JPS6128896A - 原子力発電プラントの廃ガス処理装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、原子力発電プラントに関し、特に、同プラン
トにおける軽水冷却型原子炉の廃ガス処理装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 軽水冷却型原子炉、例えば加圧水型原子炉を使用する原
子力発電プラントにおいて発生する廃ガスには、大別し
て、各種タンクのカバーガスとして用いられる窒素主体
の廃ガスと、冷却材（放射線による冷却材即ち水の分解
を抑制するため、体積制御タンクにおいて水素がスが意
識的に加えられており、この水素ガスは希ガスのキャリ
アガスとしても使用される　）の温度変化による体積変
化を吸収するための化学体積制御系統の体積制御タンク
（以下、ＶＣＴという）からの放射性希ガス等を微量に
含む水素主体の廃ガスとがある。

従来の廃ガス処理装置は、窒素主体の廃ガスについては
、これをガス圧縮機により圧縮した上で、通常、１プラ
ントに６〜８基の減衰タンクに貯留し、廃ガス中の希ガ
スをその放射能強度が崩壊によって許容値以下になるま
で該減衰タンク内において減衰させると共に、希ガスの
一部は再使用している。

又、水素主体の廃がスの処理装置については、水素再結
合装置或は水素分離装置を使用する２方式があり、ガス
圧縮機により廃ガスを圧縮した後、周知の構造を有する
水素再結合装置或は水素分離装置で廃ガス中の水素を除
去或は分離し、残りの廃ガスを減衰タンクに貯留して、
−次冷却材中の放射性希ガス濃度の低減及びプラントか
らの気体放出放射能量の低減を図っている。

即ち、水素再結合装置を使用する第１の方式にあっては
、軽水冷却型原子炉の冷却材循環系に連絡する抽出ライ
ンを介してＶＣＴに流入する一次冷却材中に含まれる希
ガスを有する廃ガスは、該ＶＣＴでその気相部に移行し
、気相部をシールしている水素ガスと共にガス圧縮機に
送られる。廃ガスは、ガス圧縮機で圧縮されてから、酸
素が供給されている水素再結合装置においてこの酸素と
結合して水素を除去される。残りの廃ガスはガス減衰タ
ンクに貯蔵され、減衰後、循環ラインを介してガス圧縮
機の入口側に戻されるようになっている。又、水素分離
装置を使用する第２の方式にあっては、Ｖ’ＣＴからの
水素主体の廃ガスは、水素分離装置において水素と希が
スを含む廃ガスとに分離され。分離された水素は再使用
のため、廃ガスを水素分離装置に圧送する前記ガス圧縮
機とは別のガス圧縮機で圧縮されＶＣＴに戻され、一方
、希ガスを含む廃ガスはガス減衰タンクに貯蔵される。

しかしながら、上述した従来技術の廃ガス処理装置は、
窒素主体用のものであっても、水素主体用のものであっ
ても、廃ガスを圧縮するためのガス圧縮機及びガス減衰
タンクを設置する必要があり、広い設置スペースを不可
欠としていた。特に、ガス減衰タンクは、プラント運転
中に発生する廃がス量を算出し、これを所要の減衰期間
貯留可能な容量でなければならず、通常、容量１７ｍ’
〜３０ｍ３のタンク６〜８基を設置する必要があり、こ
れは、原子力発電プラントの建設コストを大幅に引き上
げる要因になっていた。また、ガス圧縮機の使用により
、廃ガス処理装置の系統内における運転圧力は約７　Ｋ
ｇ７ｃｍ２とかなり高くなるため、外部への廃ガス漏洩
のないよう系統全体を耐圧構造にする必要があり、これ
も建設コスト上昇の一因になって　　　　　（いた。

更に、水素主体の廃ガスを処理する従来の装置に□あっ
ては、ガス圧縮機及び減衰タンクの他に、水素再結合装
置或は水素分離装置が必要であるため、系統構成及び運
転操作が複雑になるだけでなく、水素再結合装置及び水
素分離装置には水素を再結合或は分離する上で高温にな
る部分があるので、建設コスト上昇につながる水素防爆
上の対策を施す必要もあった。

［発明が解決しようとする問題、貞］ 従って、従来技術による廃ガス処理装置には、ガス圧縮
機、ガス減衰タンク及び水素再結合装置或は水素分離装
置等の存在に白米して、広い設置スペース、系統全体の
耐圧構造及び水素防爆上の対策等による建設コスト上昇
や、複雑な系統構成及び運転操作という問題点があった
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の廃ガス処理装置は、以上の問題点を速やかに解
決することを目的として、軽水冷却型原子炉の冷却材循
環系に連絡したタンクに、除湿器と、活性炭式希ガスホ
ールドアツプ装置と、圧力制御弁とをこの順に接続し、
該タンクの気相部を除湿器を介して前記活性炭式希ガス
ホールドアツプ装置に連絡すると共に、前記圧力制御弁
により前記活性炭式希ガスホールドアツプ装置の出口圧
力を制御するように構成したものである。

［作用１ 本発明の廃ガス処理装置においては、減衰タンクに代え
て活性炭式希ガスホールドアツプ装置が設けられており
、冷却材循環系に連絡したタンクの気相部からの廃ガス
は、除湿器で除湿された後、この活性炭式希ガスホール
ドアツプ装置に導入され、そこで活性炭の選択的な吸着
力の差を利用して希ガスのみが一定期間保持され、放射
能を減衰される。動的機器を可及的に減少するべく、廃
ガスの駆動力はガス圧縮機ではなく系統の運転圧力（通
常、微正圧）に依存しており、廃ガスは、活性炭式希ガ
スホールドアツプ装置の出口まで、冷却材循環系に連絡
したタンクの運転圧力で送られる。

活性炭式希ガスホールドアツプ装置の出口に設けられた
圧力制御弁は、この運転圧力を積極的に微正圧に確保し
ている。

［実施例ＩＪ 次に、本発明の好適な実施例を添付図面に関連して詳細
に説明する。

第１図において、図示しない冷却材循環系に連絡する化
学体積制御系統２には、当業者周知の体積制御タンク１
（ＶＣＴ）が設けられている。該体積制御タンク１には
、抽出ライン２ａを介して冷却材循環系の一次冷却材が
導入され、この−次冷却材はライン３ａから水素ガスの
供給を受けた後、充填ライン２ｂを介して冷却材循環系
に周知のように戻される。

体積制御タンク１には、その気相部１ａがら延びる廃ガ
ス処理ライン３が接続されている。該廃ガス処理ライン
３には、図示のように体積制御タンク側から順に、第１
圧力制御井８ａと、除湿器５と、酸素分析計６と、活性
炭式希ガスホールドアツプ装置７と、第２圧力制御弁８
ｂとが接続されている。

また、体積制御タンク１以外の他のタンク４がらヘント
された冷却材循環系の廃ガスは、ライン３ｂを介して処
理ライン３に除湿器５の入口側で供給されている。

これ等の各要素自体の構造は周知のものでよく、記載を
簡略にするためここでは説明を省略する。

以上のように構成されているため、体積制御タンク１か
らの水素主体の廃ガス及びその他のタンク４からの水素
又は酸素主体の廃ガスは、除湿器５にその入口から入り
、そこで露点を十分に下げられた後、活性炭式希ガスホ
ールドアップ装置７に送られる。廃ガスは、活性炭によ
りホールドアツプされ、放射能を十分に減衰された後、
第２圧力制御弁８ｂを介して、排気９として大気に放出
される。

ここで、廃ガスの駆動力は、各タンクの微正圧の運転圧
力（例えば、体積制御タンク１は１．１Ｋｇ／ｃｍ”）
であり、この圧力により各タンクから活性炭式希ガスホ
ールドアツプ装置７の出口まで送られる。

従ってＳ処理系統内の圧力は常に微正圧に保持され、し
かも、活性炭式希ガスホールドアツプ装置７の出口側に
設置された第２圧力制御弁８ｂのために、運転圧力は、
例えば０．１−０．５ＫＢ／ａＩ１１２（デージ圧）の
微正圧に積極的に保持される。

水素の防爆に対しては、発生する廃ガス中に酸素を導入
しないこと及び微正圧運転により系統内への酸素の混入
がないことによって、既に十分な考慮が払われているが
、万一を考え、除湿器５と活性炭式希ガスホールドアッ
プ装置７どの間に接続された酸素分析計６が廃ガス中の
酸素濃度を常時監視している。

［実施−例２１ 上述した各タンク４がらのベントガスは、通常、少流量
且つ発生頻度が非常に低いため、活性炭式希ガスホール
ドアツプ装置７の処理能力には殆ど影響を与えない。し
かし、滅多に起こることではないが、過渡的にタンク４
からのベントガスの発生量が非常に多くなった場合には
、それを直接活性炭式希ガスホールドアップ装置７へ流
すことは装置の容量上困難になるかも知れない。

そこで、第２図に示す実施例２においては、各タンク４
がらのベントガスを受は入れるサージタンク１１を別個
に設け、廃ガスをガス圧ＭＫＩＩＯにより圧縮した上で
サージタンク１１に送り、しかる後、第３圧力制御弁１
４を開いで、少流量づつ徐々に、除湿器５を介して活性
炭式希ガスホールドアツプ装置７に流入させるようにし
ている。

実施例２のその他の構成及び作用効果は実施例１と同様
である。

［発明の効果ｌ　　− 以上の記載から明らかなように、従来の処理装置ではＶ
ＣＴからの水素主体の廃ガスを処理するため、減衰タン
ク及びガス圧縮機の他に水素再結合装置或は水素分離装
置を設置しそれ等を運転していたのに対し、本発明は、
出口側に圧力制御弁を有する活性炭式希ガスホールドア
ツプ装置で廃ガスを直接処理する構成としたので、系統
構成及び運転操作の簡略化が図れる。これに関連して、
動的機器が減少したこと及び微正圧の運転圧力での処理
が可能になったことにより、処理装置は高い信頼性を有
することができる。更に、微正圧運転を採用すると共に
、水素主体の廃ガス処理のために廃ガス圧縮を必要とし
ない系統にしたことにより、系統外への廃ガスの潜在的
な漏洩の可能性を低くすること及び系統外からの酸素（
空気）の混入を防止することができ、被曝低減及び水素
防爆上の安全性を増すことができる。また、特に減衰タ
ンクがないため、従来の処理装置に必要な設置スペース
に対して約２７３〜１７２のスペースに設置することが
でき、スペースの縮小化による様々な利点が得られる。

更に、本発明の実施例によれば、ベントガスの発生量が
非常に多くなった場合でも、上述した効果を実質的に失
うことなく処理系統の容量上の問題に的確に対処するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による廃ガス処理装置を示す概略系統図
、第２図は本発明による廃ガス処理装置の別の実施例を
示す概略系統図である。 １・・・体積制御タンク、２・・・化学体積制御系統、
３・・・処理ライン、４・・・タンク、５・・・除湿器
、６・・・酸素分析計、７・・・活性炭式希ガスホール
ドアップ装置、８ａ・・・第１圧力制御弁、８ｂ・・・
＃２圧力制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軽水冷却型原子炉の冷却材循環系に連絡したタンクに、
   除湿器と、活性炭式希ガスホールドアップ装置と、圧力
   制御弁とをこの順に接続し、該タンクの気相部を除湿器
   を介して前記活性炭式希ガスホールドアップ装置に連絡
   すると共に、前記圧力制御弁により前記活性炭式希ガス
   ホールドアップ装置の出口圧力を制御してなる原子力発
   電プラントの廃ガス処理装置。