脱湿剤に含ま
れた水分を蒸発させるのに充分利用できる。またその流
量は、従来の再生流量に対し、１０〜１５倍の流量を確
保できる。この為、従来の再生加熱時間が約１日かかっ
ていたのに対し、本発明では２〜３時間で再生加熱を終
了する事ができる。他方、除湿冷却器より出る排ガスは
約８℃に冷却されているので、この排ガスを約４０　ｍ
３／ｈに流量調整し、プロセス側から分岐し、前記加熱
された脱湿剤を冷却して早期に脱湿剤の再生工程を終了
させることができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、原子力発電所の
気体廃棄物処理系の本来のプロセス側に配置された機器
から得られる熱い排ガスおよび冷たい排ガスを利用して
該処理系中の脱湿塔の再生操作を行うことができるので
、従来技術において脱湿塔再生装置として別設されてい
た電気ヒータ式の再生ガス加熱器、多管式の再生ガス冷
却器および再生用ブロワ等の装置が不要になり、設備が
簡素化される。

また、従来技術においては脱湿塔の再生用に多数の複雑
な配管を配置しており、それら配管にドレン勾配を設け
るのが厄介で制約が大きかったが、本発明においては配
管は整理簡素化され、ドレンの排出不良等のトラブルの
ポテンシャシを低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の一実施例における
脱湿塔の再生加熱時および再生冷却時のフロー系統を夫
々示す図、第２図は従来の原子力発電所の気体廃棄物処
理設備を示す系統図、第３図および第４図は従来の脱湿
塔再生加熱時および再生冷却時のフローを夫々示す図、
第５図（ａ）。 （ｂ）は本発明の他の実施例における脱湿塔の再生加熱
時および再生冷却時のフロー系統を夫々示す図、第６図
は本発明の実施例に用いる脱湿塔の構造を例示した断面
図である。 １・・・原子炉　　　　　　２・・・タービン３・・・
復水器　　　　　　４・・・空気抽出器５・・・排ガス
予熱器　　　６・・・排ガス再結合器７・・・排ガス復
水器　　　８・・・除湿冷却器９．１０・・・脱湿塔　
　　　　１１・・・活性炭吸着塔１２・・・排気筒　　
　　　　１３・・・脱湿塔再生装置１４・・・再生ガス
冷却器　　１５・・・再生ガスブロワ１６・・・再生ガ
ス加熱器　　２９・・・伝熱管４０・・・脱湿剤

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原子炉心で発生した水素ガスと酸素ガスを再結合反応さ
   せる排ガス再結合器と、排ガス復水器と、除湿冷却器と
   、脱湿剤を充填した交互切換式の一対の脱湿塔と、放射
   性ガスホールドアップ装置とを上流側より上記の順に管
   路で接続してなる原子力発電所の気体廃棄物処理設備に
   おいて、上記各脱湿塔内には上記脱湿剤に対する伝熱管
   を設置すると共に、上記排ガス再結合器の出口側を上記
   各脱湿塔内の伝熱管の入口側に接続する管路、該各伝熱
   管の出口側を上記排ガス復水器の入口側に接続する管路
   、および上記除湿冷却器の出口側を上記各脱湿塔内の伝
   熱管の入口側に接続する管路を設け、且つ上記管路の所
   定個所に流路変更用の弁を設け、上記の一方の脱湿塔の
   排ガス処理運転中に他方の脱湿塔内の脱湿剤の再生を行
   うときには、上記排ガス再結合器からの排ガスを上記他
   方の脱湿塔内の伝熱管に通して上記排ガス復水器へ導入
   して上記他方の脱湿塔内の脱湿剤の加熱を行い、該加熱
   後、上記除湿冷却器からの排ガスを上記他方の脱湿塔内
   の伝熱管に通して上記排ガス復水器へ導入して上記他方
   の脱湿塔内の脱湿剤の冷却を行うようにしたことを特徴
   とする原子力発電所の気体廃棄物処理設備。