JPH0875897A - 活性炭式希ガスホールドアップ塔室温度調節装置と運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】活性炭式希ガスホールドアップ塔内の温度を自
動調整して所定範囲に維持することにより、活性炭式希
ガスホールドアップ塔の運転機能を良好にして、性能低
下に起因するプラント停止等を未然に防止し、運転員の
負担を軽減する活性炭式希ガスホールドアップ塔室温度
調節装置と運転方法を提供する。 【構成】請求項１記載の活性炭式希ガスホールドアップ
塔室温度調節装置は、活性炭式希ガスホールドアップ塔
５を収容した活性炭式希ガスホールドアップ塔室９に所
定温度の空気を供給する多重化した冷却水調節弁25ａ，
25ｂおよび加熱水調節弁26ａ，26ｂを備えた活性炭式希
ガスホールドアップ塔室空調機10と、これを制御する制
御装置24と、前記冷却水調節弁および加熱水調節弁と共
に多重化により複数系統とした給気温度計23ａ，23ｂか
らなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電所または核
燃料再処理施設における気体廃棄物処理系の活性炭式希
ガスホールドアップ塔室温度調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の活性炭式希ガスホールドアップ装
置は、図７の沸騰水型原子力発電所の気体廃棄物処理系
の系統図に示すように、原子炉で発生した非凝縮性ガス
である酸素、水素およびＫr やＸe 等の放射性希ガス
は、抽出配管１を通して空気抽出器２により気体廃棄物
処理系へ排出される。

【０００３】この排出されたガス３（以下排ガスと称
す）は、排ガス再結合装置４に設置されている再結合器
により酸素と水素を再結合させ、下流側における水素濃
度が可燃限界を充分下廻る程度まで水素を除去される。

【０００４】その後に下流側の配管途中で温度が降下
し、ドレンが発生することを防止するために、排ガス再
結合装置４内に設置されている除湿冷却器により室温以
下まで冷却して除湿される。

【０００５】排ガス再結合装置４を出た排ガス３は、複
数の活性炭式希ガスホールドアップ塔５を順次通過し、
塔内に充填されている活性炭における希ガスの物理吸着
により、排ガス３中の放射性希ガスを保持遅延すること
により、その放射能を減衰させる。この排ガス３は、排
ガスフィルタ６により排ガス３中に混入する固形物を除
去された後に、排ガス真空ポンプ７により排気筒８へ送
られて大気中へ放出される。

【０００６】活性炭式希ガスホールドアップ塔５は、図
８の構成図に示すように複数基が希ガスホールドアップ
塔室９内に設置されており、その室内は活性炭の性能を
高めるために、希ガスホールドアップ塔室空調機10によ
り室内温度を20〜30℃に調整されている。

【０００７】この希ガスホールドアップ塔室空調機10内
では、戻りダクト11からの戻り空気をフィルタ12により
除塵した後に、冷却器13および加熱器14により希ガスホ
ールドアップ塔室内温度が20〜30℃になるように温度調
節され、ファン15ａまたはファン15ｂにより給気ダクト
16を通して、再び希ガスホールドアップ塔室９内へ供給
される。

【０００８】希ガスホールドアップ塔室空調機10の冷却
器13には冷却水配管17が接続されており、冷却水手動調
節弁18により冷却水流量を調節している。同様に、加熱
器14には加熱水配管19が接続されており、加熱水手動調
節弁20により加熱水流量を調節している。

【０００９】前記冷却水手動調節弁18および加熱水手動
調節弁20の調節は、例えば夏場は冷却水のみまたは冷却
水が多くなるように、また、冬場は加熱水を夏場より多
く流れるように、それぞれ冷却水手動調節弁18および加
熱水手動調節弁20を現場において手動で操作する。

【００１０】活性炭式希ガスホールドアップ塔５は、希
ガスホールドアップ塔室９内が希ガスホールドアップ塔
室空調機10によって20〜30℃に維持されることにより、
同じく20〜30℃の温度に間接的に加熱されている。

【００１１】したがって、排ガス３は希ガスホールドア
ップ塔室９内の排ガス配管21を流れている間に加熱され
て20〜30℃の温度になり、活性炭式希ガスホールドアッ
プ塔５へ流入する。なお、排ガス配管21は内部を流れる
排ガス３が希ガスホールドアップ塔室９内で制御温度ま
で上昇するのに十分な長さとしている。

【００１２】図９の特性図は活性炭の含水率と排ガスの
相対湿度の関係を示しており、この図９から明らかなよ
うに活性炭の含水率は、排ガス３の相対湿度が40％を越
えたあたりから急速に増加して、20％以上となることが
分かる。

【００１３】また、活性炭の含水率の増加は、活性炭の
希ガスに対する吸着能力を低下させることが知られてい
る。図10の特性図は活性炭の含水率とＸe に対する動的
吸着係数の関係を示したもので、図10から活性炭の含水
率が20％近くなると動的吸着係数が急激に低下するのが
分かる。

【００１４】したがって、排ガス３を相対湿度40％以下
に維持すれば、図９および図10から活性炭の希ガスに対
する動的吸着係数を低下させずに使用できるということ
が分かる。

【００１５】すなわち、特公平5-62716 号公報「放射性
廃棄物の処理装置」に開示されているように、排ガス再
結合装置４に設置されている除湿冷却器により除湿され
た例えば露点10℃の排ガスは、温度25℃で相対湿度が約
40％であることから、活性炭式希ガスホールドアップ塔
５に入る排ガス配管21における排ガス３の温度（希ガス
ホールドアップ塔室９内の温度）は、相対湿度約40％以
下に相当する温度となる25℃以上に設定すると良いこと
が分かる。

【００１６】一方、排ガス３の脱湿を行わない場合に
は、特公平5-62717 号公報「活性炭式希ガスホールドア
ップ装置の運転方法及びそのための装置」の第２図に開
示されているように、活性炭量は25℃付近が最も少なく
なることが知られていることから、希ガスホールドアッ
プ塔室９内の温度は25±５℃（20〜30℃) になるように
運転員は冷却水手動弁調節弁18、および加熱水手動調節
弁20を予め現場にて手動操作により設定している。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】希ガスホールドアップ
塔室９内の温度調節に際して、希ガスホールドアップ塔
室９内の温度を25℃に設定するには、気体廃棄処理系が
インサービスに入る前に希ガスホールドアップ塔室空調
機10を運転し、給気ダクト16の温度一時測定点22にて給
気温度を測定しながら、現場において冷却水手動調節弁
18および加熱水手動調節弁20を調節する必要があり、こ
の温度設定の作業には長時間を要する支障があった。

【００１８】また、気体廃棄物処理系がインサービスに
入った後に、希ガスホールドアップ塔室９内の温度が20
〜30℃の範囲内にあれば、活性炭の性能を著しく低下さ
せることなく気体廃棄物処理系の運転を継続可能である
が、この温度が20〜30℃の範囲から逸脱した場合、また
は逸脱することが予想される場合には、冷却水手動調節
弁18または加熱水手動調節弁20を操作し直して希ガスホ
ールドアップ塔室９内の温度調節を行う必要があった。

【００１９】さらに、温度が20〜30℃を逸脱した場合に
は、活性炭式希ガスホールドアップ塔５の性能が低下し
て、気体廃棄物処理系の停止に至り、場合によってはプ
ラントを停止する可能性もあることから、この温度調節
作業は運転員に多くの負担が掛かるという問題があっ
た。

【００２０】本発明の目的とするところは、活性炭式希
ガスホールドアップ塔内温度を自動的に調節して所定範
囲に維持することにより、活性炭式希ガスホールドアッ
プ塔の運転機能を良好にして、性能低下に起因するプラ
ント停止等を未然に防止し、プラント運転の信頼性を向
上すると共に、運転員の負担を軽減する活性炭式希ガス
ホールドアップ塔室温度調節装置と運転方法を提供する
ことにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係る希ガスホールドアップ塔室温
度調節装置は、活性炭式希ガスホールドアップ塔を収容
した活性炭式希ガスホールドアップ塔室に所定温度の空
気を供給する活性炭式希ガスホールドアップ塔室空調機
と、この活性炭式希ガスホールドアップ塔室空調機と前
記活性炭式希ガスホールドアップ塔室を結んだダクト
と、このダクトの給気側に前記活性炭式希ガスホールド
アップ塔室空調機の給気温度を検知する多重化した給気
温度計を設ける。

【００２２】さらに、この給気温度計からの温度信号を
入力して予め設定された温度設定値と比較、演算する制
御装置と、この制御装置の出力信号で開度を調節して前
記活性炭式希ガスホールドアップ塔室空調機に供給する
冷却水および加熱水の流量を加減する多重化した冷却水
調節弁および加熱水調節弁からなることを特徴とする。

【００２３】請求項２記載の発明に係る希ガスホールド
アップ塔室温度調節装置は、前記多重化した給気温度計
を活性炭式希ガスホールドアップ塔室内に配置したこと
を特徴とする。

【００２４】請求項３記載の発明に係る希ガスホールド
アップ塔室温度調節装置は、前記多重化した給気温度計
を活性炭式希ガスホールドアップ塔内に配置したことを
特徴とする。

【００２５】請求項４記載の発明に係る希ガスホールド
アップ塔室温度調節装置の運転方法は、前記活性炭式希
ガスホールドアップ塔室の温度を20〜30℃の範囲に自動
的に維持することを特徴とする。

【００２６】請求項５記載の発明に係る希ガスホールド
アップ塔室温度調節装置の運転方法は、前記それぞれ多
重化したファンと給気温度計、冷却水調節弁および加熱
水調節弁の各機器を複数系統に組合わせると共に、この
うちの１系統を運転状態に、他の系統を待機状態として
運転系統の機器に不具合が生じたときは順次待機系統に
切替えることを特徴とする。

【００２７】

【作用】請求項１記載の発明は、制御装置では給気温度
計で検出された希ガスホールドアップ塔室に供給される
給気の温度信号から、加熱水調節弁および冷却水調節弁
の開度を調節し、加熱水および冷却水の流量を調整し
て、希ガスホールドアップ塔室空調機から供給する給気
の温度を自動的に調整し、活性炭式希ガスホールドアッ
プ塔内温度を適切に調整する。これにより活性炭式希ガ
スホールドアップ塔の機能を良好に維持する。

【００２８】請求項２記載の発明は、給気温度計を活性
炭式希ガスホールドアップ塔室内に配置して、活性炭式
希ガスホールドアップ塔室内の温度を検出して温度信号
として制御装置に伝達する。これにより活性炭における
温度検出の精度が向上し、希ガスホールドアップ塔室空
調機における給気温度調整の応答性が良好になる。

【００２９】請求項３記載の発明に係る希ガスホールド
アップ塔室温度調節装置は、給気温度計を活性炭式希ガ
スホールドアップ塔内に配置して、活性炭温度を直接検
出して温度信号として制御装置に伝達する。これによ
り、希ガスホールドアップ塔室空調機における給気温度
調整の精度と応答が向上する。

【００３０】請求項４記載の発明に係る希ガスホールド
アップ塔室温度調節装置の運転方法は、予め制御装置に
おける温度設定値を活性炭式希ガスホールドアップ塔室
の温度が20〜30℃の範囲となるように設定する。これに
より、希ガスホールドアップ塔室空調機が自動的に運転
され、活性炭式希ガスホールドアップ塔内の活性炭温度
を適切に維持して常に良好な希ガスホールドアップ機能
による運転を行う。

【００３１】請求項５記載の発明は、常に良好な希ガス
ホールドアップ機能を維持するための運転制御に係る、
多重化したファンや給気温度計、冷却水調節弁および加
熱水調節弁の各機器を複数系統に組合わせて常時１系統
を運転状態にし、他を待機状態としているので、運転系
統の機器に不具合が生じたときは、これを待機系統に順
次切替えるので運転信頼性が高い。

【００３２】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。なお、上記した従来技術と同じ構成部分には同一符
号を付して詳細な説明を省略する。第１実施例は、図１
の構成図に示され、活性炭式希ガスホールドアップ塔室
温度調節装置は、複数の活性炭式希ガスホールドアップ
塔５が希ガスホールドアップ塔室９内に設置されてお
り、その室内は活性炭の性能を高めるために、希ガスホ
ールドアップ塔室空調機10により室内温度を20〜30℃に
調整されている。

【００３３】また、希ガスホールドアップ塔室空調機10
は、希ガスホールドアップ塔室９内から戻りダクト11に
より導いた戻り空気をフィルタ12により除塵した後に、
冷却器13および加熱器14により希ガスホールドアップ塔
室９の室内温度が20〜30℃になるように温度調整して、
ファン15ａまたはファン15ｂにより給気ダクト16を通し
て、再び希ガスホールドアップ塔室９内へ供給する。

【００３４】この給気ダクト16には希ガスホールドアッ
プ塔室空調機10から希ガスホールドアップ塔室９へ供給
される給気の温度を検知する給気温度計23ａ，23ｂが設
置してあり、この給気温度計23ａ，23ｂで検知された温
度信号は制御装置24に入力される。

【００３５】さらに、希ガスホールドアップ塔室空調機
10の冷却器13には冷却水配管17が接続されており、冷却
水電動調節弁25ａ，25ｂが並列に介挿されている。同様
に、加熱器14には加熱水配管19が接続されていて、加熱
水電動調節弁26ａ，26ｂを並列に介挿している。

【００３６】前記冷却水電動調節弁25ａ，25ｂ、および
加熱水電動調節弁26ａ，26ｂは、電気的に制御装置24に
接続されていて、それぞれ制御装置24からの信号により
冷却器13への冷却水の流量調節、および加熱器14への加
熱水の流量調節をして希ガスホールドアップ塔室９へ供
給される給気の温度を調整する。

【００３７】なお、冷却水電動調節弁25ａ，25ｂ、およ
び加熱水電動調節弁26ａ，26ｂは、前記給気温度計23
ａ，23ｂと共に、それぞれ二重化しており、動的機器の
単一故障により希ガスホールドアップ塔室空調機10の機
能停止を防止するために多重化して構成されている。

【００３８】次ぎに上記構成による作用として、希ガス
ホールドアップ塔室９内の温度を例えば25℃付近に一定
にするには、制御装置24において給気温度計23ａから入
力した温度信号を、別途設定した温度設定値の25℃と比
較して、給気温度計23ａからの温度信号が25℃未満であ
れば、加熱水調節弁26ａを開いて加熱水流量を増加させ
る。

【００３９】逆に給気温度計23ａが測定した温度信号が
設定値の25℃を超える場合には、冷却水調節弁25ａを開
いて冷却水を増加させることにより、希ガスホールドア
ップ塔室９内の温度を25℃付近に一定とすることができ
る。これは給気温度計23ｂ、冷却水電動調節弁25ｂ、加
熱水電動調節弁26ｂの場合も同様である。

【００４０】図２の特性図は、希ガスホールドアップ塔
室空調機10の希ガスホールドアップ塔室９への給気温度
に対する、加熱水または冷却水の流量を示した図であ
る。図２において給気温度が25℃では冷却水、加熱水と
も流量はゼロであるが、25℃未満では給気温度が低いほ
ど加熱水の流量が多くなることが分かる。

【００４１】すなわち、加熱水電動調節弁26ａまたは加
熱水電動調節弁26ｂの開度が給気温度が25℃以上では０
％であり、温度が25℃より低くなるに従い 100％に近づ
くこととなる。また、図２において給気温度が25℃を超
える場合には、給気温度が高くなるほど冷却水の流量が
多くなることが分かる。すなわち、冷却水電動調節弁25
ａまたは冷却水電動調節弁25ｂの開度が給気温度が25℃
以下では０％であり、給気温度が25℃より高くなるに従
い 100％に近づくこととなる。

【００４２】次に、二重化してある一方のファン15ａ、
冷却水電動調節弁25ａ、加熱水電動調節弁26ａおよび給
気温度計23ａをＡ系、他方のファン15ｂ、冷却水電動調
節弁25ｂ、加熱水電動調節弁26ｂおよび給気温度計23ｂ
をＢ系とした場合に、Ａ系、Ｂ系の切替方法について説
明する。

【００４３】いま、Ａ系側の機器を用いて希ガスホール
ドアップ塔室９内の温度を、20〜30℃と一定に保つよう
に運転しているとすると、温度が20〜30℃の範囲から逸
脱するということはＡ系の機器に何らかの故障が発生し
ていることが考えられる。

【００４４】そこで温度が20〜30℃を逸脱する前に、Ｂ
系の機器にすべて切替えることにより、活性炭式希ガス
ホールドアップ塔５の性能に影響を与えることなく切替
えることができる。

【００４５】図３のロジック図は、ファン15ａ，15ｂの
切替を行う論理の一例を示したものである。制御装置24
においては、給気温度29℃以上信号27か、給気温度21℃
以下信号28が入力されてＯＲ回路29の条件が成立した場
合に、待機ファンを起動させることを示している。この
待機ファンは二重化した２台のファン15ａ，15ｂのう
ち、図示しない切替スイッチにより選択されない側のフ
ァンが待機ファンとする。

【００４６】図４のロジック図は、上記図３に示したロ
ジックにより起動した待機ファンにより、待機側の加熱
水電動調節弁および冷却水電動調節弁の切替を行う論理
の一例を示したものである。

【００４７】待機ファン起動信号30と加熱水調節弁開度
要求信号31によりＡＮＤ回路32が成立した場合に、待機
側の加熱水電動調節弁へ開度要求が出される。また、待
機ファン起動信号30と冷却水調節弁開度要求信号33によ
り、ＡＮＤ回路34が成立すると冷却水電動調節弁へ開度
要求信号が出力され、それぞれ開度調節を行うことで希
ガスホールドアップ塔室９への給気温度を自動調整す
る。

【００４８】第２実施例は、図５の構成図に示すよう
に、主要構成は上記図１に示す第１実施例とほぼ同様で
あるが、温度測定場所を希ガスホールドアップ塔室９内
として、希ガスホールドアップ塔室９内に給気温度計35
ａ，35ｂを設置し、ここからの温度信号を制御装置24へ
入力するように構成している。

【００４９】なお、この構成による制御装置24に入力さ
れた温度信号以降の作用は、上記第１実施例と同様であ
るが、給気温度計35ａ，35ｂにより希ガスホールドアッ
プ塔９内の空気温度を直接測定しているので、温度変化
の検出と、これに対応して希ガスホールドアップ塔室空
調機10における給気温度の調整の応答が早いことが特長
である。

【００５０】第３実施例は、図６の構成図に示すよう
に、主要構成は上記図１に示す第１実施例とほぼ同様の
構成であり、温度測定場所が活性炭式希ガスホールドア
ップ塔５内として、活性炭式希ガスホールドアップ塔５
内に給気温度計36ａ，36ｂを設置し、塔内に流れる排ガ
ス３を直接測定検出して、この温度信号を制御装置24に
入力するように構成している。

【００５１】したがって、上記構成による作用で、制御
装置24に入力された温度信号以降については上記第１実
施例と同様であるが、制御装置24への温度検出を活性炭
式希ガスホールドアップ塔５において活性炭の温度を直
接測定しているので、精度が高いことから、希ガスホー
ルドアップ塔室空調機10における給気温度の調整の精度
が高く、応答も速やかに行える。

【００５２】

【発明の効果】以上本発明によれば、活性炭式希ガスホ
ールドアップ塔室内および排ガス温度が所定の範囲内の
温度に自動的に維持することができることから、活性炭
式希ガスホールドアップ塔の性能を常に良好に維持して
気体廃棄物処理系が運転されるので、その機能と信頼性
を向上すると共に、運転員の負担を大幅に軽減する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例の希ガスホールドアッ
プ塔室と温度調節装置の構成図。

【図２】給気温度に対する加熱水と冷却水の流量特性
図。

【図３】給気温度に対するロジック図。

【図４】加熱水調節弁と冷却水調節弁に対するロジック
図。

【図５】本発明に係る第２実施例の構成図。

【図６】本発明に係る第３実施例の構成図。

【図７】従来の気体廃棄物処理系の系統図。

【図８】従来の活性炭式希ガスホールドアップ塔室と温
度調節装置の構成図。

【図９】活性炭の含水率と相対湿度の特性図。

【図１０】活性炭の含水率とＸe 吸着係数の特性図。

【符号の説明】

１…抽出配管、２…空気抽出器、３…排ガス、４…排ガ
ス再結合装置、５…活性炭式希ガスホールドアップ塔、
６…排ガスフィルタ、７…真空ポンプ、８…排気筒、９
…活性炭式希ガスホールドアップ塔室、10…希ガスホー
ルドアップ塔室空調機、11…戻りダクト、12…フィル
タ、13…冷却器、14…加熱器、15，15ａ，15ｂ…ファ
ン、16…給気ダクト、17…冷却水配管、18…冷却水手動
調節弁、19…加熱水配管、20…加熱水手動調節弁、21…
排ガス配管、22…温度一時測定点、23ａ，23ｂ，35ａ，
35ｂ，36ａ，36ｂ…給気温度計、24…制御装置、25ａ，
25ｂ…冷却水電動調節弁、26ａ，26ｂ…加熱水電動調節
弁、27…給気温度29℃以上信号、28…給気温度21℃以下
信号、29…ＯＲ回路、30…待機ファン起動信号、31…加
熱水調節弁開度要求信号、32，34…ＡＮＤ回路、33…冷
却水調節弁開度要求信号。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性炭式希ガスホールドアップ塔を収容
   した活性炭式希ガスホールドアップ塔室に所定温度の空
   気を供給する活性炭式希ガスホールドアップ塔室空調機
   と、この活性炭式希ガスホールドアップ塔室空調機と前
   記活性炭式希ガスホールドアップ塔室を結んだダクト
   と、このダクトの給気側に前記活性炭式希ガスホールド
   アップ塔室空調機の給気温度を検知する多重化した給気
   温度計と、この給気温度計からの温度信号を入力して予
   め設定された温度設定値と比較、演算する制御装置と、
   この制御装置の出力信号で開度を調節して前記活性炭式
   希ガスホールドアップ塔室空調機に供給する冷却水およ
   び加熱水の流量を加減する多重化された冷却水調節弁お
   よび加熱水調節弁からなることを特徴とする活性炭式希
   ガスホールドアップ塔室温度調節装置。
2. 【請求項２】 前記多重化した給気温度計を活性炭式希
   ガスホールドアップ塔室内に配置したことを特徴とする
   請求項１記載の活性炭式希ガスホールドアップ塔室温度
   調節装置。
3. 【請求項３】 前記多重化した給気温度計を活性炭式希
   ガスホールドアップ塔内に配置したことを特徴とする請
   求項１記載の活性炭式希ガスホールドアップ塔室温度調
   節装置。
4. 【請求項４】 前記活性炭式希ガスホールドアップ塔室
   の温度を20〜30℃の範囲に自動的に維持することを特徴
   とする請求項１乃至請求項３記載の活性炭式希ガスホー
   ルドアップ塔室温度調節装置の運転方法。
5. 【請求項５】 前記それぞれ多重化したファンと給気温
   度計、冷却水調節弁および加熱水調節弁の各機器を複数
   系統に組合わせると共に、このうちの１系統を運転状態
   に、他の系統を待機状態として運転系統の機器に不具合
   が生じたときは順次待機系統に切替えることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項４記載の活性炭式希ガスホールド
   アップ塔室温度調節装置の運転方法。