JPH0524358B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は放射性排ガス処理装置用真空ポンプ設
備に関する。

［発明の技術的背景］ 一般に水封式真空ポンプを使用した放射性排ガ
ス処理装置用真空ポンプ設備は、封水を循環させ
て連続使用しており、このため水封式真空ポンプ
の他に気水分離機能を備えた循環水タンクと、循
環水の温度上昇を抑えるための循環水クーラーを
備えている。さらに水封式真空ポンプに封水を注
入するため、循環水ポンプを設置し、この駆動力
を利用する場合が多い。しかし水封式真空ポンプ
はポンプの型、圧力条件等によつては循環水を自
己循環させて使える事がわかつて来ている。本発
明は放射性排ガス処理装置用真空ポンプ設備に於
て、特に水封式真空ポンプで封水を自己循環させ
る例を改良したものである。

従来例を第３図により説明し、本発明の技術的
背景とその問題点を述べる。

第３図は放射性排ガス処理装置用真空ポンプ設
備の主要部を図示した配管系統図である。排ガス
は真空ポンプ設備の図示されていない上流側、機
器により放射性を十分に低減され真空ポンプ設備
の入口配管１を通し、水封式真空ポンプ２に吸引
される。水封式真空ポンプ２は封水として封水ノ
ズル３から循環水の供給を受けながら、排ガスを
封水と共に吐出配管４へ押し流し循環水タンク入
口ノズル５から循環水タンク６へ送り込む。循環
水タンク６は流入した排ガスと封水を気水分離
し、封水は下部に一定容量を確保するようにして
貯留され、排ガスはタンク６の上方に設けた循環
水タンク出口ノズル７から出口配管１２を通じ図
示しない排気塔へ送られ大気中に放出されること
になる。循環水タンク出口ノズル７からの排ガス
の一部は排ガス再循環配管８により入口配管１へ
戻され、この排ガスの流量は流量制御弁１３によ
つて調整される。すなわち真空ポンプ設備は放射
性排ガス処理装置の最下流部にあつて装置全体を
負圧に保ちつつ排ガスを流動させる機能を持つて
いる。循環水タンク６内の封水は図示しない水位
スイツチにより水位低になれば供給水ノズル９に
より水位高になるまで給水がなされ、常に水位低
と高の間の水位で運転が行なわれる。循環水タン
ク６の下方から取り出された封水は流出配管１４
から循環水ポンプ１０の駆動力により、循環水ク
ーラー１１を通した後連通配管１５を通つて封水
ノズル３から水封式真空ポンプ２内へ注入され
る。

さて、循環水タンク６に於ける気水分離である
が、気水分離の形式としては一般的に金網、ラシ
ヒリング等の充填物による濾過式、衝突式、流速
を落下させて分離する膨張式、遠心力を利用する
サイクロン式等が考えられる。放射性排ガス処理
装置用としてはフランジを含まない密閉構造が望
ましいため定期清掃が必要な濾過式を避け、小型
で分離効率の高いサイクロン式が循環水タンク６
に用いられている。

［背景技術の問題点］ 第３図に於て、循環水タンク入口ノズル５から
循環水タンク６の胴体接線方向に流入した封水と
排ガスの混合物は、胴体に接触して流れるように
して衝突式の効果を持たせるとともに、流体を回
転運動させながら下方に流し、水を遠心力により
内壁に付着させて分離し、排ガスは中央部から上
方の出口ノズル７に逃す形式を採つている。この
ため機器の設計上旋回流を得る高さ寸法ａ、水滴
が中央部の上方流に混入しないための寸法ｂにつ
いては入口ノズル５の口径の２〜３倍程度が望ま
しくこれ以下の寸法では寸法減少とともに効率が
低下する。従つて、循環水タンク６の入口ノズル
５と制御液面間の高さａ＋ｂは必然的に一定以上
の制約が出来てしまう。

ところで、真空ポンプ設備としては圧力条件と
して可能であれば、循環水ポンプ１０による駆動
よりも、自己循環すなわち水封式真空ポンプの吐
出圧力と封水ノズル３部の圧力差で封水が循環す
るように構成する方がシステム構成が単純で安価
になる。特に放射性排ガス処理装置のように動的
機器ごとに故障を想定して二重化したり各種の制
御インターロツクを組んでいる場合は、配置スペ
ース、電気計装、放射能管理区域内の毎年の定期
点検等に関し、信頼性、コストの面で大きな開き
が生じる。従つて、自己循環式の真空ポンプ設備
が要望される。

しかしながら、前述した様に循環水タンク６の
入口ノズル５と制御液面間に必要な寸法ａ＋ｂ
が、配置上水封式真空ポンプ２と制御液面の水頭
差ｃを作り出し、封水を送る際に逆圧となるため
上記要望に対して実現が難しい。また、特に起動
時水封式ポンプの主軸レベルを水で満たすという
必要条件を達成することができない。

循環水タンク６の位置を高くして循環水タンク
６側の水位を真空ポンプ２の主軸レベルより高く
することも考えられるが、この場合循環水タンク
入口ノズル５へ吐出配管４を導くためにはガス配
管で立ち上げなければならず、このような配管構
造では真空ポンプ２の停止時に吐出配管４内に封
水が溜まつてしまい再起動時に気液混合物が形成
されずに水だけが循環水タンクに供給されてサイ
クロンの機能を阻害するという問題がある。一
方、起動条件を優先させた場合には循環水タンク
の方で設計上、気水分離効率、メンテナンス、循
環水タンクの寸法等で問題を生じる。例えば気水
分離効率を下げることは出口配管１２へ飛散する
水分を多くして配管へのドレン溜まりや腐食の問
題点を生じるほか純水を使用する循環水の消耗が
多くなる問題点がある。

［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、水封形真空ポンプの封水を自己循環させ
ると同時に気水分離効率も高く、また設備保守性
の面でも問題点を生じることがない信頼性の高い
放射性排ガス処理装置用真空ポンプ設備を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は放射性排ガスを吸い込む入口配管、吐
出配管および封水ノズルを有する水封式真空ポン
プと、前記吐出配管の接続された上下方向へ分岐
される分岐部と、この分岐部の上方側からガス配
管を介して接続された循環水タンクと、この循環
水タンクの下方に接続された供給水ノズルおよび
流出配管と、この流出配管の下流側に接続された
循環水クーラーと、この循環水クーラーの下流側
と前記封水ノズルとを接続する連通配管と、前記
分岐部の下方側と前記流出配管との間に介在して
連通された前置バランス管と、前記循環水タンク
の上方に設けられた出口ノズルと、前記循環水タ
ンク内の水位を前記水封式真空ポンプの主軸レベ
ルと該水封式真空ポンプの吐出配管レベルとの間
にあるよう制御する水位スイツチとを具備したこ
とを特徴とする放射性排ガス処理装置用真空ポン
プ設備である。

［発明の実施例］ 以下本発明に係る真空ポンプ設備の一実施例を
第１図および第２図につき説明する。第１図にお
いて第３図と同一部材については同一符号を付し
て説明する。

本発明に係る真空ポンプ設備は第３図に示した
例と同様に水封式真空ポンプ２、循環水タンク
６、循環水クーラー１１を主な機器としている
が、従来例と異なる点は第１図に示したように吐
出配管４に分岐部１６を設けるとともに、この分
岐部１６にガス配管１７および前置バランス管１
８を接続して構成されている。第１図において、
水封式真空ポンプ２には入口配管１、封水ノズル
３および吐出配管４が接続されており、吐出配管
４の下流側には前記ガス配管１７および前置バラ
ンス管１８を接続する分岐部１６が設けられてい
る。分岐部１６から上方へ折り曲げられて形成し
たガス配管１７は入口ノズル５を介して循環水タ
ンク６に接続されている。循環水タンク６には出
口ノズル７が接続されており、出口ノズル７の下
流側には出口配管１２が接続されている。

また出口配管１２と入口配管１との間には流量
制御弁１３を含む排ガス再循環配管８で連結され
ている。一方、封水用配管としては循環水タンク
６の下方から取り出され、循環水クーラ１１に到
る流出配管１４と、この配管１４に合流され、前
記吐出配管４から分岐していてかつ吐出配管４か
らの分岐部１６から下方に配置される前置バラン
ス管１３と、循環水クーラー１１から、水封式真
空ポンプ２の封水ノズル３へ到る連通配管１５と
からなつている。循環水タンク６には図示しない
水位スイツチが取り付けられ、運転中は高及び低
の設定レベルに水位を調整する。循環水タンクの
気水分離部や水位制御は従来例とほぼ同様な構成
をしている。

すなわち、循環水タンク６内の水位が主軸レベ
ル付近に設定された水位低のレベルまで下がると
水位スイツチが作動して供給水ノズル９から給水
され、水位低のレベルより高い吐出配管４の内面
下部を越えないレベルに設定された水位高のレベ
ルに達すると再び水位スイツチが作動して給水が
停止される。

第２図ａ，ｂ，ｃは本発明の実施例において吐
出配管４から分岐される分岐部１６に使用される
配管継手１６ａ，１６ｂ，１６ｃの例を具体的に
拡大した断面図である。第２図ａはテイー１９と
レジユーサ２０、同ｂは異径テイー２１とレジユ
ーサ２２，２３、同ｃは異径テイー２１とレジユ
ーサ２２，２３、キヤツプ２４、ハーフカツプリ
ング２５を組み合わせた他に、異径テイー２１の
内部にエルボの外側半分を衝突板２６として取り
つけたものである。この分岐部１６に使用する配
管継手１６ａ，１６ｂ，１６ｃは吐出配管１の内
面下方を流れたり大粒の液滴となつているものを
一部取り出すものであり、ｃ，ｂ，ａの順に水は
分離されやすい。これらの継手ａ，ｂ，ｃは流れ
条件等に応じ変形構造を採用することができる。

つぎに上記真空ポンプ設備の作用を説明する。

放射性排ガス処理装置の排ガスは入口配管１か
ら水封式真空ポンプ２へ抽出され装置全体を負圧
に保ちながら排ガスを流動させることができる。
水封式真空ポンプ２は入口配管１からの排ガスと
封水ノズル３からの封水を内部に引き込み、吐出
配管４へ気液混合物として排出する。この際封水
はシールと摩擦熱除去の働きをする。気液混合物
は吐出配管４では配管内面に液膜となつて流れる
様な部分の水を分岐部１６で下方へ分離して前置
バランス管１８へ流し、混合物の液比率を減らし
て循環水タンク入口ノズル５へ到る。循環水タン
ク６において、排ガスは循環水タンク入口ノズル
５と制御水位間に無理のない寸法を取つて設計さ
れた気水分離機構で効率良く封水分を分離除去さ
れ、循環水タンク出口ノズル７から出口配管１２
を通じて図示しない排気塔へ送られる。また排ガ
スの一部は流量制御弁１４を含む排ガス再循環配
管８により入口配管１側に戻されることで放射性
排ガス処理装置内の圧力および流量が制御され
る。

循環水タンク６内に溜まつた封水と前置バラン
ス管１８に上方から供給される封水は循環水クー
ラ１１で冷却された後、封水ノズル３から水封式
真空ポンプ２へ供給されるという循環を続ける。

なお、前置バランス管１８の水位は循環水タン
ク６の水位とは流動圧損だけ差が出るが、下部で
連通しているためほぼ一定でわずかな差を保つた
状態でバランスして運転される。前置バランス管
１８と循環水タンク６へ各々上方から供給される
水量の差は、本実施例の場合、水頭と流れの圧損
を受けて循環水クーラー１１へ流れてゆく水量で
自動的に調整を受ける。

しかして、上記実施例においては真空ポンプ設
備の停止中でも制御水位はほぼ水封式真空ポンプ
の主軸レベルであり、封水が水封式真空ポンプを
浸していいるため、何ら事前注水作業をすること
なく起動できる。

また、水封式真空ポンプと循環水ポンプの２台
で封水と循環させる場合に比べ騒音、振動の少な
い運転状況が得られる。

［発明の効果］ 以上述べた様に本発明によればつぎに述べる効
果がある。

制御系を複雑にする循環水ポンプを除去でき、
信頼性が向上し、運転操作がわかりやすく、保守
点検が容易である。

また、吐出配管に上下方向へ分岐される分岐部
を設け、その下方側と循環水タンクの流出配管と
の間にバランス管を設けたので、配管内面を液膜
となつて流れるような水はバランス管へ流れて気
液混合物の液比率が減らされる。そして、循環水
タンクにサイクロンのような他の気液分離装置を
併設した場合には、その負荷を軽減することがで
きる。

したがつて、循環水タンクを小型化して設置ス
ペースを小さくでき、しかも経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射性排ガス処理装置用
真空ポンプ設備の一実施例を示す構成図、第２図
は第１図における吐出配管の分岐部に使用される
配管継手を拡大して示す縦断面図、第３図は従来
例の真空ポンプ設備を示す構成図である。 １……入口配管、２……水封式真空ポンプ、３
……封水ノズル、４……吐出配管、５……入口ノ
ズル、６……循環水タンク、７……出口ノズル、
８……排ガス再循環配管、９……供給水ノズル、
１０……循環水ポンプ、１１……循環水クーラ、
１２……出口配管、１４……流出配管、１５……
連通配管、１６……分岐部、１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ……配管継手、１７……ガス配管、１８……
前置バランス管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放射性排ガスを吸い込む入口配管、吐出配管
   および封水ノズルを有する水封式真空ポンプと、
   前記吐出配管に接続された上下方向へ分岐される
   分岐部と、この分岐部の上方側からガス配管を介
   して接続された循環水タンクと、この循環水タン
   クの下方に接続された供給水ノズルおよび流出配
   管と、この流出配管の下流側に接続された循環水
   クーラーと、この循環水クーラーの下流側と前記
   封水ノズルとを接続する連通配管と、前記分岐部
   の下方側と前記流出配管との間に介在して連通さ
   れた前置バランス管と、前記循環水タンクの上方
   に設けられた出口ノズルと、前記循環水タンク内
   の水位を前記水封式真空ポンプの主軸レベルと該
   水封式真空ポンプの吐出配管レベルとの間にある
   よう制御する水位スイツチとを具備したことを特
   徴とする放射性排ガス処理装置用真空ポンプ設
   備。