(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラントから発生した放射性気体廃棄物を、主復水器から空気抽出器を通し水素結合装置に導いて再結合器による水素ガスの再結合と排ガス復水器による減容処理を行い、前記減容処理した排ガスを中空糸膜を内蔵する除湿装置に導いて湿分を除去した後、活性炭式希ガスホールドアップ塔に導いて遅延処理を行うとともに、前記除湿装置により乾燥された一次側ガスの一部をパージガスとして前記中空糸膜の二次側に供給する放射性気体廃棄物の処理方法において、
前記主復水器の真空圧が高い場合は前記中空糸膜の二次側排ガスを主復水器に戻し、前記主復水器の真空圧が低い場合は前記二次側排ガスをパージ用真空ポンプにより前記排ガス復水器の上流側に戻すことを特徴とする放射性気体廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記除湿装置と並列に予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置を設け、前記除湿装置外の系統内に設置された露点計により湿度を検知し、所要の湿度が得られなくなった場合、前記予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置に前記減容処理した排ガスを導くことを特徴とする請求項１記載の放射性気体廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記除湿装置の状態を系統内に設置された露点計により湿度を検知し、放射性気体廃棄物の相対湿度が所定範囲になるように前記パージガスの量を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の放射性気体廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記除湿装置の状態を系統内に設置された差圧計により差圧を検知し、系統に差圧異常が生じた場合、前記予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置に前記減容処理した排ガスを導くことを特徴とする請求項２又は３記載の放射性気体廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿装置における湿分除去方法を改良した放射性気体廃棄物の処理処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、沸騰水型原子炉の冷却材は、炉心を通過する間に中性子照射を受けて、一部が酸素と水素に分解し、その上、さらに3 Ｈ，16Ｎ，19Ｏ等が生じる。また、燃料棒に生じたピンホール等からＫｒやＸｅなどの放射性の希ガスが漏洩し、これらの希ガスが冷却材に混入してタービン系に送られている。この他、タービン主復水器へ外気からの漏れ込みがある。
【０００３】
これらの放射性気体廃棄物（以下、単に排ガスと称す）により、沸騰水型原子力発電所におけるタービン系は原子炉並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。
【０００４】
ところで、前記排ガスは、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内部に滞留する。このため、従来はタービン主復水器内に滞留する排ガスを空気抽出器により抽気し、活性炭式希ガスホールドアップ塔に導いて処理するようにしている。
【０００５】
図２は従来の原子力発電所に設置されている放射性廃棄物処理設備の一例を示すもので、タービン主復水器の内部に滞留した排ガスは空気抽出器１により抽気され、予熱器３，再結合器４および排ガス復水器５から構成される水素再結合装置２に導かれて、水素ガスの再結合および減容処理がなされる。
【０００６】
空気抽出器１から水素再結合装置２に導かれた排ガスはまず排ガス中に含まれる酸素と水素が効率よく再結合する温度まで予熱器３で予熱されたのち、下流の再結合器４に導かれ、排ガス中の水素と酸素とが再結合反応により水蒸気となる。さらに、その下流の排ガス復水器５では外部冷却水による冷却水により排ガス中の水蒸気は凝縮されてほとんど水となって排ガス中から分離され、分離された水は図示しないタービン主復水器に戻される。
【０００７】
一方、水分が分離除去された排ガスは図２に示すように、除湿装置６に導かれて湿分が十分除去された後、活性炭式希ガスホールドアップ塔７に導かれる。そして、排ガス中に残った放射性ガス（主体はＸｅ，Ｋｒ等の希ガス）を活性炭に吸着させ、長時間のホールドアップののち、真空ポンプ８により排気筒９から大気へ放出される。なお、図２中符号10は活性炭式希ガスホールドアップ塔室，11は空調設備，12，13はダクトである。
【０００８】
これらの機器は、各々気密あるいはそれに準じた状態の室に分離され、各室は空調が行なわれている。特に、図２に示すように活性炭式希ガスホールドアップ塔室10他の一般空調とは別に、専用空調設備11からダクト12，13を介して空調がなされ、活性炭の吸着性能維持のため、活性炭式希ガスホールドアップ塔入口配管14内を一定温度に保つことができるようになっている。
【０００９】
図３は図２で示した従来の除湿装置６廻りの詳細を示すもので、図３中、符号16で示す除湿装置は水蒸気透過係数の大きい中空糸膜17を内蔵する除湿装置16を用い、前記中空糸膜17の二次側に除湿装置16により乾燥された一次側ガスの一部をパージ用とし、主復水器の真空圧により二次側を一次側圧力から低い圧力まで吸引することにより、中空糸膜17の一次側と二次側に水蒸気分圧差を設け、除湿を行うようになっている。
【００１０】
なお、図３中、符号18はパージガス流量計，19はパージガス量調整弁，20はパージガス圧力調整弁，21はパージガス圧力調整出口弁，22は除湿装置出口圧力計，24は除湿装置出口流量計，25は除湿装置出口流量調整弁である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放射性気体廃棄物の処理方法においては、除湿装置16の二次側を一次側圧力より低い圧力まで吸引する方法として、主復水器の真空圧力を利用していたが、プラント起動停止時に主復水器の真空圧が確保出来ないときは気体廃棄物処理系統を運転出来ないという課題がある。また、定期点検時においても主復水器の真空圧が確保出来ないことで、気体廃棄物処理系統の単独運転が出来ないという課題もある。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、主復水器の真空圧を用いることなく、排ガス中の湿分を連続的に除去することができ、高い信頼性が得られる放射性気体廃棄物の処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原子力発電プラントから発生した放射性気体廃棄物を、主復水器から空気抽出器を通し水素結合装置に導いて再結合器による水素ガスの再結合と排ガス復水器による減容処理を行い、前記減容処理した排ガスを中空糸膜を内蔵する除湿装置に導いて湿分を除去した後、活性炭式希ガスホールドアップ塔に導いて遅延処理を行うとともに、前記除湿装置により乾燥された一次側ガスの一部をパージガスとして前記中空糸膜の二次側に供給する放射性気体廃棄物の処理方法において、前記主復水器の真空圧が高い場合は前記中空糸膜の二次側排ガスを主復水器に戻し、前記主復水器の真空圧が低い場合は前記二次側排ガスをパージ用真空ポンプにより前記排ガス復水器の上流側に戻すことを特徴とする。
【００１４】
また、前記除湿装置と並列に予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置を設け、前記除湿装置外の系統内に設置された露点計により湿度を検知し、所要の湿度が得られなくなった場合、前記予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置に前記減容処理した排ガスを導くことを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記除湿装置の状態を系統内に設置された差圧計により差圧を検知し、系統に差圧異常が生じた場合、前記予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置に前記減容処理した排ガスを導くことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放射性気体廃棄物の処理方法においては、除湿装置として図１に示した水蒸気透過係数の大きい中空糸膜17ａを内蔵する除湿装置16ａが用いられ、図２に示した空気抽出器１により引かれ、除湿装置16ａの中空糸膜17ａ内を通過する。
【００１７】
この状態で、除湿装置16ａにより乾燥された一次側ガスの一部（例えば20％）をパージ用として使用し、中空糸膜の外側に供給し、かつパージ用真空ポンプ38を利用したりして、一次側より低い圧力に吸引する。
【００１８】
これにより、中空糸膜17ａの一次側と二次側の水蒸気分圧差を大きくすることで水蒸気透過性能が向上し、排ガス中の水蒸気分を最も効率よく除去する。つまり、排ガス中の水蒸気分が中空糸膜を透過して除去され、排ガスの湿度が所要のパーセント以下、例えば40％以下となる。
【００１９】
また、前記パージ用真空ポンプ38により吸引された排ガスは、復水器上流側に接続された循環ライン40に戻されることで、プラント停止中においても気体廃棄物処理系の単独運転を可能としている。
【００２０】
また、除湿装置16ａの状態により所要のパーセント以下の湿度が得れらなくなった場合、系統内に設置された露点計により湿度を検知し、予備の中空糸膜17ｂを内蔵した除湿装置16ｂに切り替えることにより除湿性能が確保できるようになる。
【００２１】
また、除湿装置の状態により差圧が増大又は減少した場合、系統内に設置された差圧計により差圧を検知し、予備の中空糸膜を内蔵した除湿装置に切り替えることにより除湿性能が確保できるようになる。
【００２２】
本発明に係る放射性気体廃棄物の処理方法の一実施の形態を図１〜３を参照して説明する。
図１は排ガス処理装置における除湿装置16（16ａ，16ｂ）周りの構成を示すもので、図中、除湿装置16ａ，16ｂは除湿装置入口弁31ａ，31ｂおよび除湿装置出口弁32ａ，32ｂを介して並列に接続され、通常運転時には一系統のみが処理運転されるようになっている。
【００２３】
処理される湿潤な排ガス（温度；40℃，露点；100 ％，圧力；0.8ata）が排ガス復水器５から除湿装置16ａ，16ｂに流入する。各除湿装置16ａ，16ｂ内には図１に示すように水蒸気透過係数の大きい中空糸膜17ａ，17ｂがそれぞれ取り付けられており、パージ用真空ポンプ38により吸引された排ガスはこれら各中空糸膜17ａ，17ｂの内部を通過するようになっている。
【００２４】
除湿装置16ａ系で運転中へ、排ガスの温度は除湿装置出口露点計23により測定され、系統の許容露点（例えば−20℃）以上となった場合には、警報を発するか、または除湿装置ａの入口弁31ａ及び出口弁32ａを閉し、除湿装置入口弁31ｂ及び出口弁32ｂを開として運転号機を切替ることで、潤湿な排ガスを活性炭希ガスホ−ルドアップ装置へ流さないようにする。
【００２５】
また、復水器出口圧力計27により系統の圧力を測定し、系統運転設定圧力（例えば大気圧）以上になった時、復水器出口循環水ライン弁29を開として復水器出口循環ライン圧力調整弁30の調整により、系統の圧力を設定値以内とする。
【００２６】
また、除湿装置入口流量計28により各除湿装置16ａ，16ｂの処理量に適した流量を除湿装置入口流量調整弁19を調整することによって確保し、系統の安定運転を行っている。
【００２７】
これら各除湿装置16ａ，16ｂの内部は図１に示すように除湿装置16ａ，16ｂにより乾燥された一次側ガスの一部（例えば20％）をパージ用として、パージガス量はパージガス流量計18から除湿装置入口流量計28により測定した排ガス処理量の約20％に当たる量をパージガス量調整弁20を調整することにより確保する。
【００２８】
また、パージガスの圧力はパージガス圧力計36の設定圧力により、パージガス圧力調整弁20により圧力を調整されながら、プラント運転中は主復水器により、また、プラント停止中はパージ用真空ポンプ36により、一次側より低い圧力で吸引されるようになっている。
【００２９】
パージ用真空ポンプにより吸引された排ガスは循環ライン40により排ガス復水器５の上流へ循環するようにすることで、プラント停止中においてもオフガス（ＯＧ）系を単独運転することが出来る。
【００３０】
これにより、各中空糸膜17ａ，17ｂの内を流れる排ガス中の水蒸気分が各中空糸膜17ａ，17ｂを透過して分離除去され、排ガスの相対湿度が所要パーセント、例えばほぼ40％以下となるようになっている。活性炭式希ガスホールドアップ塔７に供給される排ガスは相対湿度を40％以下とする必要があるからである。
【００３１】
また、パージ用ガスも処理装置の運転系統に対して、パージガス入口弁34ａ，34ｂ、パージガス出口弁35ａ，35ｂの切り替えにより選択できるようになっている。
【００３２】
次に各除湿装置16ａ，16ｂにおける湿分除去方法について説明する。
図１において、除湿装置16ａ側の系統が処理運転されているものとすると、復水器５で蒸気が冷却され、凝縮された排ガスは、系統を吸引する真空ポンプ８（図２参照）により、除湿装置入口弁31ａを介して除湿装置16ａに導かれ、その中空糸膜17ａ内を通過する。
【００３３】
この際、除湿装置16ａ内部は、乾燥されたパージガスをパージガス量調整弁19により適切な流量に調整され、そのパージガスをパージガス入口弁34ａを介して除湿装置16ａ内部に流し、水蒸気透過性向上を図る。
【００３４】
また、除湿装置16ａの内部を真空引きして一次側系統の圧力より低い圧力に保持するために、パージ用真空ポンプ38を利用し、パージガス出口弁35ａを介してパージガス圧力計36の設定値によりパージガス圧力調整弁20により圧力調整する。これにより適切な真空引きを実施するので、中空糸膜17ａ内を流れる排ガス中の水蒸気分は中空糸膜17ａを透過して除去され、循環ライン40を経てタービン主復水器の上流側へ戻される。
【００３５】
このため、除湿装置16ａを通過した後の排ガスは、その相対湿度が所要のパーセント、例えば40％以下となり、除湿装置出口弁32ａを介して活性炭式希ガスホールドアップ塔７（図２参照）に導かれて遅延処理がなされる。
【００３６】
除湿装置16ａにトラブル等が発生し、除湿装置16ａの出口の露点計23が設定値より大きくなった場合には除湿装置入口弁31ａ，除湿装置出口弁32ａ，パージガス入口弁34ａおよびパージガス出口弁35ａが閉となる。これとともに、除湿装置入口弁31ｂ，除湿装置出口弁32ｂ，パージガス入口弁34ｂおよびパージガス出口弁35ｂが開となり、除湿装置16ｂ側に系統が切り替えられる。
【００３７】
また、除湿装置16ａにトラブル等が発生し、除湿装置16ａの差圧計33が許容値より外れた場合には除湿装置入口弁31ａ，除湿装置出口弁32ａ，パージガス入口弁34ａおよびパージガス出口弁35ａが閉となる。これとともに、除湿装置入口弁31ｂ，除湿装置出口弁32ｂ，パージガス入口弁34ｂおよびパージガス出口弁35ｂが開となり、除湿装置16ｂ側に系統が切り替えられる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、プラント起動停止時、及びプラント停止中タービン主復水器の真空が確保出来ない期間に排ガス系の運転ができる。また、定期点検中の運転で除湿されない空気が希ガスホ−ルドアップ系に流入することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放射性気体廃棄物の処理方法の実施の形態を説明するための除湿装置周りを示す系統図。
【図２】従来の放射性気体廃棄物の処理設備を示す系統図。
【図３】図２における脱湿塔周りを示す系統図。
【符号の説明】
１…空気抽出器、２…水素再結合装置、３…排ガス予熱器、４…排ガス再結合器、５…排ガス復水器、６…除湿装置、７…活性炭式希ガスホールドアップ塔、８…真空ポンプ、９…排気筒、10…活性炭式希ガスホールドアップ塔室、11…空調設備、12，13…ダクト、14…活性炭式希ガスホールドアップ塔入口配管、15…除湿装置入口流量調整弁、16，16ａ，16ｂ…除湿装置、17，17ａ，17ｂ…中空糸膜、18…パージガス流量計、19…パージガス量調整弁、20…パージガス圧力調整弁、21…パージガス圧力調整出口弁、22…除湿装置出口圧力計、23…除湿装置出口露点計、24…除湿装置出口流量計、25…除湿装置出口流量調整弁、26…復水器出口温度計、27…復水器出口圧力計、28…除湿装置入口流量計、29…復水器出口循環ライン弁、30…復水器出口循環ライン圧力調整弁、31…除湿装置入口弁、32…除湿装置出口弁、33…除湿装置差圧計、34…パージガス入口弁、35…パージガス出口弁、36…パージガス圧力計、37…パージ用真空ポンプ入口弁、38…パージ用真空ポンプ、39…パージ用真空ポンプ出口逆止弁、40…循環ライン。
【図１】
0004127580.tif 000002
【図２】
0004127580.tif 000003
【図３】
0004127580.tif 000004