JP2000131307A - Method and device for evaluating water quality - Google Patents
Method and device for evaluating water qualityInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、復水の浄化を目的
として使用されるイオン交換樹脂からの不純物溶出挙動
を予測するための水質評価方法及び水質評価装置に係わ
り、特に原子力発電プラントや火力発電プラントなどの
冷却水の浄化設備として使用される復水脱塩装置のイオ
ン交換樹脂の性能を評価する方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water quality evaluation method and a water quality evaluation device for predicting the elution behavior of impurities from an ion exchange resin used for the purpose of purifying condensate water, and particularly to a nuclear power plant and a thermal power plant. The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating the performance of an ion exchange resin in a condensate desalination apparatus used as a cooling water purification facility for a power plant or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】原子力発電プラントでは、原子炉や蒸気
発生器にて水を蒸発させ、その蒸気によりタービンを回
転させることで発電を行い、その蒸気を海水などによる
冷却により凝縮させて水に戻し、その復水を再び原子炉
や蒸気発生器に給水している。これら原子炉や蒸気発生
器の内部では、水の蒸発が常時起きているため、復水中
に不純物が多く存在すると、冷却水が蒸発する部分で不
純物が濃縮し、原子炉や蒸気発生器の構成材料を腐食さ
せる原因となるため、常に清浄に維持することが求めら
れている。不純物の代表例としては蒸気を凝縮する際に
用いられる海水中に含まれる食塩（ＮａＣｌ）であり、
これを除去するための浄化設備として、イオン交換樹脂
を使用した復水脱塩装置が設置されており、例えば２ｍ
3 ／ｈ程度の海水漏洩が発生しても、ＮａＣｌを完全に
除去し、下流側にイオン性不純物がリークしないよう、
装置設計がなされている。2. Description of the Related Art In a nuclear power plant, water is evaporated in a nuclear reactor or a steam generator, and the steam is used to rotate a turbine to generate power. The steam is condensed by cooling with seawater and returned to water. The condensate is supplied again to the reactor and steam generator. Since water is constantly evaporating inside these reactors and steam generators, if there are many impurities in the condensate, the impurities will concentrate in the part where the cooling water evaporates, and the structure of the reactor and steam generators Since it causes corrosion of the material, it is required to always keep it clean. A representative example of the impurities is salt (NaCl) contained in seawater used when condensing steam,
As a purification facility for removing this, a condensate demineralizer using an ion exchange resin is installed.
Even if seawater leakage of about 3 / h occurs, NaCl is completely removed and ionic impurities do not leak to the downstream side.
The equipment is designed.
【０００３】この復水脱塩装置に使用されているイオン
交換樹脂は、通常、定期的に性能評価が行われ、イオン
交換容量や反応速度を測定することによりイオン性不純
物を除去する能力を有していることや、押しつぶし強度
や粒径分布などの物理特性を測定し装置運用上問題のな
いことを確認すると共に、必要により樹脂交換を行って
いる。原子炉や蒸気発生器内には極微量の不純物イオン
が存在しており、その許容レベルについては規定値が設
けられている。しかし、近年の研究により、極微量の不
純物イオンでも材料の腐食に対して影響があることが確
認され、更に経済的な観点から、原子力発電プラントを
極力長く使用することが求められており、そのレベルは
当初設計条件と比べ低くすることが求められている。[0003] The ion exchange resin used in this condensate desalination apparatus is usually evaluated periodically, and has the ability to remove ionic impurities by measuring the ion exchange capacity and reaction rate. In addition to measuring the physical properties such as crushing strength and particle size distribution and confirming that there is no problem in the operation of the device, the resin is replaced if necessary. Trace amounts of impurity ions are present in nuclear reactors and steam generators, and prescribed values are set for allowable levels thereof. However, recent studies have confirmed that even trace amounts of impurity ions have an effect on the corrosion of materials, and from an economic point of view, it is required to use a nuclear power plant as long as possible. The level is required to be lower than the initial design conditions.
【０００４】復水脱塩装置に使用されているイオン交換
樹脂は、経済的な観点及び発生する放射性廃棄物量低減
の観点から、極力長期間使用することが求められてい
る。しかし、イオン交換樹脂は親水性の有機物であるた
め極微量の有機物が溶出し、そのレベルはイオン交換樹
脂の経年使用に伴う劣化により増加すると言われてい
る。この溶出量は極微量であるため、これまで問題とな
っていなかったが、前述したように、近年原子炉や蒸気
発生器に対する水質の管理レベルは非常に高まってお
り、有機物を主体とした不純物の溶出量についても管理
する必要が生じている。[0004] The ion exchange resin used in the condensate desalination apparatus is required to be used for as long as possible from the economical viewpoint and the viewpoint of reducing the amount of radioactive waste generated. However, since the ion-exchange resin is a hydrophilic organic substance, a very small amount of the organic substance elutes, and it is said that the level increases due to deterioration of the ion-exchange resin due to aging. Since the amount of this elution is extremely small, it has not been a problem until now. However, as mentioned above, the level of water quality control for nuclear reactors and steam generators has recently become extremely high, It is necessary to control the amount of eluted.
【０００５】通常の一般プラントにて復水脱塩装置で使
用されているイオン交換樹脂の管理としては、イオン性
不純物の除去性能を評価する手法として、装置近くに小
規模の試験装置を設置し、実機水を通水し、下流側の水
質を通常は導電率計などで評価する方法が広く行われて
いる。しかし、この通常行われている導電率計を用いた
通水試験では、イオン交換樹脂から溶出する極微量の有
機性不純物を検出することは困難である。また、これま
ではイオン交換樹脂に対する管理として、有機性不純物
の溶出に関するものは実施されていないのが現状であっ
た。[0005] In order to control the ion exchange resin used in a condensate desalination unit in a normal general plant, a small-scale test unit is installed near the unit as a method for evaluating the removal performance of ionic impurities. In general, a method of passing water through an actual machine and evaluating the water quality on the downstream side with a conductivity meter or the like is widely used. However, it is difficult to detect a trace amount of organic impurities eluted from the ion-exchange resin in the water-passing test using the conductivity meter which is usually performed. In addition, up to now, no management relating to the elution of organic impurities has been implemented as a management for ion exchange resins.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】イオン交換樹脂から溶
出する有機性不純物を管理する方法としては、簡易的な
手法としてビーカ中で純水に浸漬する、バッチ法が用い
られてきた。この手法では、定性的な樹脂の比較は可能
であるが、実プラントでの挙動を評価するには試験条件
が運転条件と大きく異なるため、定量的に水質を評価す
るには至っていなかった。即ち、実際のプラントは復水
を通水する動的な挙動である。処理する復水の条件も、
温度は概ね２０〜６０℃と変動し、溶存酸素は定常運転
中は１００ｐｐｂ以下の低いレベルにあるが、プラント
停止時や起動時は６〜８ｐｐｍと高いレベルにある。イ
オン交換樹脂から有機性不純物が溶出する反応機構は酸
化反応が主であり、溶存酸素濃度や温度に依存する。従
って、これらを考慮した評価手法の開発が望まれてい
た。本発明は、イオン交換樹脂の性能評価の実施に当た
り、イオン交換樹脂からの不純物の溶出挙動を実際の使
用条件を模擬した手法で、定量的に評価できる水質評価
方法及び水質評価装置を提供するものである。As a method for controlling organic impurities eluted from an ion exchange resin, a batch method of immersing in pure water in a beaker has been used as a simple method. With this method, it is possible to qualitatively compare resins, but it has not been possible to quantitatively evaluate water quality because the test conditions are significantly different from the operating conditions for evaluating the behavior in an actual plant. That is, the actual plant has a dynamic behavior in which condensate flows. The condition of condensate to be treated
The temperature fluctuates approximately from 20 to 60 ° C., and the dissolved oxygen is at a low level of 100 ppb or less during steady operation, but is at a high level of 6 to 8 ppm when the plant is stopped or started. The reaction mechanism in which organic impurities are eluted from the ion exchange resin is mainly an oxidation reaction, and depends on the concentration of dissolved oxygen and the temperature. Therefore, it has been desired to develop an evaluation method that takes these factors into consideration. The present invention provides a water quality evaluation method and a water quality evaluation device that can quantitatively evaluate the elution behavior of impurities from an ion exchange resin by simulating actual use conditions in performing performance evaluation of the ion exchange resin. It is.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、復水を浄化す
る目的で使用されるイオン交換樹脂からの不純物溶出挙
動を予測するための水質評価方法及び水質評価装置に係
わり、特に原子力発電プラントなどの冷却水の浄化設備
として使用される復水脱塩装置のイオン交換樹脂の性能
を評価する方法及び装置に関するものであり、この方法
によって上記の課題を解決することができた。The present invention relates to a water quality evaluation method and a water quality evaluation apparatus for predicting the elution behavior of impurities from an ion exchange resin used for purifying condensate water, and particularly to a nuclear power plant. The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating the performance of an ion-exchange resin of a condensate desalination apparatus used as a cooling water purification facility, and has solved the above-mentioned problems by this method.
【０００８】即ち、本発明は以下の通りである。 （１）イオン交換樹脂をカラムに充填し、それを実プラ
ントの運転条件を模擬した閉ループの循環装置内に組み
込み、供試水を該装置内に通水し循環させ、全有機炭素
（ＴＯＣ）や有機物中に含まれるスルホン酸基などの無
機性官能基などの不純物のイオン交換樹脂からの溶出速
度を求め、実プラントにおける該イオン交換樹脂からの
不純物溶出挙動を予測するための水質評価方法。 （２）供試水として１０ｐｐｂから１００ｐｐｂ、望ま
しくは５０ｐｐｂのの溶存酸素濃度の低い脱気水を用い
ることを特徴とする前記（１）記載の水質評価方法。 （３）供試水として６０００ｐｐｂから４００００ｐｐ
ｂの溶存酸素濃度の高い空気飽和水を用いることを特徴
とする前記（１）記載の水質評価方法。That is, the present invention is as follows. (1) Packing a column with an ion-exchange resin, incorporating it into a closed-loop circulating device that simulates the operating conditions of an actual plant, passing test water through the device and circulating it, and total organic carbon (TOC) Water quality evaluation method for determining the elution rate of impurities such as an inorganic functional group such as a sulfonic acid group contained in organic or organic substances from an ion exchange resin and predicting the impurity elution behavior from the ion exchange resin in an actual plant. (2) The water quality evaluation method according to (1), wherein deaerated water having a low dissolved oxygen concentration of 10 ppb to 100 ppb, preferably 50 ppb is used as the test water. (3) 6,000 ppb to 40000 pp as test water
The water quality evaluation method according to (1), wherein air-saturated water having a high dissolved oxygen concentration of b is used.
【０００９】（４）供試水に過酸化水素水やオゾン、過
塩素酸、ラジカルなどの樹脂の酸化促進物質を添加する
ことを特徴とする前記（１）記載の水質評価方法。 （５）供試水として、溶存酸素濃度の低い脱気水、溶存
酸素濃度の高い空気飽和水または樹脂の酸化促進物質を
含む溶存酸素濃度の高い空気飽和水を組み合わせること
を特徴とする前記（１）記載の水質評価方法。 （６）供試水を２０℃から６０℃の範囲内の一定任意温
度にして通水することを特徴とする前記（１）〜（５）
のいずれか１項に記載の水質評価方法。 （７）供試水の温度を２０℃から６０℃の範囲内で変化
させて通水することを特徴とする前記（１）〜（５）の
いずれか１項に記載の水質評価方法。 （８）供試水の通水線流速を３０ｍ／ｈから１５０ｍ／
ｈまでの範囲内で一定にして通水することを特徴とする
前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の水質評価方
法。 （９）供試水の通水線流速を３０ｍ／ｈから１５０ｍ／
ｈまでの範囲内で変化させて通水することを特徴とする
前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の水質評価方
法。(4) The method for evaluating water quality according to the above (1), wherein a hydrogen peroxide solution, an oxidation promoting substance of a resin such as ozone, perchloric acid, radical or the like is added to the test water. (5) The test water is characterized by combining deaerated water having a low dissolved oxygen concentration, air-saturated water having a high dissolved oxygen concentration, or air-saturated water having a high dissolved oxygen concentration containing a resin oxidation promoting substance. The water quality evaluation method described in 1). (6) The above (1) to (5), wherein the test water is passed at a constant arbitrary temperature in the range of 20 ° C. to 60 ° C.
The water quality evaluation method according to any one of the above. (7) The method for evaluating water quality according to any one of (1) to (5), wherein the water is passed while changing the temperature of the test water within a range of 20 ° C to 60 ° C. (8) The flow rate of the test water is 30 m / h to 150 m / h.
The water quality evaluation method according to any one of the above (1) to (7), wherein the water is supplied at a constant value within a range up to h. (9) The flow rate of the test water is from 30 m / h to 150 m / h.
The water quality evaluation method according to any one of (1) to (7), wherein the water is passed while being changed within a range up to h.
【００１０】（１０）イオン交換樹脂から水中へ溶出す
るスルホン酸などの各種の不純物の溶出挙動を評価する
評価装置であって、供試水貯留タンク、循環ポンプ、熱
交換器、イオン交換樹脂を充填したカラム及びサンプリ
ングスポットを備え、供試水を供試水貯留タンクから循
環ポンプにより前記カラムを介して循環させ、且つ熱交
換器により供試水の温度を調節することにより実プラン
トの水循環を模擬し、サンプリングスポットにおいて供
試水を採取し、それに含まれる各種の不純物の濃度を測
定し、得られた濃度に基づいて実プラントにおける各種
の不純物の溶出挙動を推定し評価する水質評価装置。(10) An evaluation device for evaluating the elution behavior of various impurities such as sulfonic acid eluted from ion exchange resin into water, comprising: a test water storage tank, a circulation pump, a heat exchanger, and an ion exchange resin. With a packed column and a sampling spot, the test water is circulated from the test water storage tank through the column by a circulating pump, and the temperature of the test water is adjusted by a heat exchanger to circulate the water in the actual plant. A water quality evaluation device that simulates, collects test water at sampling spots, measures the concentrations of various impurities contained therein, and estimates and evaluates the elution behavior of various impurities in an actual plant based on the obtained concentrations.
【００１１】（１１）前記溶出挙動は、イオン交換樹脂
からの全有機炭素又は無機性官能基の溶出速度である前
記（１０）記載の水質評価装置。 （１２）前記模擬される実プラントの水循環は、沸騰水
型原子力発電プラントの復水の循環である前記（１０）
記載の水質評価装置。 （１３）全有機炭素の溶出速度に基づき起動時原子炉水
硫酸濃度を得るように構成された前記（１２）記載の水
質評価装置。 （１４）更に溶存酸素量を調整するための手段、溶存酸
素計、流量計及び温度計を備えた前記（１０）記載の水
質評価装置。 （１５）沸騰水型原子力発電プラントの復水脱塩装置で
使用されるイオン交換樹脂の性能の変化、及び同イオン
交換樹脂が使用される復水脱塩装置における水質を推定
し評価する前記（１０）記載の水質評価装置。(11) The water quality evaluation apparatus according to (10), wherein the elution behavior is a rate of elution of all organic carbon or inorganic functional groups from the ion exchange resin. (12) The water circulation of the simulated actual plant is the condensate circulation of the boiling water nuclear power plant (10).
Water quality evaluation device according to the description. (13) The water quality evaluation device according to the above (12), which is configured to obtain the reactor water sulfuric acid concentration at the time of startup based on the elution rate of total organic carbon. (14) The water quality evaluation device according to (10), further including a means for adjusting the amount of dissolved oxygen, a dissolved oxygen meter, a flow meter, and a thermometer. (15) The change in the performance of the ion exchange resin used in the condensate desalination unit of the boiling water nuclear power plant and the estimation and evaluation of the water quality in the condensate desalination unit using the ion exchange resin ( 10) The water quality evaluation device according to the above.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】即ち、本発明では、イオン交換樹
脂をカラムに充填し、それを閉ループの循環装置内に組
み込み、供試水をカラムに通水し循環させ、不純物の溶
出挙動、特に有機性不純物の溶出挙動を実際のプラント
を模擬した動的な通水条件で測定するものである。更
に、実際のプラントでは通水する供試水の条件が運転条
件によって異なる。例えば沸騰水型原子力発電プラント
では、定常運転中は、溶存酸素濃度の低い復水を、また
定期点検後の起動前浄化運転では空気飽和水を、更に、
プラント停止時には過酸化水素を含んだ復水を処理して
おり、これらの運転条件も模擬して測定するものであ
る。そして、循環運転中に定期的に系統水を採取し、そ
の中に含まれる不純物濃度を測定する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION That is, in the present invention, an ion exchange resin is packed in a column, it is incorporated in a closed-loop circulator, and test water is passed through the column and circulated, and the elution behavior of impurities, particularly The elution behavior of organic impurities is measured under dynamic water flow conditions simulating an actual plant. Further, in an actual plant, the conditions of the test water to be passed vary depending on the operating conditions. For example, in a boiling water nuclear power plant, during steady operation, condensate with low dissolved oxygen concentration, and air-saturated water in pre-startup purification operation after periodic inspection,
When the plant is stopped, condensate containing hydrogen peroxide is treated, and these operating conditions are also simulated and measured. Then, system water is periodically collected during the circulation operation, and the concentration of impurities contained therein is measured.
【００１３】不純物濃度としては、全有機炭素（ＴＯ
Ｃ）や、有機物中に含まれるスルホン酸基やアミノ基な
どの官能基があり、これらの官能基は直接測定するか、
もしくは紫外線などの高エネルギー線を用いて分解し、
硫酸イオンや硝酸イオンなどの無機イオンとして測定す
る。そして、これらの測定結果から、不純物の溶出速度
を算出する。この測定結果は、実際のプラント運転条件
を模擬しているため、直接水質を評価することが可能と
なる。As the impurity concentration, total organic carbon (TO
C) and functional groups such as sulfonic acid groups and amino groups contained in organic substances, and these functional groups are directly measured or
Or decompose using high energy rays such as ultraviolet rays,
Measured as inorganic ions such as sulfate ion and nitrate ion. Then, the elution rate of the impurities is calculated from these measurement results. Since this measurement result simulates actual plant operating conditions, it is possible to directly evaluate water quality.
【００１４】本発明に、使用する閉ループの循環装置の
１例を図１に示して説明する。本発明に使用する循環装
置は、供試水を貯留するタンク１と、循環ポンプ２と、
イオン交換樹脂１３を充填するためのカラム３と、サン
プリングスポット４とを、少なくとも備えている。また
必要に応じて供試水の温度を調整するための手段、溶存
酸素量を調整するための手段、溶存酸素計５、流量計６
等を設置することができる。供試水の温度を調整するた
めの手段としては、グラハム氏式冷却管７等が挙げられ
る。この冷却管７の出口には必要に応じて温度計８が設
けられ、この温度計８により供試水の温度を監視しなが
ら、冷却管７に供給する温度調整用水量を調整すること
ができる。One example of a closed loop circulating apparatus used in the present invention will be described with reference to FIG. The circulating device used in the present invention includes a tank 1 for storing test water, a circulating pump 2,
At least a column 3 for filling the ion exchange resin 13 and a sampling spot 4 are provided. In addition, means for adjusting the temperature of the test water as necessary, means for adjusting the amount of dissolved oxygen, dissolved oxygen meter 5, flow meter 6
Etc. can be installed. As a means for adjusting the temperature of the test water, there is a Graham cooling pipe 7 or the like. A thermometer 8 is provided at the outlet of the cooling pipe 7 as necessary, and the amount of temperature adjustment water supplied to the cooling pipe 7 can be adjusted while monitoring the temperature of the test water with the thermometer 8. .
【００１５】また、供試水の溶存酸素量を調整するため
の手段としては、Ｏ2 供給手段１０、Ｎ2 供給手段１１
からのＯ2 ガス、Ｎ2 ガスをガス洗浄手段９により洗浄
し、タンク１内でバブリングする構成のものが挙げられ
る。この流量比を調整することにより、溶存酸素濃度を
１〜３００００ｐｐｂまで調整することができる。供試
水は、タンク１から、循環ポンプ２、冷却管７、カラム
３の順を経て、タンク１に戻ってくるように循環され
る。また、この循環装置の主要部は密閉ケース１２内に
収納されていてもよい。As means for adjusting the dissolved oxygen amount of the test water, O 2 supply means 10, N 2 supply means 11
O 2 gas and N 2 gas are washed by the gas washing means 9 and bubbling is performed in the tank 1. By adjusting the flow rate ratio, the dissolved oxygen concentration can be adjusted from 1 to 30,000 ppb. The test water is circulated from the tank 1 through the circulation pump 2, the cooling pipe 7, and the column 3, and returns to the tank 1. Further, a main part of the circulation device may be housed in the closed case 12.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。但し、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。 〔実施例１〕図１に示す装置を用い、強酸性ゲル型陽イ
オン交換樹脂と強塩基性陰イオン交換樹脂を混床状態に
てカラム３に通水し、４０℃の空気飽和水を循環させサ
ンプリングスポット４より定期的に水を採取し、イオン
交換樹脂１３からの不純物溶出挙動を調査した。結果を
図２に示す。図２は、通水時間（Ｈｒ）に対するカラム
３から出た水の全有機炭素（ＴＯＣ）濃度（ｐｐｂ）を
示すものである。なお、タンク１は５リットル容のポリ
エチレン製のものを、カラムは２５ｍｍ径のガラス製の
ものを用い、カラム３にはイオン交換樹脂１３を５０ｍ
ｌ充填し、供試水の通水流速を８２０ｍｌ／ｍｉｎ．、
通水線流速を１００ｍ／ｈｒ．とした。The present invention will be described below in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this embodiment. Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, a strongly acidic gel-type cation exchange resin and a strongly basic anion exchange resin were passed through a column 3 in a mixed bed state, and air-saturated water at 40 ° C. was circulated. Water was periodically collected from the sampling spot 4 and the elution behavior of impurities from the ion exchange resin 13 was investigated. The results are shown in FIG. FIG. 2 shows the total organic carbon (TOC) concentration (ppb) of the water discharged from the column 3 with respect to the flowing time (Hr). The tank 1 was made of polyethylene having a capacity of 5 liters. The column was made of glass having a diameter of 25 mm.
l, and the flow rate of the test water is set to 820 ml / min. ,
The water flow velocity is 100 m / hr. And
【００１７】またこの運転条件は、沸騰水型原子力発電
プラントを例に取ると、定期点検後の起動前浄化運転を
模擬しており、この結果から、プラント起動時における
イオン交換樹脂からの有機性不純物の溶出速度が求ま
り、その結果から原子炉水の水質を推定することができ
る。その一例である、ＴＯＣ溶出速度と起動時原子炉水
硫酸濃度との関係を図３に示す。図３における「ＴＯＣ
溶出速度」は、図２のＴＯＣ濃度の値から、単位時間当
たりにおけるイオン交換樹脂１ｍ3 当たりの全有機炭素
量（ｇ）を求めたものである。そのこのような結果か
ら、実プラント機の水質が予測でき、復水脱塩装置で使
用しているイオン交換樹脂の性能の変化を把握すると共
に、実際のプラントでの水質を予測することができる。In the case of a boiling water nuclear power plant as an example, the operating conditions simulate a purification operation before start-up after a periodic inspection. The elution rate of the impurities is determined, and the water quality of the reactor water can be estimated from the results. FIG. 3 shows an example of the relationship between the TOC elution rate and the concentration of sulfuric acid in the reactor water at startup. "TOC" in FIG.
The “elution rate” is obtained by calculating the total organic carbon amount (g) per 1 m 3 of the ion exchange resin per unit time from the value of the TOC concentration in FIG. From such a result, it is possible to predict the water quality of the actual plant machine, to grasp the change in the performance of the ion exchange resin used in the condensate desalination apparatus, and to predict the water quality in the actual plant. .
【００１８】〔実施例２〕同様に図１に示す装置を用
い、強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂と強塩基性陰イオン
交換樹脂を混床状態にてカラム３に通水し、系統水に窒
素と酸素の混合ガスをバブリングし、水温４０℃で溶存
酸素濃度を調節した純水を循環させ、サンプリングスポ
ット４より定期的に水を採取し、イオン交換樹脂からの
不純物溶出挙動を調査した。結果を図４に示す。図４
は、通水時間（Ｈｒ）に対するカラム３から出た水の全
有機炭素（ＴＯＣ）濃度（ｐｐｂ）を示すものである。
なお、実施例１と同様に、タンク１は５リットル容のポ
リエチレン製のものを、カラムは２５ｍｍ径のガラス製
のものを用い、カラム３にはイオン交換樹脂１３を５０
ｍｌ充填し、供試水の通水流速を８２０ｍｌ／ｍｉ
ｎ．、通水線流速を１００ｍ／ｈｒ．とした。Example 2 Similarly, using the apparatus shown in FIG. 1, a strongly acidic gel type cation exchange resin and a strongly basic anion exchange resin were passed through a column 3 in a mixed bed state, and the system water was used. A mixed gas of nitrogen and oxygen was bubbled, pure water having a dissolved oxygen concentration adjusted at a water temperature of 40 ° C. was circulated, and water was periodically collected from the sampling spot 4 to investigate impurity elution behavior from the ion exchange resin. FIG. 4 shows the results. FIG.
Shows the total organic carbon (TOC) concentration (ppb) of the water discharged from the column 3 with respect to the water flow time (Hr).
As in Example 1, the tank 1 was made of polyethylene having a capacity of 5 liters, the column was made of glass having a diameter of 25 mm, and the column 3 was made of 50 pieces of ion exchange resin 13.
ml, and the flow rate of the test water is 820 ml / mi.
n. And the water flow velocity is 100 m / hr. And
【００１９】この方法では、窒素と酸素の導入比を調製
することで、１〜３００００ｐｐｂまで溶存酸素濃度を
得ることができ、実際のプラントの運転条件に合わせる
ことが可能である。またこの運転条件は、沸騰水型原子
力発電プラントを例に取ると、定常運転を模擬してお
り、この結果から、定常運転時におけるイオン交換樹脂
からの有機性不純物の溶出速度が求まり、その結果から
原子炉水質を推定することができる。その一例である、
ＴＯＣ溶出速度と定常時原子炉水硫酸濃度との関係を図
５に示す。このような結果から、実プラント機の水質が
予測でき、復水脱塩装置で使用しているイオン交換樹脂
の性能の変化を把握すると共に、実際のプラントでの水
質を予測することができる。In this method, the concentration of dissolved oxygen can be obtained from 1 to 30,000 ppb by adjusting the introduction ratio of nitrogen and oxygen, and can be adjusted to the actual operating conditions of the plant. In the case of a boiling water nuclear power plant, the operating conditions simulate steady-state operation, and from these results, the elution rate of organic impurities from the ion-exchange resin during steady-state operation is obtained. Can be used to estimate the reactor water quality. One example is
FIG. 5 shows the relationship between the TOC elution rate and the steady state reactor water sulfuric acid concentration. From such results, it is possible to predict the water quality of the actual plant machine, to grasp the change in the performance of the ion exchange resin used in the condensate desalination apparatus, and to predict the water quality in the actual plant.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明によれば、復水を浄化する目的で
使用されるイオン交換樹脂からの不純物溶出挙動を予測
するための水質評価方法に係わり、特に原子力発電プラ
ントや火力発電プラントなどの冷却水の浄化設備として
使用される復水脱塩装置のイオン交換樹脂の性能を評価
することが可能となり、イオン交換樹脂の性能変化を詳
細に把握することができる。それにより、プラント系統
水質を高純度に維持するための対策を立案することが可
能となる。According to the present invention, the present invention relates to a water quality evaluation method for predicting elution behavior of impurities from an ion exchange resin used for the purpose of purifying condensed water, and particularly to a method for evaluating water quality in nuclear power plants and thermal power plants. It is possible to evaluate the performance of the ion exchange resin of the condensate desalination device used as the cooling water purification equipment, and to grasp the performance change of the ion exchange resin in detail. Thereby, it becomes possible to formulate measures for maintaining the plant system water quality at high purity.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明に使用する循環装置の１例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a circulation device used in the present invention.
【図２】実施例１における供試水の通水時間とサンプリ
ングスポット４におけるＴＯＣ濃度の関係を示すグラ
フ。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the flow time of test water and the TOC concentration at a sampling spot 4 in Example 1.
【図３】ＴＯＣ溶出速度と起動時原子炉水硫酸濃度との
関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the TOC elution rate and the concentration of sulfuric acid in reactor water at startup.
【図４】実施例２における供試水の通水時間とサンプリ
ングスポット４におけるＴＯＣ濃度の関係を示すグラ
フ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow time of test water and the TOC concentration at a sampling spot 4 in Example 2.
【図５】ＴＯＣ溶出速度と定常時原子炉水硫酸濃度との
関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the TOC elution rate and the steady state reactor water sulfuric acid concentration.
１ タンク ２ 循環ポンプ ３ カラム ４ サンプリングスポット ５ 溶存酸素計 ６ 流量計 ７ 冷却管 ８ 温度計 ９ ガス洗浄手段 １０ Ｏ2 供給手段 １１ Ｎ2 供給手段 １２ 密閉ケース １３ イオン交換樹脂DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tank 2 Circulation pump 3 Column 4 Sampling spot 5 Dissolved oxygen meter 6 Flow meter 7 Cooling pipe 8 Thermometer 9 Gas washing means 10 O 2 supply means 11 N 2 supply means 12 Closed case 13 Ion exchange resin
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 30/88 Ｇ０１Ｎ 30/88 Ｃ (72)発明者 出水 丈志 東京都大田区羽田旭町11−１ 株式会社荏 原製作所内 (72)発明者 猪野 隆夫 東京都大田区羽田旭町11−１ 株式会社荏 原製作所内 (72)発明者 小三田 栄 東京都大田区羽田旭町11−１ 株式会社荏 原製作所内 Ｆターム(参考） 4D025 AA07 AB18 BA09 BA14 BB04Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) G01N 30/88 G01N 30/88 C (72) Inventor Takeshi Izumi 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Ebara Corporation Inside the factory (72) Inventor Takao Ino 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Inside the Ebara Corporation (72) Inventor Sakae Omita 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Inside the Ebara Corporation F Terms (reference) 4D025 AA07 AB18 BA09 BA14 BB04
Claims (15)
を実プラントの運転条件を模擬した閉ループの循環装置
内に組み込み、供試水を該装置内に通水し循環させ、全
有機炭素（ＴＯＣ）や有機物中に含まれるスルホン酸基
などの無機性官能基などの不純物のイオン交換樹脂から
の溶出速度を求め、実プラントにおける該イオン交換樹
脂からの不純物溶出挙動を予測するための水質評価方
法。1. Packing a column with an ion exchange resin, incorporating it into a closed loop circulating device simulating the operating conditions of an actual plant, passing test water through the device and circulating it, Water quality for determining the elution rate of impurities such as TOC) and inorganic functional groups such as sulfonic acid groups contained in organic substances from the ion exchange resin and predicting the elution behavior of the impurities from the ion exchange resin in an actual plant Method.
ｂの溶存酸素濃度の低い脱気水を用いることを特徴とす
る請求項１記載の水質評価方法。2. The test water is 10 ppb to 100 pp.
2. The method for evaluating water quality according to claim 1, wherein degassed water having a low dissolved oxygen concentration of b is used.
００ｐｐｂの溶存酸素濃度の高い空気飽和水を用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の水質評価方法。3. The test water is from 6000 ppb to 400
The water quality evaluation method according to claim 1, wherein air-saturated water having a high dissolved oxygen concentration of 00 ppb is used.
酸、ラジカルなどの樹脂の酸化促進物質を添加すること
を特徴とする請求項１記載の水質評価方法。4. The water quality evaluation method according to claim 1, further comprising adding a hydrogen peroxide solution, a resin oxidation promoting substance such as ozone, perchloric acid, or a radical to the test water.
水、溶存酸素濃度の高い空気飽和水または樹脂の酸化促
進物質を含む溶存酸素濃度の高い空気飽和水を組み合わ
せることを特徴とする請求項１記載の水質評価方法。5. The test water is characterized by combining deaerated water having a low dissolved oxygen concentration, air-saturated water having a high dissolved oxygen concentration, or air-saturated water having a high dissolved oxygen concentration containing a resin oxidation promoting substance. The water quality evaluation method according to claim 1.
定任意温度にして通水することを特徴とする請求項１〜
５のいずれか１項に記載の水質評価方法。6. The method according to claim 1, wherein the test water is passed at a constant arbitrary temperature in the range of 20 ° C. to 60 ° C.
The method for evaluating water quality according to any one of items 5 to 5.
内で変化させて通水することを特徴とする請求項１〜５
のいずれか１項に記載の水質評価方法。7. The method according to claim 1, wherein the temperature of the test water is changed within a range from 20 ° C. to 60 ° C. to pass the water.
The water quality evaluation method according to any one of the above.
５０ｍ／ｈまでの範囲内で一定にして通水することを特
徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の水質評価
方法。8. The water flow velocity of the test water from 30 m / h to 1
The water quality evaluation method according to any one of claims 1 to 7, wherein the water is supplied at a constant rate within a range of up to 50 m / h.
５０ｍ／ｈまでの範囲内で変化させて通水することを特
徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の水質評価
方法。9. The water flow velocity of the test water from 30 m / h to 1
The water quality evaluation method according to any one of claims 1 to 7, wherein the water is passed while being changed within a range of up to 50 m / h.
ルホン酸などの各種の不純物の溶出挙動を評価する評価
装置であって、供試水貯留タンク、循環ポンプ、熱交換
器、イオン交換樹脂を充填したカラム及びサンプリング
スポットを備え、供試水を供試水貯留タンクから循環ポ
ンプにより前記カラムを介して循環させ、且つ熱交換器
により供試水の温度を調節することにより実プラントの
水循環を模擬し、サンプリングスポットにおいて供試水
を採取し、それに含まれる各種の不純物の濃度を測定
し、得られた濃度に基づいて実プラントにおける各種の
不純物の溶出挙動を推定し評価する水質評価装置。10. An evaluation device for evaluating the elution behavior of various impurities such as sulfonic acid eluted from ion-exchange resin into water, comprising a sample water storage tank, a circulation pump, a heat exchanger, and an ion-exchange resin. Simulated water circulation in an actual plant by circulating test water from a test water storage tank through the column with a circulation pump and adjusting the temperature of the test water with a heat exchanger. A water quality evaluation device that collects test water at a sampling spot, measures the concentrations of various impurities contained therein, and estimates and evaluates the elution behavior of various impurities in an actual plant based on the obtained concentrations.
の全有機炭素又は無機性官能基の溶出速度である請求項
１０記載の水質評価装置。11. The water quality evaluation apparatus according to claim 10, wherein the elution behavior is a rate of elution of all organic carbon or inorganic functional groups from the ion exchange resin.
は、沸騰水型原子力発電プラントの復水の循環である請
求項１０記載の水質評価装置。12. The water quality evaluation device according to claim 10, wherein the water circulation of the simulated actual plant is a condensate circulation of a boiling water nuclear power plant.
原子炉水硫酸濃度を得るように構成された請求項１２記
載の水質評価装置。13. The water quality evaluation apparatus according to claim 12, wherein a water sulfuric acid concentration at the time of start-up of the reactor water is obtained based on a dissolution rate of total organic carbon.
段、溶存酸素計、流量計及び温度計を備えた請求項１０
記載の水質評価装置。14. The apparatus according to claim 10, further comprising means for adjusting the amount of dissolved oxygen, a dissolved oxygen meter, a flow meter, and a thermometer.
Water quality evaluation device according to the description.
塩装置で使用されるイオン交換樹脂の性能の変化、及び
同イオン交換樹脂が使用される復水脱塩装置における水
質を推定し評価する請求項１０記載の水質評価装置。15. Estimating and evaluating changes in the performance of an ion exchange resin used in a condensate desalination unit of a boiling water nuclear power plant, and water quality in a condensate desalination unit using the same ion exchange resin. The water quality evaluation device according to claim 10.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302698A JP2000131307A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Method and device for evaluating water quality |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10302698A JP2000131307A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Method and device for evaluating water quality |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131307A true JP2000131307A (en) | 2000-05-12 |
Family
ID=17912124
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10302698A Pending JP2000131307A (en) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Method and device for evaluating water quality |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131307A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004007375A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Organo Corporation | Method of treating condensate and apparatus |
| KR101237087B1 (en) | 2011-05-30 | 2013-02-25 | 현대제철 주식회사 | Dissolved oxygen removal apparatus for corrosion test |
| JP2019040430A (en) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Water quality control device, water treatment system, thermal plant, power generation plant, and water quality control method |
| CN111795884A (en) * | 2020-06-12 | 2020-10-20 | 广东省测试分析研究所（中国广州分析测试中心） | Grading separation treatment method for analyzing soluble organic matters in chemical wastewater |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP10302698A patent/JP2000131307A/en active Pending
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| CN111795884A (en) * | 2020-06-12 | 2020-10-20 | 广东省测试分析研究所（中国广州分析测试中心） | Grading separation treatment method for analyzing soluble organic matters in chemical wastewater |
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