JPS61233396A - 放射性気体廃棄物の処理方法およびその処理装置 - Google Patents

放射性気体廃棄物の処理方法およびその処理装置

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JPS61233396A
JPS61233396A JP21007684A JP21007684A JPS61233396A JP S61233396 A JPS61233396 A JP S61233396A JP 21007684 A JP21007684 A JP 21007684A JP 21007684 A JP21007684 A JP 21007684A JP S61233396 A JPS61233396 A JP S61233396A
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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】 [発明の技術分野] 本発明は原子力発電所における放射性気体廃棄物の処理
方法およびその装置に関する。
[発明の技術分野1 沸騰水型原子力発電所のタービン主復水器がら抽気され
るガスや、加圧水型原子力発電所の一次冷却材から脱気
されたガスなどは、希ガスなどの放射性物質を含んでい
るため、これらを安全に処理するための装置を設ける必
要がある。
この装置が放射性気体廃棄物処理装置である。
以下、軽水型原子炉のうら沸騰水型原子炉プラントの放
射性気体廃棄物の処理方法について詳細な説明を行なう
沸騰水型原子炉の冷却材は高中性子束の炉心を通過する
間に中性子照射を受けて、一部が酸素と水素とに分解し
た上に、さらに 3H、l&N 、 1′0などが生じ
る。また燃料棒に生じたピンホールなどがらに「やXe
などの放射性の希ガスが漏洩し、これらが蒸気に混入し
てタービン系に送られている。
また、この他に、タービン主復水器への外気の漏入があ
る。
これらの放射性気体廃棄物(以下単に排ガスと記す)に
よって沸騰水型原子力発電所におけるタービン系は、原
子炉なみに遮蔽設備を施して所内および周辺の健全性を
維持する必要がある。
しかし上記排ガスは、一般に非凝縮性であるので、蒸気
系統内、特にタービン主復水器の上部に滞留する。
よって前記タービン主復水器の上部に空気抽出器を連結
して、ここに滞留する排ガスを活性炭式希ガスホールド
アツプ塔に導いて処理している。
この処理装置は以下のように構成されている。
すなわち、第5図に示したように、タービン主復水器1
の上部に滞留した排ガスを空気抽出器2でタービン系外
に抽気する。系外に抽気した排ガスは、その内に含まれ
る酸素と水素が効率よく再結合する温度まで余熱器3で
余熱されたのち、下流の再結合器4に導かれてこの再結
合器4で排ガス中に含まれる水素と酸素の再結合反応に
より水蒸気となる。さらに、その下流の復水器5では、
外部冷却水による冷却作用により排ガス中の水蒸気のほ
とんどは水となり、排ガスが分離され、その水はタービ
ン主復水器1に戻される。
こののら、排ガスは予冷器6および乾燥器7aまたは7
bを経て、湿分が十分除去されたのち、活性炭式希ガス
ホールドアツプ塔8.8.8に導かれ、残った放射能(
主体はXe SKrなとの希ガス)を活性炭に吸着させ
、長時間のホールドアツプののち、真空ポンプ9を経て
排気筒10から大気へ放出される。
[背景技術の問題点] ところで、予冷器6に流入した排ガスは、10℃以下で
か00℃以上の凍結しない温度、たとえば5℃程度まで
冷却され、配管11aを経て乾燥器7(7aで示す)に
至る。乾燥器7aは、除湿剤による場合、または冷凍乾
燥器による場合とも、再生運転を行なう際に予備として
他に1台の乾燥器7bを設置し、常に2台の乾燥器7a
、7bによって交互運転を行っている。この乾燥器7a
7bからは、露点−20℃以下に乾燥した排ガスが活性
炭式希ガスホールドアツプ塔8へ流れる。
活性炭式希ガスホールドアツプ塔8は、活性炭における
希ガスの減衰に伴う崩壊熱の除去のため、たとえば冬期
で10℃、夏期で30℃程度となるよう、温度調整が行
なわれている。
ここで活性炭式希ガスホールドアツプ塔8へ流入する排
ガスの温度を30℃とした場合、排ガスの相対湿度は約
2%となる。
第6図は活性炭の含水率と処理ガスの相対湿度の関係を
示しており、この図から明らかなように、処理ガスの相
対湿度が40%を越えたあたりから急速に活性炭の含水
率が増加し、20%以上となることが読みとれる。
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。
第7図は活性炭の含水率とXeに対する動的吸着係数の
関係を示す特性図である。この因から含水率が20%近
くなると動的吸着係数が急激に低下するのが読みとれる
。排ガスを多少の余裕を見込んで相対湿度20%以下と
すれば、第6図および第7図から活性炭の希ガスに対す
る動的吸着係数を低下せしめずに用いることができると
いうことがわかる。
従来は、すでに述べたように排ガス中の絶対湿度を減少
させる方法によってこの目的を達成を達成していたので
、乾燥器7において交互運転を行なうことが避けられな
いのであるが、一方で原子力発電所における機器は高い
信頼性を要求されるため、交互運転を行なうことはでき
るだけ避けることが望ましく、何らかの改良の余地のあ
るところであった。
[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
、活性炭式希ガスホールドアツプ塔に相対湿度20%以
下の排ガスを連続的に流すことが可能な放射性気体廃棄
物の処理方法およびその処理装置を提供することにある
[発明の概要] 本発明では、排ガスを10℃から0℃の凍結しない温度
まで冷却し、除湿冷却する予冷器の下流に、ただちに活
性炭式希ガスホールドアツプ塔を設け、排ガスの実質湿
度、すなわち10℃において7.63[g−b−の含水
lの空気が相対湿度20%となる36℃以上の温度に排
ガスを加熱してから活性炭式希ガスホールドアツプ塔に
流すことによって、排ガスの連続的処理を行なうことを
特徴とする放射性気体廃棄物の処理方法およびその処理
装置である。
排ガスは活性炭式希ガスホールドアツプ塔が設置された
室内の空気を温度調整することで、活性炭式希ガスホー
ルドアツプ塔およびその入口配管が加熱されることによ
って間接的に加熱される。
[発明の実施例] 以下、第1図および第2図を参照しながら本発明の第1
の実施例を説明する。なお、第1図中第5図と同一部分
に同一符号を付して重複する部分の説明を省略する。
すなわち、第1図において、予冷器6を流出した排ガス
は、配管13を通って活性炭式希ガスホールドアツプ塔
8に流入する。活性炭式希ガスホールドアツプ塔8は、
気密あるいは気密に準じた状態の室21内に設置されて
いる。室21には空調設備22に接続した吸込ダクト2
3および吐出ダクト24が設置されている。
排ガスは、予冷器で6で10℃〜0℃(凍結しない)ま
で冷部される。一方、活性炭式希ガスホールドアツプ塔
8は、その室21内が空調設備22によって40℃に加
熱維持されることにより、同じく40℃に間接的に加熱
されている。排ガスは配管13を流れている間に加熱さ
れて40℃となり、活性炭式希ガスホールドアツプ塔8
へと流れる。配管13は必要によっては、室21内に、
内部の排ガスが上昇するのに十分な長さを有するように
設置されている。
排ガスの相対湿度に注目すると、温度40℃における露
点10℃の排ガス(希ガスなどを微量に含む空気)の相
対湿度は、15.6%となり、活性炭の希ガスに耐する
動的吸着係数に悪影響を与えない程度となっている。こ
のような系統とすることで、第5図に示した乾燥器7a
、7bのように交互運転を行なうことなく、排ガスの相
対湿度を活性炭に何ら影響を与えない程度まで低下させ
ることができるのである。
なお、蒸気実施例において活性炭式希ガスホールドアツ
プ塔の室内の温度を40℃としたのは、上記で得た温度
以上に排ガスの温度を上昇させれば相対湿度20%以下
となるわけである。
活性炭は使用される温度によって、第2図に示したよう
に異なる性質を有する。その温度が低温であるほど、X
e 、Krなどの希ガスに対する動的吸着係数は向上す
る。ここで用いる動的吸着係数K [cj/G ]は活
性炭の所要量を計算するために一般的に使用されている
数値で、排ガスの流伍F[嘗’/hr−と活性炭の所要
量M[tOn−とホールドアツプ時1!IT [r ]
の間に次の関係式を有する。
T−に−M/F したがって動的吸着係数(K)が高い状態で用いる方が
活性炭の所要量が少なくてすみ、経済性の点で有利であ
る。
本発明で・は、従来例の乾燥器において切換運転が不要
となるので運転信頼性の向上が計れ、また乾燥器および
その周辺機器の削減によるコストダウン効果が大きく、
活性炭の性能の低下に伴う活性炭所要量の増加による多
少のコストアップを十分に補い、従来よりも安価な装置
を提供することができる。
具体的な数値で説明すると、従来最高30℃(夏期)に
維持されていた活性炭式希ガスホールドアツプ塔が先に
述べたように、40℃に加熱維持されると、)(rに対
する動的吸着係数は、ある銘柄の活性炭において、56
 [d/Q ]から42[CI//g]へ、またXeに
対しては、890 [tilo ]から680 [cj
/!II ]へと低下し、これに反比例して活性炭量が
増加する。活性炭量は、たとえば110万kWタイプの
原子力発電所の場合、74トンであったものが、98ト
ンに増量する必要が生じる。活性炭はたしかに高価な材
料ではあるが、これに伴う容器(活性炭式希ガスホール
ドアツプ塔)や加熱のための装置を加えても、十分に従
来装置より安価な装置を提供することができるのである
。 活性炭は高温で乾溜および賦活されているため、含
有する揮発成分も少なく、着火温度も350℃以上と高
いが、近年、低温における酸化反応が問題となっている
。これは、活性炭を使用した燃焼ガス脱硫装置などで、
100℃〜150℃の運転温度で使用した場合に、活性
炭がわずかな酸化反応を起し、生じた熱が活性炭層に蓄
積してついには活性炭の燃焼をひきおこす現象である。
本発明ではこの点も考慮し、排ガスの温度を100℃以
下に加熱することとした。
つぎに第3図によって本発明の第2の実施例について説
明する。なお、第3図中、第1図および第5図と同一部
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
第3図においては、予冷器6の出口側配管37にはT1
で示す温度計が設けられている。温度計31はケーブル
34で、温度調整器33と接続されており、さらに温度
調整器33は活性炭式希ガスホールドアツプ塔8に接続
される直前の入口側配管3−8に設けられたT2で示す
温度計32とケーブル35を介して接続されている。一
方、温度調整器33は、ケーブル36を介して空調設備
22とも接続されている。
しかして、予冷器6を流出した排ガスの温度は、常時、
温度計31で測定される。この温度はケーブル34で温
度調整器33に伝えられる。ここで、この排ガスを何度
まで温度上昇させたら、相対湿度が20%以下となるか
が計算される。
一方、活性炭式希ガスホールドアツプ塔8に入る直前で
の排ガスの温度が温度計32で測定され、ケーブル35
で温度調整器33に伝えられる。この温度に応じ、温度
調整器33からケーブル35で空調設備22へ温度調整
の信号が送られる。
以上のように、予冷器6の温度に応じて常に活性炭式希
ガスホールドアツプ塔8に流入する排ガスの温度を調整
することができるため、前記第1の実施例と同様な効果
を極めて経済的に得ることができる。これは、室21内
の温度を必要な最低限度の温度にまで加熱することで、
無駄な熱エネルギーの消費を削減するとともに、活性炭
の性能を高温とすることで無意味に低下させるのを防ぐ
ことによって達成できる効果がある。
つぎに第4図を参照しながら本発明の第3の実施例を説
明する。なお、第4図中、第1図、第3図および第5図
と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明を
省略する。
予冷器6の出口側配管37には電気ヒータ39が設けら
れ、活性炭式希ガスホールドアツプ塔8に入る直前の配
管38には、温度計32が設けられている。温度計32
は温度調整器33を介して電気ヒータ34とケーブル3
5.40によって接続されている。
第1および第2の実施例では室21内に適当な長さの配
管を設置することで配管内を通る排ガスが所定の温度以
上となることによって、排ガスの相対湿度を調整しよう
とするものであったが、この第3の実施例では予冷器6
の下流側配管37を活性炭式希ガスホールドアツプ塔8
の上流側の加熱ヒータたとえば電気ヒータ39で排ガス
を加熱し、排ガスの相対湿度を調整するものである。
電気ヒータ39の出力は、温度計32での測定結果によ
って温度調整器33によって調整される。
たとえば、予冷器6の出口での温度が10℃〜O℃(凍
結しない)に調整されているとすると、排ガスを40℃
程度に加熱することになる。
さらに、この方法によれば放射性気体廃棄物処理装置の
起動運転時に、装置内に清浄な空気を上流から流し、電
気ヒータ39で加熱して活性炭式希ガスホールドアツプ
塔8に流すことにより、活性炭層の全体を直接加熱する
ことができ、装置の起動に要する時間を大幅短縮するこ
とができ、効果は大きい。活性炭における希ガスの減衰
は発熱を伴なう現象であり、本発明による装置の運転に
は、何ら問題を生じないものである。したがって加熱電
気ヒータの下流の活性炭式希ガスホールドアツプ塔は特
に加熱装置を設けなくともともよい。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、活性炭式希ガスホ
ールドアツプ塔を空調設備を有する室内に設置すること
によって相対湿度が20%以下の排ガスを連続的に流す
ことができる。
また、従来のように乾燥器の切換運転が不要となるため
装置全体の運転信頼性を著しく向上させることができ、
ひいては原子力発電所の信頼性をも向上させることがで
きる。
さらに運転温度の上昇により活性炭の所要量が多少増加
するが、乾燥器およびその周辺機器を削減できるので装
置を大幅に簡略化でき、コストダウンできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る放射性気体廃棄物処理装置の第1
の実施例を示す系統図、第2図は第1図における活性炭
の希ガス(Kr )に対する動的吸着係数と温度の関係
を示す特性図、第3図および第4図はそれぞれ本発明に
係る処理装置の第2および第3の実施例を示す系統図、
第5図は、従来の放射性気体廃棄物処理装置を示す系統
図、第6図は、処理ガスの相対湿度と活性炭の含水率の
関係を示す特性図、第7図は、活性炭の含水率と希ガス
(Xe )に対する動的吸着係数の関係を示す特性図で
ある。 1・・・・・・・・・・・・タービン主復水器2・・・
・・・・・・・・・空気抽出器3・・・・・・・・・・
・・予熱器 4・・・・・・・・・・・・再結合器 5・・・・・・・・・・・・復水器 6・・・・・・・・・・・・予冷器 7a、7b・・・・・・乾燥器 8・・・・・・・・・・・・活性炭式希ガスホールドア
ツプ塔 9・・・・・・・・・・・・真空ポンプ10・・・・・
・・・・・・・排気筒 11a、  11b  12a  112b、  13
・・・・・・・・・・・・配管 21−・・・・・・・・・・・室 22・・・・・・・・・・・・空調設備31.32−・
・温度計 33・・・・・・・・・・・・温度調整器39・・・・
・・・・・・・・電気ヒータ代理人弁理士   須 山
 佐 − 第6図 相対温度 (%) 第7図 活性炭含水率(%) 手  続  補  正  書 昭和60年 2月13日

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)タービン主復水器から抽気した放射性気体廃棄物
    を再結合器、予冷器および活性炭式希ガスホールドアッ
    プ塔を順次通過させて処理する放射性気体廃棄物の処理
    方法において、前記放射性気体廃棄物を前記予冷器で0
    ℃から10℃の温度に冷却し、つぎにその冷却された放
    射性気体廃棄物を相対湿度が20%以下でかつ100℃
    以下の温度に加熱したのち、前記活性炭式希ガスホール
    ドアップ塔で減衰させることを特徴とする放射性気体廃
    棄物の処理方法。
  2. (2)タービン主復水器から抽気した放射性気体廃棄物
    を再結合器、予冷器および活性炭式希ガスホールドアッ
    プ塔を順次連結してなる放射性気体廃棄物処理装置にお
    いて、前記活性炭式希ガスホールドアップ塔を空調設備
    を有する室内に設置したことを特徴とする放射性気体廃
    棄物処理装置。
  3. (3)空調設備を有する室は放射性気体廃棄物の相対湿
    度が20%以下でかつ100℃以下の温度に維持されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の放射
    性気体廃棄物処理装置。
  4. (4)予冷器の出口側配管および活性炭式希ガスホール
    ドアップ塔の入口側配管にはそれぞれ温度計が設けられ
    、これらの温度計はケーブルを介して温度調整器に接続
    し、該温度調整器は空調設備へケーブルを介して接続し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の放
    射性気体廃棄物処理装置。
  5. (5)予冷器の出口側配管には加熱ヒータが設けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の放射
    性気体廃棄物処理装置。
JP21007684A 1984-10-06 1984-10-06 放射性気体廃棄物の処理方法およびその処理装置 Granted JPS61233396A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115996A (en) * 1980-02-19 1981-09-11 Tokyo Shibaura Electric Co Radioactive gaseous waste processing device
JPS5833196A (ja) * 1981-08-21 1983-02-26 株式会社東芝 放射性気体廃棄物処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS5833196A (ja) * 1981-08-21 1983-02-26 株式会社東芝 放射性気体廃棄物処理装置

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