JPH11248883A - 放射性気体廃棄物処理系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】周辺機器の故障に影響されることなく、安定し
た温度制御ができ、効率の良い系統運転が継続できるよ
うに構成する。 【解決手段】排ガス予熱器１の一次側１ａと排ガス再結
合器２とを連通する排ガス予熱器出口配管９に配管用電
気ヒータ23を設ける。排ガス再結合器２と排ガス予熱器
１の二次側１ｂとを連通する戻り配管24を設ける。排ガ
ス予熱器１の二次側１ｂと排ガス復水器３の一次側３ａ
とを連通するガス流通配管25を設ける。これにより排ガ
ス再結合器２で発生する高温の排ガスを再度排ガス予熱
器１の二次側１ｂに戻し、熱交換させて二次側１ｂの排
ガスを冷却する。冷却された排ガスは排ガス復水器３の
一次側３ａに流入してさらに冷却される。排ガス予熱器
１の二次側１ｂに流入した高温の排ガスにより一次側１
ａの排ガスは加熱されるので、排ガス再結合器２の効率
を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所で発生
する気体廃棄物のうち、炉水の放射線分解ガス（水素／
酸素）を触媒により再結合処理するための排ガス再結合
器を中心とする、排ガス予熱器および排ガス復水器の配
管系統を改良して安定した予熱ができるように構成した
放射性気体廃棄物処理系に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子力発電所では、原子炉で発
生した蒸気をタービンへ導き、発電機を回転させて発電
するが、タービンからの放射性排ガスは、放射性気体廃
棄物処理系によりタービン主復水器から空気抽出器によ
り抽気して安全に処理し、放射能を低減化している。

【０００３】放射性気体廃棄物処理系は大略してタービ
ン主復水器，空気抽出器，再結合器，除湿乾燥機，ホー
ルドアップ塔および排出系機器からなり、排出系機器ま
でに安全に処理して排気筒を経て大気放出される。

【０００４】排ガス再結合器では炉水の放射線分解ガス
（水素／酸素）を触媒により再結合し、ホールドアップ
塔では放射性核分裂生成物を活性炭のホールドアップ効
果により時間減衰を行い、放射能の低減化を行ってい
る。

【０００５】図２により従来の空気抽出器から除湿冷却
器（除湿乾燥機）までの放射性排ガス処理配管系の概略
を説明する。図２中、符号１は一次側１ａおよび二次側
１ｂを備えた排ガス予熱器，２は排ガス再結合器，３は
一次側３ａおよび二次側３ｂを備えた排ガス復水器をそ
れぞれ示している。

【０００６】排ガス予熱器１は一次側１ａに空気抽出器
（図示せず）からの排ガス予熱器入口配管４が接続し、
二次側１ｂに所内蒸気を流入する温度調節弁５を有する
所内蒸気流入配管６と、ドレントラップ７を有する所内
蒸気戻り配管８が接続されている。

【０００７】排ガス予熱器１と排ガス再結合器２とを連
通する排ガス予熱器出口配管９には第１の温度センサ10
が取付けられ、第１の温度センサ10は温度制御器11に電
気的に接続し、温度制御器11は温度調節弁５と電気的に
接続している。

【０００８】排ガス再結合器２には短尺の電気ヒータ12
および第２の温度センサ13が取付けられており、電気ヒ
ータ12および第２の温度センサ13は温度スイッチ14に電
気的に接続する電気回路を有している。排ガス再結合器
出口配管15は排ガス復水器３の一次側３ａに接続してい
る。

【０００９】一次側３ａの気体系は除湿冷却器（図示せ
ず）と接続する排ガス復水器出口配管16に接続し、液体
系には液体トラップ17が接続し、液体トラップ17には主
復水器（図示せず）に接続する水位調節弁18を有する液
体流出配管19と水位センサ20が接続している。水位調節
弁18と水位センサ20は水位制御器21に電気的に接続する
電気回路を有している。二次側３ｂには原子炉補機冷却
水系配管22が接続している。

【００１０】排ガス予熱器１は一次側１ａを空気抽出器
により主復水器から導かれた排ガスが通過し、二次側１
ｂに所内蒸気を通気し所内蒸気の熱により一次側１ａの
排ガスを加熱して次の排ガス再結合器２で排ガス中の水
素と酸素が再結合する効率を高める機器である。

【００１１】排ガス再結合器２内に触媒が充填されてお
り、触媒表面に水滴が付着すると、触媒効果を弱める。
排ガス予熱器１は排ガス温度を一定にするため、排ガス
予熱器出口配管９の第１温度センサ10により排ガスの温
度を検出し、温度制御器11により温度調節弁５の開度を
制御し、所内蒸気の流量を調節している。

【００１２】また、排ガス予熱器１で熱交換により発生
した所内蒸気の凝縮水をドレントラップ７を介し所内蒸
気戻り系に戻している。排ガス再結合器２は内部に触媒
を有しており、排ガス予熱器１で加熱された排ガスを触
媒を利用して酸素と水素を効率良く結合させ、排ガスの
体積を減少させる機器である。

【００１３】排ガス再結合器２は待機中にその容器内の
触媒を常に乾燥状態に保用に第２の温度センサ13で排ガ
ス再結合器２内の温度を検出し温度スイッチ14で電気ヒ
ータ12を制御している。

【００１４】排ガス復水器３は一次側３ａに排ガス再結
合器15からの高温の排ガスを通気し、二次側３ｂに原子
炉補機冷却水22を通水して熱交換を行い排ガス中の蒸気
分を凝縮させ、流量気体の減容をはかる機器である。排
ガス復水器３で高温の排ガスが冷却されて液体トラップ
17内に凝縮した凝縮水を、水位センサ20で検出して水位
制御器21で水位調節弁13を制御し、主復水器へ排出して
いる。

【００１５】つぎに上記放射性気体廃棄物処理系の通常
時の運転を説明する。空気抽出器で主復水器から抽出さ
れた排ガス（約 140℃）が排ガス予熱器１の一次側１ａ
に流入し、二次側１ｂに流入した所内蒸気により約 160
℃まで加熱される。加熱された排ガスは排ガス再結合器
２に流入し触媒効果により排ガス中の水素と酸素を強制
的に再結合させ蒸気を含んだ気体となる。

【００１６】排ガス再結合器２で水素と酸素が結合した
とき、排ガス再結合器２内の温度は約 320℃まで上昇す
る。排ガス再結合器２で発生した高温の排ガスは排ガス
復水器３の一次側３ａに入り、排ガス中の蒸気分が原子
炉補機冷却水系配管22の冷却水により冷却され次工程の
排ガス除湿冷却器へ導かれる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、所内蒸
気を二次側１ｂに流入し排ガス予熱器１の一次側１ａで
排ガスを予熱（加熱）するシステムでは、所内蒸気を作
る所内ボイラの故障や、温度調節弁５の不調、温度制御
器11の故障などの周辺機器の影響で蒸気が供給されなく
なったり、また安定した温度制御を行うことができなく
なるという課題がある。

【００１８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、所内蒸気を発生させる所内ボイラや、温度
調節弁，温度制御器などの周辺機器の故障に影響される
ことなく、安定した温度制御ができ、効率の良い系統運
転が継続できる放射性気体廃棄物処理系を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、タービン主復水器から空気抽出器で抽出した処理対
象気体廃棄物を排ガス予熱器の一次側に流入して加熱
し、加熱した排ガスを排ガス再結合器で炉水の放射線分
解により発生するＨ₂ およびＯ₂ を除去して排ガス復水
器へ流入し、除湿冷却器と前記主復水器へ分流する放射
性気体廃棄物処理系において、前記排ガス予熱器の一次
側と前記排ガス再結合器とを連通する排ガス予熱器出口
配管に配管用電気ヒータを設け、前記排ガス再結合器の
出口側と前記排ガス予熱器の二次側を連通する戻り配管
を設け、前記排ガス予熱器の二次側出口と前記排ガス復
水器の一次側を連通するガス流通配管を設けてなること
を特徴とする。

【００２０】請求項２に対応する発明は、前記配管用電
気ヒータに温度スイッチを取付け、前記排ガス予熱出口
配管に温度センサを取付け、この温度センサと前記温度
スイッチとを電気的に接続する電気回路を設けてなるこ
とを特徴とする。

【００２１】請求項３に対応する発明は、前記排ガス予
熱器の二次側を通過し冷却された排ガスを前記排ガス復
水器の一次側へ導き、この一次側へ流入した排ガスを原
子炉補機冷却水で冷却する配管系統を設けてなることを
特徴とする。

【００２２】請求項１に対応する発明によれば、排ガス
予熱器および排ガス再結合器は、従来排ガス予熱器に使
用している所内蒸気の代りに、排ガス再結合器で発生し
た高温の排ガスを排ガス予熱器の二次側を通気させるこ
とで一次側を通る排ガスと熱交換し、一次側の排ガスは
加熱され、二次側の排ガスは冷却されるので、放射性気
体廃棄物処理系の効率を向上させることができる。

【００２３】請求項２に対応する発明によれば、排ガス
再結合器入口配管となる排ガス予熱器出口配管に設けた
配管用電気ヒータは、原子炉起動時など水素の発生量が
少なく排ガス再結合器の十分な廃熱を利用できない時に
排ガスを適切な温度に加熱し、排ガス再結合器に供給し
て、排ガス再結合器の効率を上げることができる。

【００２４】請求項３に対応する発明によれば排ガス復
水器の二次側原子炉補機冷却水系配管を一次側に組み込
むことにより、従来のような付属設備が不要となり機器
の故障等に関係がなく安定した冷却を行うことができ
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１により本発明に係る放射性気
体廃棄物処理系の実施の形態を説明する。なお、図１
中、図２と同一部分には同一符号を付して重複する部分
の説明は省略する。

【００２６】本実施の形態が図２に示した従来例と異な
る点は、図１に示したように排ガス予熱器１の一次側１
ａと排ガス再結合器２とを連通する排ガス予熱器出口配
管９に長尺の配管用電気ヒータ23を設け、排ガス再結合
器２の出口側と排ガス予熱器１の二次側１ｂを連通する
戻り配管24を設け、排ガス予熱器１の二次側１ｂと排ガ
ス復水器３の一次側３ａを連通するガス流通配管25を設
けたことにある。

【００２７】配管用電気ヒータ23には第２の温度スイッ
チ26が電気的に接続し、第２の温度スイッチ26は第１の
温度センサ10に電気的に接続する電気回路を有してい
る。その他の部分は図２とほぼ同様である。

【００２８】つぎに上記実施の形態の作用を説明する。
排ガス予熱器１は空気抽出器からの排ガスが一次側１ａ
を通り二次側１ｂを所内蒸気の代りに排ガス再結合器２
で発生した高温の排ガスを戻り配管24から通気して熱交
換を行う。排ガス再結合器２は排ガス予熱器１で加熱さ
れた排ガスを触媒を利用し酸素と水素を結合させ排ガス
の体積を減少させる機器である。

【００２９】排ガス再結合器２で発生した高温の排ガス
を排ガス予熱器１の二次側１ｂへ戻す。原子炉起動時は
水素の発生量が少ないため、排ガス再結合器入口配管と
もなる排ガス予熱器出口配管９に長尺の配管電気ヒータ
23を設け、第１の温度センサ10で排ガス再結合器２の入
口排ガス温度を検出し、第２の温度スイッチ26で配管電
気ヒータ23を制御し適切な温度の排ガスを排ガス再結合
器２に供給できる。

【００３０】排ガス再結合器２に設けた短尺の電気ヒー
タ12は、待機中、排ガス再結合器２の容器内の温度を第
２の温度センサ13で検出し、温度スイッチ14で電気ヒー
タ12を制御して触媒を常に乾燥状態に保っている。

【００３１】排ガス復水器３は一次側３ａに排ガス予熱
器１の二次側１ｂで熱交換した排ガスを通気し、二次側
３ｂに原子炉補機冷却水系配管22の冷却水を通水し、熱
交換を行い、排ガスの減容および冷却を行う。排ガス復
水器３で排ガスが冷却されたことにより発生した凝縮水
を水位センサ29で検出して水位制御器21で水位調節弁18
を動作させ、液体流出配管19を通して主復水器へ排出す
る。

【００３２】つぎに本実施の形態の通常時の運転を説明
する。原子炉起動時の水素ガス発生量が少ない場合に空
気抽出器で主復水器から抽出された排ガスは排ガス予熱
器１を通過しても十分に加熱されない。そのため、排ガ
ス予熱器出口配管９に設けた配管用電気ヒータ23で排ガ
スを約 160℃まで温度を上昇させる。これにより排ガス
再結合器２での排ガス中の水素と酸素の再結合の効率を
高める。

【００３３】原子炉出力が定格出力になり発生する水素
の量が増えると排ガス再結合器２での水素と酸素の再結
合が活発になり、排ガス再結合器２の温度が上昇し、排
ガス予熱器１の二次側に流入する排ガス温度が高くな
る。排ガスの温度が上昇する途中で配管用電気ヒータ23
が自動でＯＦＦとなり、その後は排ガス再結合器２の廃
熱により排ガス予熱器１の二次側１ｂで安定した熱交換
が行われる。

【００３４】また、原子炉が自動停止した場合などの非
常時は排ガス再結合器２の配管用電気ヒータ23が自動で
ＯＮとなり、適切な温度制御を行う。排ガス再結合器２
で発生した高温の排ガスは排ガス予熱器１の二次側で冷
却され、排ガス復水器３に流入し、原子炉補機冷却水22
によってさらに冷却および凝縮され、次の排ガス除湿冷
却器へ導かれる。

【００３５】本実施の形態によれば、排ガス再結合器２
の高温の排ガスが直接、排ガス復水器３に流入しないた
め、原子炉補機冷却水系の流量を少なくすることができ
る。また、排ガス再結合器で再結合し、高温となった排
ガスを再度排ガス予熱器に戻し熱交換することにより、
周辺機器等のトラブルに影響されないで安定した予熱が
できる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、排ガス予熱器の予熱に
排ガス再結合器の廃熱を利用することで同一系統内で熱
交換ができること、および付属機器がなくなることで、
他の影響を受けずに安定した温度制御ができる。また、
高温の排ガスを直接、排ガス復水器で冷却することがな
いので、原子炉補機冷却水系の負荷の低減となり効率の
良い運転を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射性気体廃棄物処理系の実施の
形態を示す系統図。

【図２】従来の放射性気体廃棄物処理系を説明するため
の系統図。

【符号の説明】

１…排ガス予熱器、１ａ…一次側、１ｂ…二次側、２…
排ガス再結合器、２ａ…一次側、２ｂ…二次側、３…排
ガス復水器、３ａ…一次側、３ｂ…二次側、４…排ガス
予熱器入口配管、５…温度調節弁、６…所内蒸気流入配
管、７…ドレントラップ、８…所内蒸気戻り配管、９…
排ガス予熱器出口配管、10…第１の温度センサ、11…温
度制御器、12…電気ヒータ、13…第２の温度センサ、14
…温度スイッチ、15…排ガス再結合器出口配管、16…排
ガス復水器出口配管、17…液体トラップ、18…水位調節
弁、19…液体流出配管、20…水位センサ、21…水位制御
器、22…原子炉補機冷却水系配管、23…配管用電気ヒー
タ、24…戻り配管、25…ガス流通配管、26…第２の温度
スイッチ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービン主復水器から空気抽出器で抽出
   した処理対象気体廃棄物を排ガス予熱器の一次側に流入
   して加熱し、加熱した排ガスを排ガス再結合器で炉水の
   放射線分解により発生するＨ₂ およびＯ₂ を除去して排
   ガス復水器へ流入し、除湿冷却器と前記主復水器へ分流
   する放射性気体廃棄物処理系において、前記排ガス予熱
   器の一次側と前記排ガス再結合器とを連通する排ガス予
   熱器出口配管に配管用電気ヒータを設け、前記排ガス再
   結合器の出口側と前記排ガス予熱器の二次側を連通する
   戻り配管を設け、前記排ガス予熱器の二次側出口と前記
   排ガス復水器の一次側を連通するガス流通配管を設けて
   なることを特徴とする放射性気体廃棄物処理系。
2. 【請求項２】 前記配管用電気ヒータに温度スイッチを
   取付け、前記排ガス予熱出口配管に温度センサを取付
   け、この温度センサと前記温度スイッチとを電気的に接
   続する電気回路を設けてなることを特徴とする請求項１
   記載の放射性気体廃棄物処理系。
3. 【請求項３】 前記排ガス予熱器の二次側を通過し冷却
   された排ガスを前記排ガス復水器の一次側へ導き、この
   一次側へ流入した排ガスを原子炉補機冷却水で冷却する
   配管系統を設けてなることを特徴とする請求項１記載の
   放射性気体廃棄物処理系。