(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済み核燃料再処理施設及び原子力発電設備のオフガス処理工程でヨウ素吸着材を充填したヨウ素フィルタ容器に前記オフガスを流過させて放射性ヨウ素を除去するようにした放射性ヨウ素除去装置において、
前記ヨウ素フィルタ容器は、上壁中心部位に吸着材入口ノズルを、下壁中心部位に吸着材出口ノズルを各設けてなる円筒状容器で構成されており、該円筒状容器の内部に、ヨウ素吸着材の安息角以上の角度をもった多孔板及び該多孔板を覆う網状部材で構成された断面算盤玉状の上側内部構造物と、該上側内部構造物と同程度の角度をもった多孔板及び該多孔板を覆う網状部材で構成された断面円錐漏斗状の下側内部構造物と、を上下に相隔てて配設し、前記上側内部構造物の下面と前記下側内部構造物の上面との間に、ガスの流れ方向に対し均等な長さを保ってヨウ素吸着材を充填したことを特徴とする放射性ヨウ素除去装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射性ヨウ素除去装置において、前記ヨウ素フィルタ容器におけるオフガス出口ノズルの部位に、ヨウ素吸着材流出防止用フィルタを設けたことを特徴とする放射性ヨウ素除去装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の放射性ヨウ素除去装置において、前記吸着材入口ノズルの上部に、ヨウ素吸着材充填用容器及び入口側開閉装置を設け、前記吸着材出口ノズルの下部に、ヨウ素吸着材交換用の出口側開閉装置及び吸着材払出ノズルを設けたことを特徴とする放射性ヨウ素除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済み核燃料再処理施設及び原子力発電設備のオフガス処理工程における放射性ヨウ素を除去するのに好適な放射性ヨウ素除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用済み核燃料再処理施設及び原子力発電設備のオフガス処理工程における放射性ヨウ素除去装置においては、特公昭６１−４７５７２号公報に記載のような銀添着のヨウ素吸着材を使用し、放射性ヨウ素の回収除去を行なっている。
【０００３】
銀添着吸着材は所定の期間使用すると、ヨウ素吸着材中の放射性ヨウ素量が飽和に達し、所定の吸着性能を発揮しなくなるため、ヨウ素吸着材を定期的に交換する必要がある。
【０００４】
このため、従来はヨウ素吸着材を充填したカートリッジを装置内に設置し、ヨウ素吸着材が飽和に達した時には、フィルタ容器を開放しカートリッジごとヨウ素吸着材の交換を行なっている。使用後のヨウ素吸着材は、線量が高いため、カートリッジごと専用の容器に収め、廃棄物として保管している。
【０００５】
また、カートリッジを用いない放射性ヨウ素除去装置としては、実開昭６２−１８７００号公報に記載のように、内部に傾斜角を保った多孔板を設けた装置や、特開平６−７５０９４号公報に記載のように、内部に螺旋構造物を設けた装置などの提案がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のカートリッジを用いてヨウ素吸着材の充填交換を行なう従来の装置においては、カートリッジの交換作業に多くの時間を要する上に、作業時間が長いため作業者の被曝量が多いという問題がある。また、カートリッジごと専用の容器に収め、これを廃棄物として保管するため廃棄物の発生量が増えるといった問題もある。
【０００７】
カートリッジを用いず、フィルタ容器内に直接ヨウ素吸着材を充填するようにした装置も考えられるが、ヨウ素吸着材は、２０度の安息角を有しており、自然充填では一定層高に充填することができない。そのため、ヨウ素吸着材の充填層高が薄く圧損の小さい箇所に流体が多く流れ、この部分の吸着材が先に飽和に達してしまい、ヨウ素吸着材の交換頻度が増えてしまう。一方ヨウ素吸着材の充填層高が厚く圧損の大きい箇所は、ヨウ素吸着材が多いにもかかわらず流体があまり流れず、ヨウ素吸着が有効に行われないため、結果として充填量が増えてしまうといった問題がある。
【０００８】
また、ヨウ素吸着材交換の際に、容器下部の安息角以下の部分のヨウ素吸着材は、容器から抜き出すことができないといった問題があった。なお、ヨウ素吸着材は大気に長時間接していると性能が劣化するため、フィルタ容器を開放し、充填の際均一にならしたり、抜き出しの際かき出したりといった作業を行なうことは好ましくない。
【０００９】
一方、実開昭６２−１８７００号公報に記載のものは、装置内部に吸着材の安息角より大きい傾斜角を保った多孔板を上下に設置したものである。吸着材は胴体の側面上部から充填し胴体の側面下部から抜き出す構造になっているため、胴体部の高さが長くなる。また多孔板は円錐形ではなく平板状のものを採用しているため、吸着材を全量抜き出すためには多孔板の傾斜角を吸着材の安息角よりかなり大きめに保つ必要があり、吸着材が充填されない無効部分が大きくなり、装置が大型化してしまうという問題がある。
【００１０】
特開平６−７５０９４号公報に記載のものは、除去装置内部に螺旋状の内部構造物を設けたものである。螺旋状の内部構造物の上部にはヨウ素吸着材が充填されない空間が出来るため、その部分をオフガスが通過してしまい一部のヨウ素が回収除去できないという問題がある。また、内部構造物の下部にヨウ素吸着材が残留し、ヨウ素吸着材の全量交換が出来ないという問題がある。さらに、螺旋状の内部構造物が複雑であるため製作費用も高い。
【００１１】
本発明は、従来技術における上記した諸問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、装置内部に充填するヨウ素吸着材の層高を、ガスの流れ方向に対し均等な長さとし、かつ安息角以上の角度を保って充填することにより、ヨウ素吸着材充填交換の際の作業量及び被曝量を低減すると共に、ヨウ素吸着材の充填量及び廃棄物量を低減し、さらに装置の小型化を図った放射性ヨウ素除去装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明による放射性ヨウ素除去装置は、使用済み核燃料再処理施設及び原子力発電設備のオフガス処理工程でヨウ素吸着材を充填したヨウ素フィルタ容器に前記オフガスを流過させて放射性ヨウ素を除去するようにした放射性ヨウ素除去装置において、前記ヨウ素フィルタ容器は、上壁中心部位に吸着材入口ノズルを、下壁中心部位に吸着出口ノズルを各設けてなる円筒状容器で構成されており、該円筒状容器の内部に、ヨウ素吸着材の安息角以上の角度をもった多孔板及び該多孔板を覆う網状部材で構成された断面算盤玉状の上側内部構造物と、該上側内部構造物と同程度の角度をもった多孔板及び該多孔板を覆う網状部材で構成された断面円錐漏斗状の下側内部構造物と、を上下に相隔てて配設し、前記上側内部構造物の下面と前記下側内部構造物の上面との間に、ガスの流れ方向に対し均等な長さを保ってヨウ素吸着材を充填したことを特徴とするものである。
【００１３】
同じく、請求項２記載の発明による放射性ヨウ素除去装置は、請求項１記載の放射性ヨウ素除去装置において、前記ヨウ素フィルタ容器におけるオフガス出口ノズルの部位に、ヨウ素吸着材流出防止用フィルタを設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
同じく、請求項３記載の発明による放射性ヨウ素除去装置は、請求項１または２記載の放射性ヨウ素除去装置において、前記吸着材入口ノズルの上部に、ヨウ素吸着材充填用容器及び入口側開閉装置を設け、前記吸着材出口ノズルの下部に、ヨウ素吸着材交換用の出口側開閉装置及び吸着材払出ノズルを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施例の側断面図で、放射性ヨウ素除去装置の基本構成を示す。本実施例による放射性ヨウ素除去装置におけるヨウ素フィルタ容器１は、上壁中心部位に吸着材入口ノズル７を、下壁中心部位に吸着材出口ノズル８を各設けてなる円筒状容器で構成されており、該円筒状容器の内部に、ヨウ素吸着材２の安息角以上の角度をもった多孔板１９及び該多孔板１９を覆う全網２０で構成された断面算盤玉状の上側内部構造物３と、該上側内部構造物３と同程度の角度をもった多孔板１９及び該多孔板１９を覆う全網２０で構成された断面円錐漏斗状の下側内部構造物４と、を上下に相隔てて配設し、前記上側内部構造物３の下面と前記下側内部構造物４の上面との間に、ガスの流れ方向に対し均等な長さを保ってヨウ素吸着材２が充填されるものである。
【００１７】
吸着材入口ノズル７から充填されたヨウ素吸着材２は、ヨウ素吸着材の安息角以上の角度をもった多孔板１９及び該多孔板１９を覆う金網２０で構成された断面算盤玉状の半径方向に傾斜した上側内部構造物３に沿って外側に向かって均一に流れ落ち、ヨウ素フィルタ容器１と上側内部構造物３との間から下部に落下し、上側内部構造物３の下面と上側内部構造物３と同程度の角度をもった多孔板１９及び該多孔板１９を覆う金網２０で構成された断面円錐漏斗状の下側内部構造物４の上面との間に一定層高で充填される。
【００１８】
このヨウ素吸着材２は、上側内部構造物３の下面と下側内部構造物４の上面との間に固定されるため、運転中も充填層高が変わることはない。
【００１９】
上側と下側の内部構造物３及び４は、それぞれ多孔板１９と、この多孔板を覆うヨウ素吸着材２より小さなメッシュで組まれた金網２０等とで構成されており、いずれも、ヨウ素吸着材２は通過できないがオフガスは通過可能である。そして、上側内部構造物３は、断面算盤玉状をなし、また、下側内部構造物４は、断面円錐漏斗状をなしていて、両者は上下に相隔てて配設され、前者の下面と後者の上面との間に、ガスの流れ方向に対して均等な長さを保ってヨウ素吸着材２が充填される。
【００２０】
上側及び下側の各内部構造物３，４はヨウ素吸着材２の安息角である２０度以上の角度をもって設置されており、吸着材が入口ノズル７から供給される場合、もしくは出口ノズル８から抜き出される場合に、内部構造物３，４の上にヨウ素吸着材２が停滞しない構造になっている。
【００２１】
放射性ヨウ素を含んだオフガスは、フィルタ容器１下部のオフガス入口ノズル５から入り、上側及び下側の内部構造物３，４間に一定層高で充填されたヨウ素吸着材２を通過し、ヨウ素が吸着除去された後、上部のオフガス出口ノズル６から流出する。なお、本実施例によるオフガスの流れは、上昇流としているが、上部から入り、下部から出る下降流としてもよい。
【００２２】
以上に説明した第１実施例の放射性ヨウ素除去装置によれば、下記の（１）ないし（１１）の効果が奏される。
【００２３】
（１）ヨウ素吸着材の充填および交換に関する作業量を低減できる。
【００２４】
（２）作業員の被曝量を低減することができる。
【００２５】
（３）カートリッジを使用しないため、廃棄物量を低減することができる。
【００２６】
（４）カートリッジを使用しないため、カートリッジ製作に要する費用を低減することができる。
【００２７】
（５）除去装置内部に可動部がないため、故障の心配や定期点検の必要がない。
【００２８】
（６）除去装置内部を開放する必要がないため溶接構造にすることができ、リークポテンシャルを低減することができる。
【００２９】
（７）ヨウ素吸着材の充填量に無駄がないため、廃棄物を低減することができる。
【００３０】
（８）ヨウ素吸着材の充填量に無駄がないため、ヨウ素吸着材の購入に要する費用を低減することができる。
【００３１】
（９）充填されたヨウ素吸着材は、内部構造物に挟まれ固定されているので、運転中に動いて粉化、摩耗することがない。
【００３２】
（１０）ヨウ素吸着材が装置の下流側に流出することがない。
【００３３】
（１１）内部構造物が単純であるため、除去装置製作に要する費用を低減することができる。
【００３４】
第２図は、本発明の第２実施例の側断面図で、第１実施例の基本構成に加えて、放射性ヨウ素除去装置のオフガス出口ノズル６の部位に、ヨウ素吸着材流出防止用フィルタ１６を設けた構成を示す。
【００３５】
本実施例において、放射性ヨウ素を含んだオフガスは、フィルタ容器１下部のオフガス入口ノズル５から入り、内部構造物３，４及び内部に一定層高で充填されたヨウ素吸着材２を通過し、ヨウ素が吸着除去された後、ヨウ素吸着材２より小さなメッシュで組まれた網状部材やデミスタ等で構成された吸着材流出防止用フィルタ１６を通過し、上部のオフガス出口ノズル６から流出する。
【００３６】
通常のガス流量ではヨウ素吸着材２が浮き上がることはないが、仮に過大なガスが流れ、ヨウ素吸着材２がオフガスと共に浮き上がった場合でも、オフガス出口ノズル６に設置された吸着材流出防止用フィルタ１６でトラップされ、ヨウ素吸着材２が装置の下流側に流出することはない。なお、本実施例によるオフガスの流れは、上昇流としているが、これに代えて上部から入り、下部から出る下降流としてもよい。その場合には、吸着材流出防止用フイルタを下部の出口ノズル側に設置するものとする。
【００３７】
第２実施例の放射性ヨウ素除去装置は、第１実施例が奏する前記（１）ないし（１１）の効果に加えて、ヨウ素吸着材の下流側への流出をより確実に防止することができる。
【００３８】
第３図は、本発明の第３実施例の側断面図で、第１実施例の基本構成に加えて、放射性ヨウ素除去装置の上部に、ヨウ素吸着材充填用の容器９及び入口側開閉装置１０を設け、同じく下部に、ヨウ素吸着材交換用の出口側開閉装置１１及び吸着材払出ノズル１２を設けた構成を示す。
【００３９】
本実施例において、ヨウ素吸着材２は、まずヨウ素フィルタ容器１の上部に設置された吸着材充填用容器９に充填され、入口側開閉装置１０を開くことによってヨウ素フィルタ容器１の内部に落下する。ヨウ素吸着材２充填後は入り口側開閉装置１０を閉じ、フィルタ容器１を密閉状態にする。
【００４０】
ヨウ素フィルタ容器１の内部に落下したヨウ素吸着材２は、図１の説明と同じ作用で充填され、オフガス中のヨウ素を吸着除去する。ヨウ素吸着材２が飽和に達し交換する必要が生じた場合は、フィルタ容器１下部の出口側開閉装置１１を開くことにより、吸着材出口ノズル８からヨウ素吸着材２を全て抜き出すことができる。
【００４１】
抜き出したヨウ素吸着材２は吸着材払出ノズル１２からビニールバッグ１８等に受け、所定の場所に移動し保管する。なお、本実施例によるオフガスの流れは、上昇流としているが、上部から入り、下部から出る下降流としてもよい。
【００４２】
第３実施例の放射性ヨウ素除去装置は、第１実施例が奏する前記（１）ないし（１１）の効果に加えて、交換する必要が生じた場合の吸着材払出し作業及び新しい吸着材の充填作業を完全な密閉状態下で行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の放射性ヨウ素除去装置によれば、ヨウ素吸着材充填交換の際における作業量及び被曝量を低減すると共にヨウ素吸着材の充填量及び廃棄物を低減でき、さらに装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放射性ヨウ素除去装置の第１実施例の側断面図。
【図２】本発明による放射性ヨウ素除去装置の第２実施例の側断面図。
【図３】本発明による放射性ヨウ素除去装置の第３実施例の側断面図。
【符号の説明】
１…ヨウ素フィルタ容器
２…ヨウ素吸着材
３…上側内部構造物
４…下側内部構造物
５…オフガス入口ノズル
６…オフガス出口ノズル
７…吸着材入口ノズル
８…吸着材出口ノズル
９…吸着材充填用容器
１０…入口側開閉装置
１１…出口側開閉装置
１２…吸着材払出ノズル
１３…上側内部構造物サポート
１４…ラグ
１５…脚
１６…吸着材流出防止用フィルタ
１７…吸着材充填用容器サポート
１８…ビニールバッグ
１９…多孔板
２０…金網
【図１】
0003788690.tif 000002
【図２】
0003788690.tif 000003
【図３】
0003788690.tif 000004