Design of the ITER tritium plant, confinement and detritiation facilities

ITERにおけるトリチウムプラントとトリチウム閉込め及び除去設備の工学設計

吉田 浩; Glugla, M.*; 林 巧; Lsser, R.*; Murdoch, D.*; 西 正孝; Haange, R.*

Yoshida, Hiroshi; Glugla, M.*; Hayashi, Takumi; Lsser, R.*; Murdoch, D.*; Nishi, Masataka; Haange, R.*

ITERトリチウムプラントは、トカマク燃料サイクル設備,トリチウム閉込め及び除去設備から構成される。トカマク燃料サイクル設備は、真空容器浄化ガス処理,トカマク排出ガス処理,水素同位体分離,燃料調整及び供給,外部トリチウム受入れ及び長期貯蔵等の諸工程を含み、トカマクあらゆる運転要求を満たすことができる。また、燃料サイクルの各工程は、トリチウムインベントリーを最小化し、想定されるすべての異常時,事故時の環境へのトリチウム放出を可能な限り低減化できるようにした。トリチウム閉込め設計では、トリチウムが金属材料やプラスチック材料を容易に透過し、室内空気中の水分に速やかに取り込まれて拡散しやすいことから多重閉じ込め方式を採用した。すなわち、トリチウムプロセス機器と配管を第1次障壁として設計し、プロセス機器(トリチウムインベントリーが1g以上の場合)をグローブボックス等の第2次障壁内に設置する。さらに、これらの設備を配置した室の空調換気設備には非常用隔離弁と室内空気浄化設備を備え、万一トリチウムが室内に漏洩したときでもトリチウムを環境に放出することなく速やかに浄化する。トカマク建家,トリチウム建家,ホットセル及び廃棄物建家に、このような閉込め及び除去設備を設置した。

ITER tritium plant is composed of tokamak fuel cycle systems, tritium confinement and detritation systems. The tokamak fuel cycle systems, composed of various tritium sumsystems such as vacuum vessel cleaning gas processing, tokamak exhaust processing, hydrogen isotope separation, fuel storage, mixing and delivery, and external tritium receiving and long-term storage, has been designed to meet not only ITER operation scenarios but safety requirements (minimization of equipment tritium inventory and reduction of environmental tritium release at different off-normal events and accident scenarios). Multiple confinement design was employed because tritium easily permeates through metals (at 150 C) and plastics (at ambient temperature) and mixed with moisture in room air. That is, tritium process equipment and piping are designed to be the primary confinement barrier, and the process equipments (tritium inventory 1 g) are surrounded by the secondary confinement barrier such as a glovebox. Tritium process rooms, which contains these facilities, form the tertiary confinement barrier, and equipped with emergency isolation valves in the heating ventillation and air conditioning ducts as well as atmosphere detritiation systems. This confinement approach has been applied to tokamak building, tritium building, and hotcell and radwaste building.