JPS6168599A - 気体廃棄物処理装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は沸騰水型原子力発電等における気体廃棄物処理
装置に関し、特に応力腐食割れ抑制のために注入する水
素（Ｈ２）ガスの消費量を低減しうる上記処理装置に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 沸騰水型原子力発電プラントでは、−次系における各装
置、配管等の応力腐食割れを防ぐ目的で系内にＨ２ガス
を注入している。これは、炉心において水が放射線分解
により０２およびＨ２になり、それが装賃、配管等の応
力腐食割れを促進する一因となるのでｓ　Ｈ９を注入し
て炉心のＨＢ画濃度高めることにより、水の放射線分解
を抑制するためである。注入されたＨ２は炉心において
上記したようにＨ２濃度上昇の役目を果したあと、他の
放射性廃ガスと共に主蒸気管を通って、最終的に気体廃
棄物処理装置に抽気される。

気体廃棄物処理装置には放射線分解したＨ２および０２
を再結合するための触媒塔があり、ここでＨ２と０２を
再結合させることによって、下流にＨ２が流出して爆発
するのを防止している。ところが廃ガス中のＨ２と０２
は、同装置に流れ込むＨｌＩが注入分と分解分からなり
、一方Ｏ２は分解分のみであるので、化学量論酌量比で
存在していない。このため従来は、再結合器の前に０２
注入管を設置してｏ２を注入し、Ｈ２が未反応で残留し
ないようにしていた０ 第２図はこのような従来の沸騰水型原子力発電における
放射性気体廃棄物処理装置の系統図である０ 第２図において、圧力容器９がら出た廃棄ガスは主蒸気
管１０を通り、タービン１１．王荀水器１をｆ、）て、
排ガス抽出器２により抽気され、再結合器３Ｃ二送られ
る。再結合器３の前に０２に注入管１８が設置ρさハて
おりｓ　０２ボンベ■６がら供給されるｏｌｌが０２注
入管１８により歴棄ガスに注入され、ｏ２注入後の廃棄
ガスが再結合器３に送入されて、廃棄ガス中のＮ２と０
２が結合するようになっている。

再結合器３にて■］２と０２〉・再結合させた後、廃某
ガスは凝縮器４にて再結合により生じた水やその他の湿
分を除去し５次に活性炭式希ガスホールドアツプ塔５．
フィルタ６、排ガスエジェクタ７゜スタック８を経て排
気される。

か 再結合前に注入されるｏｚ源としてはｏ２ガスが突気が
用いられるが、空気のみを０２　ｒＭｉとすると、０２
反応後に残ったＮ２によりそれ以後の設計流量を超過す
ることがあるのでｓ　ｏＢ源としてはｏ２ガスのみか、
０２ガスと空気との併用が普通である。

注入する０２の量は注入するＮ２量に見合う量とされ、
そのためＮ２流量モニタ１４．変換器１３および調節信
号１７が設置されて、Ｉ（２の注入量に応じてｏ２注入
開が調整されるようになっている。

ところで従来のこの方法では、注入する気体として、炉
内における放射性分解抑制のためのＮ２ガスと、再結□
合に補給される０２ガスとがあり、両者の消費開けかな
りの量となるので、運転コストに与える影響は太きい。

例えば１１０万ＫＷｅ　ＭｔＢ　Ｗ　Ｒプラントで、０
２源としての０２ガスのみを供給した場合、Ｎ２および
０２の消費量は以下の第１表のようになる。

第１表 ＊　θ℃、１気圧 「発明の目的］ 本発明は以上の情況に対処してなされたもので、その目
的は、応力腐食割れ抑制のため炉心にＮ２を注入した場
合の気体廃棄物処理系において、気体廃棄物中のＮ２と
０２を再結合させてＮ２を除去するに際し、両者の化学
量論的アンバランスを調整するためのＯ２の注入量を少
なくシ、かつＮ２を回収して再使用するようにした気体
廃棄物処理装置を提供することである。

［発明の概要コ 本発明は上記目的を達成するためになされたもので、゛
廃棄ガス中のＮ２と０２を反応させるための再結合器お
よび生成した水を除去するための凝縮器を有する気体廃
棄物処理装置において、再結合器および凝縮器の下流に
水素ガス精製塔を設置したことによって水素ガスを回収
可能としかつ０２の注入を不要とすることができたもの
である。

［発明の実施例］ 本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を説明する系統図である。

第１図に示されるように１本発明の気体廃棄物処理装置
は再結合器２２．凝縮器２３１　Ｎ２　ｆ＃製塔２４゜
凝縮器２５．活性炭式希ガスホールドアツプ塔２６゜後
置フィルタ２７．排ガスエジェクタ２８およびスタック
２９が廃ガスの流れにしたがって順次直列に設置されて
おり、配管Ｐ８〜Ｐ９がこれらを結合している。Ｎ２精
製塔２４には再生用スチーム導入管３ｏが設置されてい
る。そしてこれらは排ガス抽出器２２を介して沸騰水型
原子力発電の一次系に結合されている。

炉心における水の放射線分解を抑制するため、Ｎ２ガス
を水素タンク３２より流を廟節パルプ３３で流量を調節
しながら、給水ライン３９を介して原子炉圧力容器３５
へ注入する。このｉ＋２ガスとわずかながらも分離した
Ｎ２および０２は、大部分のスチームと共に主蒸気’１
３６に流れ出て、タービン１７および主復水器３８に送
られる。

後水器３８に送られたＮ２および０２を含む気体は、後
水器リークイン空気と共に排ガス抽出器により気体廃棄
物処理装置へ抽出される。

抽出された気体は再結合器２２に入る。ここでＮ２と０
２が反応して水となり、凝縮器２３で他のスチームと共
に除去される。廃ガス中のＮ２と０２の班ハＨ２の方が
多くなっているので、０２が除去され、未反応のＮ２が
リークイン空気からのＮ２と処理対象としている放射性
希ガスと共にＰ４に流れる。

Ｐ４を流れたガスＦｉＨ２精製塔２４に入る。Ｈ，￥＊
製塔は多塔切替式となっていて、１塔が精製操作中のと
きは他塔が再生中捷たは待機中となっている。

いま廃ガスがＮ２精製塔２４に入ると、ここに充填され
ている活性炭により廃ガス中のＮ２および希ガスは吸着
され、一方Ｈ２は吸着されずに流れ出て、Ｎ２回収用コ
ンプレッサ３１を経て水素タンク３２に送られる。

Ｎ２精製塔２４を他のＮ２精製塔２４′に切り替えるの
は、Ｎ２の吸着が飽和に達した時点で行なわれ、それは
精製塔の入口および出口におけるＮ２濃度を測定して決
定すればよい。他塔へ切り替えた後、吸着終了した塔の
再生操作を行なう。再生操作はスチーム導入管３０より
スチームを導入して吸着されたガスを追い出すことによ
り行なわれる。スチーム以外にも凝縮性ガスであれば使
用できる。スチームは凝縮器２５で凝縮されて除去され
、配管Ｐ６にはＮ２と、精製塔切り替え時に塔内に残留
していた少量の！−１２と、微量の放射性希ガスとが流
れる。これらはホールドアツプ塔２６〜スタツク２９の
工程で放射能減衰処理され、大気中へ放出される。

Ｈｇは前記したようにＨ２精製梧通過後水素タンク３２
に送られてここで貯蔵されるが、　Ｎ２精製塔切り替え
時の残留分やリークイン空気中の０２との反応に消費さ
れる分があるので、１００％の回収は不可能である。不
足分は補給系３９より補給されて、以上の操作がくり返
される。

上記実施例のＮ２および０２の消費量を従来例のそれと
比較すると次の第２表のようになる。いずれも炉心中の
０２＃、度を１ｏｐｐｂに抑える場合とし、＜ｙ水型へ
のリークイン空気を４０＋ｎ’／ｈｒ（０℃、１気圧）
としたものである。

第２表 秦　０℃、１気圧 上記表から明らかなように、本発明によればＨｌｌおよ
び０２の消費量を大巾に低減することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の気体廃棄物処理装置を用
いれば、水素ガスは殆んど回収されて循環使用すること
ができるので、水素ガスの消費量が大巾に減少する。ま
た化学量論的バランスのために０２を注入する必要がな
いので、従来のように０２を消費することがない。

また、従来は復水器にリークインした空気はそのまま下
流に流れてホールドアツプ塔を通過したが、本発明の装
置ではリークイン空気中の０２が再結合器の反応で除去
されるので、ホールドアツプ塔への流量はその分、すな
わち約２０％減少する。

ホールドアツプ塔の活性炭使用量は流量に比例するので
、本発明の装置では活性炭使用量も従来より削減するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置の系統図であり、
第２図は従来の気体廃棄物処理装置を示す系統図である
。 ２１・・・排ガス抽出器　　２２・・・再結合器２３・
・・凝縮器　　　２４．２４’・・・水素ガス精製塔２
５・・・凝縮器 ２６・・・活性炭式希ガスホールドアツプ塔２７・・・
後置フィルタ　　２８・・・排カスエジェクタ２９・・
・スタック 、３０　・Ｎ２′ｓＩＡ’Ｊ塔再生スチームライン３２
・・・水素タンク　　　３５・・・原子炉圧力容器：（
６・・・主蒸気管　　　　３７・・・タービン３８・・
・主復水器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気体廃棄物中のＨ＿２とＯ＿２を反応させるため
   の再結合器および生成した水を除去するための凝縮器を
   有する気体廃棄物処理装置において、再結合器および凝
   縮器の下流に水素ガス精製塔を設置したことを特徴とす
   る気体廃棄物処理装置。
2. （２）水素ガス精製塔は多塔式であり、各塔に再生用凝
   縮性ガス導入管が設置されている特許請求の範囲第１項
   記載の気体廃棄物処理装置。