JP2000035497A - 廃液濃縮処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プラント内での熱源を有効利用して、運転効率
の向上を図る。 【解決手段】廃液収集タンク１，送水ポンプ２，加熱器
３，蒸発缶４および循環ポンプ10が順次直列接続し、加
熱器３にプラントの補助蒸気５の熱源を有した廃液濃縮
処理設備において、廃液収集タンク１内に予熱コイル12
を設け、この予熱コイル12に加熱器３から加熱蒸気を流
入する加熱蒸気流入配管24を接続する。これにより、プ
ラント内で発生した熱源を利用し処理前の廃液を予熱す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
トなどから発生する廃液において、廃液中に含まれる不
溶解物除去を目的とした廃液濃縮処理設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の廃液濃縮処理設備は図２に示すよ
うに、廃液収集タンク１，送水ポンプ２，加熱器３，蒸
発缶４，復水器８および蒸留水タンク９が順次直列接続
されたものからなっている。蒸発缶４の下部出口には循
環ポンプ10を接続し、送水ポンプ２の吐出側との合流点
26から加熱器３，蒸発缶４とを通して濃縮廃液が循環す
る循環系を構成している。加熱器３は補助蒸気５が流入
して加熱源となり、補助蒸気凝縮水回収設備６に接続し
ている。復水器８には冷却水７が流入出する配管が接続
している。

【０００３】このような処理設備で処理するための廃液
は、廃液収集タンク１に貯えられ、送水ポンプ２により
加熱器３に導かれる。送水された廃液は、水分蒸発させ
るため、加熱器３により100 ℃まで加熱した後、蒸発缶
４で蒸発濃縮される。これら一連の廃液送水および蒸発
工程により不溶解物の濃縮を行っている。

【０００４】加熱器３用の熱源は、プラント内で使用す
るプラント補助蒸気５により行われ、加熱器３内で熱交
換された蒸気は凝縮され、凝縮水回収設備６に排水され
る。一方、蒸発缶４で蒸発した処理蒸気は、外部からの
冷却水７を使用した復水器８により冷却し凝縮され、凝
縮水を蒸留水タンク９へ送水している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した従来の廃
液濃縮処理設備においては、濃縮液の加熱源である使用
蒸気量により、廃液を処理することができる。しかしな
がら、運転能力が決定され、運転能力を向上させるため
には使用する蒸気量を増加させる必要がある。したがっ
て、処理能力（処理液蒸発量）を変えることなく、限ら
れた少ない蒸気による運転または従来例と同量の蒸気で
処理能力を向上させて運転効率を向上させなければなら
ない課題がある。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、大気圧で沸点状態にある濃縮液と常温状態で
の処理廃液が混合されることによる温度低下事象に着目
し、混合時の温度低下量を極力小さくすることにより運
転効率の向上を図ることができる廃液濃縮処理設備を提
供することにある。

【０００７】また、本発明は、外部から得られる熱を最
大限利用するとともに、プラント内の設備で発生した熱
源を有効利用することにより、従来と同様の使用蒸気量
で従来以上または従来より少ない蒸気量で従来並みの廃
液処理能力を備えた廃液濃縮処理設備を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、廃液
収集タンク，送水ポンプ，加熱器，蒸発缶および循環ポ
ンプが順次直列接続され、前記送水ポンプと前記循環ポ
ンプとの合流点が前記加熱器に接続され、前記加熱器の
熱源にプラント補助蒸気が流入され、前記廃液収集タン
クに原子力発電プラントから発生する廃液を収納し、前
記廃液を前記送水ポンプで送出して前記加熱器を経て前
記蒸発缶で水分を蒸発させて前記廃液中に含有する不溶
解物を除去する廃液濃縮処理設備において、前記廃液収
集タンク内に予熱コイルを設け、この予熱コイルに前記
加熱器から流出するプラント補助蒸気を流通させる配管
系路を接続してなることを特徴とする。

【０００９】請求項１の発明によれば、加熱器に使用し
た補助蒸気が凝縮された後の高温水の利用を図り、さら
に濃縮過程で発生する蒸発廃液を廃液予熱用として使用
することで、濃縮液との混合の際生じる温度低下量を小
さくする。また、濃縮液温度が補助蒸気からの加熱によ
り大気圧沸騰点（100 ℃）までの運転初期時における濃
縮液温度上昇時間の短縮および濃縮液蒸発処理過程での
蒸発効率の向上を図ることができる。

【００１０】請求項２の発明は、前記送水ポンプと前記
循環ポンプとの合流点より上流側に廃液予熱器を設け、
この廃液予熱器の熱源に前記蒸発缶からの凝縮温水を通
水させる配管系路を設けてなることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明によれば、濃縮液加熱用と
して使用した補助蒸気の高温水を廃液収集タンク内に設
けられたコイルへ送水することにより、タンク内に収集
されている処理前廃液と熱交換し、タンク内廃液の温度
を予熱できる。

【００１２】請求項３の発明は、前記廃液予熱器の下流
側を前記加熱器の入口側に接続してなることを特徴とす
る。請求項３の発明によれば、廃液の濃縮過程で発生す
る蒸発蒸気を利用し、本蒸気と処理前廃液を熱交換させ
ることで濃縮液との混合の際の温度低下を請求項２より
さらに小さくさせることが可能となる。濃縮の際発生し
た蒸気は冷却・凝縮する手段として、また処理前廃液は
予熱手段として相互利用することが可能である。

【００１３】請求項４の発明は、前記加熱器と前記予熱
コイルの配管系路に加熱器出口凝縮水監視計器を設けて
なることを特徴とする。請求項４の発明によれば、非放
射性系統である補助蒸気が放射性廃液である濃縮液・収
集タンク内処理前廃液との熱交換を行うにあたり、加熱
器内配管およびコイルの破断等により、放射性物質が非
放射性設備側へ流入防止・汚染拡大を防止する必要があ
る。このため、濃縮液加熱器および収集タンク出口補助
蒸気凝縮配管上に監視計器を設置し、リアルタイムで水
質状態の監視が可能となる。

【００１４】請求項５の発明は、前記加熱器出口凝縮水
監視計器と前記予熱コイルとの間に濃縮液出口凝縮水切
替え弁を設けてなることを特徴とする。請求項５の発明
によれば、放射性流体の監視計器からのプロセス信号を
制御信号として取り込み、放射性流体の検出が認められ
た場合は、収集タンク出口側補助蒸気凝縮水送水配管上
に非放射性設備である補助蒸気の凝縮水回収設備側への
送水を遮断するための弁と放射性設備である廃液収集タ
ンク側へ送水するための弁を設置する。

【００１５】請求項６の発明は、前記蒸発缶と前記廃液
予熱器との配管系路に蒸発缶発生蒸気監視計器を設けて
なることを特徴とする。請求項６の発明によれば、蒸発
缶で発生した濃縮液蒸発水の蒸気中に濃縮液が含有して
いないか等の水質監視および廃液予熱器内配管破断等に
より、汚染廃液が処理済である下流側設備へ流入するこ
とを未然に監視できるための監視計器を設置し、リアル
タイムで水質状態の監視が可能となる。

【００１６】請求項７の発明は、前記予熱コイルの出口
側に収集タンク出口補助蒸気凝縮水監視計器と収集タン
ク出口凝縮水切替え弁を設け、前記収集タンク出口補助
蒸気凝縮水監視計器と前記加熱器出口凝縮水監視計器か
らの監視信号を入力し、前記濃縮液出口凝縮水切替え弁
と前記収集タンク出口凝縮水切替え弁に制御信号を出力
する補助蒸気監視制御器を設けるとともに、前記蒸発缶
と前記廃液予熱器とを接続する配管に蒸発缶発生蒸気監
視計器を設け、前記廃液予熱器の下流側に予熱器出口凝
縮水監視計器および予熱器出口凝縮水切替え弁を設け、
前記蒸発缶発生蒸気監視計器と前記予熱器出口凝縮水監
視計器の監視信号を入力し前記予熱器出口凝縮水切替え
弁に制御信号を出力する蒸発缶発生蒸気監視制御器を設
けてなることを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明によれば、処理蒸気監視計
器および未処理廃液予熱器出口蒸気凝縮水監視計器から
のプロセス信号を入力し各々のプロセス値が規定値を超
えた場合、凝縮水の下流側設備である上流水タンクへの
流入を阻止するための弁と再処理を行うための送水配管
上の弁を設置する。これら弁の開，閉制御は、前述のプ
ロセス信号入力元である判定器により行われる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１により本発明に係る廃液濃縮
処理設備の実施の形態を説明する。図１において、符号
１で示す廃液収集タンク内には予熱コイル12が設けら
れ、この予熱コイル12の入口側には加熱器３からの加熱
蒸気を流入する蒸気流入配管24が接続している。加熱蒸
気流入配管24には加熱器出口凝縮水監視計器14と濃縮液
出口凝縮水切替え弁19が設けられている。加熱器３には
プラント補助蒸気５が流入する。

【００１９】予熱コイル12の出口側には収集タンク出口
補助蒸気凝縮水監視計器13と収集タンク出口凝縮水切替
え弁20および補助蒸気凝縮水回収設備６へ接続する加熱
蒸気凝縮水出口配管25が設けられている。廃液収集タン
ク１の下端側には蒸発缶４に向けて送水ポンプ２，廃液
予熱器22，合流点26および加熱器３が順次直列接続して
いる。

【００２０】合流点26と蒸発缶４との間には循環ポンプ
10が設けられている。循環ポンプ10は蒸発缶４内の濃縮
廃液を流出して合流点26から加熱器３を通流させ蒸発缶
４へ流入させる循環系機器である。

【００２１】蒸発缶４では加熱器３で加熱され流入した
廃液をさらに加熱して蒸発させる。その際、発生した蒸
気を蒸発缶出口配管27を通して廃液予熱器22に流入し、
熱源として利用する。蒸発缶出口配管27には蒸発缶発生
蒸気監視計器15が設けられている。廃液予熱器22の流出
側に接続した出口凝縮水配管28には予熱器出口凝縮水監
視計器16と予熱器出口凝縮水切替え弁21が設けられてい
る。

【００２２】この予熱器出口凝縮水切替え弁21の出口側
は凝縮水冷却器23に連通する冷却器入口配管29により接
続している。凝縮水冷却器23には冷却水７により冷却す
る冷却配管30と、冷却された蒸留水タンク９内へ流入す
る冷却器出口配管31が接続されている。

【００２３】符号11は廃液濃縮装置で、加熱器３，蒸発
缶４，循環ポンプ10，蒸発缶出口配管27および蒸発缶発
生蒸気監視計器15からなっている。符号17は補助蒸気監
視制御器で、収集タンク出口補助蒸気凝縮水監視計器13
および加熱器出口凝縮水監視計器14からの信号を入力
し、濃縮液出口凝縮水切替え弁19および収集タンク出口
凝縮水切替え弁20へ制御信号を出力するものである。符
号18は蒸発缶発生蒸気監視制御器で、蒸発缶発生蒸気監
視計器15と予熱器出口凝縮水監視計器16の信号を入力
し、予熱器出口凝縮水切替え弁21へ制御信号を出力する
ものである。

【００２４】濃縮液出口凝縮水切替え弁19，収集タンク
出口凝縮水切替え弁20および予熱器出口凝縮水切替え弁
21はそれぞれ送水配管32に接続し、合流点33から廃液収
集タンク１へ廃液を流入する廃液流入配管34が接続して
いる。

【００２５】プラントから発生する廃液は、廃液収集タ
ンク１に貯えられる。廃液濃縮装置11は、補助蒸気５を
加熱器３へ通気し、蒸発缶４に貯えられた濃縮液を予め
沸騰点近辺まで加熱しておく準備動作を行う。廃液濃縮
装置11側の準備動作完了後、廃液収集タンク１内の廃液
を送水ポンプ２によりの濃縮液循環路に導かれ循環ポン
プ10により加熱器３で加熱された後、蒸発缶４にて水分
蒸発し、不溶解物の濃縮を行う。

【００２６】加熱器３で使用した蒸気凝縮温水は、濃縮
液出口凝縮水切替え弁19を経由し、廃液収集タンク１内
に設置された予熱コイル12へ送水され、廃液収集タンク
１内廃液の予熱を行った後、収集タンク出口凝縮水切替
え弁20を経由し補助蒸気凝縮水回収設備６へ排水され
る。

【００２７】一方、蒸発缶４で発生した蒸気は送水ポン
プ２の出口側に設置された廃液予熱器22へ通気され、送
水ポンプ２から送水された廃液と熱交換される。蒸気は
凝縮し、凝縮廃液は廃液収集タンク１内で予熱された温
度よりさらに加熱され加熱器３へ送水される。また、凝
縮された蒸気は高温水であることから、凝縮水冷却器23
へ送水される。凝縮水冷却器23は冷却水７が通水され冷
却水にて常温水まで熱交換され、処理済液収集タンクで
ある蒸留水タンク９へ排水される。

【００２８】濃縮運転時の水質監視は、加熱器３へ通気
される補助蒸気５の凝縮水および蒸発缶４にて発生した
蒸気の監視を行い放射性流体の系外漏洩および蒸発缶４
内での蒸発状態の監視を行う。

【００２９】補助蒸気５側の水質監視は、加熱器出口凝
縮水監視計器14により加熱器３内濃縮液循環用チューブ
の破断またはリーク等系外漏洩時の監視を行い、また収
集タンク出口補助蒸気凝縮水監視計器13により廃液収集
タンク１内に設置される予熱コイル12破断時、または予
熱コイル12内に廃液混入した場合の監視を行う。

【００３０】収集タンク出口補助蒸気凝縮水監視計器1
3，加熱器出口凝縮水監視計器14から検出したプロセス
信号は補助蒸気監視制御器17へ出力され補助蒸気監視制
御器17は予め設定されたプロセス値に到達した場合、異
常と判定し判定された凝縮水を最適排水場所である廃液
収集タンク１側へ排水できるよう、濃縮液出口凝縮水切
替え弁19，収集タンク出口凝縮水切り替え弁20へ弁動作
信号を発信する。

【００３１】本制御器は、収集タンク出口補助蒸気凝縮
水監視計器13，加熱器出口凝縮水監視計器14からの信号
により自動判定し、加熱器３内の異常時は濃縮液出口凝
縮水切替え弁19へ、また廃液収集タンク１内の異常につ
いては収集タンク出口凝縮水切替え弁20へ発信される。

【００３２】また、蒸発缶４内で発生した蒸気の水質監
視は蒸発缶発生蒸気監視計器15，予熱器出口凝縮水監視
計器16により行われる。蒸発缶発生蒸気監視計器15は主
に蒸発缶４内で発生した蒸気性状を監視し正常な状態で
廃液の蒸発が行われていること監視する。予熱器出口凝
縮水監視計器16は予熱器内に設けられたチューブ損傷等
により送水ポンプ２にて送水された廃液が混入した場合
の監視を行う。

【００３３】蒸発缶発生蒸気監視計器15，予熱器出口凝
縮水監視計器16より検出したプロセス信号は蒸発缶発生
蒸気監視制御器18へ出力され蒸発缶発生蒸気監視制御器
18は予め設定されたプロセス値に到達した場合、異常と
判定し判定された凝縮水を最適排水場所である廃液収集
タンク１側へ排水できるよう、予熱器出口凝縮水切替え
弁21へ弁動作信号を発信する。

【００３４】蒸発缶発生蒸気監視制御器18は、蒸発缶発
生蒸気監視計器15，予熱器出口凝縮水監視計器16からの
信号により自動判定し、蒸発缶４出口および廃液予熱器
22出口水質がどちらか一方が規定を超えた場合に動作信
号を発信し、蒸留水タンク９への異常水混入を防止す
る。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、未処理廃液を
高温状態または蒸発温度に到達する温度上昇過程におい
て、濃縮廃液と混合することにより廃液の温度低下を招
き蒸発効率低下あるいは温度上昇時間の長時間化の要因
を取り除くことができる。

【００３６】請求項２の発明によれば、濃縮液が常温状
態において、濃縮運転への準備作業として濃縮液加熱器
での補助蒸気による加熱を行うが、大気圧・沸騰点であ
る100 ℃までの時間を短縮することに有効である。

【００３７】請求項３の発明によれば、濃縮運転に伴い
発生した蒸気により、請求項２の発明で加温した処理前
廃液をさらに加温することにより、濃縮液と混合の際の
温度降下量をより小さくすることが可能となり、従来か
ら比較した場合、少量の補助蒸気により同量の処理を行
うことができる。

【００３８】また、処理前廃液の加温は、請求項２また
は３の発明に分担することによりどちらかの設備で使用
不可となった場合においても濃縮運転過程での加温を行
うことが可能となる。

【００３９】請求項４の発明によれば、非放射性流体と
放射性流体において、放射性流体が非放射性取り扱い設
備へ流入防止を図るための監視あるいは濃縮液漏洩・処
理前廃液の漏洩をより正確に早期に確認することが可能
であり、汚染拡大防止にも効果がある。

【００４０】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
において監視する放射性流体の漏洩に対し、運転員の補
助として制御器により自動的に排水先を切替えるもので
あり、運転状態監視に伴う運転員への負荷低減と、速や
かに切替え、汚染拡大防止に効果がある。

【００４１】請求項６の発明によれば、蒸発缶で発生し
た蒸気中の性状および予熱器内でのチューブリーク等に
より廃液の漏洩をより正確に速やかに発見することが可
能であり、濃縮運転時における運転状況の把握が容易と
なる。

【００４２】請求項７の発明によれば、監視する蒸発缶
で発生した蒸気水質および予熱器での放射性流体の漏洩
に対し、運転員の補助機器として制御器により自動的に
判断し、水質性状に即した送水ルートの選択を行うこと
で、異種の廃液が混合しないよう早期に対応できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃液濃縮処理設備の実施の形態を
示す機器配管系統図。

【図２】従来の廃液濃縮処理設備を示す機器配管系統
図。

【符号の説明】

１…廃液収集タンク、２…送水ポンプ、３…加熱器、４
…蒸発缶、５…補助蒸気、６…補助蒸気凝縮水回収設
備、７…冷却水、８…復水器、９…蒸留水タンク、10…
循環ポンプ、11…廃液濃縮装置、12…予熱コイル、13…
収集タンク出口補助蒸気凝縮水監視計器、14…加熱器出
口凝縮水監視計器、15…蒸発缶発生蒸気監視計器、16…
予熱器出口凝縮水監視計器、17…補助蒸気監視制御器、
18…蒸発缶発生蒸気監視制御器、19…濃縮液出口凝縮水
切替え弁、20…収集タンク出口凝縮水切替え弁、21…予
熱器出口凝縮水切替え弁、22…廃液予熱器、23…凝縮水
冷却器、24…加熱蒸気流入配管、25…加熱蒸気凝縮水出
口配管、26…合流点、27…蒸発缶出口配管、28…出口凝
縮水配管、29…冷却器入口配管、30…冷却配管、31…冷
却器出口配管、32…送水配管、33…合流点、34…廃液流
入配管。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃液収集タンク，送水ポンプ，加熱器，
   蒸発缶および循環ポンプが順次直列接続され、前記送水
   ポンプと前記循環ポンプとの合流点が前記加熱器に接続
   され、前記加熱器の熱源にプラント補助蒸気が流入さ
   れ、前記廃液収集タンクに原子力発電プラントから発生
   する廃液を収納し、前記廃液を前記送水ポンプで送出し
   て前記加熱器を経て前記蒸発缶で水分を蒸発させて前記
   廃液中に含有する不溶解物を除去する廃液濃縮処理設備
   において、前記廃液収集タンク内に予熱コイルを設け、
   この予熱コイルに前記加熱器から流出するプラント補助
   蒸気を流通させる配管系路を接続してなることを特徴と
   する廃液濃縮処理設備。
2. 【請求項２】 前記送水ポンプと前記循環ポンプとの合
   流点より上流側に廃液予熱器を設け、この廃液予熱器の
   熱源に前記蒸発缶からの凝縮温水を通水させる配管系路
   を設けてなることを特徴とする請求項１記載の廃液濃縮
   処理設備。
3. 【請求項３】 前記廃液予熱器の下流側を前記加熱器の
   入口側に接続してなることを特徴とする請求項２記載の
   廃液濃縮処理設備。
4. 【請求項４】 前記加熱器と前記予熱コイルの配管系路
   に加熱器出口凝縮水監視計器を設けてなることを特徴と
   する請求項１ないし３記載の廃液濃縮処理設備。
5. 【請求項５】 前記加熱器出口凝縮水監視計器と前記予
   熱コイルとの間に濃縮液出口凝縮水切替え弁を設けてな
   ることを特徴とする請求項４記載の廃液濃縮処理設備。
6. 【請求項６】 前記蒸発缶と前記廃液予熱器との配管系
   路に蒸発缶発生蒸気監視計器を設けてなることを特徴と
   する請求項１ないし５記載の廃液濃縮処理設備。
7. 【請求項７】 前記予熱コイルの出口側に収集タンク出
   口補助蒸気凝縮水監視計器と収集タンク出口凝縮水切替
   え弁を設け、前記収集タンク出口補助蒸気凝縮水監視計
   器と前記加熱器出口凝縮水監視計器からの監視信号を入
   力し、前記濃縮液出口凝縮水切替え弁と前記収集タンク
   出口凝縮水切替え弁に制御信号を出力する補助蒸気監視
   制御器を設けるとともに、前記蒸発缶と前記廃液予熱器
   とを接続する配管に蒸発缶発生蒸気監視計器を設け、前
   記廃液予熱器の下流側に予熱器出口凝縮水監視計器およ
   び予熱器出口凝縮水切替え弁を設け、前記蒸発缶発生蒸
   気監視計器と前記予熱器出口凝縮水監視計器の監視信号
   を入力し前記予熱器出口凝縮水切替え弁に制御信号を出
   力する蒸発缶発生蒸気監視制御器を設けてなることを特
   徴とする請求項１ないし６記載の廃液濃縮処理設備。