JP2015102514A - Hydrogen removal device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen removal device capable of reducing an increase in pressure loss resulting from the expansion of a reaction material after reacting with hydrogen.SOLUTION: A hydrogen removal device 10A is a hydrogen removal device for a nuclear reactor containment vessel, introducing treatment target gas from an intake part 14 to an inside, removing hydrogen contained in the gas, and discharging the hydrogen-removed gas from an exhaust part 16 to an outside, includes a hydrogen removal unit 11 making the gas permeable to cause the gas to react with reaction material pieces, oxidizing hydrogen contained in the gas, and removing the hydrogen. The hydrogen removal unit 11 is configured so that a plurality of modules 20A including cells in each of which the reaction material pieces are stored in a container that can be permeated by the gas and which are coupled together in a direction of the permeation, is arranged in a direction in which the gas passes through the modules and flows from the intake part 14 to the exhaust part 16, and that an expansion absorption region absorbing expansion if the reaction material pieces expand is provided on the cells.

Description

本発明の実施形態は、ガス中に含まれる水素を除去する水素除去装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a hydrogen removal apparatus that removes hydrogen contained in a gas.

原子力プラントでは、原子炉炉心を収容する原子炉圧力容器を、原子炉格納容器に格納している。原子炉格納容器には、原子炉圧力容器を包囲する上部ドライウェルと下部ドライウェル、および、上部ドライウェルとベント管を介して接続され内部に水を貯蔵したサプレッションプールを備えたウェットウェルが形成されている。また、原子炉圧力容器を包囲して生体遮蔽壁が設置されている。   In a nuclear power plant, a reactor pressure vessel that houses a reactor core is stored in a reactor containment vessel. The reactor containment vessel has an upper dry well and a lower dry well that surround the reactor pressure vessel, and a wet well with a suppression pool that is connected to the upper dry well via a vent pipe and stores water inside. Has been. In addition, a biological shielding wall is installed surrounding the reactor pressure vessel.

上記のような構成の原子炉格納容器において、原子炉事故が発生すると、原子炉格納容器内に水素が発生する。例えば、原子炉圧力容器に接続された主蒸気管等が万一破断した場合、原子炉格納要容器内の上部ドライウェルに高温・高圧の原子炉一次冷却材(水)が放出され、上部ドライウェル内の圧力・温度が急激に上昇する。   In the reactor containment vessel configured as described above, when a nuclear accident occurs, hydrogen is generated in the reactor containment vessel. For example, if the main steam pipe connected to the reactor pressure vessel breaks, high temperature and high pressure reactor primary coolant (water) is discharged into the upper dry well in the reactor containment vessel, and the upper dry tube The pressure and temperature in the well rise rapidly.

上部ドライウェル内の気体と混合して、ベント管を通してサプレッションプールにおいて吸収される。原子炉圧力容器には内には非常用炉心冷却系によりサプレッションプールの水が注入されて炉心が冷却されるが、この冷却水は長期的には炉心から崩壊熱を吸収し、破断した配管の破断口からドライウェルへ流出される。このため、上部ドライウェル内の圧力・温度は常にウェットウェルよりも高い状態となる。   It mixes with the gas in the upper dry well and is absorbed in the suppression pool through the vent tube. The reactor pressure vessel is filled with water from the suppression pool by the emergency core cooling system to cool the core, but this cooling water absorbs the decay heat from the core for a long time and It flows out from the break opening to the dry well. For this reason, the pressure and temperature in the upper dry well are always higher than the wet well.

このような長期的な事象下で、軽水炉型原子力発電所の原子炉内では冷却材である水が放射分解され、水素ガスと酸素ガスが発生する。さらに、燃料被覆管の温度が上昇する場合には水蒸気と燃料被覆管材料のジルコニウムとの間で反応(Metal−Water反応)が生じ、短時間で水素ガスが発生する。   Under such a long-term event, in the reactor of a light water reactor type nuclear power plant, water as a coolant is radioactively decomposed to generate hydrogen gas and oxygen gas. Further, when the temperature of the fuel cladding tube rises, a reaction (Metal-Water reaction) occurs between the water vapor and the zirconium of the fuel cladding tube material, and hydrogen gas is generated in a short time.

こうして発生する水素ガスが破断した配管の破断口から原子炉格納容器内に放出され、原子炉格納容器内の水素ガス濃度は次第に上昇する。また、水素ガスは非凝縮性であるから、原子炉格納容器内の圧力も上昇する。   The hydrogen gas generated in this way is discharged into the reactor containment vessel from the fractured port of the broken pipe, and the hydrogen gas concentration in the reactor containment vessel gradually increases. Moreover, since hydrogen gas is non-condensable, the pressure in the reactor containment vessel also increases.

このような水素ガスが発生し、原子炉格納容器内の水素濃度が上昇する事態に対して、何等有効な対策を採ることができずに水素ガス濃度が4vol%かつ酸素濃度が5vol%以上に上昇した場合、すなわち可燃性ガス濃度が可燃限界を超えた場合、気体は可燃状態となる。さらに、水素ガス濃度が上昇すると過剰な反応が発生する可能性が生じる。   For such a situation where hydrogen gas is generated and the hydrogen concentration in the reactor containment vessel increases, no effective measures can be taken and the hydrogen gas concentration is increased to 4 vol% and the oxygen concentration is increased to 5 vol% or more. If it rises, that is, if the flammable gas concentration exceeds the flammable limit, the gas becomes flammable. Furthermore, when the hydrogen gas concentration increases, there is a possibility that an excessive reaction occurs.

可燃性ガスである水素ガスが可燃状態となる等の事態を防止する有効な対策としては、例えば、従来の沸騰水型原子力発電設備の場合には、圧力抑制式の原子炉格納容器内を窒素ガスで置換し酸素濃度を低く維持することがある。このような対策を実践可能な装置等を導入することにより、Metal−Water反応により短時間で大量に発生する水素ガスに対しても原子炉格納容器内が可燃性雰囲気となることを防止し、固有の安全性が達成される。   For example, in the case of a conventional boiling water nuclear power generation facility, an effective measure for preventing a situation where hydrogen gas, which is a flammable gas, becomes a flammable state, It may be replaced with gas to keep the oxygen concentration low. By introducing equipment that can implement such measures, the reactor containment vessel is prevented from becoming a flammable atmosphere even for hydrogen gas generated in large quantities in a short time by the Metal-Water reaction. Inherent safety is achieved.

また、他の対策例としては、再結合器およびブロアを有する可燃性ガス濃度抑制装置を原子炉格納容器外に設置することである。可燃性ガス濃度抑制装置は、原子炉格納容器内の気体を原子炉格納容器外に吸引し、昇温させて水素ガスと酸素ガスを再結合させて水に戻し、残りの気体を冷却してから原子炉格納容器内へ戻すように動作する装置である。このように動作する可燃性ガス濃度抑制装置を設置することで、原子炉格納容器内の可燃性ガス濃度上昇が抑制される。   Another countermeasure example is to install a combustible gas concentration suppressing device having a recombiner and a blower outside the reactor containment vessel. The flammable gas concentration suppression device sucks the gas in the reactor containment vessel out of the reactor containment vessel, raises the temperature, recombines hydrogen gas and oxygen gas, returns them to water, and cools the remaining gas. Is a device that operates to return to the reactor containment. By installing the combustible gas concentration suppressing device that operates in this manner, an increase in the combustible gas concentration in the reactor containment vessel is suppressed.

さらに、上述の対策(装置)とは異なる別の対策例としては、外部電源を必要とせず、静的に可燃性ガス濃度を抑制する装置が提案されている。外部電源を必要とせず、静的に可燃性ガス濃度を抑制する技術の例として、例えば、水素の酸化触媒を用いて再結合反応を促進させる触媒式再結合装置を原子炉格納容器内に複数設置する技術がある。   Furthermore, as another countermeasure example different from the above countermeasure (apparatus), an apparatus that statically suppresses the combustible gas concentration without requiring an external power supply has been proposed. As an example of a technique for statically reducing the concentration of combustible gas without requiring an external power source, for example, a plurality of catalytic recombination devices that promote a recombination reaction using a hydrogen oxidation catalyst are contained in a reactor containment vessel. There is technology to install.

特開2005−3371号公報JP 2005-3371 A

Metal−Water反応によって大量の水素が発生する事象下において、上述の水素と酸素の再結合による従来の水素処理技術では、低酸素状態で水素の除去を行うことが困難である。水素除去ができない場合、格納容器内圧力を低減することができず、事故を収束に導くことが困難となる。この場合、現行のシステムでは格納容器内雰囲気を環境に放出して格納容器内圧力を低減し、事故を収束することが計画されているが、同時に放射性廃棄物を環境に放出するリスクを少なからず負うことになる。   Under the event that a large amount of hydrogen is generated by the Metal-Water reaction, it is difficult to remove hydrogen in a low oxygen state by the above-described conventional hydrogen treatment technique by recombination of hydrogen and oxygen. When hydrogen cannot be removed, the pressure in the containment vessel cannot be reduced, and it becomes difficult to lead the accident to convergence. In this case, the current system is planned to release the atmosphere in the containment vessel to reduce the pressure in the containment vessel and converge the accident, but at the same time there is a considerable risk of releasing radioactive waste into the environment. Will bear.

そこで、酸素濃度が低く再結合を行うのが難しい環境下においても水素を除去する技術として、金属過酸化物を反応材として利用した技術が提案されている。当該技術を適用した水素除去装置では、例えば数mm(ミリメートル)程度の粒子とした金属過酸化物を流路モジュール内に充填して装置内に設置し、ガスを通気させることによって、当該ガス中の水素を反応させて水素除去を行っている。   Therefore, as a technique for removing hydrogen even in an environment where oxygen concentration is low and recombination is difficult, a technique using a metal peroxide as a reaction material has been proposed. In a hydrogen removal apparatus to which the technology is applied, for example, a metal peroxide having a particle size of about several millimeters (millimeters) is filled in a flow path module and installed in the apparatus, and gas is passed through the gas in the gas. The hydrogen is removed by reacting with hydrogen.

しかしながら、このような金属過酸化物を反応材として利用する技術を採用する場合、金属過酸化物は水素と反応すると体積が膨張するため、反応材粒子間の隙間が無くなり内部の圧力損失を増加させる課題がある。   However, when employing a technology that uses such a metal peroxide as a reaction material, the volume of the metal peroxide expands when it reacts with hydrogen, eliminating the gaps between the reaction material particles and increasing the internal pressure loss. There is a problem to make.

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、水素と反応して反応材が膨張することによる圧力損失の増大が低減された水素除去装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydrogen removal apparatus in which an increase in pressure loss due to the reaction material expanding by reaction with hydrogen is reduced.

本発明の実施形態に係る水素除去装置は、上述した課題を解決するため、処理するガスを吸気部から内部に導入し、前記ガスに含まれる水素を酸化させることで除去した後に、前記ガスを排気部から外部へ排気する原子炉格納容器の水素除去装置において、前記ガスを通気させて前記ガスと金属酸化物とを反応させ、前記ガスに含まれる水素を酸化させて除去する水素除去部を具備し、前記水素除去部は、前記ガスを内部に通気可能な容器内に前記金属酸化物を収容したセルを前記通気の方向に対して直列に連結したモジュールを、前記ガスが前記モジュール内を通過して前記吸気部から前記排気部へと通気する方向に複数配設された構成であり、前記セルの上部に前記金属酸化物が膨張した場合に当該膨張分を吸収する膨張吸収領域が設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a hydrogen removal apparatus according to an embodiment of the present invention introduces a gas to be processed into the inside from an intake portion, and removes the gas contained in the gas by oxidizing the gas. In a hydrogen removal apparatus for a nuclear reactor containment vessel that exhausts to the outside from an exhaust section, a hydrogen removal section that causes the gas to flow and reacts the gas with a metal oxide to oxidize and remove hydrogen contained in the gas. The hydrogen removal unit includes a module in which cells containing the metal oxide are connected in series in a direction of ventilation in a container capable of venting the gas, and the gas passes through the module. A plurality of arrangements are arranged in a direction to pass through and vent from the intake part to the exhaust part, and an expansion absorption region is provided in the upper part of the cell to absorb the expansion when the metal oxide expands. It is characterized in that is.

本発明の実施形態によれば、水素と反応して反応材が膨張することによる圧力損失の増大を低減することができる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce an increase in pressure loss due to the reaction material expanding by reacting with hydrogen.

本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置の断面図。Sectional drawing of the hydrogen removal apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水素除去装置の水素除去部を構成する反応材モジュールを説明する説明図であり、(A)が反応材モジュールを構成するセルの容器の縦断面図、(B)が容器のII(B)−II(B)線断面図、(C)が容器のII(C)−II(C)線断面図、(D)が反応材モジュールの縦断面図、(E)が反応材モジュールのII(E)−II(E)線断面図。It is explanatory drawing explaining the reaction material module which comprises the hydrogen removal part of the hydrogen removal apparatus which concerns on embodiment of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view of the container of the cell which comprises a reaction material module, (B) II (B) -II (B) sectional view of the container, (C) is a sectional view of the container taken along line II (C) -II (C), (D) is a longitudinal sectional view of the reaction material module, and (E) is II (E) -II (E) line sectional drawing of a reaction material module. 本発明の実施形態に係る水素除去装置の水素除去部としての反応材モジュールの設置方法を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the installation method of the reaction material module as a hydrogen removal part of the hydrogen removal apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る水素除去装置において適用される反応材モジュールの概略図であり、(A)は縦断面図、(B)はIV(B)−IV(B)線断面図。It is the schematic of the reaction material module applied in the hydrogen removal apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is IV (B) -IV (B) sectional view taken on the line. . 本発明の第3の実施形態に係る水素除去装置において適用される反応材モジュールの概略図であり、(A)は縦断面図、(B)はV(B)−V(B)線断面図。It is the schematic of the reaction material module applied in the hydrogen removal apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view, (B) is a V (B) -V (B) sectional view taken on the line. . 本発明の第4の実施形態に係る水素除去装置の断面図。Sectional drawing of the hydrogen removal apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る水素除去装置の構成を説明する断面図。Sectional drawing explaining the structure of the hydrogen removal apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る水素除去装置において適用される反応材モジュールの概略図であり、(A)が反応材モジュールの縦断面図、(B)が反応材モジュールの側面図。It is the schematic of the reaction material module applied in the hydrogen removal apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view of a reaction material module, (B) is a side view of a reaction material module. 本発明の第6の実施形態に係る水素除去装置において適用される反応材モジュールの概略図であり、(A)が反応材モジュールの縦断面図、(B)が反応材モジュールの側面図。It is the schematic of the reaction material module applied in the hydrogen removal apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention, (A) is a longitudinal cross-sectional view of a reaction material module, (B) is a side view of a reaction material module. 本発明の第7の実施形態に係る水素除去装置において適用される反応材モジュールの概略図であり、(A)が反応材モジュールを構成するセルの容器の側面図、(B)が容器の縦断面図、(C)が反応材モジュールの縦断面図。It is the schematic of the reaction material module applied in the hydrogen removal apparatus which concerns on the 7th Embodiment of this invention, (A) is a side view of the container of the cell which comprises a reaction material module, (B) is a vertical section of a container A top view and (C) are longitudinal cross-sectional views of a reaction material module.

本発明の実施形態に係る水素除去装置について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明の各実施形態に係る水素除去装置を、原子炉格納容器の内部に設置し、原子炉格納容器の雰囲気から水素を除去する際に適用する例を説明する。また、以下の説明において、上、下、左、右等の方向を示す言葉は、図示した状態または通常の使用状態を基準としたものである。   A hydrogen removal apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an example will be described in which the hydrogen removal apparatus according to each embodiment of the present invention is installed inside a reactor containment vessel and is applied when removing hydrogen from the atmosphere of the reactor containment vessel. Further, in the following description, words indicating directions such as up, down, left, and right are based on the illustrated state or the normal use state.

[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Aの断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydrogen removal apparatus 10A which is an example of a hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention.

水素除去装置10Aは、水素を消費することで除去する水素除去部11を具備する装置であり、水素除去部11を内部に配設した筐体12に水素除去処理される水素を含有するガス(以下、「被処理ガス」と称する。)13を筐体12の第1開口部である吸気部14から導入し、水素除去部11を通過させて被処理ガス13に含まれる水素が除去された被処理ガス(以下、「処理済ガス」と称する。)15を筐体12の第2開口部である排気部16から排気する。   The hydrogen removing device 10A is a device including a hydrogen removing unit 11 that removes hydrogen by consuming hydrogen, and a gas containing hydrogen to be subjected to hydrogen removal treatment in a casing 12 in which the hydrogen removing unit 11 is disposed ( Hereinafter, the gas to be treated is referred to as “the gas to be treated”.) 13 is introduced from the intake portion 14, which is the first opening of the housing 12, and the hydrogen contained in the gas to be treated 13 is removed through the hydrogen removing portion 11. A gas to be processed (hereinafter referred to as “processed gas”) 15 is exhausted from an exhaust unit 16 that is a second opening of the housing 12.

また、水素除去装置10Aでは、例えば、吸気部14が筐体12の下部に、排気部16が筐体12の上部に配設され、吸気部14と排気部16との間に水素除去部11が配設される。また、筐体12の内部には、水素除去部11を配置するための土台となる仕切板17が水平方向に設置され、筐体12の側壁に対して気密に固定される。   Further, in the hydrogen removing device 10 </ b> A, for example, the intake unit 14 is disposed at the lower part of the housing 12 and the exhaust unit 16 is disposed at the upper part of the housing 12, and the hydrogen removing unit 11 is interposed between the intake unit 14 and the exhaust unit 16. Is disposed. In addition, a partition plate 17 serving as a base for disposing the hydrogen removing unit 11 is installed in the horizontal direction inside the housing 12 and is airtightly fixed to the side wall of the housing 12.

水素除去部11は、例えば、水素を除去する反応材を収容(充填)した反応材モジュール20Aを複数配置することによって形成される。反応材モジュール20Aに収容される反応材には、複数の酸化数を取り得る金属酸化物中の高次の酸化数を持つ材料が選択され、例えば、酸化銅(CuO)、過酸化マンガン(Mn)、酸化コバルト(Co)等の金属酸化物、過酸化物イオン(O 2−)と金属とで構成される塩である金属過酸化物等を適用することができる。反応材として金属酸化物を用いる場合にも、金属酸化物に含まれるOと水素ガスとが結合して水(HO)を生成することでき、水素を除去することができる。 The hydrogen removal unit 11 is formed, for example, by arranging a plurality of reaction material modules 20A that contain (fill) a reaction material for removing hydrogen. For the reaction material accommodated in the reaction material module 20A, a material having a higher-order oxidation number in a metal oxide that can take a plurality of oxidation numbers is selected. For example, copper oxide (CuO), manganese peroxide (Mn) n O m ), metal oxides such as cobalt oxide (Co n O m ), metal peroxides that are salts composed of peroxide ions (O 2 2− ) and metal, and the like can be applied. . Even when a metal oxide is used as the reaction material, water (H 2 O) can be generated by combining O and hydrogen gas contained in the metal oxide, and hydrogen can be removed.

仕切板17には、リブを設けた貫通孔で構成される孔部17aが複数個設けられる。孔部17aは、水素除去部11を構成する反応材モジュール20Aを嵌め込むための凹部を提供するとともに筐体12内に導入された被処理ガス13を仕切板17の孔部17aを通過させて水素除去部11へ案内(導入)する。   The partition plate 17 is provided with a plurality of hole portions 17a constituted by through holes provided with ribs. The hole 17a provides a recess for fitting the reaction material module 20A constituting the hydrogen removing unit 11 and allows the gas 13 to be treated introduced into the housing 12 to pass through the hole 17a of the partition plate 17. Guidance (introduction) to the hydrogen removal unit 11.

また、仕切板17に嵌め込んだ反応材モジュール20Aが孔部17a(凹部)から外れて(抜けて)しまうのを防止する等、反応材モジュール20Aを安定的に固定(保持)するため、反応材モジュール20Aの上端側に反応材モジュール20Aを支える固定具18が配設される。固定具18は、筐体12に対して着脱自在な構造体であり、例えば貫通孔18aが設けられた板状体等で構成される。   In addition, the reaction material module 20A fitted in the partition plate 17 is prevented from coming off (removing) from the hole portion 17a (recessed portion). A fixture 18 that supports the reaction material module 20A is disposed on the upper end side of the material module 20A. The fixture 18 is a structure that can be attached to and detached from the housing 12, and is composed of, for example, a plate-like body provided with a through hole 18 a.

続いて、水素除去装置10Aの水素除去部11を構成する反応材モジュール20について説明する。   Next, the reaction material module 20 constituting the hydrogen removal unit 11 of the hydrogen removal apparatus 10A will be described.

図2は筐体12(図1)内に配設される反応材モジュール20(20A〜20G)の構成を説明する説明図である。より詳細には、図2(A)が反応材モジュール20を構成するセル23の容器21(21A〜21G)の縦断面図、図2(B)が容器21のドア28の断面図(図2(A)に示されるII(B)−II(B)線断面図)、図2(C)が容器21の容器本体27の断面図(図2(A)に示されるII(C)−II(C)線断面図)、図2(D)が反応材モジュール20の縦断面図、図2(E)が反応材モジュール20の図2(D)に示されるII(E)−II(E)線に沿う方向の断面図(II(E)−II(E)線断面図)である。   FIG. 2 is an explanatory view illustrating the configuration of the reaction material module 20 (20A to 20G) disposed in the housing 12 (FIG. 1). More specifically, FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the container 21 (21A to 21G) of the cell 23 constituting the reaction material module 20, and FIG. 2B is a sectional view of the door 28 of the container 21 (FIG. 2). II (B) -II (B) sectional view shown in (A), FIG. 2 (C) is a sectional view of the container body 27 of the container 21 (II (C) -II shown in FIG. 2 (A). 2C is a longitudinal sectional view of the reaction material module 20, and FIG. 2E is II (E) -II (E) shown in FIG. 2D of the reaction material module 20. ) Is a cross-sectional view along the line (II (E) -II (E) cross-sectional view).

反応材モジュール20は、内部が中空に形成される容器21(21A〜21G)に反応材の小片(以下、「反応材片」と称する。)22を収容したセル23を直列に(図2における上下方向に)連結して構成される。従って、反応材モジュール20は、セル23を適宜連結したり取り外したりすることによって、セル23の単位での長さ調整を可能にしている。   In the reaction material module 20, cells 23 each containing a small piece of reaction material (hereinafter referred to as "reaction material piece") 22 are arranged in series in a container 21 (21A to 21G) having a hollow interior (in FIG. 2). (Up and down direction) connected. Accordingly, the reaction material module 20 enables the length adjustment in units of the cells 23 by appropriately connecting or removing the cells 23.

セル23には、反応材片22が膨張した場合に当該膨張に伴う体積増加分を吸収する領域(以下、「膨張吸収領域」と称する。)24が設定されており、その他の領域(以下、「反応材充填領域」と称する。)25に反応材片22が密に収容(充填)されている。   In the cell 23, when the reaction material piece 22 expands, a region 24 (hereinafter referred to as “expansion absorption region”) that absorbs an increase in volume accompanying the expansion is set, and other regions (hereinafter, referred to as “expansion absorption region”). The reaction material piece 22 is densely accommodated (filled) in the “reactive material filling region”) 25.

膨張吸収領域24は、例えば、空間、または反応材片22が膨張する際に生じる応力を受けて体積を減少させる膨張吸収体で形成される。膨張吸収体としては、例えば、2枚の板の間に弾性体が取り付けられた構造物、蛇腹、望遠鏡のように伸縮する(テレスコピックな)筒状体等の圧縮応力を受けると当該圧縮応力を受けた方向に長さを縮める(潰れる)構造物がある。また、反応材片22が膨張する際に生じる圧縮応力を受けると当該圧縮応力を受けた方向に潰れる中空の容器等も膨張吸収体に含まれる。   The expansion absorption region 24 is formed of, for example, a space or an expansion absorber that reduces the volume by receiving stress generated when the reaction material piece 22 expands. As the expansion absorber, for example, when it receives compressive stress such as a structure in which an elastic body is attached between two plates, a bellows, a telescopic tubular body such as a telescope, the compressive stress is received. There are structures that shrink (collapse) in length in the direction. In addition, a hollow container or the like that collapses in the direction of receiving the compressive stress when it receives compressive stress generated when the reaction material piece 22 expands is also included in the expansion absorber.

このような膨張吸収体は、反応材片22が膨張することによって生じる上下方向の圧縮応力を受けると、当該圧縮応力を受けた上下方向の長さを縮めることによって体積を減少させることができるので、セル23内で反応材片22の膨張を吸収することができ、反応材充填領域25における反応材片22の空隙率低下を抑えることができる。   When such an expansion absorber is subjected to a vertical compressive stress caused by expansion of the reaction material piece 22, the volume can be reduced by reducing the vertical length subjected to the compressive stress. The expansion of the reaction material piece 22 can be absorbed in the cell 23, and the reduction in the porosity of the reaction material piece 22 in the reaction material filling region 25 can be suppressed.

なお、セル23内に被処理ガス13が通気する経路上に膨張吸収領域24があり、膨張吸収領域24が膨張吸収体で形成されている場合、被処理ガス13の通気を妨げないように、膨張吸収体の被処理ガス13が通気する方向と平行な面には、孔、格子、または網目等の通気部(図示せず)が設けられる。   In addition, when there is an expansion absorption region 24 on the path through which the gas to be processed 13 is vented in the cell 23 and the expansion absorption region 24 is formed of an expansion absorber, so as not to prevent the gas to be processed 13 from being vented. Ventilation portions (not shown) such as holes, lattices, or meshes are provided on a surface parallel to the direction in which the gas 13 to be treated of the expansion absorber passes.

容器21は、例えば、円筒等の内部が中空の筒状の容器であり、上面および底面等の表面の一部にガスが通気可能であり、かつ、内部に充填される反応材片22が漏出しない大きさの孔、格子、または網目等の開口が形成された通気部26が設けられている。また、容器21は、容器本体27の内部(反応材片22が収容される空間)にアクセスするアクセス手段の一例として、ドア28が設けられる。   The container 21 is, for example, a cylindrical container having a hollow inside such as a cylinder. Gas can be passed through a part of the surface such as the upper surface and the bottom surface, and the reaction material piece 22 filled therein leaks out. A ventilation portion 26 in which an opening such as a hole, a lattice, or a mesh having a size not to be formed is provided. The container 21 is provided with a door 28 as an example of access means for accessing the inside of the container main body 27 (the space in which the reaction material piece 22 is accommodated).

なお、図2に示される容器21ではドア28が上面に設けられているが、容器本体の内部にアクセス可能であれば、例えば底面、側面等の上面以外の面に設けられても良い。また、容器21に設けられるアクセス手段の他の例として、ドア28を容器本体27と嵌め合い可能な蓋としても良い。   In addition, although the door 28 is provided in the upper surface in the container 21 shown in FIG. 2, as long as it can access the inside of a container main body, you may provide in surfaces other than upper surfaces, such as a bottom face and a side surface. As another example of the access means provided in the container 21, the door 28 may be a lid that can be fitted to the container body 27.

続いて、本発明の実施形態に係る水素除去装置の水素除去部を設置する方法の一例について説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Aの水素除去部11として、反応材モジュール20の一例である反応材モジュール20Aを設置する方法について説明する説明図である。
Then, an example of the method of installing the hydrogen removal part of the hydrogen removal apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a method of installing a reaction material module 20A that is an example of the reaction material module 20 as the hydrogen removal unit 11 of the hydrogen removal device 10A that is an example of the hydrogen removal device according to the embodiment of the present invention. It is.

水素除去装置10Aでは、まず、反応材モジュール20Aを用意した後、反応材モジュール20を仕切板17の上面に上方から孔部17aに配設していく。全ての孔部17aに反応材モジュール20を配設すると、最後に、反応材モジュール20を支える固定具18(図1)を配設し、筐体12に固定する。   In the hydrogen removal apparatus 10A, first, the reaction material module 20A is prepared, and then the reaction material module 20 is disposed on the upper surface of the partition plate 17 in the hole 17a from above. When the reaction material modules 20 are disposed in all the holes 17a, finally, a fixture 18 (FIG. 1) that supports the reaction material modules 20 is disposed and fixed to the housing 12.

なお、反応材モジュール20Aを取り外す場合には、設置する場合と逆の手順で行なえば良い。すなわち、固定板18(図1)を筐体12から外して持ち上げ、その後、反応材モジュール20Aを持ち上げて仕切板17から引き抜けば(取り外せば)良い。   In addition, what is necessary is just to perform in the reverse procedure to the case where it installs, when removing the reaction material module 20A. That is, the fixing plate 18 (FIG. 1) may be removed from the housing 12 and lifted, and then the reaction material module 20A may be lifted and pulled out (removed) from the partition plate 17.

このように構成される水素除去装置10A(図1)では、まず、筐体12の下部に配設される吸気部14から被処理ガス13が装置内(筐体12内)に流入する(吸気される)。被処理ガス13が筐体12内に導入されると、水素は他のガスに比べて比重が軽く自然に上昇するため、筐体12の下部から吸気された被処理ガス13に含まれる水素は上昇する過程で、孔部17aを通過し、反応材モジュール20Aが複数配設された水素除去部11へ導入される。   In the hydrogen removing apparatus 10A configured as described above (FIG. 1), first, the gas 13 to be treated flows into the apparatus (inside the casing 12) from the intake section 14 disposed in the lower part of the casing 12 (intake air). ) When the gas 13 to be treated is introduced into the casing 12, hydrogen has a specific gravity that is lighter than other gases and naturally rises. Therefore, the hydrogen contained in the gas 13 to be inhaled from the lower portion of the casing 12 is In the ascending process, it passes through the hole 17a and is introduced into the hydrogen removing unit 11 in which a plurality of the reactant modules 20A are arranged.

水素除去部11では、被処理ガス13に含まれる水素が水素除去部11を通過する過程で、反応材モジュール20Aに収容される反応材片22(図2)と酸化反応を起こして(酸化し)水へと変化する。すなわち、被処理ガス13に含まれる水素が消費される(除去される)。水素除去部11を通過して被処理ガス13から水素が除去された処理済ガス15は、さらに上昇して筐体12の上部に配設される排気部16から流出する(排気される)。   In the hydrogen removal unit 11, an oxidation reaction occurs (oxidizes) with the reaction material piece 22 (FIG. 2) accommodated in the reaction material module 20 </ b> A in the process in which hydrogen contained in the gas 13 to be processed passes through the hydrogen removal unit 11. ) Change to water. That is, hydrogen contained in the gas to be processed 13 is consumed (removed). The treated gas 15 from which hydrogen has been removed from the gas to be treated 13 after passing through the hydrogen removing unit 11 rises further and flows out (exhaust) from the exhaust unit 16 disposed on the upper portion of the housing 12.

次に、図1,2を参照して、本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法(以下、「第1の水素除去方法」と称する。)について説明する。   Next, a hydrogen removal method (hereinafter referred to as “first hydrogen removal method”) performed using the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. .

第1の水素除去方法は、例えば、水素除去装置10Aを用いて行われる。第1の水素除去方法では、被処理ガス13を水素除去装置10A内の反応材モジュール20Aを備える水素除去部11に導き、水素除去部11で水素を除去(消費)する水素除去ステップを具備する。   The first hydrogen removal method is performed using, for example, the hydrogen removal apparatus 10A. The first hydrogen removal method includes a hydrogen removal step in which the gas to be treated 13 is led to the hydrogen removal unit 11 including the reaction material module 20A in the hydrogen removal apparatus 10A, and the hydrogen removal unit 11 removes (consumes) hydrogen. .

水素除去装置10Aを用いて、原子炉格納容器の内部の雰囲気から水素を除去する第1の水素除去方法では、なんらかの原因により、燃料被覆管の温度が上昇し、水蒸気と燃料被覆管材料であるジルコニウムとの間で反応(Metal−Water反応)が生じて水素が発生し、大量の蒸気とともに原子炉圧力容器から漏洩する。発生した多量の蒸気と水素が原子炉圧力容器内から原子炉格納容器に漏れ出た場合、原子炉格納容器内の雰囲気が被処理ガス13として吸気部14から水素除去装置10A内に流入する。   In the first hydrogen removal method of removing hydrogen from the atmosphere inside the reactor containment vessel using the hydrogen removal apparatus 10A, the temperature of the fuel cladding tube rises due to some cause, and is water vapor and fuel cladding tube material. A reaction (Metal-Water reaction) occurs with zirconium to generate hydrogen, which leaks from the reactor pressure vessel together with a large amount of steam. When a large amount of generated steam and hydrogen leak from the reactor pressure vessel into the reactor containment vessel, the atmosphere in the reactor containment vessel flows into the hydrogen removal apparatus 10 </ b> A from the intake portion 14 as the gas 13 to be processed.

水素除去装置10Aの内部に流入したガス(水素および水蒸気)は、反応材モジュール20A内に充填される金属過酸化物等の反応材片22と反応することで水素から水へと変化する。金属過酸化物を反応材として利用する場合、金属過酸化物は水素と反応すると体積が膨張するため、水素と反応した後の反応材片22は膨張する。   The gas (hydrogen and water vapor) that has flowed into the hydrogen removal apparatus 10A changes from hydrogen to water by reacting with the reaction material pieces 22 such as metal peroxide filled in the reaction material module 20A. When using a metal peroxide as a reaction material, the volume of the metal peroxide expands when it reacts with hydrogen, so that the reaction material piece 22 after reacting with hydrogen expands.

反応材モジュール20Aでは、各セル23の上部に膨張吸収領域24が設けられているため、反応材片22が膨張して反応材充填領域25が拡大したとしても、その分を膨張吸収領域24が吸収する。従って、反応材モジュール20Aでは、反応材片22が膨張したとしても、充填される反応材片22の空隙率は低下せず、被処理ガス13(または処理済ガス15)が通過(通気)する際の圧力損失は増加することはない。   In the reaction material module 20A, since the expansion absorption region 24 is provided in the upper part of each cell 23, even if the reaction material piece 22 expands and the reaction material filling region 25 expands, the expansion absorption region 24 expands to that extent. Absorb. Therefore, in the reaction material module 20A, even when the reaction material piece 22 expands, the porosity of the filled reaction material piece 22 does not decrease, and the gas 13 to be processed (or the processed gas 15) passes (vents). The pressure loss does not increase.

一方、反応材モジュール20Aが複数配設された水素除去部11を通り抜けて水素が除去された処理済ガス15は、さらに上昇して筐体12の上部に配設される排気部16から流出する(排気される)。   On the other hand, the treated gas 15 from which hydrogen has been removed through the hydrogen removing section 11 in which a plurality of the reactant modules 20A are disposed further rises and flows out from the exhaust section 16 disposed in the upper part of the housing 12. (Exhaust).

水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法によれば、例えば、金属過酸化物の小片を反応材片22とする場合等のように、反応材片22が被処理ガス13に含まれる水素と反応して体積が膨張したとしても、その膨張分を膨張吸収領域24が吸収するため、反応材片22の空隙率は低下せず、被処理ガス13が通過(通気)する際の圧力損失の増加を防止することができる。また、水素除去部11として、複数のセル23を連結して構成される反応材モジュール20Aを採用しているため、水素除去部11の設置および撤去を比較的簡単に行うことができる。   According to the hydrogen removing apparatus 10A and the first hydrogen removing method, for example, when the reaction material piece 22 is a small piece of metal peroxide and the reaction material piece 22 is used, Even if the volume expands due to the reaction, the expansion absorption region 24 absorbs the expansion, so the porosity of the reaction material piece 22 does not decrease, and the pressure loss when the gas 13 to be processed passes (vents). An increase can be prevented. Moreover, since the reaction material module 20A comprised by connecting the some cell 23 as the hydrogen removal part 11 is employ | adopted, installation and removal of the hydrogen removal part 11 can be performed comparatively easily.

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る水素除去装置は、本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置に対して、配設される反応材モジュールの構成が異なる点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。すなわち、本発明の第2の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Bの断面図は、図1に示される符号10A,20Aを符号10B,20Bと読み替えたものとなる。そこで、本実施形態の説明では、水素除去装置10Bの水素除去装置10Aに対する相違点である反応材モジュール20Bを中心に説明し、上述した実施形態の説明と重複する内容の説明を省略する。
[Second Embodiment]
The hydrogen removal apparatus according to the second embodiment of the present invention is different from the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention in that the configuration of the reaction material module disposed is different. This point is not substantially different. That is, in the cross-sectional view of the hydrogen removal apparatus 10B which is an example of the hydrogen removal apparatus according to the second embodiment of the present invention, the reference numerals 10A and 20A shown in FIG. 1 are replaced with the reference numerals 10B and 20B. Therefore, in the description of the present embodiment, the description will focus on the reaction material module 20B, which is a difference between the hydrogen removal apparatus 10B and the hydrogen removal apparatus 10A, and a description of the contents overlapping with the description of the above-described embodiment will be omitted.

図4は本発明の第2の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10B(図1において符号10Aを10Bに読み替え)において適用される反応材モジュール20Bの概略図であり、図4(A)が反応材モジュール20Bの縦断面図、図4(B)が反応材モジュール20Bの図4(A)に示されるIV(B)−IV(B)線に沿う方向の断面図(IV(B)−IV(B)線断面図)である。   FIG. 4 is a schematic diagram of a reaction material module 20B applied in a hydrogen removal apparatus 10B (in FIG. 1, the reference numeral 10A is replaced with 10B) which is an example of the hydrogen removal apparatus according to the second embodiment of the present invention. 4 (A) is a longitudinal sectional view of the reaction material module 20B, and FIG. 4 (B) is a sectional view of the reaction material module 20B in the direction along the line IV (B) -IV (B) shown in FIG. 4 (A). IV (B) -IV (B) sectional view).

反応材モジュール20Bは、反応材モジュール20Bの配設後の状態を基準として、反応材モジュール20Bのセル23内の空間を水平方向(左右方向)に仕切る偏り防止板31が設けられた容器21Bに反応材片22を均一に充填して形成される。すなわち、容器21Bは、容器21Aに対して、略鉛直方向(上下方向)に延在する偏り防止板31が追設されている。   The reaction material module 20B is placed in a container 21B provided with a bias prevention plate 31 that partitions the space in the cell 23 of the reaction material module 20B in the horizontal direction (left-right direction) with reference to the state after the reaction material module 20B is arranged. The reaction material pieces 22 are uniformly filled. That is, the container 21B is additionally provided with a bias prevention plate 31 extending in a substantially vertical direction (vertical direction) with respect to the container 21A.

なお、偏り防止板31に反応材片22より細かな(小さな)開口部を設けておくこともできる。反応材片22よりも小さな開口部を有する偏り防止板31を適用すれば、セル23内部を流れるガスの流速分布に与える影響をより小さくすることができる。   In addition, the bias prevention plate 31 may be provided with an opening that is finer (smaller) than the reaction material piece 22. If the bias prevention plate 31 having an opening smaller than the reaction material piece 22 is applied, the influence on the flow velocity distribution of the gas flowing inside the cell 23 can be further reduced.

このように構成される反応材モジュール20Bを水素除去部11(図1)として設置した水素除去装置10Bでは、水素除去装置10Aと同様に、吸気部14から被処理ガス13が筐体12内に導入され、筐体12の反応材モジュール20B(図4)が複数配設された水素除去部11で水素除去され、処理済ガス15となって排気部16から排気される。水素除去部11としての反応材モジュール20Bは、設置時等に傾いたり向きが変わったりしたとしても、偏り防止板31によって反応材片22が偏るのを防止し、反応材片22を収容した直後の均一な状態を維持することができる。   In the hydrogen removal device 10B in which the reaction material module 20B configured as described above is installed as the hydrogen removal unit 11 (FIG. 1), the gas 13 to be treated is introduced into the housing 12 from the intake portion 14 as in the hydrogen removal device 10A. Hydrogen is removed by the hydrogen removing unit 11 that is introduced and a plurality of the reaction material modules 20 </ b> B (FIG. 4) of the housing 12 are arranged, and becomes the treated gas 15 and is exhausted from the exhaust unit 16. Even if the reaction material module 20B as the hydrogen removal unit 11 is tilted or changed in direction at the time of installation or the like, the reaction material piece 22 is prevented from being biased by the bias prevention plate 31, and immediately after the reaction material piece 22 is accommodated. The uniform state can be maintained.

従って、反応材モジュール20Bを設置する際に偏りを解消するための時間が不要になる。また、反応材片22の偏りを特に意識することなく反応材モジュール20Bを設置したとしても、反応材片22は偏ることなく均一な状態なので、セル23内部の反応材片22が偏ったままでの運用を防止することができる。   Therefore, time for eliminating the bias when installing the reaction material module 20B becomes unnecessary. Further, even if the reaction material module 20B is installed without paying particular attention to the bias of the reaction material piece 22, the reaction material piece 22 remains in a uniform state without being biased. Operation can be prevented.

なお、本発明の第2の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法は、水素除去装置10Aを用いる第1の水素除去方法に対して、使用する装置が水素除去装置10Aの代わりに水素除去装置10Bとなる点で相違するものの、工程としては実質的に同様に行われる。従って、水素除去装置10Aを用いて行う第1の水素除去方法の説明をもって、水素除去装置10Bを用いて行う第2の水素除去方法の説明を省略する。   Note that the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the second embodiment of the present invention is different from the first hydrogen removal method using the hydrogen removal apparatus 10A in that the apparatus to be used is replaced with the hydrogen removal apparatus 10A. However, the process is substantially the same, although it is different in that it becomes the hydrogen removing device 10B. Accordingly, the description of the first hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10A is omitted, and the description of the second hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10B is omitted.

水素除去装置10Bおよび第2の水素除去方法によれば、水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法と同様の効果を奏することができる。さらに、水素除去装置10Bおよび第2の水素除去方法では、反応材モジュール20Bを設置する際に、斜めになる等してセル23内部の反応材片22が偏ることを防いで均一にすることができるので、反応材モジュール20Bを設置する際に偏りを解消するための時間が不要になるとともに、セル23内部の反応材片22が偏ったままでの運用を防止することができる。   According to the hydrogen removal apparatus 10B and the second hydrogen removal method, the same effects as those of the hydrogen removal apparatus 10A and the first hydrogen removal method can be obtained. Furthermore, in the hydrogen removal apparatus 10B and the second hydrogen removal method, when the reaction material module 20B is installed, the reaction material pieces 22 inside the cell 23 are prevented from being biased by being inclined, for example, so as to be uniform. Therefore, when installing the reaction material module 20B, time for eliminating the bias is not necessary, and operation with the reaction material pieces 22 inside the cells 23 being biased can be prevented.

[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態に係る水素除去装置は、本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置に対して、配設される反応材モジュールの構成が異なる点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。すなわち、本発明の第3の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Cの断面図は、図1に示される符号10A,20Aを符号10C,20Cと読み替えたものとなる。そこで、本実施形態の説明では、水素除去装置10Cの水素除去装置10Aに対する相違点である反応材モジュール20Cを中心に説明し、上述した実施形態の説明と重複する内容の説明を省略する。
[Third Embodiment]
The hydrogen removal apparatus according to the third embodiment of the present invention is different from the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention in that the configuration of the reaction material module disposed is different. This point is not substantially different. That is, the cross-sectional view of the hydrogen removal apparatus 10C which is an example of the hydrogen removal apparatus according to the third embodiment of the present invention is obtained by replacing the reference numerals 10A and 20A shown in FIG. 1 with reference numerals 10C and 20C. Therefore, in the description of the present embodiment, the reaction material module 20C, which is a difference between the hydrogen removal apparatus 10C and the hydrogen removal apparatus 10A, will be mainly described, and the description of the content overlapping with the description of the above-described embodiment will be omitted.

図5は本発明の第3の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10C(図1において符号10Aを10Cに読み替え)において適用される反応材モジュール20Cの概略図であり、図5(A)が反応材モジュール20Cの縦断面図、図5(B)が反応材モジュール20Cの図5(A)に示されるV(B)−V(B)線に沿う方向の断面図(V(B)−V(B)線断面図)である。   FIG. 5 is a schematic view of a reaction material module 20C applied in a hydrogen removal apparatus 10C (in FIG. 1, the reference numeral 10A is replaced with 10C) which is an example of the hydrogen removal apparatus according to the third embodiment of the present invention. 5 (A) is a longitudinal cross-sectional view of the reaction material module 20C, and FIG. 5 (B) is a cross-sectional view along the V (B) -V (B) line shown in FIG. 5 (A) of the reaction material module 20C. V (B) -V (B) line sectional view).

容器内に粒子を充填し、ガスを通気させる場合、一般に、粒子径が大きくなると、容器内側の壁面近くの粒子による空隙率が大きくなるため、ガスは当該壁面近くを流れやすくなる。従って、粒子状の反応材片22を容器21に充填する場合、容器21の内面に近くの反応材片22の空隙率が大きくなり、反応材モジュール20を通気する際の被処理ガス13の流れが壁面側に偏ってしまう場合がある。   When filling a container with particles and allowing gas to flow, generally, as the particle diameter increases, the porosity of particles near the wall surface inside the container increases, so that the gas easily flows near the wall surface. Therefore, when the container 21 is filled with the particulate reaction material piece 22, the porosity of the reaction material piece 22 near the inner surface of the container 21 increases, and the flow of the gas 13 to be treated when the reaction material module 20 is vented. May be biased toward the wall surface.

そこで、水素除去装置10Cでは、容器21A(図2(A))の内面の少なくとも一部に曲面で凹凸が形成される凹凸部33を設けた容器21Cに粒子状の反応材片22を収容して形成される反応材モジュール20Cを水素除去部11として設置する。なお、凹凸部33の凹凸を形成する曲面の曲率半径は、容器21Cに収容される反応材片22の半径と同程度が好ましく、容器21Cに収容される反応材片22の半径に近ければ近いほど好ましい。ここで、反応材片22の半径と同程度とは、反応材片22の半径±10%の範囲をいう。   Therefore, in the hydrogen removal apparatus 10C, the particulate reaction material piece 22 is accommodated in a container 21C provided with a concavo-convex portion 33 having a curved surface formed on at least a part of the inner surface of the container 21A (FIG. 2A). The reaction material module 20 </ b> C formed in this way is installed as the hydrogen removal unit 11. Note that the radius of curvature of the curved surface forming the unevenness of the uneven portion 33 is preferably about the same as the radius of the reaction material piece 22 accommodated in the container 21C, and close to the radius of the reaction material piece 22 accommodated in the container 21C. The more preferable. Here, the same degree as the radius of the reaction material piece 22 means a range of the radius ± 10% of the reaction material piece 22.

凹凸部33を設けた容器21Cに反応材片22を収容して形成される反応材モジュール20Cを水素除去部11として設置することによって、水素除去装置10Cでは、反応材モジュール20Cの内側の壁面近くの空隙率が大きくなることが抑制され、被処理ガス13(または処理済ガス15)の流れが偏る(反応材モジュール20Cの内側の壁面近くに集中する)のを防ぐことができる。   By installing the reaction material module 20C formed by accommodating the reaction material piece 22 in the container 21C provided with the concavo-convex portion 33 as the hydrogen removal portion 11, the hydrogen removal apparatus 10C has a wall near the inner side of the reaction material module 20C. It is possible to prevent the gas to be processed 13 (or the processed gas 15) from flowing unevenly (concentrated near the inner wall surface of the reaction material module 20C).

このように構成される反応材モジュール20Cを水素除去部11として設置した水素除去装置10Cでは、水素除去装置10Aと同様に、吸気部14から被処理ガス13が筐体12内に導入され、筐体12の反応材モジュール20Bが複数配設された水素除去部11で水素除去され、処理済ガス15となって排気部16から排気される。水素除去部11としての反応材モジュール20Cでは、容器21Cの内面に形成される凹凸部33が当該内面と接する箇所での空隙を少なく抑えることができ、被処理ガス13(または処理済ガス15)の流れの均一化を図ることができる。   In the hydrogen removing apparatus 10C in which the reaction material module 20C configured as described above is installed as the hydrogen removing unit 11, the gas 13 to be treated is introduced into the casing 12 from the intake section 14 as in the hydrogen removing apparatus 10A. Hydrogen is removed by the hydrogen removing unit 11 in which a plurality of the reaction material modules 20 </ b> B of the body 12 are arranged, and the processed gas 15 is exhausted from the exhaust unit 16. In the reaction material module 20C as the hydrogen removing unit 11, the gaps at the portion where the uneven portion 33 formed on the inner surface of the container 21C is in contact with the inner surface can be reduced, and the gas to be processed 13 (or the processed gas 15). Can be made uniform.

なお、本発明の第3の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法は、第1の水素除去方法等の本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法に対して、使用する装置が水素除去装置10Aの代わりに水素除去装置10Cとなる点で相違するものの、工程としては実質的に同様に行われる。従って、水素除去装置10Aを用いて行う第1の水素除去方法の説明をもって、水素除去装置10Cを用いて行う第3の水素除去方法の説明を省略する。   Note that the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the third embodiment of the present invention is a hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention, such as the first hydrogen removal method. Although it differs from the removal method in that the apparatus to be used is a hydrogen removal apparatus 10C instead of the hydrogen removal apparatus 10A, the process is substantially the same. Therefore, the description of the third hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10C is omitted with the description of the first hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10A.

水素除去装置10Cおよび第3の水素除去方法によれば、水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法と同様の効果を奏することができる。さらに、水素除去装置10Cおよび第3の水素除去方法では、容器21Cの内面に形成される凹凸部33が当該内面と接する箇所での空隙を少なく抑えることができ、被処理ガス13(または処理済ガス15)の流れをより均一な状態にすることができる。   According to the hydrogen removal device 10C and the third hydrogen removal method, the same effects as those of the hydrogen removal device 10A and the first hydrogen removal method can be obtained. Furthermore, in the hydrogen removing device 10C and the third hydrogen removing method, the gaps at the portions where the uneven portions 33 formed on the inner surface of the container 21C are in contact with the inner surface can be reduced, and the gas to be treated 13 (or the treated gas 13) The flow of gas 15) can be made more uniform.

なお、上述した反応材モジュール20Cは、反応材モジュール20Aの容器21Aの内面に凹凸部33を形成した容器21Cに反応材片22を収容して形成されるものであるが、反応材片22を収容する容器21は必ずしも容器21Aに限定されるものではない。例えば、容器21Aの代わりに容器21B等の他の容器21の内面に凹凸部33を形成した容器21Cを用意し、当該容器21Cに反応材片22を収容して反応材モジュール20Cを形成することもできる。   In addition, although the reaction material module 20C mentioned above is formed by accommodating the reaction material piece 22 in the container 21C which formed the uneven | corrugated | grooved part 33 in the inner surface of the container 21A of the reaction material module 20A, The container 21 to be stored is not necessarily limited to the container 21A. For example, instead of the container 21A, a container 21C in which an uneven portion 33 is formed on the inner surface of another container 21 such as the container 21B is prepared, and the reaction material module 22 is accommodated in the container 21C to form the reaction material module 20C. You can also.

[第4の実施形態]
図6は本発明の第4の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Dの断面図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a hydrogen removal apparatus 10D which is an example of a hydrogen removal apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

水素除去装置10Dは、反応材モジュール20Aを水素除去部11として複数配設する水素除去装置10Aに対して、反応材モジュール20Dを水素除去部11として配設する点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、水素除去装置10Aに対する相違点である反応材モジュール20Dを中心に説明し、上述した実施形態の説明と重複する内容の説明を省略する。   The hydrogen removal apparatus 10D is different from the hydrogen removal apparatus 10A in which a plurality of reaction material modules 20A are provided as the hydrogen removal unit 11 in that the reaction material module 20D is provided as the hydrogen removal unit 11, but the other points. Are not substantially different. Therefore, in the description of the present embodiment, the description will focus on the reaction material module 20D that is a difference with respect to the hydrogen removal apparatus 10A, and a description of the contents overlapping with the description of the above-described embodiment will be omitted.

水素除去装置10Dは、水素除去装置10Aと同様に水素除去部11を具備する装置であるが、水素除去装置10Aに対して、水素除去部11を構成する複数の反応材モジュール20の構成が相違する。水素除去装置10Aでは、反応材モジュール20Aに収容される反応材片22のサイズは配設される場所に因らない、すなわち、何れの反応材モジュール20Aも収容される反応材片22のサイズは同程度である。これに対して、水素除去装置10Dでは、反応材モジュール20Dが配設される場所に応じて、反応材片22のサイズ(粒子径)を変えている。   The hydrogen removal apparatus 10D is an apparatus including the hydrogen removal unit 11 similarly to the hydrogen removal apparatus 10A, but the configuration of the plurality of reactant modules 20 constituting the hydrogen removal unit 11 is different from the hydrogen removal apparatus 10A. To do. In the hydrogen removal apparatus 10A, the size of the reaction material piece 22 accommodated in the reaction material module 20A does not depend on the place where the reaction material module 20A is disposed, that is, the size of the reaction material piece 22 in which any reaction material module 20A is accommodated. It is about the same. On the other hand, in the hydrogen removal apparatus 10D, the size (particle diameter) of the reaction material piece 22 is changed according to the place where the reaction material module 20D is disposed.

すなわち、水素除去装置10Dでは、粒子径が異なる複数種類(図6に示される例では3種類)の粒子状の反応材片22(図6に示される例では22D1,22D2,22D3)をそれぞれ容器21に収容して形成された複数種類の反応材モジュール20D(図6に示される例では、20D1,20D2,20D3)が用意され、反応材片22のサイズ(粒子径)が相対的に小さいものは、複数の反応材モジュール20Dで構成される被処理ガス13の流路の中心側に配設し、大きくなるにつれて順次縁側に配設している。   That is, in the hydrogen removal apparatus 10D, a plurality of types of reactive material pieces 22 (3D in the example shown in FIG. 6) having different particle diameters (22D1, 22D2, and 22D3 in the example shown in FIG. 6) are respectively stored in containers. A plurality of types of reaction material modules 20D (20D1, 20D2, and 20D3 in the example shown in FIG. 6) prepared and accommodated in 21 are prepared, and the size (particle diameter) of the reaction material pieces 22 is relatively small. Are arranged on the center side of the flow path of the gas to be processed 13 constituted by a plurality of reaction material modules 20D, and are sequentially arranged on the edge side as they become larger.

これは、一般的にガスが筒状の容器を通気する場合、相対的に流れやすい中心部分のガス流量が多くなる傾向が予想されるが、ガス流量が多くなると予想される中心部分の圧力損失を中心の周辺部分に比べて高めることで、ガス流量の偏りを解消するためである。換言すれば、被処理ガス13(または処理済ガス15)が相対的に流れやすい中心部分の圧力損失を周辺部分に比べて高めることで、被処理ガス13(または処理済ガス15)の流れをより均一にすることができるためである。   In general, when gas is ventilated through a cylindrical container, the gas flow rate in the central part, which tends to flow relatively easily, is expected to increase, but the pressure loss in the central part, where the gas flow rate is expected to increase, is expected. This is because the deviation of the gas flow rate is eliminated by increasing the ratio as compared with the peripheral portion at the center. In other words, the flow of the gas 13 to be processed (or the processed gas 15) is increased by increasing the pressure loss of the central portion where the gas 13 to be processed (or the processed gas 15) is relatively easy to flow compared to the peripheral portion. This is because it can be made more uniform.

例えば、図6に示される水素除去装置10Dでは、それぞれ粒子径r,r,r(0<r<r<r)とする反応材片22D1,22D2,22D3を収容してセル23D1,23D2,23D3を用意し、さらに、セル23D1,23D2,20D3をそれぞれ直列に連結して反応材モジュール20D1,20D2,20D3を形成する。その後、反応材モジュール20D1,20D2,20D3を筐体12の壁面側から中心側に向かうにつれて粒子径が大きくなるように反応材モジュール配設する。 For example, the hydrogen removal apparatus 10D shown in FIG. 6 accommodates reaction material pieces 22D1, 22D2, and 22D3 having particle diameters r 1 , r 2 , and r 3 (0 <r 1 <r 2 <r 3 ), respectively. Cells 23D1, 23D2, and 23D3 are prepared, and the cells 23D1, 23D2, and 20D3 are connected in series to form the reaction material modules 20D1, 20D2, and 20D3, respectively. Thereafter, the reaction material modules 20D1, 20D2, and 20D3 are disposed so that the particle diameter increases from the wall surface side of the housing 12 toward the center side.

すなわち、粒子径が相対的に小さい(粒子径r)反応材片22D1を収容する反応材モジュール20D1は筐体12の中心側に、粒子径が相対的に大きい(粒子径r)反応材片22D3を収容する反応材モジュール20D3は筐体12の最も壁面側に、反応材片22D1よりも大きく反応材片22D3よりも小さい粒子径をもつ反応材片22D2を収容する反応材モジュール20D2は、反応材モジュール20D1と反応材モジュール20D3との間に配設される。 That is, the reaction material module 20D1 containing the reaction material piece 22D1 having a relatively small particle diameter (particle diameter r 1 ) has a relatively large particle diameter (particle diameter r 3 ) on the center side of the housing 12. The reaction material module 20D3 for accommodating the piece 22D3 has a reaction material module 20D2 for accommodating the reaction material piece 22D2 having a particle diameter larger than the reaction material piece 22D1 and smaller than the reaction material piece 22D3 on the most wall surface side of the housing 12. The reaction material module 20D1 and the reaction material module 20D3 are disposed.

このように、粒子径が相対的に小さい(粒子径r)反応材片22Dを収容する反応材モジュール20D1が筐体12の中心側に、粒子径が相対的に大きい反応材片22Dを収容する反応材モジュール20D3が筐体12の壁面側に配設される構成される水素除去装置10Dでは、水素除去装置10Aと同様に、吸気部14から被処理ガス13が筐体12内に導入され、筐体12の反応材モジュール20D1,20D2,20D3が配設された水素除去部11で水素除去され、処理済ガス15となって排気部16から排気される。 As described above, the reaction material module 20D1 that accommodates the reaction material piece 22D having a relatively small particle diameter (particle diameter r 1 ) accommodates the reaction material piece 22D having a relatively large particle diameter on the center side of the housing 12. In the hydrogen removing device 10D configured such that the reaction material module 20D3 to be disposed is disposed on the wall surface side of the housing 12, the gas 13 to be treated is introduced into the housing 12 from the intake portion 14 as in the hydrogen removing device 10A. Then, hydrogen is removed by the hydrogen removing unit 11 in which the reaction material modules 20D1, 20D2, and 20D3 of the housing 12 are disposed, and the treated gas 15 is exhausted from the exhaust unit 16.

水素除去部11としての反応材モジュール20D1,20D2,20D3では、筐体12の壁面側(被処理ガス13の流路の縁側)から中心側に向かうにつれて圧力損失が大きくなるので、被処理ガス13(または処理済ガス15)が中心側に集まりにくくなり、反応材モジュール20D1,20D2,20D3を流れる被処理ガス13(または処理済ガス15)の流れがより均一化される。   In the reaction material modules 20D1, 20D2, and 20D3 as the hydrogen removing unit 11, the pressure loss increases from the wall surface side (the edge side of the flow path of the gas to be processed 13) of the housing 12 toward the center side. (Or the processed gas 15) is less likely to gather on the center side, and the flow of the gas 13 to be processed (or the processed gas 15) flowing through the reaction material modules 20D1, 20D2, and 20D3 is made more uniform.

なお、本発明の第4の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法は、第1の水素除去方法等の本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法に対して、使用する装置が水素除去装置10Aの代わりに水素除去装置10Dとなる点で相違するものの、工程としては実質的に同様に行われる。従って、水素除去装置10Aを用いて行う第1の水素除去方法の説明をもって、水素除去装置10Dを用いて行う第4の水素除去方法の説明を省略する。   In addition, the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the fourth embodiment of the present invention is a hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention, such as the first hydrogen removal method. Although it differs from the removal method in that the apparatus to be used is a hydrogen removal apparatus 10D instead of the hydrogen removal apparatus 10A, the process is substantially the same. Therefore, the description of the fourth hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10D is omitted from the description of the first hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10A.

水素除去装置10Dおよび第4の水素除去方法によれば、水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法と同様の効果を奏することができる。さらに、水素除去装置10Dおよび第4の水素除去方法では、筐体12の壁面側(被処理ガス13の流路の縁側)から中心側に向かうにつれて圧力損失が大きくなるように水素除去部11としての反応材モジュール20Dが配設されるので、反応材モジュール20Dを流れる被処理ガス13(または処理済ガス15)の流れをより均一化することができる。   According to the hydrogen removal apparatus 10D and the fourth hydrogen removal method, the same effects as those of the hydrogen removal apparatus 10A and the first hydrogen removal method can be achieved. Furthermore, in the hydrogen removal apparatus 10D and the fourth hydrogen removal method, the hydrogen removal unit 11 is configured so that the pressure loss increases from the wall surface side of the housing 12 (the edge side of the flow path of the gas to be processed 13) toward the center side. Therefore, the flow of the gas to be processed 13 (or the processed gas 15) flowing through the reaction material module 20D can be made more uniform.

[第5の実施形態]
図7は本発明の第5の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Eの断面図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a hydrogen removal apparatus 10E which is an example of a hydrogen removal apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

水素除去装置10Eは、水素除去装置10Aに対して、被処理ガス13を通気させる方向が相違するが、その他の点は実質的に相違しない。そこで、本実施形態の説明では、水素除去装置10Aに対する相違点を中心に説明し、上述した実施形態の説明と重複する内容の説明を省略する。   The hydrogen removal apparatus 10E differs from the hydrogen removal apparatus 10A in the direction in which the gas 13 to be treated is vented, but the other points are not substantially different. Therefore, in the description of the present embodiment, the difference from the hydrogen removal apparatus 10A will be mainly described, and the description of the contents overlapping with the description of the above-described embodiment will be omitted.

水素除去装置10Eは、簡潔に言えば、水素除去装置10Aを90度回転させた構成とほぼ同様となる。すなわち、水素除去装置10Eは、水素除去装置10Aと同様に水素除去部11を具備し、水素除去部11を内部に配設した筐体12に被処理ガス13を吸気部14から導入し、水素除去部11を通過させて被処理ガス13に含まれる水素を除去して処理済ガス15とした後、排気部16から排気する。   Briefly speaking, the hydrogen removal apparatus 10E has substantially the same configuration as the hydrogen removal apparatus 10A rotated 90 degrees. That is, the hydrogen removing device 10E includes the hydrogen removing unit 11 as in the hydrogen removing device 10A, and introduces the gas 13 to be processed into the casing 12 in which the hydrogen removing unit 11 is disposed, from the intake unit 14, After passing through the removal unit 11 to remove hydrogen contained in the gas 13 to be processed to be a treated gas 15, the exhaust gas is exhausted from the exhaust unit 16.

水素除去装置10Eでは、吸気部14および排気部16が筐体12の側面に設けられており、吸気された被処理ガス13が筐体12の内部で水平方向(図7において横方向)に流動し、水素除去部11を通過した後に排気されるように構成される。また、水素除去装置10Eでは、筐体12の内部に、被処理ガス13(または処理済ガス15)が流動する方向に対して略鉛直方向に延在する仕切板17が2箇所設置されており、仕切板17と仕切板17との間に水素除去部11としての反応材モジュール20Eが配設される。   In the hydrogen removing device 10E, the intake section 14 and the exhaust section 16 are provided on the side surface of the casing 12, and the inhaled gas 13 flows in the casing 12 in the horizontal direction (lateral direction in FIG. 7). The exhaust gas is exhausted after passing through the hydrogen removing unit 11. Further, in the hydrogen removal apparatus 10E, two partition plates 17 extending in a substantially vertical direction with respect to the direction in which the gas to be processed 13 (or the processed gas 15) flows are installed in the housing 12 at two locations. The reaction material module 20 </ b> E as the hydrogen removing unit 11 is disposed between the partition plate 17 and the partition plate 17.

図8は水素除去装置10Eにおける水素除去部11としての反応材モジュール20Eの概略図であり、図8(A)は反応材モジュール20Eの縦断面図、図8(B)は反応材モジュール20Eの側面図である。   FIG. 8 is a schematic view of a reaction material module 20E as the hydrogen removal unit 11 in the hydrogen removal apparatus 10E. FIG. 8A is a longitudinal sectional view of the reaction material module 20E, and FIG. 8B is a view of the reaction material module 20E. It is a side view.

反応材モジュール20Eは、反応材モジュール20A等と構成は実質的に同様であるが、配設される方向(使用時の方向)が相違する。具体的に説明すれば、反応材モジュール20A等は、被処理ガス13の通気方向が鉛直方向(図2等で縦方向)となっているが、反応材モジュール20Eでは、被処理ガス13の通気方向が水平方向(図7で横方向)となっている。また、反応材モジュール20Eにおいて、各セル23内の上部に膨張吸収領域24が設定される。   The configuration of the reaction material module 20E is substantially the same as that of the reaction material module 20A and the like, but the arrangement direction (direction during use) is different. Specifically, in the reaction material module 20A and the like, the ventilation direction of the gas to be processed 13 is vertical (vertical direction in FIG. 2 and the like), but in the reaction material module 20E, the ventilation of the gas to be processed 13 is performed. The direction is a horizontal direction (lateral direction in FIG. 7). Further, in the reaction material module 20E, an expansion absorption region 24 is set in the upper part of each cell 23.

被処理ガス13を水平方向に流動させる水素除去装置10Eでは、膨張吸収領域24を単なる空間とする場合、反応材モジュール20Eのセル23の上部が空間となるため、被処理ガス13が水素と反応する反応材片22が充填されている反応材充填領域25を通気せずに、単なる空間である膨張吸収領域24を通気してしまうことになる。   In the hydrogen removing device 10E that allows the gas 13 to be processed to flow in the horizontal direction, when the expansion absorption region 24 is a simple space, the upper portion of the cell 23 of the reaction material module 20E becomes a space, so that the gas 13 to be processed reacts with hydrogen. Thus, the reaction material filling region 25 filled with the reaction material pieces 22 is not ventilated, but the expansion absorption region 24, which is a simple space, is ventilated.

そこで、被処理ガス13が水平方向に流動する水素除去装置10E等では、膨張吸収領域24を通気することを妨げる邪魔板35等をセル23の入口側上部に配設し、通気部26の上部の開口を塞いでいる。水素除去装置10Eでは、邪魔板35が通気部26の上部の開口を塞ぐことで、膨張吸収領域24が単なる空間であったとしても、邪魔板35が膨張吸収領域24へ進入しようとする被処理ガス13をブロックするので、被処理ガス13を反応材充填領域25へ進入させることができる。   Therefore, in the hydrogen removal device 10E or the like in which the gas to be treated 13 flows in the horizontal direction, a baffle plate 35 or the like that prevents the ventilation of the expansion absorption region 24 is provided at the upper portion on the inlet side of the cell 23, and the upper portion of the ventilation portion 26. Is closing the opening. In the hydrogen removing device 10E, the baffle plate 35 blocks the opening at the top of the ventilation portion 26, so that the baffle plate 35 enters the expansion absorption region 24 even if the expansion absorption region 24 is merely a space. Since the gas 13 is blocked, the gas 13 to be treated can enter the reaction material filling region 25.

邪魔板35は、セル23内の膨張吸収領域24が無用に小さくならないように、被処理ガス13が流動する方向には短い長さとする。また、邪魔板35は、例えば、接着、溶着、ビス止め等の任意の固着方法を採用して容器21Aに固着される。   The baffle plate 35 has a short length in the direction in which the gas to be processed 13 flows so that the expansion absorption region 24 in the cell 23 does not become unnecessarily small. Further, the baffle plate 35 is fixed to the container 21A by adopting an arbitrary fixing method such as adhesion, welding, screwing or the like.

なお、図7に示される反応材モジュール20E(容器21A)は、邪魔板35を除き反応材モジュール20A(容器21A)と実質的に同様に構成されているが、反応材モジュール20A(容器21A)と実質的に同様に構成される箇所については、反応材モジュール20B(容器21B)等の他の反応材モジュール20(容器21)(図2)と実質的に同様に構成されていても良い。   The reaction material module 20E (container 21A) shown in FIG. 7 is configured substantially the same as the reaction material module 20A (container 21A) except for the baffle plate 35, but the reaction material module 20A (container 21A). The portion configured substantially in the same manner may be configured in substantially the same manner as the other reaction material module 20 (container 21) (FIG. 2) such as the reaction material module 20B (container 21B).

例えば、反応材モジュール20E(容器21A)は、邪魔板35とともに、反応材モジュール20Eの配設後の状態を基準として上下方向(鉛直方向)に延在する偏り防止板31(図4)をさらに設けた構成でも良いし、容器内面に凹凸部33(図5)をさらに設けた構成でも良い。   For example, the reaction material module 20E (container 21A) further includes a baffle plate 35 and a bias prevention plate 31 (FIG. 4) extending in the vertical direction (vertical direction) based on the state after the reaction material module 20E is disposed. The provided structure may be sufficient, and the structure which further provided the uneven | corrugated | grooved part 33 (FIG. 5) in the container inner surface may be sufficient.

このように構成される反応材モジュール20Eを水素除去部11として設置した水素除去装置10Eでは、水素除去装置10Aと同様に、吸気部14から被処理ガス13が筐体12内に導入され、筐体12の反応材モジュール20Eが複数配設された水素除去部11で水素除去され、処理済ガス15となって排気部16から排気される。   In the hydrogen removal device 10E in which the reaction material module 20E configured as described above is installed as the hydrogen removal unit 11, the gas 13 to be treated is introduced into the housing 12 from the intake portion 14 in the same manner as the hydrogen removal device 10A. Hydrogen is removed by the hydrogen removing unit 11 in which a plurality of the reaction material modules 20E of the body 12 are arranged, and the processed gas 15 is exhausted from the exhaust unit 16.

また、被処理ガス13が水平方向に流動する水素除去装置10Eでは、例えば、膨張吸収領域24が単なる空間の場合であっても、邪魔板35が当該空間を被処理ガス13が通気することを阻害するため、当該空間を被処理ガス13が通気することに伴い水素の除去効率が低下することを抑制することができる。   Further, in the hydrogen removing device 10E in which the gas to be processed 13 flows in the horizontal direction, for example, even when the expansion absorption region 24 is a simple space, the baffle plate 35 allows the gas to be processed 13 to pass through the space. Since it inhibits, it can suppress that the removal efficiency of hydrogen falls by the to-be-processed gas 13 ventilating the said space.

なお、本発明の第5の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法は、第1の水素除去方法等の本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法に対して、使用する装置が水素除去装置10Aの代わりに水素除去装置10Eとなる点で相違するものの、工程としては実質的に同様に行われる。従って、水素除去装置10Aを用いて行う第1の水素除去方法の説明をもって、水素除去装置10Eを用いて行う第5の水素除去方法の説明を省略する。   Note that the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is a hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention, such as the first hydrogen removal method. Although it differs from the removal method in that the device to be used is a hydrogen removal device 10E instead of the hydrogen removal device 10A, the steps are substantially the same. Accordingly, the description of the fifth hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10E is omitted with the description of the first hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10A.

水素除去装置10Eおよび第5の水素除去方法によれば、水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法と同様の効果を奏することができる。また、水素除去装置10Eおよび第5の水素除去方法では、膨張吸収領域24が単なる空間の場合であっても、当該空間を被処理ガス13が通気することを邪魔板35が阻害するため、当該空間を被処理ガス13が通気することに伴う水素の除去効率低下を抑制することができる。   According to the hydrogen removal device 10E and the fifth hydrogen removal method, the same effects as those of the hydrogen removal device 10A and the first hydrogen removal method can be obtained. In the hydrogen removal device 10E and the fifth hydrogen removal method, even if the expansion absorption region 24 is a simple space, the baffle plate 35 inhibits the gas to be processed 13 from passing through the space. It is possible to suppress a reduction in hydrogen removal efficiency due to the gas 13 to be treated passing through the space.

なお、上述の説明は、膨張吸収領域24が単なる空間の場合の弊害を防止することを中心とした内容であるが、膨張吸収領域24が中空の金属容器等の膨張吸収体で構成されることを妨げるものではない。また、膨張吸収領域24が膨張吸収体で構成され場合であって、当該膨張吸収体が被処理ガス13の流動を妨げる場合、すなわち、膨張吸収領域24を構成する膨張吸収体が邪魔板35としての機能も有する場合には、邪魔板35の設置を省略することができる。   The above description is centered on preventing adverse effects when the expansion absorption region 24 is a simple space. However, the expansion absorption region 24 is composed of an expansion absorber such as a hollow metal container. It does not prevent. Further, in the case where the expansion absorption region 24 is configured by an expansion absorber, and when the expansion absorber obstructs the flow of the gas to be processed 13, that is, the expansion absorber constituting the expansion absorption region 24 is used as the baffle plate 35. If the function is also provided, the installation of the baffle plate 35 can be omitted.

さらに、膨張吸収体を用いた場合は、膨張吸収領域24のほぼ全域にわたって被処理ガス13の進入を防止することができる。また、膨張吸収体が反応材の膨張によって潰れた際に破損したとしても、表面に多少のき裂が生じた程度であれば、被処理ガス13の進入防止機能は損なわれない。セル23の入口側から出口側にかけて膨張吸収領域24を貫通するような流路が形成されない限り、被処理ガス13は反応材充填領域25を流れるからである。また、仮に膨張吸収体の破損により膨張吸収領域24を通過する流路が形成されたとしても、小さいき裂を通過するような流路では流路抵抗が高く、被処理ガス13の大半が反応材充填領域25を流れるものと考えられる。   Furthermore, when the expansion absorber is used, the gas 13 to be treated can be prevented from entering almost the entire expansion absorption region 24. Further, even if the expansion absorber is broken when it is crushed by the expansion of the reaction material, the function of preventing the gas 13 to be treated from entering is not impaired as long as some cracks are generated on the surface. This is because the gas 13 to be treated flows through the reaction material filling region 25 unless a flow path that penetrates the expansion absorption region 24 from the inlet side to the outlet side of the cell 23 is formed. Further, even if a flow path that passes through the expansion absorption region 24 is formed due to the damage of the expansion absorber, the flow path resistance is high in the flow path that passes through a small crack, and most of the gas to be treated 13 reacts. It is considered that the material flows through the material filling region 25.

[第6の実施形態]
本発明の第6の実施形態に係る水素除去装置は、本発明の第5の実施形態に係る水素除去装置に対して、配設される反応材モジュールの構成が異なる点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。すなわち、本発明の第6の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Fの断面図は、図7に示される符号10E,20Eを符号10F,20Fと読み替えたものとなる。そこで、本実施形態の説明では、水素除去装置10Fの水素除去装置10Eに対する相違点である反応材モジュール20Fを中心に説明し、上述した実施形態の説明と重複する内容の説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
The hydrogen removal apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is different from the hydrogen removal apparatus according to the fifth embodiment of the present invention in that the configuration of the reaction material module to be disposed is different. This point is not substantially different. That is, the sectional view of the hydrogen removing device 10F which is an example of the hydrogen removing device according to the sixth embodiment of the present invention is obtained by replacing the symbols 10E and 20E shown in FIG. 7 with the symbols 10F and 20F. Therefore, in the description of the present embodiment, the reaction material module 20F that is a difference between the hydrogen removal apparatus 10F and the hydrogen removal apparatus 10E will be mainly described, and the description of the contents overlapping with the description of the above-described embodiment will be omitted.

図9は本発明の第6の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10F(図7において符号10Eを10Fに読み替え)において適用される反応材モジュール20Fの概略図であり、図9(A)が反応材モジュール20Fの縦断面図、図9(B)が反応材モジュール20Fの側面図である。   FIG. 9 is a schematic diagram of a reaction material module 20F applied in a hydrogen removal apparatus 10F (in FIG. 7, the reference numeral 10E is replaced with 10F) as an example of the hydrogen removal apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. 9A is a longitudinal sectional view of the reaction material module 20F, and FIG. 9B is a side view of the reaction material module 20F.

反応材モジュール20Fは、反応材モジュール20Eに対して、邪魔板35の代わりに傾斜付き邪魔板36が配設される。すなわち、反応材モジュール20Fは、反応材モジュール20Eと同様に、容器21Aの内部に反応材片22を収容したセル23を形成し、さらに、セル23を直列(図9(A)における横方向)に連結して構成される。また、セル23内の上部に膨張吸収領域24が設定される。   The reaction material module 20F is provided with a baffle plate 36 with an inclination instead of the baffle plate 35 with respect to the reaction material module 20E. That is, the reaction material module 20F forms the cell 23 which accommodated the reaction material piece 22 in the inside of the container 21A similarly to the reaction material module 20E, and furthermore, the cell 23 is connected in series (lateral direction in FIG. 9 (A)). Concatenated and configured. In addition, an expansion absorption region 24 is set in the upper part of the cell 23.

傾斜付き邪魔板36は、邪魔板35に対して、被処理ガス13が通気する際に被処理ガス13と接する下面に、被処理ガス13が通気するにつれて(図9(A)に示されるセル23では、左側から右側に進むにつれて)上昇する傾斜面が形成された傾斜部36aを有する点で相違するが、その他の点では実質的に相違しない。また、傾斜付き邪魔板36の固定方法についても、邪魔板35と同様に、例えば、接着、溶着、ビス止め等の任意の固着方法を採用して容器21Aに固着される。   The inclined baffle plate 36 is in contact with the baffle plate 35 when the gas to be processed 13 is vented to the lower surface in contact with the gas to be processed 13 when the gas to be processed 13 is vented (the cell shown in FIG. 9A). 23 is different in that it has an inclined portion 36a formed with a rising inclined surface (as it goes from the left side to the right side), but is not substantially different in other points. As for the fixing method of the inclined baffle plate 36, similarly to the baffle plate 35, for example, an arbitrary fixing method such as adhesion, welding, screwing or the like is adopted to fix the inclined baffle plate 36 to the container 21 </ b> A.

このような傾斜付き邪魔板36を配設することで、膨張吸収領域24が単なる空間であったとしても、傾斜付き邪魔板36が膨張吸収領域24へ進入しようとする被処理ガス13をブロックするので、被処理ガス13を反応材充填領域25へ進入させることができるとともに、被処理ガス13を極力(できるだけ長く)反応材充填領域25で通気させることができる。   By providing such an inclined baffle plate 36, the inclined baffle plate 36 blocks the gas 13 to be processed that is about to enter the expansion absorption region 24 even if the expansion absorption region 24 is merely a space. Therefore, the gas 13 to be processed can enter the reaction material filling region 25 and the gas 13 to be processed can be vented in the reaction material filling region 25 as long as possible.

なお、図9に示される反応材モジュール20F(容器21A)は、邪魔板35を除き反応材モジュール20A(容器21A)と実質的に同様に構成されているが、反応材モジュール20B(容器21B)等の他の反応材モジュール20(容器21)(図2)と実質的に同様に構成されていても良い。   The reaction material module 20F (container 21A) shown in FIG. 9 is configured substantially the same as the reaction material module 20A (container 21A) except for the baffle plate 35, but the reaction material module 20B (container 21B). The other reaction material module 20 (container 21) (FIG. 2) etc. may be comprised substantially the same.

例えば、反応材モジュール20F(容器21A)は、傾斜付き邪魔板36とともに、反応材モジュール20Fの配設後の状態を基準として上下方向(垂直方法)に延在する偏り防止板31(図4)をさらに設けた構成でも良いし、容器内面に凹凸部33(図5)をさらに設けた構成でも良い。   For example, the reaction material module 20F (container 21A), together with the inclined baffle plate 36, is a bias prevention plate 31 (FIG. 4) extending in the vertical direction (vertical method) with reference to the state after the reaction material module 20F is disposed. The structure which provided further the uneven | corrugated | grooved part 33 (FIG. 5) may be sufficient in the container inner surface.

このように構成される反応材モジュール20Fを水素除去部11として設置した水素除去装置10Fでは、水素除去装置10Aと同様に、吸気部14から被処理ガス13が筐体12内に導入され、筐体12の反応材モジュール20Fが複数配設された水素除去部11で水素除去され、処理済ガス15となって排気部16から排気される。   In the hydrogen removal apparatus 10F in which the reaction material module 20F configured as described above is installed as the hydrogen removal unit 11, the gas 13 to be treated is introduced into the casing 12 from the intake section 14 similarly to the hydrogen removal apparatus 10A. Hydrogen is removed by the hydrogen removing section 11 in which a plurality of the reaction material modules 20F of the body 12 are arranged, and the processed gas 15 is exhausted from the exhaust section 16.

また、被処理ガス13が水平方向に流動する水素除去装置10Fでは、例えば、膨張吸収領域24が単なる空間の場合であっても、傾斜付き邪魔板36が当該空間を被処理ガス13が通気することを阻害するため、当該空間を被処理ガス13が通気することに伴い水素の除去効率が低下することを抑制することができる。   Further, in the hydrogen removal apparatus 10F in which the gas 13 to be processed flows in the horizontal direction, for example, even when the expansion absorption region 24 is a simple space, the baffle plate 36 with an inclination allows the gas 13 to be processed to pass through the space. In order to inhibit this, it is possible to suppress a decrease in hydrogen removal efficiency due to the gas 13 to be treated flowing through the space.

さらに、水素除去装置10Fでは、セル23に傾斜付き邪魔板36が配設されることによって、被処理ガス13が通気(流動)する方向に対して徐々に流路幅が広がる流路構成となるので、反応材片22が膨張する膨張吸収領域24として空間は確保しつつも、被処理ガス13を極力(できるだけ長く)反応材充填領域25で通気させることができる。   Further, in the hydrogen removing apparatus 10F, the baffle plate 36 with the inclination is disposed in the cell 23, so that the flow path width gradually increases with respect to the direction in which the gas 13 to be treated is vented (flowed). Therefore, it is possible to vent the gas 13 to be processed in the reaction material filling region 25 as much as possible (as long as possible) while securing a space as the expansion absorption region 24 where the reaction material piece 22 expands.

なお、本発明の第6の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法は、第1の水素除去方法等の本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法に対して、使用する装置が水素除去装置10Aの代わりに水素除去装置10Fとなる点で相違するものの、工程としては実質的に同様に行われる。従って、水素除去装置10Aを用いて行う第1の水素除去方法の説明をもって、水素除去装置10Fを用いて行う第6の水素除去方法の説明を省略する。   In addition, the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is a hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention, such as the first hydrogen removal method. Although it differs from the removal method in that the device to be used is a hydrogen removal device 10F instead of the hydrogen removal device 10A, the steps are substantially the same. Therefore, the description of the sixth hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10F is omitted with the description of the first hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10A.

水素除去装置10Fおよび第6の水素除去方法によれば、水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法と同様の効果を奏することができる。また、水素除去装置10Fおよび第6の水素除去方法では、膨張吸収領域24が単なる空間の場合であっても、傾斜付き邪魔板36が当該空間を被処理ガス13が通気することを阻害するため、当該空間を被処理ガス13が通気することに伴う水素の除去効率低下を抑制することができる。   According to the hydrogen removal device 10F and the sixth hydrogen removal method, the same effects as those of the hydrogen removal device 10A and the first hydrogen removal method can be obtained. Further, in the hydrogen removing device 10F and the sixth hydrogen removing method, even if the expansion absorption region 24 is a simple space, the inclined baffle plate 36 inhibits the gas to be processed 13 from passing through the space. In addition, it is possible to suppress a decrease in hydrogen removal efficiency due to the gas 13 to be treated passing through the space.

さらに、水素除去装置10Fおよび第6の水素除去方法では、セル23に傾斜付き邪魔板36が配設されることによって、被処理ガス13が通気(流動)する方向に対して徐々に流路幅が広がる流路構成となるので、反応材片22が膨張する膨張吸収領域24として空間は確保しつつも、被処理ガス13を極力(できるだけ長く)反応材充填領域25で通気させることができる。なお、膨張吸収領域24は、水素除去装置10E等と同様に中空の金属容器等で構成される膨張吸収体であっても良い。   Furthermore, in the hydrogen removing device 10F and the sixth hydrogen removing method, the baffle plate 36 with the inclination is disposed in the cell 23, so that the flow path width gradually increases with respect to the direction in which the gas 13 to be treated is vented (flowed). Therefore, while the space is secured as the expansion absorption region 24 where the reaction material piece 22 expands, the gas 13 to be treated can be vented in the reaction material filling region 25 as much as possible. The expansion absorption region 24 may be an expansion absorber constituted by a hollow metal container or the like as in the hydrogen removal device 10E.

[第7の実施形態]
本発明の第7の実施形態に係る水素除去装置は、本発明の第5の実施形態に係る水素除去装置に対して、配設される反応材モジュールの構成が異なる点で相違するが、その他の点は実質的に相違しない。すなわち、本発明の第7の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10Gの断面図は、図7に示される符号10E,20Eを符号10G,20Gと読み替えたものとなる。そこで、本実施形態の説明では、水素除去装置10Gの水素除去装置10Eに対する相違点である反応材モジュール20Gを中心に説明し、上述した実施形態の説明と重複する内容の説明を省略する。
[Seventh Embodiment]
The hydrogen removal apparatus according to the seventh embodiment of the present invention is different from the hydrogen removal apparatus according to the fifth embodiment of the present invention in that the configuration of the reaction material module disposed is different. This point is not substantially different. That is, the sectional view of the hydrogen removing device 10G which is an example of the hydrogen removing device according to the seventh embodiment of the present invention is obtained by replacing the symbols 10E and 20E shown in FIG. 7 with the symbols 10G and 20G. Therefore, in the description of the present embodiment, the description will focus on the reaction material module 20G, which is a difference between the hydrogen removal apparatus 10G and the hydrogen removal apparatus 10E, and the description of the contents overlapping with the description of the above-described embodiment will be omitted.

図10は本発明の第7の実施形態に係る水素除去装置の一例である水素除去装置10G(図7において符号10Eを10Gに読み替え)において適用される反応材モジュール20Gの概略図であり、図10(A)が反応材モジュール20Gを構成するセル23の容器21Gの側面図、図10(B)が容器21Gの縦断面図、図10(C)が反応材モジュール20Gの縦断面図である。   FIG. 10 is a schematic view of a reaction material module 20G applied in a hydrogen removal apparatus 10G (in FIG. 7, the reference numeral 10E is replaced with 10G) as an example of the hydrogen removal apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. 10A is a side view of the container 21G of the cell 23 constituting the reaction material module 20G, FIG. 10B is a longitudinal sectional view of the container 21G, and FIG. 10C is a longitudinal sectional view of the reaction material module 20G. .

反応材モジュール20Gは、容器21Aと邪魔板35とで実現される機能を、容器21Gによって実現している。より具体的には、容器21Gに反応材片22を収容したセル23を直列に(図10(A)における横方向)に連結して構成され、例えば、セル23内の上部に膨張吸収領域24が設定される。つまり、反応材モジュール20Gは、容器21A等の代わりに容器21Gに反応材片22が収容される点と、邪魔板35をセル23内に配設しない点とで反応材モジュール20Eと相違する。   The reaction material module 20G realizes the function realized by the container 21A and the baffle plate 35 by the container 21G. More specifically, the cell 23 in which the reaction material piece 22 is accommodated in the container 21G is connected in series (lateral direction in FIG. 10A). For example, the expansion absorption region 24 is formed in the upper portion of the cell 23. Is set. That is, the reaction material module 20 </ b> G is different from the reaction material module 20 </ b> E in that the reaction material piece 22 is accommodated in the container 21 </ b> G instead of the container 21 </ b> A and the baffle plate 35 is not disposed in the cell 23.

容器21Gは、例えば、容器21A等に対して、被処理ガス13の吸気口となる面(以下、「吸気面」と称する。)38に、通気部26の他に、被処理ガス13を通気させない無開口部39がさらに設けられる。より具体的に説明すれば、反応材モジュール20Gを配設後の状態を基準とした場合、容器21Gは、吸気面38の上部に無開口部39が設けられ、無開口部39の下部に通気部26が設けられている。   For example, the container 21G vents the gas 13 to be treated in addition to the ventilation portion 26 to a surface (hereinafter referred to as an “intake surface”) 38 that serves as an inlet of the gas 13 to be treated with respect to the container 21A and the like. A non-opening 39 that is not allowed is further provided. More specifically, when the state after the reaction material module 20G is disposed as a reference, the container 21G is provided with a non-opening portion 39 in the upper portion of the intake surface 38 and in the lower portion of the non-opening portion 39. A portion 26 is provided.

無開口部39は、例えば、吸気面38の通気部26が網目で形成される場合、当該網目を塞ぐ平板で構成できる。また、吸気面38の通気部26が貫通孔である場合、当該貫通孔を吸気面38の下部に設ける一方、吸気面38の上部には設けないようにすることで、下部に通気部26が、上部に無開口部39が設けられる吸気面38を形成することができる。   The non-opening 39 can be configured by a flat plate that closes the mesh when the ventilation portion 26 of the intake surface 38 is formed by a mesh, for example. In addition, when the ventilation portion 26 of the intake surface 38 is a through hole, the through hole is provided in the lower portion of the intake surface 38, but not provided in the upper portion of the intake surface 38. The air intake surface 38 provided with the non-opening 39 in the upper part can be formed.

このように構成される反応材モジュール20Gを水素除去部11として設置した水素除去装置10Gでは、水素除去装置10Eと同様に作用する。すなわち、吸気部14から被処理ガス13が筐体12内に導入され、筐体12の反応材モジュール20Gが複数配設された水素除去部11で水素除去され、処理済ガス15となって排気部16から排気される。また、膨張吸収領域24が単なる空間の場合であっても、無開口部39が当該空間を被処理ガス13が通気することを阻害するため、当該空間を被処理ガス13が通気することに伴い水素の除去効率が低下することを抑制することができる。   The hydrogen removing device 10G in which the reaction material module 20G configured as described above is installed as the hydrogen removing unit 11 operates in the same manner as the hydrogen removing device 10E. That is, the gas 13 to be treated is introduced into the casing 12 from the intake section 14, and the hydrogen is removed by the hydrogen removing section 11 in which a plurality of the reaction material modules 20 </ b> G of the casing 12 are disposed, and the processed gas 15 is exhausted. The air is exhausted from the portion 16. Further, even when the expansion absorption region 24 is a simple space, the non-opening portion 39 prevents the gas to be processed 13 from passing through the space, and accordingly, the gas to be processed 13 passes through the space. It can suppress that the removal efficiency of hydrogen falls.

なお、本発明の第7の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法は、第1の水素除去方法等の本発明の第1の実施形態に係る水素除去装置を用いて行う水素除去方法に対して、使用する装置が水素除去装置10Aの代わりに水素除去装置10Gとなる点で相違するものの、工程としては実質的に同様に行われる。従って、水素除去装置10Aを用いて行う第1の水素除去方法の説明をもって、水素除去装置10Gを用いて行う第7の水素除去方法の説明を省略する。   In addition, the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus according to the seventh embodiment of the present invention is the hydrogen removal performed using the hydrogen removal apparatus according to the first embodiment of the present invention such as the first hydrogen removal method. Although it differs from the removal method in that the apparatus to be used is a hydrogen removal apparatus 10G instead of the hydrogen removal apparatus 10A, the process is substantially the same. Accordingly, the description of the seventh hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10G is omitted from the description of the first hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatus 10A.

水素除去装置10Gおよび第7の水素除去方法によれば、水素除去装置10Aおよび第1の水素除去方法と同様の効果を奏することができる。また、水素除去装置10Gおよび第7の水素除去方法では、膨張吸収領域24が単なる空間の場合であっても、当該空間を被処理ガス13が通気することを無開口部39が阻害するため、当該空間を被処理ガス13が通気することに伴う水素の除去効率低下を抑制することができる。   According to the hydrogen removal apparatus 10G and the seventh hydrogen removal method, the same effects as those of the hydrogen removal apparatus 10A and the first hydrogen removal method can be achieved. Further, in the hydrogen removing device 10G and the seventh hydrogen removing method, even if the expansion absorption region 24 is a simple space, the non-opening portion 39 inhibits the gas to be processed 13 from passing through the space. It is possible to suppress a reduction in hydrogen removal efficiency due to the gas to be processed 13 passing through the space.

さらに、水素除去装置10Gおよび第7の水素除去方法では、容器21Gに無開口部39を設けているため、水素除去装置10Eおよび第5の水素除去方法に対して、邪魔板35および邪魔板35を配設する手間を省くことができる。なお、膨張吸収領域24は、水素除去装置10E等と同様に中空の金属容器等で構成される膨張吸収体であっても良い。   Further, in the hydrogen removing device 10G and the seventh hydrogen removing method, the opening 21 is provided in the container 21G. Therefore, the baffle plate 35 and the baffle plate 35 are compared with the hydrogen removing device 10E and the fifth hydrogen removing method. It is possible to save the trouble of disposing the. The expansion absorption region 24 may be an expansion absorber constituted by a hollow metal container or the like as in the hydrogen removal device 10E.

以上、水素除去装置10A〜10Gおよび水素除去装置10A〜10Gを用いて行う水素除去方法によれば、金属過酸化物の小片を反応材片22とする場合等のように、反応材片22が被処理ガス13に含まれる水素と反応して体積が膨張したとしても、その膨張分を膨張吸収領域24が吸収するため、反応材片22の空隙率は低下せず、被処理ガス13が通過(通気)する際の圧力損失の増加を防止することができる。   As described above, according to the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatuses 10A to 10G and the hydrogen removal apparatuses 10A to 10G, the reaction material piece 22 is formed as in the case where the small piece of metal peroxide is the reaction material piece 22, or the like. Even if the volume expands by reacting with hydrogen contained in the gas 13 to be processed, the expansion absorption region 24 absorbs the expansion, so the porosity of the reaction material piece 22 does not decrease and the gas 13 to be processed passes. An increase in pressure loss during (venting) can be prevented.

また、水素除去装置10A〜10Gおよび水素除去装置10A〜10Gを用いて行う水素除去方法によれば、水素除去部11として、複数のセル23を連結して構成される反応材モジュール20を採用しているため、水素除去部11の設置および撤去を比較的簡単に行うことができる。   Moreover, according to the hydrogen removal method performed using the hydrogen removal apparatuses 10A to 10G and the hydrogen removal apparatuses 10A to 10G, the reactant module 20 configured by connecting a plurality of cells 23 as the hydrogen removal unit 11 is employed. Therefore, installation and removal of the hydrogen removal unit 11 can be performed relatively easily.

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be carried out in various forms other than the above-described examples in the implementation stage, and various omissions can be made without departing from the gist of the invention. , Add, replace, change. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10A〜10G…水素除去装置、11…水素除去部、12…筐体、13…被処理ガス、14…吸気部、15…処理済ガス、16…排気部、17…仕切板、17a…孔部、18…固定具、20(20A〜20G)…反応材モジュール、21(21A〜21G)…容器、22…反応材片、22D1,22D2,22D3…反応材片、23…セル、23D1,23D2,23D3…セル、24…膨張吸収領域、25…反応材充填領域、26…通気部、27…容器本体、28…ドア、31…偏り防止板、33…凹凸部、35…邪魔板、36…傾斜付き邪魔板、36a…傾斜部、38…吸気面、39…無開口部、r,r,r…(反応材片の)粒子径。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10A-10G ... Hydrogen removal apparatus, 11 ... Hydrogen removal part, 12 ... Housing | casing, 13 ... Processed gas, 14 ... Intake part, 15 ... Processed gas, 16 ... Exhaust part, 17 ... Partition plate, 17a ... Hole , 18 ... Fixing tool, 20 (20A to 20G) ... Reaction material module, 21 (21A to 21G) ... Container, 22 ... Reaction material piece, 22D1, 22D2, 22D3 ... Reaction material piece, 23 ... Cell, 23D1, 23D2, 23D3 ... cell, 24 ... expansion absorption region, 25 ... reactant filling region, 26 ... venting portion, 27 ... container body, 28 ... door, 31 ... bias plate, 33 ... concave portion, 35 ... baffle plate, 36 ... tilt It baffles attached, 36a ... inclined portion, 38 ... air intake surface, (reaction material pieces) 39 ... No openings, r 1, r 2, r 3 ... particle size.

Claims (10)

処理するガスを吸気部から内部に導入し、前記ガスに含まれる水素を酸化させることで除去した後に、前記ガスを排気部から外部へ排気する原子炉格納容器の水素除去装置において、
前記ガスを通気させて前記ガスと金属酸化物とを反応させ、前記ガスに含まれる水素を酸化させて除去する水素除去部を具備し、
前記水素除去部は、前記ガスを内部に通気可能な容器内に前記金属酸化物を収容したセルを前記通気の方向に対して直列に連結したモジュールを、前記ガスが前記モジュール内を通過して前記吸気部から前記排気部へと通気する方向に複数配設された構成であり、
前記セルの上部に前記金属酸化物が膨張した場合に当該膨張分を吸収する膨張吸収領域が設けられていることを特徴とする水素除去装置。
In the hydrogen removal apparatus for a reactor containment vessel that introduces a gas to be processed into the inside from an intake portion and removes the gas contained in the gas by oxidizing it, and then exhausts the gas from the exhaust portion to the outside.
Comprising a hydrogen removing unit that vents the gas to react the gas with the metal oxide and oxidizes and removes hydrogen contained in the gas;
The hydrogen removing unit includes a module in which cells containing the metal oxide are connected in series in a container in which the gas can be vented, and the gas passes through the module. It is a configuration in which a plurality of air is ventilated from the intake part to the exhaust part,
An expansion absorption region is provided in the upper portion of the cell to absorb an expansion when the metal oxide expands.
前記膨張吸収領域は、空間および前記金属酸化物が膨張した場合に生じる応力を受けて体積を減少させる膨張吸収体の何れか一方で構成されることを特徴とする請求項1記載の水素除去装置。 2. The hydrogen removal apparatus according to claim 1, wherein the expansion absorption region is configured by any one of an expansion absorber that receives a stress generated when the space and the metal oxide expand and reduces a volume. . 前記膨張吸収体は、前記金属酸化物が膨張した場合に生じる圧縮応力を受けると、当該圧縮応力を受けた方向に長さを縮める構造物であることを特徴とする請求項2記載の水素除去装置。 3. The hydrogen removal according to claim 2, wherein the expansion absorber is a structure that, when subjected to a compressive stress generated when the metal oxide expands, contracts in a direction in which the compressive stress is received. apparatus. 前記モジュールとして直列に連結される前記セル内には、前記モジュールを配設した後の状態を基準として、前記セル内の空間を水平方向に仕切る偏り防止板が設けられていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の水素除去装置。 The cells connected in series as the modules are provided with a bias prevention plate for partitioning the space in the cells in the horizontal direction with reference to the state after the modules are arranged. The hydrogen removal apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記偏り防止板は、前記金属酸化物よりも小さな開口部を有することを特徴とする請求項4記載の水素除去装置。 The hydrogen removal apparatus according to claim 4, wherein the bias prevention plate has an opening smaller than the metal oxide. 前記金属酸化物を収容する前記容器の内面の少なくとも一部には、前記金属酸化物が粒子である場合、曲面によって凹凸が形成される凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の水素除去装置。 2. An uneven part, in which unevenness is formed by a curved surface when the metal oxide is a particle, is provided on at least a part of the inner surface of the container containing the metal oxide. 6. The hydrogen removing device according to any one of 5 to 5. 前記水素除去部は、前記セルの前記容器に収容される前記金属酸化物のサイズがそれぞれ異なる2種類以上の前記モジュールを、前記モジュールによって形成される前記吸気部から前記排気部へ前記ガスが通気する流路の中心側から縁側に向かうにつれて前記金属酸化物のサイズが大きくなるように、それぞれ配設して構成されることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の水素除去装置。 The hydrogen removal unit allows the gas to flow from the intake unit formed by the module to the exhaust unit through two or more types of modules having different metal oxide sizes accommodated in the container of the cell. The hydrogen according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal oxide is arranged and arranged so that the size of the metal oxide increases from the center side to the edge side of the flow path. Removal device. 前記セルが水平方向に連結される場合、前記セルの内部で前記吸気側の上部に邪魔板を配設したことを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の水素除去装置。 8. The hydrogen removal apparatus according to claim 1, wherein when the cells are connected in a horizontal direction, a baffle plate is disposed in the upper portion of the intake side inside the cells. 9. 前記邪魔板は、前記ガスが通気する際に前記ガスと接する下面に、前記ガスが通気するにつれて上昇する傾斜面が形成された傾斜部を有することを特徴とする請求項8記載の水素除去装置。 9. The hydrogen removing apparatus according to claim 8, wherein the baffle plate has an inclined portion in which an inclined surface rising as the gas flows is formed on a lower surface in contact with the gas when the gas flows. . 前記セルが水平方向に連結される場合、前記セルの前記ガスが吸気される側の面は、上部に前記ガスを通気させない無開口部が設けられ、前記無開口部の下部に前記ガスが通気可能な通気部が形成されることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の水素除去装置。 When the cells are connected in the horizontal direction, a surface of the cell on the side where the gas is sucked is provided with a non-opening portion that does not allow the gas to flow through the upper portion, and the gas flows through the lower portion of the non-opening portion. The hydrogen removing device according to claim 1, wherein a possible ventilation portion is formed.
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