JPS6231317B2 - - Google Patents

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JPS6231317B2
JPS6231317B2 JP54109301A JP10930179A JPS6231317B2 JP S6231317 B2 JPS6231317 B2 JP S6231317B2 JP 54109301 A JP54109301 A JP 54109301A JP 10930179 A JP10930179 A JP 10930179A JP S6231317 B2 JPS6231317 B2 JP S6231317B2
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JP
Japan
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tritium
bed
helium
absorbent
gas
Prior art date
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JP54109301A
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English (en)
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JPS5633599A (en
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Hiroto Tone
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Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
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Publication date
Application filed by Japan Atomic Energy Research Institute filed Critical Japan Atomic Energy Research Institute
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Publication of JPS5633599A publication Critical patent/JPS5633599A/ja
Publication of JPS6231317B2 publication Critical patent/JPS6231317B2/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高温ガス炉のヘリウム冷却材に含まれ
る放射性物質のトリチウムをヘリウム冷却材より
連続的に分離して圧縮貯蔵し、同時にヘリウム冷
却材を精製する装置に関する。
高温ガス炉のヘリウム冷却材にはトリチウム以
外にクリプトン、キセノンなどの放射性物質と、
水素、O2,N2,Ar,CO2,CO,CH4,H2Oなど
の非放射性物質が不純物ガスとして含まれてい
る。これらの不純物ガスを精製する方法として従
来、H2OとCO2は吸水剤たとえばモレキユラーシ
ーブで吸着除去し、クリプトン、キセノン、
O2,N2,CO,CH4,Arなどは液体窒素冷却の活
性炭で吸着除去し、最後に残つたトリチウムとそ
の同位体の水素はトリチウム吸収剤たとえばチタ
ンスポンジで吸収除去するか、酸化銅と反応させ
て水およびトリチウム水に変えたのち吸水剤で吸
着除去する方法が行なわれてきた。この従来の方
法では、トリチウム吸収剤および吸水剤ともある
1定期間使用して、水素、トリチウム、H2Oおよ
びCO2が飽和状態にまで吸着するとトリチウム吸
収剤および吸水剤の吸着能力が低下するので、ト
リチウム吸収剤および吸水剤を再生しなければな
らず、このとき吸着していた当該不純物ガスを高
温ガス炉の1次ヘリウム冷却系より大気中に放出
しなければならなかつた。したがつて、従来技術
では、このヘリウム冷却材の精製装置の再生運転
によつてトリチウム吸収剤または吸水剤に吸着し
ていた放射性物質のトリチウムが大気中に放出さ
れ、大気中のトリチウム濃度増加の要因となり、
同時に一般住民のトリチウムによる被ばく線量の
増加にも関連するため、高温ガス炉のヘリウム冷
却材中のトリチウムの有効な回収技術の確立が要
望されていた。
本発明の目的は、高温ガス炉のヘリウム冷却材
に含まれるトリチウムをヘリウム冷却材の精製装
置によつて吸着除去したのち精製装置の再生時に
大気中に放出しなければならないという前記従来
技術の欠点に鑑み、トリチウム吸収剤に吸収され
ている水素ならびにトリチウムをトリチウム透過
金属膜、ガス圧縮機ならびにトリチウム回収貯蔵
容器から構成される装置によつて連続的にヘリウ
ム冷却材より分離して回収し、同時にトリチウム
を大気中に放出することなしにトリチウム吸収剤
ベツドを再生する装置を提供することにある。
前記トリチウム透過金属膜は、パラジウム、チ
タン、ニツケル、鉄合金等の材質から成るもので
あり、特に水素ガス(トリチウム等の水素同位体
を含む)を透過することのできる性質のものが使
用されている。
以下図面に従つて本発明を詳細に説明する。
図は本発明の構成ならびに実施の一態様を示す
図で、図において、高温ガス炉の1次ヘリウム冷
却系出口1よりヘリウム精製系に送られた不純ガ
ス含有ヘリウムは高温熱交換器2、ガス循環機
3、中温熱交換器4を経て、吸水剤を充填した吸
水剤ベツド5え導入され、前記不純ガス含有ヘリ
ウム中のH2O,CO2が除去される。前記吸水剤ベ
ツド5でH2O,CO2が除去された不純ガス含有ヘ
リウムは低温熱交換器6を経て、液体窒素16に
より冷却された活性炭ベツド7に導入され、前記
不純ガス含有ヘリウム中のクリプトン、キセノ
ン、Ar,O2,N2,CO,CH4が除去される。この
活性炭ベツド7を通つた不純ガス含有ヘリウム中
の残存不純物はトリチウムと水素のみで、このト
リチウムと水素を含む不純ガス含有ヘリウムは低
温熱交換器6、中温熱交換器4、高温熱交換器
2、バルブ19を経てトリチウム吸収剤ベツド9
に入る。トリチウム吸収剤ベツド9はヒーター1
8により再生温度に加熱された再生条件で運転さ
れており、このトリチウム吸収剤ベツド9に吸収
されていたトリチウムおよび水素はバルブ19を
経てトリチウム吸収剤ベツド9に流入した前記不
純ガス含有ヘリウムによつてバルブ25を経てト
リチウム透過装置27の高圧側10に移送され、
トリチウム透過金属膜11を透過してトリチウム
透過装置の低圧側12に移る。トリチウム透過装
置の低圧側12に接続されたガス圧縮機13によ
つて、トリチウム透過装置の高圧側10より低圧
側12に透過した前記水素およびトリチウムはト
リチウム回収貯蔵容器14に圧縮貯蔵される。ト
リチウム透過装置の高圧側10内の前記不純ガス
含有ヘリウムはトリチウム透過金属膜11を透過
せずに残つた残存トリチウムおよび水素と共にバ
ルブ22を経てヒーター17によりトリチウム吸
収温度に加熱されているトリチウム吸収剤ベツド
8に導入され、ここで、水素およびトリチウムが
完全に吸収除去される。このトリチウム吸収温度
で運転されているトリチウム吸収剤ベツド8を通
つて完全に水素およびトリチウムが除去されて精
製されたヘリウムガスは高温ガス炉の1次ヘリウ
ム冷却系15にもどされる。
以上のべたように、2基のトリチウム吸収剤ベ
ツド8、および9のうち、トリチウム吸収剤ベツ
ド9を、吸収したトリチウムを放出する再生温度
で運転し、トリチウム吸収剤ベツド8をトリチウ
ム吸収温度で運転することにより、トリチウム吸
収剤ベツド9に吸収されていたトリチウムおよび
水素、ならびに不純ガス含有ヘリウム中のトリチ
ウムおよび水素の大部分をトリチウム透過装置2
7によつてトリチウム回収貯蔵容器14に回収し
終ると、次に、トリチウム吸収剤ベツド9をトリ
チウム吸収運転、トリチウム吸収剤ベツド8を再
生運転に切換え、バルブ19,25,22および
24を閉じ、同時にバルブ20,26,21、お
よび23を開き、トリチウム吸収剤ベツド9の温
度をトリチウム吸収温度とし、またトリチウム吸
収剤ベツド8を吸収したトリチウムを放出する再
生温度にしたのち、前記不純ガス含有ヘリウムを
バルブ20、トリチウム吸収剤ベツド8、バルブ
26、トリチウム透過装置の高圧側10と流すこ
とによつて、前記の方法でトリチウム吸収剤ベツ
ド8に吸収されているトリチウムと水素をバルブ
26を経由してトリチウム透過装置27に移送
し、トリチウム透過金属膜11を透過したトリチ
ウムをトリチウム回収貯蔵容器14に加圧貯蔵す
る。次に、前記と同様にトリチウム透過装置27
で回収できなかつた残存水素および残存トリチウ
ムは不純ガス含有ヘリウムによつてバルブ21を
経由してトリチウム吸収温度で運転されているト
リチウム吸収剤ベツド9に移送されて、ここで吸
収除去され、トリチウム吸収剤ベツド9を出た精
製ヘリウムガスは高温ガス炉の1次ヘリウム冷却
系15にもどされる。
以上詳細に説明したように、本発明では高温ガ
ス炉のヘリウム冷却材である不純ガス含有ヘリウ
ムに含まれるトリチウムと水素以外のすべての不
純ガスを吸水剤と液体窒素冷却の活性炭で除去し
たのち、2基のトリチウム吸収剤ベツドの1基を
再生運転、他の1基をトリチウム吸収運転とし、
再生運転中のトリチウム吸収剤ベツドから放出さ
れたトリチウムと水素を前記の不純ガス含有ヘリ
ウムを用いてトリチウム透過装置に移送してトリ
チウムと水素をヘリウムガスより分離し、トリチ
ウムと水素のみをトリチウム回収貯蔵容器中に加
圧貯蔵し、このトリチウム透過装置で回収されず
に前記不純ガス含有ヘリウム中に残つたトリチウ
ムと水素はトリチウム吸収運転中のトリチウム吸
収剤ベツドで吸収除去して前記不純ガス含有ヘリ
ウムを精製する。次に、前記2基のトリチウム吸
収剤ベツドのうち再生運転中のトリチウム吸収剤
ベツドの再生が終了し、このトリチウム吸収剤ベ
ツドに吸収されていたトリチウムと水素の大部分
がトリチウム透過装置によつてトリチウム回収貯
蔵容器に回収されると、この再生運転中のトリチ
ウム吸収剤ベツドをトリチウム吸収運転に変更
し、他の1基のトリチウム吸収運転中のトリチウ
ム吸収剤ベツドを再生運転に切換えることによつ
て、前記と同じ方法で再生運転中のトリチウム吸
収剤ベツドから放出されたトリチウムと水素をト
リチウム透過装置によつて回収貯蔵する。
このように、本発明では2基のトリチウム吸収
剤ベツドを交互に再生運転とトリチウム吸収運転
に切換え、これら2基のトリチウム吸収剤ベツド
と接続したトリチウム透過装置を用いて、従来困
難であつた高温ガス炉のヘリウム冷却材に含まれ
る抵濃度のトリチウムを効率よく経済的に回収し
貯蔵する。従来の高温ガス炉のヘリウム冷却材の
精製技術では、高温ガス炉の運転中に発生する放
射性物質のトリチウムの大部分はヘリウム冷却材
精製装置の再生運転時に大気中に放出されるの
で、このことが大気中のトリチウムの濃度増大
と、一般住民の被ばく線量の増加の1つの要因と
なつていた。本発明によつて高温ガス炉の運転中
に発生するトリチウムをヘリウム冷却材より分離
して効率よく経済的に回収貯蔵することが可能と
なるので、高温ガス炉の運転にともなつて大気中
に放出されるトリチウム量を大巾に低減させるこ
とができ、したがつて大気中のトリチウム濃度を
低下させ、同時に地球上に生存するすべての生物
のうける放射線量を低下させることになるので、
本発明の効果は多大である。
なお、本発明におけるトリチウム吸収剤ベツド
の基数は、前記の構成ならびに実施の一態様を示
す図に示した2基に限らず、3基以上を設置して
相互に再生ならびにトリチウム吸収運転と切換え
てもよいことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
図は、高温ガス炉の1次ヘリウム冷却材に含ま
れているトリチウムを連続してヘリウム冷却材よ
り分離して回収し、加圧貯蔵するための装置に関
する本発明の構成ならびに実施の一態様を示す図
で、図中の1は高温ガス炉の1次ヘリウム冷却系
の出口、2は高温熱交換器、3はガス循環機、4
は中温熱交換器、5は吸水剤ベツド、6は低温熱
交換器、7は活性炭ベツド、8,9はトリチウム
吸収剤ベツド、10はトリチウム透過装置の高圧
側、11はトリチウム透過金属膜、12はトリチ
ウム透過装置の低圧側、13はガス圧縮機、14
はトリチウム回収貯蔵容器、15は高温ガス炉の
1次ヘリウム冷却系の入口、16は液体窒素、1
7,18は加熱ヒーター、19,22,24,2
5はバルブで図では開いた状態を示し、20,2
1,23,26はバルブで図では閉じた状態を示
し、27はトリチウム透過装置を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) ガス循環器3と; (b) このガス循環器3と配管で接続された吸水剤
    ベツド5と; (c) この吸水剤ベツド5と配管で接続され、液体
    窒素16により冷却される活性炭ベツド7と; (d) この活性炭ベツド7とバルブを介して配管で
    接続され、加熱ヒーター18によつて加熱され
    るトリチウム放出運転中のトリチウム吸収剤ベ
    ツド9および加熱ヒーター17によつて加熱さ
    れるトリチウム吸収運転中のトリチウム吸収剤
    ベツド8と; (e) これらトリチウム吸収剤ベツド8および9と
    バルブ19,20,21,22,23,24,
    25および26を介して配管で接続された、高
    圧側10、トリチウム透過金属膜11および低
    圧側12を備えたトリチウム透過装置27と; (f) このトリチウム透過装置27の低圧側12に
    配管で接続されたガス圧縮機13と; (g) トリチウム回収貯蔵容器14と から構成された高温ガス炉のヘリウム冷却材の精
    製装置であつて、 トリチウム吸収剤ベツド8および9を交互にト
    リチウム放出運転とトリチウム吸収運転とに切り
    換え運転することのより、当該ヘリウム冷却材に
    含まれる不純物ガスのトリチウムおよびその同位
    体の水素をトリチウム吸収剤ベツド8または9で
    濃縮した後、連続してトリチウム透過装置27に
    おいてヘリウム冷却材と分離してトリチウムおよ
    び水素を回収貯蔵することを特徴とする装置。 2 トリチウム吸収剤ベツドを3基以上設置した
    特許請求の範囲第1項に記載の装置。
JP10930179A 1979-08-28 1979-08-28 Purifier capable of continuous recovery of tritium*used for helium cooling medium for highhtemperature gas furnace Granted JPS5633599A (en)

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JPS5633599A JPS5633599A (en) 1981-04-04
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JPS5987022A (ja) * 1982-11-08 1984-05-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd 高温ガス炉の冷却材中のトリチウム除去方法及びその装置
JPS6044020A (ja) * 1983-08-19 1985-03-08 Japan Atom Energy Res Inst 高温・高圧水蒸気中の水素ガスを除去する装置
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JP7591993B2 (ja) * 2021-07-30 2024-11-29 三菱重工業株式会社 熱供給システムおよび熱供給方法

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