特許 6339898 放射性ヨウ素除去装置および原子力プラント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6339898

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】放射性ヨウ素除去装置および原子力プラント

(51)【国際特許分類】

   G21F 9/02 20060101AFI20180528BHJP

【ＦＩ】

   G21F9/02 511T

   G21F9/02 511C

   G21F9/02 541A

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-178810(P2014-178810)

(22)【出願日】2014年9月3日

(65)【公開番号】特開2016-53488(P2016-53488A)

(43)【公開日】2016年4月14日

【審査請求日】2017年1月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000925

【氏名又は名称】特許業務法人信友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福井 宗平

(72)【発明者】

【氏名】吉川 晃平

(72)【発明者】

【氏名】金枝 雅人

(72)【発明者】

【氏名】滝井 太一

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０３４４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９８０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−０３６５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４８０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５０７８９６０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｆ ９／０２

Ｇ２１Ｃ ９／００−９／０６

Ｇ２１Ｄ ３／０８

Ｂ０１Ｄ ５３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射性ヨウ素を含有する処理ガスが供給される配管と、
前記配管の経路上に配置されたフィルタベントと、
前記配管の経路上における前記フィルタベントの下流側に配置され前記処理ガス中の成分と反応して反応熱を発する発熱部材と、
前記反応熱によって加熱された前記処理ガスの供給経路に配置されたヨウ素吸着部材とを備え、
前記配管の経路上において前記ヨウ素吸着部材が配置された部分に、前記処理ガスが供給される伝熱管が敷設され、
前記伝熱管は、前記配管の一部によって構成され、
前記伝熱管内に、前記処理ガス中の成分と反応して反応熱を発する発熱部材が収容された
放射性ヨウ素除去装置。

【請求項2】

前記ヨウ素吸着部材は、前記配管の経路上において前記発熱部材の下流側に配置され、
前記発熱部材と前記ヨウ素吸着部材とは、前記配管の経路に沿って交互に配置された
請求項１に記載の放射性ヨウ素除去装置。

【請求項3】

前記発熱部材と前記ヨウ素吸着部材とは、隣接した状態で配置された
請求項１または２に記載の放射性ヨウ素除去装置。

【請求項4】

前記発熱部材は、水素再結合触媒、金属酸化物触媒、アンモニア合成触媒、および水素吸蔵合金の何れかを用いて構成された
請求項１〜３の何れか一項に記載の放射性ヨウ素除去装置。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか一項に記載の放射性ヨウ素除去装置と、
原子炉と、
前記原子炉を格納した原子炉格納容器とを備え、
前記原子炉格納容器と前記放射性ヨウ素除去装置の配管とが接続され、前記原子炉格納容器から前記放射性ヨウ素除去装置の配管に前記処理ガスが供給される
原子力プラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はヨウ素除去装置および原子力プラントに関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、下記特許文献１に記載されたガス処理設備がある。

【0003】

この公報には、ガス処理設備に設けられるヨウ素吸着装置に関し「ヨウ素吸着装置は、熱交換器の伝熱管が外面に巻き付けられたケーシング内にヨウ素吸着材層を設けている」と記載されている。また「冷却水喪失事故が発生したときに、万が一、外部電源及び非常用ディーゼル発電機の全交流電源が喪失している場合には、…主蒸気配管の破断箇所からドライウェル内に放出された水蒸気、水素ガス、酸素ガス及び放射性核種である核分裂生成物質、及び原子炉格納容器内に存在する窒素ガスが、ガス供給管を通して熱交換器の伝熱管内に供給される。このため、ケーシング内に供給されたガスの温度が、ケーシングから伝達される熱によって加熱され温度が飽和温度まで上昇し、ケーシング内での結露を防止できるため、ヨウ素吸着材層による放射性ヨウ素の吸着性能、すなわち、放射性ヨウ素の処理性能が向上する。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−４８０４３号公報（段落００４６〜００４９参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、先の特許文献１に記載されたヨウ素吸着装置におけるヨウ素吸着剤層の加熱は、ヨウ素吸着材層を収容したケーシングの周囲から伝達された熱によるものである。このためヨウ素吸着剤層の加熱効率が十分ではなく、結露を防止する効果も制限されていた。

【0006】

そこで本発明は、ヨウ素吸着部材の結露を効果的に防止可能で、これによりヨウ素の吸着効率を高く維持することが可能なヨウ素除去装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ヨウ素を含有する処理ガスが供給される配管と、前記配管の経路上に配置されたフィルタベントと、前記配管の経路上における前記フィルタベントの下流側に配置され前記処理ガス中の成分と反応して反応熱を発する発熱部材と、前記反応熱によって加熱された前記処理ガスの供給経路に配置されたヨウ素吸着部材とを備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ヨウ素吸着部材の結露を効果的に防止可能で、これによりヨウ素の吸着効率を高く維持することが可能なヨウ素除去装置を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るヨウ素除去装置およびこれを用いた原子力プラントの構成図の例である。

【図2】第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例１の構成図である。

【図3】第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例２の構成図である。

【図4】第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例３の構成図である。

【図5】第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例４の構成図である。

【図6】第２実施形態に係るヨウ素除去装置の構成図の例である。

【図7】第３実施形態に係るヨウ素除去装置の構成図の例である。

【図8】第４実施形態に係るヨウ素除去装置の構成図の例である。

【図9】第５実施形態に係るヨウ素除去装置の構成図の例である。

【図10】第６実施形態に係るヨウ素除去装置およびこれを用いた原子力プラントの構成図の例である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明のヨウ素除去装置および原子力プラントの実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態および各変形例において同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0011】

≪第１実施形態≫
図１は、第１実施形態に係るヨウ素除去装置１およびこれを用いた原子力プラント１００の構成図の例である。図１に示すヨウ素除去装置１は、原子炉１００ａを格納した原子炉格納容器１００ｂから排出されるガスを処理ガスとし、この処理ガス中のヨウ素を除去するための装置である。このヨウ素除去装置１は、原子炉１００ａおよび原子炉格納容器１００ｂと共に、原子力プラント１００を構成する要素ともなっている。

【0012】

このようなヨウ素除去装置１は、原子炉１００ａを格納した原子炉格納容器１００ｂから延設された配管１１を備えている。配管１１の経路上には、原子炉格納容器１００ｂ側から順に、フィルタベント１３、発熱タンク１５、およびヨウ素吸着タンク１７が、直列に配置されている。

【0013】

以下、これらの構成要素の詳細を説明するのに先立ち、ヨウ素除去装置１が併設される原子炉１００ａおよび原子炉格納容器１００ｂの構成を説明し、次いでヨウ素除去装置１の各構成要素の詳細を説明する。

【0014】

＜原子炉１００ａ＞、
原子炉１００ａは、原子炉格納容器１００ｂおよびヨウ素除去装置１と共に、原子力プラント１００を構成するものである。このような原子炉１００ａは、その型式が限定されることはない。原子炉１００ａは、沸騰水型（Boiling Water Reactor：ＢＷＲ）、加圧水型（Pressurized Water Reactor：ＰＷＲ）、または高速増殖炉（Fast Breeder Reactor：ＦＢＲ）の何れであってもよい。ここでは一例としてＢＷＲ型を図示して原子炉１００ａの説明を行う。

【0015】

ＢＷＲ型の原子炉１００ａは、核燃料の集合体である炉心１０１を、炉水Ｌに浸漬させた状態で収容する圧力容器１０３を備えている。この圧力容器１０３は、原子炉格納容器１００ｂ内に格納されている。また圧力容器１０３には、主蒸気配管１０７、復水配管１０９、および循環配管１１１が接続されている。

【0016】

このうち主蒸気配管１０７は、圧力容器１０３の上部に接続され、原子炉格納容器１００ｂの外に延設されている。この主蒸気配管１０７は、原子炉格納容器１００ｂの外部において、ここでの図示を省略したタービンおよび復水器に接続される。一方、復水配管１０９は、圧力容器１０３の下部と、主蒸気配管１０７に接続された復水器とに接続される。また循環配管１１１は、圧力容器１０３の下部に接続され、圧力容器１０３内の炉水Ｌを循環させる。この循環配管１１１は、圧力容器１０３と共に原子炉格納容器１００ｂ内に格納されている。

【0017】

＜原子炉格納容器１００ｂ＞
原子炉格納容器１００ｂは、上述した原子炉１００ａを格納するものである。格納する原子炉１００ａがＢＷＲ型である場合、この原子炉格納容器１００ｂは、内部に圧力抑制用の冷却水Ｌ１が貯留される圧力抑制プールを備えたサプレッションチャンバー１１３を有し、また内部が窒素ガス（Ｎ_２）で満たされている。原子炉格納容器１００ｂの限界温度および限界圧力は、それぞれ２００℃、０．７ＭＰａであり、設計圧力の２倍程度である。

【0018】

＜配管１１＞
配管１１は、原子炉格納容器１００ｂの上方部分、および原子炉格納容器１００ｂにおけるサプレッションチャンバー１１３の上部に接続されている。この配管１１は、原子炉格納容器１００ｂの内部圧力が上昇した場合に、原子炉格納容器１００ｂ内のガスを排出して原子炉格納容器１００ｂの破損を防止するためのものである。したがって、配管１１は、原子炉格納容器１００ｂとの接続部が最上流であり、その延設方向が下流側となる。

【0019】

このような配管１１は、フィルタベント１３よりも上流側の供給配管１１ａ、フィルタベント１３と発熱タンク１５との間の接続配管１１ｂ、発熱タンク１５とヨウ素吸着タンク１７との間の接続配管１１ｃ、およびヨウ素吸着タンク１７の下流側のガス排出管１１ｄとで構成されている。

【0020】

配管１１におけるフィルタベント１３よりも上流側の供給配管１１ａは、原子炉格納容器１００ｂの上方部分および原子炉格納容器１００ｂにおけるサプレッションチャンバー１１３の上部のそれぞれに接続されている。これらの供給配管１１ａには、個別に自動開閉弁１１ｅが設けられており、例えば図示したように、フィルタベント１３の上流側で１本に統合された状態でフィルタベント１３に接続されている。各供給配管１１ａに設けられた自動開閉弁１１ｅは、原子炉格納容器１００ｂの内部が所定圧力にまで上昇した場合に供給配管１１ａを開く。自動開閉弁１１ｅによって供給配管１１ａが開かれる所定圧力は、原子炉格納容器１００ｂの限界圧力よりも小さい値に設定される。なお、２つの供給配管１１ａのうちの何れの供給配管１１ａを開くか、または両方を開くかは、原子炉格納容器１００ｂ内の状況によって適宜に判断される。

【0021】

ここで、原子力プラントの事故では、圧力容器１０３から原子炉格納容器１００ｂへ、水蒸気、放射性物質、水素が漏洩する可能性がある。この場合、原子炉格納容器１００ｂは高温高圧となる。このヨウ素除去装置１においては、事故発生時に原子炉格納容器１００ｂ内が所定圧力にまで達すると、原子炉格納容器１００ｂが破損する前に配管１１に設けた自動開閉弁１１ｅが開く。これにより、原子炉格納容器１００ｂ内のガスが、処理ガスとして配管１１（供給配管１１ａ）に供給される構成となっている。

【0022】

＜フィルタベント１３＞
フィルタベント１３は、配管１１の経路上において自動開閉弁１１ｅの下流に設けられている。このフィルタベント１３は、一般的な構成であってよく、タンク１３ａ、タンク１３ａ内に貯留された薬液Ｌ２、タンク１３ａ内に設けられた金属フィルタ１３ｂを有している。

【0023】

このうちタンク１３ａは、薬液Ｌ２の貯留部において原子炉格納容器１００ｂから延設された供給配管１１ａに連通して接続され、またタンク１３ａの上部において、発熱タンク１５側に延設される接続配管１１ｂに連通して接続されている。

【0024】

薬液Ｌ２は、原子炉格納容器１００ｂから排出されるガス中の放射性エアロゾルを捕集するためのものであり、例えば硫酸またはチオ硫酸ナトリウムと水酸化ナトリウムを添加したアルカリ性のスクラバ水である。

【0025】

金属フィルタ１３ｂは、薬液Ｌ２と接続配管１１ｂとの間を隔離する状態で、薬液Ｌ２の液面と平行に配置されている。この金属フィルタ１３ｂは、薬液Ｌ２を通過したガス中の液滴や粒径の小さな放射性エアロゾルをトラップし捕集する。このような金属フィルタ１３ｂは、例えば、ステンレス製のメッシュ構造のものが用いられ、プレフィルタ、およびメインフィルタによって構成される。

【0026】

このような構成のフィルタベント１３において、原子炉格納容器１００ｂから配管１１に排出された処理ガスは、先ずフィルタベント１３内の薬液Ｌ２中に供給される。これにより、処理ガス中の放射性エアロゾルは、薬液Ｌ２中に捕集される。さらに薬液Ｌ２を通過した処理ガスは、薬液Ｌ２の上部に配置された金属フィルタ１３ｂを通過する。これにより、処理ガス中の液滴や粒径の小さな放射性エアロゾルは、金属フィルタ１３ｂに捕集される。そして金属フィルタ１３ｂを通過した処理ガスは、接続配管１１ｂを介して発熱タンク１５に供給される。なお、処理ガスは、フィルタベント１３を通過することにより、ほとんどの放射性物質が取り除かれるが、一部の放射性ヨウ素と非凝縮性の水素や酸素はフィルタベント１３において除去しきれずに、接続配管１１ｂに排出される。

【0027】

＜発熱タンク１５＞
発熱タンク１５は、内部に発熱部材１５ａを収容したものであり、配管１１の経路上においてフィルタベント１３とヨウ素吸着タンク１７との間に配置されている。この発熱タンク１５は、フィルタベント１３側の接続配管１１ｂとヨウ素吸着タンク１７側の接続配管１１ｃとに連通する状態で設けられている。そして、フィルタベント１３側の接続配管１１ｂから供給された処理ガスが、発熱タンク１５を通過してヨウ素吸着タンク１７側の接続配管１１ｃに排出される構成となっている。したがって、発熱タンク１５内においての処理ガスの処理効果を高めるためには、接続配管１１ｂと接続配管１１ｃとは、最も遠い位置において発熱タンク１５に接続されていることが好ましい。

【0028】

［発熱部材１５ａ］
発熱タンク１５内に収容された発熱部材１５ａは、原子炉格納容器１００ｂから排出された処理ガス中の成分と反応して発熱する。ここでは特に処理ガス中の水素と反応して反応熱を発するものであることとする。このような発熱部材１５ａは、例えば、水素再結合触媒、金属酸化物触媒、アンモニア合成触媒、および水素吸蔵合金のうちの少なくとも１種を用いて構成される。

【0029】

このうち水素再結合触媒は、水素と酸素とを反応させる再結合触媒であり、水素と酸素との再結合反応に伴う反応熱を発する。このような水素再結合触媒として、パラジウム、白金などの金属が用いられる。

【0030】

金属酸化物触媒は、金属酸化物表面において水素と酸素とを反応させる再結合触媒であり、水素と酸素との再結合反応に伴う反応熱を発する。このような金属酸化物触媒として、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、ニッケル、銅、ストロンチウム、銀、セリウムなどの金属の酸化物が用いられる。

【0031】

アンモニア合成触媒は、水素と窒素を反応させてアンモニアを生成する触媒であり、アンモニアの生成に伴う反応熱を発する。このようなアンモニア合成触媒として、鉄、モリブデン、ルテニウム、オスミウムなどの金属が用いられる。

【0032】

水素吸蔵合金は、結晶中に水素を取り込む性質を有する合金であり、水素吸蔵反応に伴う反応熱を発する。このような水素吸蔵合金として、リチウム、マグネシウム、チタン、鉄、ニッケル、ランタンなどの金属が用いられる。

【0033】

以上のような材料を用いて構成される発熱部材１５ａは、例えば上記材料を無機担体に添着して構成される。具体的な一例として水素再結合触媒であるパラジウムを用いた発熱部材１５ａであれば、アルミナ担体にパラジウムが添着され、さらに表面を疎水コートされた構成のものが発熱部材１５ａとして用いられる。このように疎水コートが施された発熱部材１５ａは、発熱タンク１５に水蒸気が流入した場合であっても、発熱性能が大きく低下することはない。

【0034】

このような発熱部材１５ａは、発熱タンク１５内に充填されている。発熱タンク１５内における発熱部材１５ａの充填状態が限定されることはないが、処理ガスが供給された場合に高い発熱効率が発揮されるような構成であることが好ましい。このため、発熱タンク１５内には、粒状の発熱部材１５ａが、そのまま充填されていてもよいし、粒状の発熱部材１５ａを担持させた複数のカートリッジを収容してもよい。

【0035】

以上のような発熱部材１５ａが充填された発熱タンク１５には、フィルタベント１３を通過した処理ガスが接続配管１１ｂから供給される。この処理ガスには水素が含有されているため、発熱タンク１５内の発熱部材１５ａと水素との反応によって反応熱が発生する。これにより、処理ガス中の水素が除去されると共に、処理ガスが加熱される。そして発熱部材１５ａによって加熱された処理ガスが、接続配管１１ｃを介してヨウ素吸着タンク１７に供給される。

【0036】

＜ヨウ素吸着タンク１７＞
ヨウ素吸着タンク１７は、内部にヨウ素吸着部材１７ａを収容したものであり、配管１１の経路上において発熱タンク１５の下流側に配置されている。このヨウ素吸着タンク１７は、発熱タンク１５側の接続配管１１ｃとガス排出管１１ｄとに連通する状態で設けられている。これにより、発熱タンク１５内において発生した反応熱によって加熱された処理ガスの供給経路に、ヨウ素吸着部材１７ａが配置される構成となっている。また、発熱タンク１５側の接続配管１１ｃから供給された処理ガスが、ヨウ素吸着タンク１７を通過してガス排出管１１ｄに排出される構成となっている。したがって、ヨウ素吸着タンク１７内においての処理ガスの処理効果を高めるためには、接続配管１１ｃとガス排出管１１ｄとは、最も遠い位置においてヨウ素吸着タンク１７に接続されていることが好ましい。

【0037】

［ヨウ素吸着部材１７ａ］
ヨウ素吸着タンク１７内に収容されたヨウ素吸着部材１７ａは、原子炉格納容器１００ｂから排出された処理ガス中のヨウ素を吸着する。ここで用いるヨウ素吸着部材１７ａは、固形吸着剤であり、ゼオライト、セラミックス、シリカ、アルミナなどの無機担体に銀または銀塩を添着したものが用いられる。この他にも、活性炭にヨウ化カリウム（ＫＩ）を添着したＫＩ添着活性炭や、活性炭にトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ；Triethylene Diamine）を添着したＴＥＤＡ炭などが用いられる。

【0038】

以上のようなヨウ素吸着部材１７ａは、ヨウ素吸着タンク１７内に充填されている。ヨウ素吸着タンク１７内におけるヨウ素吸着部材１７ａの充填状態が限定されることはないが、処理ガスが供給された場合に十分なヨウ素除去効果が発揮されるような構成であることが好ましい。このため、ヨウ素吸着タンク１７内には、粒状のヨウ素吸着部材１７ａが、そのまま充填されていてもよいし、粒状のヨウ素吸着部材１７ａを担持させた複数のカートリッジを収容してもよい。

【0039】

以上のようなヨウ素吸着部材１７ａが充填されたヨウ素吸着タンク１７には、発熱タンク１５を通過することによって加熱された処理ガスが接続配管１１ｃから供給される。この加熱された処理ガス中のヨウ素は、ヨウ素吸着タンク１７を通過する際に、ヨウ素吸着部材１７ａに吸着され、処理ガス中から除去される。そしてヨウ素が除去された処理ガスが、ガス排出管１１ｄから排出される。

【0040】

＜発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａの充填量の設計について＞
次に、発熱タンク１５内における発熱部材１５ａの充填量と、ヨウ素吸着タンク１７内におけるヨウ素吸着部材１７ａの充填量の設計について述べる。

【0041】

先ず、ヨウ素吸着タンク１７内には、ヨウ素吸着タンク１７内に流入する可能性のあるヨウ素の全量を吸着可能な充填量で、ヨウ素吸着部材１７ａを充填する。一方、発熱タンク１５内には、ヨウ素吸着タンク１７に供給される処理ガスが、ヨウ素吸着タンク１７内において結露することのない程度に、ヨウ素を含有する処理ガスを加熱し続けることが可能な充填量で、発熱部材１５ａを充填する。具体的には以下の通りである。

【0042】

［ヨウ素吸着部材１７ａの充填量］
例えば、ヨウ素吸着部材１７ａとして、銀が添着されたゼオライト（銀ゼオライト）を用いた場合を想定する。銀ゼオライトの代表的な仕様は、ヨウ素吸着のための操作適正温度８０〜２００℃、活性点の安定性４００℃以下、ゼオライト構造の安定性９００℃以下、銀含有率１２重量％以上、ペレット形状、嵩密度７２０±３０ｋｇ／ｍ^３である。

【0043】

標準的な規模の原子力プラント１００においては、原子力プラント１００の事故発生時に原子炉格納容器１００ｂから排出されるヨウ素の全量を吸着可能な上記仕様の銀ゼオライトの充填量は実量５００ｋｇである。なお、実量５００ｋｇの上記仕様の銀ゼオライト（ヨウ素吸着部材１７ａ）を収容するヨウ素吸着タンク１７は、およそ１ｍ^３の設備容量が必要となる。

【0044】

［発熱部材１５ａの充填量］
原子力プラント１００の事故事象によってフィルタベント１３の下流に排出される処理ガスの条件は様々であるが、代表的な条件下において、圧力は１気圧、温度は９０℃以下とされている。また、フィルタベント１３から排出される処理ガスは水蒸気を含むガスであるため、そのままヨウ素吸着タンク１７に流入することで、ヨウ素吸着タンク１７内において水蒸気が結露してしまう可能性がある。そのため、ヨウ素吸着タンク１７の内部には、発熱部材１５ａによって加熱された処理ガスによって、１００℃以上に保たれるようにすることが好ましい。

【0045】

一例として、発熱部材１５ａが、アルミナ担体にパラジウムを添着し、さらに表面を疎水コートしたものである場合を想定する。この場合、処理ガス中の水素との再結合反応は、下記反応式（１）で示される。

【0046】

Ｈ_２＋１／２Ｏ_２→Ｈ_２Ｏ＋ΔＨ（−２４２ｋＪ／ｍｏｌ）…（１）
ΔＨ：エンタルピー変化

【0047】

ここで、ヨウ素吸着部材１７ａとして例示した銀ゼオライトの比熱を０．８０ｋＪ／ｋｇ・Ｋとすると、５００ｋｇの銀ゼオライト（ヨウ素吸着部材１７ａ）を２５℃から１００℃以上（ΔＴ＞７５Ｋ）に加熱するには、３×１０^４ｋＪの熱が必要である。また、再結合反応によって３×１０^４ｋＪの熱を１０分で得るには、２７６リットル／分の水素ガス流量が必要である。そして、フィルタベント１３から排出される処理ガスの組成を９１％窒素、６％水素、３％酸素とすると、２７６リットル／分の水素ガス流量を得るには、処理ガス全体で約５ｍ^３／分の流量と算出される。

【0048】

原子炉格納容器１００ｂの大きさが約１００００ｍ^３であるとした場合、事故時における原子炉格納容器１００ｂ内の圧力は、最大で０．７ＭＰａになる。したがって、原子炉格納容器１００ｂから配管１１に供給される処理ガスの流量は、上記算出された５ｍ^３／分の流量が十分に得られる値となる。

【0049】

また、発熱部材１５ａにおける水素再結合触媒（一例としてパラジウム）の再結合性能は、０．０５リットル／分・ｇであるとする。この場合、発熱部材１５ａの充填量としては、６％の水素濃度のガスが５ｍ^３／分で発熱タンク１５に流入した時、水素全量を再結合させる量として、５．５ｋｇ以上の水素再結合触媒（パラジウム）を含有する発熱部材１５ａが必要となる。

【0050】

＜その他＞
なお、ここで例示したＢＷＲ（沸騰水型）の原子炉１００ａは、原子炉格納容器１００ｂ内が窒素（Ｎ_２）ガスで置換されている。このため、原子炉格納容器１００ｂから配管１１に供給される処理ガスは、酸素濃度が著しく少ないものとなる。したがって、発熱部材１５ａに水素再結合触媒を用いている場合であれば、発熱部材１５ａにおける再結合反応を促進するために、配管１１に酸素供給装置１９を接続することが好ましい。ただし、原子炉がＰＷＲまたはＦＢＲである場合、または発熱部材１５ａが金属酸化物、アンモニア合成触媒、および水素吸蔵合金の何れかを用いたものである場合には、酸素供給装置１９を設ける必要はない。

【0051】

＜第１実施形態の効果＞
以上説明したように第１実施形態のヨウ素除去装置１は、フィルタベント１３とヨウ素吸着タンク１７との間の配管１１の経路上に、処理ガス中の成分（水素）との反応によって反応熱を発する発熱部材１５ａを配置した構成である。これにより、発熱部材１５ａによって加熱された処理ガスをヨウ素吸着部材１７ａが充填されたヨウ素吸着タンク１７に供給し、さらにこの加熱された処理ガスによってヨウ素吸着部材１７ａを直接的に効率よく加熱することができる。

【0052】

したがってこのヨウ素除去装置１は、加熱された処理ガスがヨウ素吸着部材１７ａに供給されることにより、ヨウ素吸着部材１７ａにおいて処理ガスの結露が発生し難い構成となっている。しかも、加熱された処理ガスによってヨウ素吸着部材１７ａが直接的に効率よく加熱されることによっても、結露が発生し難い構成となっている。また、ヨウ素吸着部材１７ａが直接的に効率よく加熱されることにより、ヨウ素吸着部材１７ａが、短時間で操作適正温度まで加熱される構成でもある。さらに加えて、発熱部材１５ａにより、フィルタベント１３から放出された処理ガス中の水素濃度が著しく低減される構成でもある。

【0053】

以上より、第１実施形態のヨウ素除去装置１によれば、原子力プラント１００が全ての交流電源を喪失した場合においても、ヨウ素吸着部材１７ａにおいての処理ガスの結露を効果的に防止することができ、ヨウ素の吸着効率を高く維持できる。この結果、原子炉格納容器１００ｂの外部への放射性ヨウ素の排出を防止しつつ、原子炉格納容器１００ｂ内のガスを安全に放出することが可能となる。また、発熱部材１５ａによって処理ガス中の水素濃度を低減できることによっても、原子炉格納容器１００ｂ内のガスを安全に放出する効果を得ることができる。

【0054】

≪第１実施形態の変形例１≫
図２は、第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例１の構成図である。図２に示す変形例１のヨウ素除去装置１ａが、図１を用いて説明した構成と異なるところは、発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａとが、配管１１の経路上に設けられた１つの処理タンク２１内において接触させて収容された構成にある。他の構成は図１を用いて説明した構成と同様である。

【0055】

＜処理タンク２１＞
処理タンク２１は、配管１１の経路上において、フィルタベント１３から延設された接続配管１１ｂと、ガス排出管１１ｄとの間に配置されている。また発熱部材１５ａは、処理タンク２１内における接続配管１１ｂ側、すなわち上流側に収容されている。一方、ヨウ素吸着部材１７ａは、処理タンク２１内におけるガス排出管１１ｄ側、すなわち下流側に収容されている。

【0056】

処理タンク２１内において、発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａとは、直接的に接触して設けられていることが好ましい。この他にも、粒状の発熱部材１５ａを担持させたカートリッジと、粒状のヨウ素吸着部材１７ａを担持させたカートリッジとを隣接して配置する構成であってもよい。

【0057】

このような変形例１の構成であれば、発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａとを１つの処理タンク２１内に接触した状態で収容したことにより、発熱部材１５ａで発生した反応熱をヨウ素吸着部材１７ａに直接伝達し、ヨウ素吸着部材１７ａを直接加熱することができる。これにより、ヨウ素吸着部材１７ａの加熱効率がさらに高められるため、これによるさらに大きな効果を得ることが可能である。

【0058】

≪第１実施形態の変形例２≫
図３は、第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例２の構成図である。図３に示す変形例２のヨウ素除去装置１ｂが、図１を用いて説明した構成と異なるところは、発熱タンク１５とヨウ素吸着タンク１７とを、複数に分けて配管１１の経路上に交互に配置したところにある。他の構成は図１を用いて説明した構成と同様である。

【0059】

この場合、配管１１の上流側の発熱タンク１５と、その下流側のヨウ素吸着タンク１７とを１組とし、配管１１の経路上に直列に発熱タンク１５とヨウ素吸着タンク１７とを交互に配置する。

【0060】

このような変形例２の構成であれば、下流側に配置された発熱タンク１５内に収容された発熱部材１５ａの放射性物質の被毒による発熱性能の低下を抑制することができる。これにより、下流側に配置されたヨウ素吸着タンク１７内に収容されたヨウ素吸着部材１７ａの結露が確実に防止され、ヨウ素の除去効果を確実とすることができる。

【0061】

なお、この変形例２の構成は、図２を用いて説明した変形例１の構成と組み合わせてもよい。この場合、配管１１の経路上に設けた1つの処理タンク内に、上流側から順に発熱部材１５ａ、ヨウ素吸着部材１７ａを交互に収容する。これにより、発熱部材１５ａの熱でヨウ素吸着部材１７ａを直接加熱することができるため、ヨウ素吸着部材１７ａの加熱効率を高めることができる。

【0062】

≪第１実施形態の変形例３≫
図４は、第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例３の構成図である。図４に示す変形例３のヨウ素除去装置１ｃが、図１を用いて説明した構成と異なるところは、配管１１を複数の分岐管１１-1，１１-2，１１-3に分岐し、それぞれの経路上に発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａを収容した処理タンク２１’を配置したところにある。他の構成は図１を用いて説明した構成と同様である。

【0063】

＜分岐管１１-1，１１-2，１１-3＞
分岐管１１-1，１１-2，１１-3は、例えばフィルタベント１３から延設された接続配管１１ｂにおいて分岐されている。これらの分岐管１１-1，１１-2，１１-3の経路上には、処理タンク２１’が配置され、各処理タンク２１’に対してガス排出管１１ｄが接続されている。

【0064】

＜処理タンク２１’＞
各処理タンク２１’内には配管１１の上流側から順に発熱部材１５ａ、ヨウ素吸着部材１７ａが交互に収容されている。各処理タンク２１’は、隣接する処理タンク２１’における発熱部材１５ａの収容部分とヨウ素吸着部材１７ａの収容部分とを隣接させて設置されることが好ましい。これにより、処理タンク２１’間において発熱部材１５ａの熱がヨウ素吸着部材１７ａに伝わり易くする。

【0065】

このような変形例３の構成であれば、配管１１を分岐させたことにより、各分岐管１１-1，１１-2，１１-3の経路上に設けた発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａに供給される処理ガスの流速を遅くできる。これにより、発熱部材１５ａにおいて十分に加熱された処理ガスをヨウ素吸着部材１７ａに供給し、さらにヨウ素吸着部材１７ａにおける処理ガスの停滞時間を長くして十分なヨウ素吸着を行うことが可能になり、ヨウ素の除去効果の向上を図ることが可能になる。

【0066】

なお、配管１１の分岐箇所は、フィルタベント１３から延設された接続配管１１ｂに限定されることはなく、例えばフィルタベント１３から直接分岐させてもよい。またこの変形例３で示したような配管１１を分岐させる構成は、図１を用いて説明した第１実施形態、図２を用いて説明した変形例１、または図３を用いて説明した変形例２の構成と組み合わせてもよく、この組み合わせによりそれぞれの効果を合わせて得ることができる。

【0067】

≪第１実施形態の変形例４≫
図５は、第１実施形態に係るヨウ素除去装置の変形例４の構成図である。図５に示す変形例４のヨウ素除去装置１ｄが、図１を用いて説明した構成と異なるところは、配管１１の経路上に設けられた１つの処理タンク２１”内に、発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａとを混在した状態で収容したところにある。他の構成は、図１を用いて説明した構成と同様である。

【0068】

＜処理タンク２１”＞
処理タンク２１”は、配管１１の経路上において、フィルタベント１３から延設された接続配管１１ｂと、ガス排出管１１ｄとの間に配置されている。この処理タンク２１”内には、発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａとが混在した状態で収容されている。これにより発熱部材１５ａにおいて発生した反応熱が、処理ガスを加熱すると共に、ヨウ素吸着部材１７ａに供給される構成となっている。

【0069】

このような変形例４の構成であっても、発熱部材１５ａで発生した反応熱によって加熱された処理ガスの供給経路に、ヨウ素吸着部材１７ａが配置されることになるため、加熱された処理ガスがヨウ素吸着部材１７ａに供給されることになる。さらに、発熱部材１５ａにおいて発生した反応熱がヨウ素吸着部材１７ａに直接供給されるため、ヨウ素吸着部材１７ａの加熱効率の向上を図ることができる。

【0070】

なお、この変形例４の構成は、図４を用いて説明した変形例３の構成と組み合わせてもよい。この場合、配管１１を複数の分岐管１１-1，１１-2，１１-3に分岐させ、それぞれの経路上に発熱部材１５ａとヨウ素吸着部材１７ａとが混在させて収容した処理タンク２１”を配置する。これにより、さらに変形例３の効果を得ることができる。

【0071】

≪第２実施形態≫
図６は、第２実施形態に係るヨウ素除去装置２の構成図の例である。図６に示すヨウ素除去装置２は、図２を用いて説明した第１実施形態の変形例１の構成において、発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを収容した処理タンク２１に、配管１１の一部で構成された伝熱管２３を敷設した構成である。

【0072】

＜伝熱管２３＞
伝熱管２３は、配管１１における自動開閉弁１１ｅとフィルタベント１３との間の供給配管１１ａ部分を用いて構成されている。この伝熱管２３は、処理タンク２１の内部および外部の少なくとも一方に敷設され、配管１１に供給された処理ガスによって処理タンク２１を内側または外側から加熱する構成となっている。

【0073】

図示した例において伝熱管２３は、先ず上流側から処理タンク２１内に導入されて発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａの収容部に敷設される。そして、処理タンク２１から導出された部分は、処理タンク２１の外周に巻き付けられた状態で敷設され、その下流側が供給配管１１ａとしてフィルタベント１３に接続された状態となっている。

【0074】

＜第２実施形態の効果＞
以上説明したように、第２実施形態のヨウ素除去装置２は、自動開閉弁１１ｅとフィルタベント１３との間の供給配管１１ａを伝熱管２３として、処理タンク２１に敷設した構成である。これにより、原子炉格納容器１００ｂから放出された高温の処理ガスは、処理タンク２１に敷設された伝熱管２３を通過した後にフィルタベント１３に供給されることになる。

【0075】

したがって、高温の処理ガスが流れる伝熱管２３と処理タンク２１との間の熱交換により、処理タンク２１内の発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを予熱することができる。この結果、処理タンク２１の上流側に設けられた発熱部材１５ａは、予熱によって反応性が高められ、効率的な反応によって反応熱を発生することが可能になる。また、処理タンク２１の下流側に設けられたヨウ素吸着部材１７ａを、短時間で操作適正温度まで加熱することが可能になると共に、放射性ヨウ素の吸着効率を高めることが可能になる。

【0076】

またフィルタベント１３には、先の熱交換によって低温化した処理ガスが供給されることになる。このため、フィルタベント１３を通過した処理ガス中の水蒸気量が低く抑えられ、水蒸気濃度の低い処理ガスを予熱された処理タンク２１に供給することができる。これによっても、ヨウ素吸着部材１７ａが収容された処理タンク２１内においての結露の発生を防止する効果を得ることができる。

【0077】

なお、本第２実施形態の構成は、第１実施形態（図１）および変形例２〜変形例４（図３〜図５）の構成と組み合わせることも可能であり、これらを組み合わせた効果を得ることができる。このうち図１および図３に示したように発熱タンク１５とヨウ素吸着タンク１７とが個別に設けられた構成と組み合わせる場合、少なくともヨウ素吸着タンク１７に対して伝熱管２３が敷設さる構成であればよい。さらに図４に示したように複数の処理タンク２１が設けられた構成と組み合わせる場合、少なくとも１つのタンクに対して伝熱管２３が敷設される構成であってもよい。

【0078】

≪第３実施形態≫
図７は、第３実施形態に係るヨウ素除去装置３の構成図の例である。図７に示すヨウ素除去装置３は、図２を用いて説明した第１実施形態の変形例１の構成において、発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを収容した処理タンク２１に、配管１１の一部を分岐させた分岐伝熱管３１を敷設した構成である。

【0079】

＜分岐伝熱管３１＞
分岐伝熱管３１は、配管１１における自動開閉弁１１ｅとフィルタベント１３との間の何れかの位置において、供給配管１１ａ部分から分岐し、供給配管１１ａと並列に設けられている。分岐伝熱管３１における供給配管１１ａとの分岐部分には、ガス流量調整弁３３が設けられ、供給配管１１ａからフィルタベント１３に供給される処理ガスの流量と、分岐伝熱管３１からフィルタベント１３に供給される処理ガスの流量とが調整される。

【0080】

分岐伝熱管３１内には、発熱部材１５ａ’が収容されている。発熱部材１５ａ’は、第１実施形態において説明した発熱部材１５ａの中から適宜に選択された構成のものを用いることができる。分岐伝熱管３１内の発熱部材１５ａ’は、処理タンク２１内に収容される発熱部材１５ａと同様のものであってもよいし、異なるものであってもよい。

【0081】

このような分岐伝熱管３１は、ガス流量調整弁３３とフィルタベント１３との間の部分において、処理タンク２１の内部および外部の少なくとも一方に敷設され、分岐伝熱管３１内に供給された処理ガスによって処理タンク２１を内側または外側から加熱する構成となっている。

【0082】

図示した例において分岐伝熱管３１は、先ず上流側から処理タンク２１内に導入されて発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａの収容部に敷設される。そして、処理タンク２１から導出された部分は、処理タンク２１の外周に巻き付けられた状態で敷設され、その下流側がフィルタベント１３における薬液Ｌ２の貯留部に接続された状態となっている。

【0083】

＜第３実施形態の効果＞
以上説明したように、第３実施形態のヨウ素除去装置３は、原子炉格納容器１００ｂに接続された供給配管１１ａから分岐させた分岐伝熱管３１を、処理タンク２１に敷設し、内部に発熱部材１５ａ’を充填した構成である。これにより、原子炉格納容器１００ｂから放出された高温の処理ガスの一部は分岐伝熱管３１内に供給され、分岐伝熱管３１内に充填された発熱部材１５ａ’は処理ガス中の成分（水素）との反応によって反応熱を発生する。

【0084】

したがって、高温の処理ガスおよび反応熱を発生した発熱部材１５ａ’が充填された分岐伝熱管３１との間の熱交換により、処理タンク２１内の発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを、効果的に予熱することができる。この結果、第２実施形態の構成と比較して、処理タンク２１の上流側に設けられた発熱部材１５ａは、上記効果的な予熱によってさらに反応性が高められ、さらに効率的な発熱を得ることができる。そして、処理タンク２１の下流側に設けられたヨウ素吸着部材１７ａを、さらに短時間で操作適正温度まで加熱することが可能になると共に、放射性ヨウ素の吸着効率をさらに高めることが可能になる。

【0085】

また特に、ＰＷＲ（加圧水型）の原子力発電プラントでは、原子炉格納容器は窒素置換されておらず酸素雰囲気下である。このため、分岐伝熱管３１内に充填する発熱部材１５ａ’として、水素再結合触媒を用いることがこのましい。これにより、分岐伝熱管３１の内部において酸素と水素との再結合反応によって効果的に反応熱を発生させることが可能となるため、ヨウ素吸着部材１７ａを加熱する効果が高い設計となる。

【0086】

なお、本第３実施形態の構成は、第１実施形態（図１）および変形例２〜変形例４（図３〜図５）の構成と組み合わせることも可能であり、これらを組み合わせた効果を得ることができる。組み合わせる場合の分岐伝熱管３１の敷設状態は、第２実施形態の構成と、第１実施形態（図１）および変形例２〜変形例４（図３〜図５）何れかの構成とを組み合わせた場合においての伝熱管の敷設状態と同様である。

【0087】

≪第４実施形態≫
図８は、第４実施形態に係るヨウ素除去装置４の構成図の例である。図８に示すヨウ素除去装置４は、図２を用いて説明した第１実施形態の変形例１の構成において、発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを収容した処理タンク２１に、配管１１の一部である接続配管１１ｂで構成された接続部伝熱管４１を敷設した構成である。

【0088】

＜接続部伝熱管４１＞
接続部伝熱管４１は、配管１１におけるフィルタベント１３と処理タンク２１との間の接続配管１１ｂ部分を用いて構成されている。この接続部伝熱管４１内には、発熱部材１５ａ’が収容されている。接続部伝熱管４１内の発熱部材１５ａ’は、第１実施形態において説明した発熱部材１５ａの中から適宜に選択された構成のものを用いることができる。接続部伝熱管４１内の発熱部材１５ａ’は、処理タンク２１内に収容される発熱部材１５ａと同様のものであってもよいし、異なるものであってもよい。

【0089】

このような接続部伝熱管４１は、処理タンク２１の内部および外部の少なくとも一方に敷設され、接続部伝熱管４１内に供給された処理ガスによって処理タンク２１を内側または外側から加熱する構成となっている。

【0090】

図示した例において接続部伝熱管４１は、フィルタベント１３と処理タンク２１との間において、処理タンク２１の外周に巻き付けられた状態で敷設されている。なお、接続部伝熱管４１は、このような敷設状態に限定されることはなく、処理タンク２１内に導入されて発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａの収容部に敷設されてもよく、処理タンク２１の内部および外部に敷設されてもよい。

【0091】

＜第４実施形態の効果＞
以上説明したように、第４実施形態のヨウ素除去装置４は、フィルタベント１３と処理タンク２１との間の接続配管１１ｂを、接続部伝熱管４１として処理タンク２１に敷設し、内部に発熱部材１５ａ’を充填した構成である。これにより、フィルタベント１３から放出された処理ガスは、接続部伝熱管４１内に供給され、接続部伝熱管４１内の発熱部材１５ａ’が処理ガス中の成分（水素）との反応によって反応熱を発生する。

【0092】

したがって反応熱を発生した発熱部材１５ａ’が充填された接続部伝熱管４１との間の熱交換により、処理タンク２１内の発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを、効果的に予熱することができる。この結果、処理タンク２１の上流側に設けられた発熱部材１５ａは、上記効果的な予熱によって反応性が高められ、効率的な発熱を得ることができる。そして、処理タンク２１の下流側に設けられたヨウ素吸着部材１７ａを、短時間で操作適正温度まで加熱することが可能になると共に、放射性ヨウ素の吸着効率を高めることが可能になる。

【0093】

なお、本第４実施形態の構成は、第１実施形態（図１）および他の変形例２〜変形例４（図３〜図５）の構成と組み合わせることも可能であり、これらを組み合わせた効果を得ることができる。組み合わせる場合の接続部伝熱管４１の敷設状態は、第２実施形態の構成と、第１実施形態（図１）および変形例２〜変形例４（図３〜図５）何れかの構成とを組み合わせた場合においての伝熱管の敷設状態と同様である。

【0094】

なお、処理タンクに伝熱管を敷設する構成は、上述した第２実施形態〜第４実施形態の構成に限定されることはなく、例えば配管１１の一部であるガス排出管１１ｄを伝熱管として処理タンク２１に敷設する構成であってもよい。ガス排出管１１ｄで構成された伝熱管の内部には、発熱部材１５ａ’を充填してもよい。このような構成であっても、ガス排出管１１ｄで構成された伝熱管との間の熱交換により、処理タンク２１内の発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを、効果的に保温することができ、同様の効果を得ることができる。

【0095】

≪第５実施形態≫
図９は、第５実施形態に係るヨウ素除去装置の構成図の例である。図９に示すヨウ素除去装置５は、図２を用いて説明した第１実施形態の変形例１の構成において、発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを収容した処理タンク２１に、ガス循環伝熱管５１を敷設した構成である。

【0096】

＜ガス循環伝熱管５１＞
ガス循環伝熱管５１は、先に図１を用いて説明した原子炉格納容器１００ｂとの間で処理ガスを循環させる構成であって、両端が原子炉格納容器１００ｂに連通された状態で設けられている。ガス循環伝熱管５１の一端側の経路上には、自動開閉弁５３を介して送気ポンプ５５が設けられている。この送気ポンプ５５の作動によって、原子炉格納容器１００ｂ内の処理ガスは、ガス循環伝熱管５１の一端側から導入されて他端側から再び原子炉格納容器１００ｂ内に戻される構成となっている。なお、送気ポンプ５５の電源は、ここでの図示を省略した非常用直流電源を使用するものとする。

【0097】

このようなガス循環伝熱管５１は、処理タンク２１の内部および外部の少なくとも一方に敷設され、原子炉格納容器１００ｂからガス循環伝熱管５１内に循環供給される処理ガスによって処理タンク２１を内側または外側から加熱する構成となっている。

【0098】

図示した例においてガス循環伝熱管５１は、先ず自動開閉弁５３を介して送気ポンプ５５が設けられた一端側から処理タンク２１内に導入され、発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａの収容部に敷設される。そして、処理タンク２１から導出された部分は、処理タンク２１の外周に巻き付けられ、二股に分岐した２つのガス循環伝熱管５１の端部が、それぞれ自動開閉弁５７を介して原子炉格納容器１００ｂに接続された状態となっている。

【0099】

ここで、ガス循環伝熱管５１に設けた自動開閉弁５３，５７は、原子炉格納容器１００ｂの内部が所定圧力にまで上昇した場合にガス循環伝熱管５１を開く。この際の所定圧力は、自動開閉弁１１ｅによって供給配管１１ａ（配管１１）が開かれる所定圧力よりも低いこととする。これにより、原子炉格納容器１００ｂから配管１１に処理ガスが供給される前に、ガス循環伝熱管５１に処理ガスが供給される構成となっている。また、送気ポンプ５５は、自動開閉弁５３，５７が開くと同時に作動して、処理ガスを循環させる。

【0100】

＜第５実施形態の効果＞
以上説明したように、第５実施形態のヨウ素除去装置５は、原子炉格納容器１００ｂとの間で処理ガスを循環させるガス循環伝熱管５１を処理タンク２１に敷設した構成である。これにより、原子炉格納容器１００ｂとの間で高温の処理ガスが循環供給されるガス循環伝熱管５１との間の熱交換により、処理タンク２１内の発熱部材１５ａおよびヨウ素吸着部材１７ａを、効果的に予熱することができる。この結果、処理タンク２１の上流側に設けられた発熱部材１５ａは、上記効果的な予熱によって反応性が高められ、効率的な発熱を得ることができる。そして、処理タンク２１の下流側に設けられたヨウ素吸着部材１７ａを、短時間で操作適正温度まで加熱することが可能になると共に、放射性ヨウ素の吸着効率を高めることが可能になる。

【0101】

なお、本第５実施形態の構成は、第１実施形態（図１）および他の変形例２〜変形例４（図３〜図５）の構成と組み合わせることも可能であり、これらを組み合わせた効果を得ることができる。組み合わせる場合のガス循環伝熱管５１の敷設状態は、第２実施形態の構成と、第１実施形態（図１）および変形例２〜変形例４（図３〜図５）何れかの構成とを組み合わせた場合においての伝熱管の敷設状態と同様である。

【0102】

≪第６実施形態≫
図１０は、第６実施形態に係るヨウ素除去装置６およびこれを用いた原子力プラント１０６の構成図の例である。図１０に示すヨウ素除去装置６は、図９を用いて説明した第５実施形態の構成において、ガス循環伝熱管５１に対して、給水配管６１および循環排水管６３を接続した構成である。

【0103】

＜給水配管６１＞
給水配管６１は、ガス循環伝熱管５１における送気ポンプ５５と自動開閉弁５７との間における上流側に、バルブ６１ａを介して一端を接続させて設けられている。また給水配管６１の他端は、二股に分岐している。二股に分岐した一方の他端は、バルブ６１ｂを介して、原子炉格納容器１００ｂの圧力抑制プールにおける冷却水Ｌ１の貯留部分に接続されている。二股に分岐した他方の他端は、バルブ６１ｂを介して、非常用復水器Ｓにおける外部冷却水Ｌ３の貯留部に接続されている。なお、外部冷却水Ｌ３は、海水であってもよい。

【0104】

このような給水配管６１には、ガス循環伝熱管５１に冷却水Ｌ１および外部冷却水Ｌ３が供給されるように、給水ポンプ６１ｃが設けられている。なお、給水ポンプ６１ｃの電源は、ここでの図示を省略した非常用直流電源を使用するものとする。

【0105】

＜循環排水管６３＞
循環排水管６３は、ガス循環伝熱管５１における送気ポンプ５５と自動開閉弁５７との間における下流側に、バルブ６３ａを介して一端が接続されている。また循環排水管６３の他端は、二股に分岐している。二股に分岐した一方の他端は、バルブ６３ｂを介して、原子炉格納容器１００ｂに接続されている。二股に分岐した他方の他端は、バルブ６３ｂを介して非常用復水器Ｓに接続されている。

【0106】

＜第６実施形態の効果＞
この様な構成の第６実施形態のヨウ素除去装置６は、処理タンク２１に敷設したガス循環伝熱管５１に対して、給水配管６１および循環排水管６３を接続させた構成である。これにより、ガス循環伝熱管５１内に、原子炉格納容器１００ｂの冷却水Ｌ１または非常用復水器Ｓにおける外部冷却水Ｌ３を循環させることができる。この場合、先ず、ガス循環伝熱管５１の自動開閉弁５３，５７を閉じる共に、送気ポンプ５５を停止する。その後、給水配管６１のバルブ６１ａ，６１ｂおよび循環排水管６３のバルブ６３ａ，６３ｂを開くと共に、給水配管６１の給水ポンプ６１ｃを作動させる。

【0107】

これにより、処理タンク２１内に充填したヨウ素吸着部材１７ａの温度が、ヨウ素吸着の操作適正温度以上になった場合、給水配管６１および循環排水管６３を介してガス循環伝熱管５１内に冷却水Ｌ１または外部冷却水Ｌ３が循環供給される。この際、圧力抑制プールの冷却水Ｌ１のみを循環供給したい場合であれば、給水配管６１のバルブ６１ｂおよび循環排水管６３のバルブ６３ｂのうち、原子炉格納容器１００ｂ側のバルブのみを開く。一方、非常用復水器Ｓの外部冷却水Ｌ３のみを循環供給したい場合であれば、給水配管６１のバルブ６１ｂおよび循環排水管６３のバルブ６３ｂのうち、非常用復水器Ｓ側のバルブのみを開く。

【0108】

そして、以上のようなガス循環伝熱管５１内への冷却水Ｌ１または外部冷却水Ｌ３の循環供給により、ヨウ素吸着部材１７ａを操作適正温度にまで冷却することができる。

【0109】

なお、本発明は上記した実施形態および変形例に限定されるものではなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0110】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ,２，３，４，５，６…ヨウ素除去装置、１１…配管、１１ａ…供給配管（配管）、１１ｂ，１１ｃ…接続配管（配管）、１１ｄ…ガス排出管（配管）、１３…フィルタベント、１５ａ…発熱部材、１７ａ…ヨウ素吸着部材、２３…伝熱管、３１…分岐伝熱管、４１…接続部伝熱管、５１…ガス循環伝熱管、１００ａ…原子炉、１００ｂ…原子炉格納容器、１００，１０６…原子力プラント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】