JPH06222194A - 吸着剤充填フィルタのリーク検出方法及び装置 - Google Patents

吸着剤充填フィルタのリーク検出方法及び装置

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JPH06222194A
JPH06222194A JP5008813A JP881393A JPH06222194A JP H06222194 A JPH06222194 A JP H06222194A JP 5008813 A JP5008813 A JP 5008813A JP 881393 A JP881393 A JP 881393A JP H06222194 A JPH06222194 A JP H06222194A
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哲生 深澤
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(57)【要約】 【目的】吸着剤充填フィルタのリーク検出方法及び装置
において、フィルタ出口の不純物ガス濃度が検出限界以
下であっても、信頼性の高いフィルタのリーク検出を行
えるようにする。 【構成】ヨウ素除去フィルタ1には吸着剤を充填した充
填層2が取付けられている。本発明のリーク試験では、
ヨウ素除去フィルタ1に通気ガスを供給するとともに、
ヨウ素吸着剤と反応する反応性ガスを発生器3を用いて
フィルタ入口から導入し、少なくともフィルタ出口の反
応性ガスと反応生成物ガスの濃度を濃度測定器4を用い
て測定する。反応性ガスと反応生成物ガスの両方の濃度
を測定することによって、出口の反応性ガス濃度が検出
限界以下であっても、反応性ガスがフィルタを透過した
時期とその検出のタイミングが一致していることが確認
でき、フィルタのリーク検出の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、吸着剤充填フィルタの
リーク検出方法及び装置に係わり、特に、原子力発電所
や再処理工場で使用される高性能なヨウ素除去フィルタ
のリーク検出方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所や核燃料再処理工場などの
原子力プラントにおいては、環境保全の立場から、放射
性物質の放出防止対策が講じられている。特に、気体と
して発生する放射性ヨウ素(化学形態、単体ヨウ素:I
2 、ヨウ化メチル:CH3 Iなど)の放出防止対策が重
要視されてきた。この結果、原子力発電所や核燃料再処
理工場の排気系に、添着炭や銀添着吸着剤などのヨウ素
吸着剤を充填したヨウ素除去フィルタが設置されてい
る。
【0003】ヨウ素吸着材としては、添着炭、銀添着吸
着剤などがある。添着炭は、物理吸着によって単体ヨウ
素を、また、同位体交換反応によってヨウ化メチルなど
の有機ヨウ素を吸着するものである。銀添着吸着剤は、
単体ヨウ素やヨウ化メチルのヨウ素を、ヨウ化銀として
化学的に銀添着吸着剤上に固定化するものである。
【0004】これらの吸着剤を用いたヨウ素除去フィル
タは、その性能を維持するため、吸着剤充填層に空隙な
いし薄層部が形成されたり、フィルタ枠やガスケットな
どにバイパスリーク路が形成されることがあってはなら
ず、このような場合にはフィルタ装置全体の性能が低下
する。したがって、ヨウ素除去フィルタは、その設置
時、さらには設置後、定期的にリークを検出する必要が
ある。
【0005】従来、リークを検出する方法としては、添
着炭、銀添着吸着剤に対してそれぞれ次の方法がある。
【0006】(1) 吸着剤を充填したフィルタに通気ガス
を供給し、これにフレオンを不純物ガスとして導入し、
フィルタ前面の不純物濃度が安定した後、出口ガス中の
不純物濃度を測定してそのリーク量を求める方法(AS
TM規格)。これは活性炭を対象として開発された方法
で、フレオンは活性炭に物理吸着される。
【0007】(2) 前記の不純物として、ヨウ化メチルな
どの銀と化学吸着する物質を用いる方法(特開昭56-108
998 、特開昭59-37445)。この方法は、物理吸着能力の
無いため、フレオンを吸着しない銀添着吸着剤を対象と
したものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。フィルタのリークの
検出にあたっては、フィルタ出口での不純物ガスの流出
時期とその検出のタイミングを一致させる必要がある。
従来の吸着材の性能では、フィルタにリークがない場合
でもフィルタ出口での不純物ガス濃度は測定可能であ
り、フィルタ出口での不純物ガスの流出時期とその検出
のタイミングを一致させることは容易である。しかし、
近年の吸着剤の高性能化に伴って、フィルタ出口での不
純物ガス濃度が検出限界以下となることが多くなる。こ
のため、上記従来技術(1)(2)では、フィルタにリークが
ある場合でもフィルタ入口での不純物ガスの導入のタイ
ミングに異常が生じた場合は、フィルタにリークが無い
と判断される恐れがある。これを従来技術で対応するた
めには、フィルタ前面での不純物濃度を高める必要があ
り、従来技術(1) では地球のオゾン層破壊で近年問題と
なってきたフレオンの放出量の増大を招いたり、従来技
術(2) では不純物ガスと銀が反応してしまうなどの問題
が発生する。
【0009】本発明の目的は、フィルタ出口の不純物ガ
ス濃度が検出限界以下であっても、信頼性の高いフィル
タのリーク検出を行える吸着剤充填フィルタのリーク検
出方法及び装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、吸着剤充填フィルタのリーク検出方法に
おいて、前記フィルタに通気ガスを供給するとともに、
吸着剤と反応する反応性ガスをフィルタ入口から導入
し、少なくともフィルタ出口の反応性ガスと反応生成物
ガスの濃度を測定することを特徴とする吸着剤充填フィ
ルタのリーク検出方法を提供する。
【0011】上記リーク検出方法においては、 リーク率(%) =反応性ガスの出口濃度/(反応性ガスの
出口濃度+反応生成物ガス濃度)×100 にて吸着剤充填フィルタのリーク率を算出してもよし、
更にフィルタ入口の反応性ガスの濃度を測定し、従来通
り、 リーク率(%) =反応性ガスの出口濃度/反応性ガスの入
口濃度×100 にて吸着剤充填フィルタのリーク率を算出してもよい。
【0012】また、上記目的を達成するために、本発明
は、吸着剤充填フィルタのリーク検出装置において、吸
着剤と反応する反応性ガス発生器と、少なくともフィル
タ出口の反応性ガスと反応生成物ガスの濃度を測定する
濃度測定器とを有することを特徴とする吸着剤充填フィ
ルタのリーク検出装置を提供する。
【0013】
【作用】以上のように構成した本発明では、吸着剤充填
フィルタ出口の反応性ガスと反応生成物ガスの濃度の両
方に測定することによって、出口の反応性ガス濃度が検
出限界以下であっても、反応性ガスがフィルタを透過し
た時期とその検出のタイミングが一致していることが確
認でき、フィルタのリーク検出の信頼性が向上する。
【0014】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
より説明する。本発明によるヨウ素除去フィルタのリー
ク検出方法を適用した場合の装置構成を図1に示す。図
1において、1はヨウ素除去フィルタであり、ヨウ素除
去フィルタのケース1A内には吸着剤充填層2が固定さ
れている。吸着剤充填層2にはヨウ素吸着剤(粒径1〜
2mm)充填されている。この充填状態は、リーク検出
法での確認の対象となる。また、吸着剤充填層2はフィ
ルタケース1Aに、吸着剤充填層2を通らないガスの流
通が無いように固定される。この固定状態も、リーク検
出法での確認の対象となる。
【0015】以上のように構成されたヨウ素除去フィル
タのリーク検出装置は吸着剤充填層2のヨウ素吸着剤と
反応する反応性ガス発生器3と、フィルタ入口の反応性
ガスの濃度及びフィルタ出口の反応性ガスと反応生成物
ガスの濃度を測定する濃度測定器4とを有している。リ
ーク検出時には、反応性ガス発生器3はヨウ素除去フィ
ルタ1の入口部に接続され、濃度測定器4はヨウ素除去
フィルタ1の入口部と出口部とに接続される。
【0016】次に、リーク検出法について手順に従い詳
細に述べる。図2にヨウ素除去フィルタ1の出入口の濃
度の時間変化を示す。ここで、(a)はフィルタ入口の
反応性ガス濃度、(b)及び(c)は、それぞれ、リー
クが有る場合とリークが無い場合のフィルタ出口の反応
性ガス(実線)と反応生成物ガス濃度(破線)である。
以下、手順に従い述べる。
【0017】まず、通気ガスをヨウ素除去フィルタ1に
供給する。次いで、反応性ガス発生器4より反応性ガス
を導入する。フィルタ入口の反応性ガス濃度は、図2の
(a)に示すように、配管での滞留時間のため、導入時
間より遅れて上昇する。また、フィルタ出口の反応性ガ
スと反応生成物ガス濃度は、図2の(b)及び(c)に
示すように、配管の滞留時間などのため、フィルタ入口
の反応性ガス濃度の時間変化より遅れる。
【0018】リークが有る場合と無い場合について、具
体的に述べる。リークが有る場合には、図2(b)に示
すように、反応性ガスと反応生成物ガスがあるため、フ
ィルタ入口の反応性ガスとフィルタ出口の反応性ガスを
測定すれば、その濃度比から、従来法と同様に、次式に
よってリーク率を測定できる。
【0019】リーク率(%) =反応性ガスの出口濃度/反
応性ガスの入口濃度×100 一方、リークの無い場合には、近年の吸着剤の高性能化
に伴って、フィルタ出口での不純物ガス濃度が検出限界
以下となることが多くなる。このため、図2(c)に示
すように、反応生成物ガスのみが検出される。従来法で
は、フィルタ出口では反応性ガスのみを検出しており、
反応性ガスがフィルタを透過した時期とその検出のタイ
ミングが一致しているかどうか、すなわち測定が正確に
行われたどうかが確認できない。この場合、フィルタ入
口での不純物ガスの導入のタイミングに異常が生じた場
合は、フィルタにリークがある場合でもリークが無いと
判断される恐れがある。本実施例のリーク検出方法で
は、反応生成物ガスの濃度を測定するため、反応性ガス
が本来存在すべき時間がわかり、反応性ガス濃度を正確
に測定でき、リークの無いことが確認できる。
【0020】次に、銀添着吸着剤の場合の反応性ガスと
反応生成物ガスの具体的な例を図3に示す。銀添着吸着
剤としては、硝酸銀(AgNO3 )を添着したアルミ
ナ、シリカゲル吸着剤、金属銀(Ag)を添着したアル
ミナ、シリカゲル吸着剤、銀イオン(Ag+ )をイオン
交換によって添着したゼオライトがある。反応性ガスと
しては、有機ハロゲンを主体として示した。この時の反
応生成物ガスは、銀の化学形態によって異なり、AgN
3 の場合には、主として硝酸エステルが反応生成物ガ
スとして発生する。また、Ag、Ag+ の場合には、主
としてアルコールが反応生成物ガスとして発生する。本
発明では、反応生成物ガスである硝酸エステル、アルコ
ールを測定するものである。
【0021】上記の例は、銀添着吸着剤の場合である
が、原子力発電所の排気系で使われている添着炭の場合
も、本発明を適用できる。すなわち、添着炭は、単体ヨ
ウ素の吸着能力の高い活性炭に、ヨウ化カリウム(K
I、KI3 など)を添着したもので、ヨウ化メチルなど
の有機ヨウ素の吸着性能を改良したのものである。この
時のヨウ化メチルの吸着反応は、次のような同位体交換
反応で表される。
【0022】 CH3 * (ガス) + KI(吸着剤) → CH3 I(ガス) + KI* (吸着剤) ここで、I* は放射性ヨウ素である。以上の反応から、
図3に示した反応性ガスが使用できる。この時の反応生
成物ガスは、ヨウ化メチルやヨウ化エチルなどのヨウ化
アルキルである。
【0023】上記の例では、リーク率を反応性ガスの出
入口濃度から算出したが、フィルタ出口の反応性ガスと
反応生成物ガスの濃度から、次のようにして算出するこ
ともできる。
【0024】 リーク率(%) =反応性ガスの出口濃度/(反応性ガスの
出口濃度+反応生成物ガス濃度)×100 この場合、反応生成物ガス量が、反応生成物ガスの吸着
剤への吸着や、副反応によって少なくなるが、リーク率
は大きめの値となり安全側の評価ができる。また、濃度
測定器4はフィルタ出口にのみ接続すればよく、構成が
簡単となる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、反応性ガスがフィルタ
を透過した時期とその検出のタイミングが一致している
ことが確認できるので、反応性ガス濃度を正確に測定で
き、フィルタのリーク検出の信頼性が向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるヨウ素除去フィルタの
リーク検出方法及び装置を示す図である。
【図2】フィルタ出入口の反応性ガスと反応生成物ガス
の濃度の時間変化を示す図である。
【図3】反応性ガスと反応生成物ガスの例を表形式で示
す図である。
【符号の説明】
1 ヨウ素除去フィルタ 2 吸着剤充填層 3 反応性ガス発生器 4 反応性ガス及び反応生成物ガス濃度測定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉田 龍男 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着剤充填フィルタのリーク検出方法に
    おいて、前記フィルタに通気ガスを供給するとともに、
    吸着剤と反応する反応性ガスをフィルタ入口から導入
    し、少なくともフィルタ出口の反応性ガスと反応生成物
    ガスの濃度を測定することを特徴とする吸着剤充填フィ
    ルタのリーク検出方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の吸着剤充填フィルタのリ
    ーク検出方法において、 リーク率(%) =反応性ガスの出口濃度/(反応性ガスの
    出口濃度+反応生成物ガス濃度)×100 にて吸着剤充填フィルタのリーク率を算出することを特
    徴とする吸着剤充填フィルタのリーク検出方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の吸着剤充填フィルタのリ
    ーク検出方法において、更にフィルタ入口の反応性ガス
    の濃度を測定し、 リーク率(%) =反応性ガスの出口濃度/反応性ガスの入
    口濃度×100 にて吸着剤充填フィルタのリーク率を算出することを特
    徴とする吸着剤充填フィルタのリーク検出方法。
  4. 【請求項4】 吸着剤充填フィルタのリーク検出装置に
    おいて、吸着剤と反応する反応性ガス発生器と、少なく
    ともフィルタ出口の反応性ガスと反応生成物ガスの濃度
    を測定する濃度測定器とを有することを特徴とする吸着
    剤充填フィルタのリーク検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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