JP2001091685A - 復水脱塩装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高純度な処理水質を得ることができるＢＷＲ
型原子力発電プラントの復水脱塩装置を提供する。 【解決手段】 イオン交換樹脂の充填床を備えたＢＷＲ
型原子力発電プラントの復水脱塩装置において、該イオ
ン交換樹脂の充填床は、弱酸性カチオン樹脂と強塩基性
アニオン樹脂、又は、弱酸性カチオン樹脂と強酸性カチ
オン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混床からなることと
するか、上層部が強塩基性アニオン樹脂、下層部が弱酸
性カチオン樹脂、又は、弱酸性カチオン樹脂と強塩基性
アニオシ樹脂の混合層又は弱酸性カチオン樹脂と強酸性
カチオン樹脂の混合層の複層床からなることとするか、
又は上層部が強塩基性アニオン樹脂、中間層部が弱酸性
カチオン樹脂、下層部が強酸性カチオン樹脂と強塩基性
アニオン樹脂の混合層の複層床からなることとしたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、復水脱塩装置に係
り、特に、高純度な処理水質を得ることができるＢＷＲ
型原子力発電プラントの復水脱塩装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＷＲ原子力発電プラントでは、原子炉
の内部を常に清浄に維持しなければならないので、その
浄化設備としてイオン交換樹脂を使用している復水脱塩
装置が設置されている。そのイオン交換樹脂としては、
強酸性カチオン樹脂と強塩基性アニオン樹脂を混床で使
用している。最近のＢＷＲ原子力発電プラントは、プラ
ント構成機器が改良され、復水脱塩装置へのイオン性不
純物の負荷が低減していること、及び、放射性廃液低減
の観点から、イオン交換樹脂は非通薬再生にて運用さ
れ、通薬再生を実施せずに数年間使用後、廃棄されてい
る。従って、交換容量の大きいイオン交換樹脂の適用が
望まれている。また、最近のＢＷＲ原子力発電プラント
では、イオン交換樹脂、特に強酸性カチオン樹脂から溶
出する有機性不純物により処理水質を低下させる要因と
なっていた。強酸性カチオン樹脂より溶出する有機性不
純物には、官能基としてスルホン基が含まれており、こ
れが原子炉内に流入すると、放射線及び熱分解により硫
酸イオンとなるため、原子炉構成材料の健全性を阻害す
る要因となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、イオン交換樹脂から原子炉内に溶出するスル
ホン基を抑制して、処理水質を高度化できるＢＷＲ型原
子力発電プラントの復水脱塩装置を提供することを課題
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、イオン交換樹脂の充填床を備えたＢＷ
Ｒ型原子力発電プラントの復水脱塩装置において、該イ
オン交換樹脂の充填床は、弱酸性カチオン樹脂と強塩基
性アニオン樹脂、又は、弱酸性カチオン樹脂と強酸性カ
チオン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混床からなること
を特徴とする復水脱塩装置としたものである。前記復水
脱塩装置においては、使用するイオン交換樹脂は、少な
くとも一つは粒径分布が均一であるのがよい。

【０００５】また、本発明では、イオン交換樹脂の充填
床を備えたＢＷＲ型原子力発電プラントの復水脱塩装置
において、該イオン交換樹脂の充填床は、上層部が強塩
基性アニオン樹脂、下層部が弱酸性カチオン樹脂、又は
弱酸性カチオン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混合層、
又は弱酸性カチオン樹脂と強酸性カチオン樹脂の混合層
の複層床からなることとできる。さらに、本発明では、
イオン交換樹脂の充填床を備えたＢＷＲ型原子力発電プ
ラントの復水脱塩装置において、該イオン交換樹脂の充
填床は、上層部が強塩基性アニオン樹脂、中間層部が弱
酸性カチオン樹脂、下層部が強酸性カチオン樹脂と強塩
基性アニオン樹脂の混合層の複層床からなることとでき
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】従来のＢＷＲ型原子力発電プラン
トの復水脱塩装置では、使用するイオン交換樹脂とし
て、強酸性カチオン樹脂を使用しており、この強酸性カ
チオン樹脂には、官能基としてスルホン基が含まれてい
るため、これが原子炉内に流入することにより分解し、
無機イオンである硫酸イオンとなり、これが原子炉構成
材料の健全性を阻害する要因となっていた。そこで、本
発明は、官能基にスルホン基を含まない弱酸性カチオン
樹脂を使用することにより、有機性不純物がカチオン樹
脂より溶出しても原子炉内で硫酸イオンを発生させるこ
とをなくすことができることを見出してなされた。従
来、弱酸性カチオン樹脂は、強酸性カチオン樹脂に比べ
中性塩分解能力が低く、反応速度が若干劣り、且つ捕捉
したイオンを加水分解によりリークしやすい特性がある
ため、これまで復水脱塩装置に使用されることはなかっ
た。

【０００７】しかし、近年においては、発電プラント構
成材料の高度化や運転管理の高度化により、復水脱塩装
置へのイオン負荷は非常に少なくなっており、ある程度
イオン交換能力が低下しても、十分使用に耐えうるとい
える。更に、万一復水器で海水漏洩が発生しても、アニ
オン樹脂を復水脱塩装置の上層部に配し、ｐＨをアルカ
リ側にして弱酸性カチオン樹脂で処理することにより、
冷却水中に流入した海水成分を除去することができる。
更に、この欠点を補うために、均一粒径樹脂を使用する
方法もある。即ち、粒径分布を均一にすることにより、
樹脂の持つ表面積を増やすことが可能となり、反応速度
を高めることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１ 強酸性及び弱酸性カチオン樹脂より溶出した有機性不純
物について、ＴＯＣ濃度、及び、その溶液を紫外線にて
分解し、その後硫酸イオン濃度を測定することにより、
溶出速度を求めた。その結果を表１に示す。弱酸性カチ
オン樹脂からは、硫酸イオンは検出されないことが確認
された。

【０００９】

【表１】

【００１０】実施例２ 復水器における海水漏洩を模擬し、弱酸性樹脂による主
たる海水成分であるＮａＣｌの除去能力を以下の方法に
て確認した。内径２５ｍｍのカラムに樹脂を充填し、層
高１ｍの樹脂層を形成する。樹脂層としては、次の３つ
のケースについて行った。 （１）強酸性カチオン樹脂と強塩基性アニオン樹脂を混
合した場合、（比較例） （２）上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、下層部に
弱酸性カチオン樹脂を配した場合、（実施例） （３）上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、中間層部
に弱酸性カチオン樹脂を配し下層部に強酸性カチオン樹
脂と強塩基性アニオン樹脂を配した場合、（実施例） 実験は、カラム入口より約２０ｐｐｍのＮａＣｌの水溶
液を線流速１２０ｍ／ｈで通水し、処理水の導電率の測
定を行った。その結果、いずれのケースについても、処
理水の導電率は０．０５５μＳ／ｃｍとなり、処理性能
上問題のないことが確認された。

【００１１】実施例３ 復水器における海水漏洩を模擬し、弱酸性樹脂による主
たる海水成分であるＮａＣｌの除去能力を以下の方法に
て確認した。試験は通水ＬＶを実装置と同様に１２０ｍ
／ｈにて運転し、そこに約２０ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液
を通水し、処理水の導電率が０．１μＳ／ｃｍを上回る
までの貫流交換容量を求めた。内径２５ｍｍのカラムに
樹脂を充填し、層高１ｍの樹脂層を形成する。樹脂層と
しては、次の４ケースについて行った。尚、いずれのケ
ースについてもカチオン／アニオン樹脂比は１／１とし
た。

【００１２】ケース１：強酸性カチオン樹脂と強塩基性
アニオン樹脂を混合した場合（比較例）、 ケース２：上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、下層
部に弱酸性カチオン樹脂を配した場合（実施例）、 ケース３：上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、下層
部に弱酸性カチオン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混合
層を配した場合（実施例）、 ケース４：上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、下層
部に弱酸性カチオン樹脂と強酸性力チオン樹脂の混合層
を配した場合（実施例）、 ケース５：上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、中間
層部が弱酸性カチオン樹脂、下層部が強酸性カチオン樹
脂と強塩基性アニオン樹脂の混合層を配した場合（実施
例）、

【００１３】これらのケースについて比較例を１とした
場合の貫流交換容量の比較結果を表２に示す。表２から
明らかなように、比較例と比べて貫流交換容量は小さく
なるものの、装置設計上要求される値より十分高い値を
有しており、いずれの実施例についても問題ないといえ
る。

【表２】

【００１４】また、これらの実施例についてカラム処理
水を採取し、紫外線照射実施後に硫酸イオン濃度を測定
した。その結果を表３に示す。表３からわかるように、
いずれの実施例についても比較例と比べ小さい値を示し
ていることが確認された。

【表３】

【００１５】実施例４ 復水器における海水漏洩を模擬し、弱酸性樹脂による主
たる海水成分であるＮａＣｌの除去能力を以下の方法に
て確認した。試験は通水ＬＶを実装置と同様１２０ｍ／
ｈにて運転し、そこに約２０ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液を
通水し、処理水の導電率が０．１μＳ／ｃｍを上回るま
での貫流交換容量を求めた。内径２５ｍｍのカラムに樹
脂を充填し、層高１ｍの樹脂層を形成する。樹脂層とし
ては、次の２ケースについて行った。尚、いずれのケー
スについてもカチオン／アニオン樹脂比は１／１とし
た。 ケース２：上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、下層
部に弱酸性カチオン樹脂を配した場合 ケース６：上層部に強塩基性アニオン樹脂を配し、下層
部に均一粒径の弱酸性カチオン樹脂を配した場合

【００１６】これらのケースについて実施例３のケース
１（比較例）を１とした場合の貫流交換容量の比較結果
を表４に示す。表４から明らかなように、均一粒径樹脂
の方が大きな値を有していることがわかる。

【表４】

【００１７】

【発明の効果】本発明によればＢＷＲ型原子力発電プラ
ントの復水脱塩装置に関し、処理水質を高度化すること
が可能となる。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月１２日（１９９９．１０．
１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【表１】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン交換樹脂の充填床を備えたＢＷＲ
   型原子力発電プラントの復水脱塩装置において、該イオ
   ン交換樹脂の充填床は、弱酸性カチオン樹脂と強塩基性
   アニオン樹脂、又は、弱酸性カチオン樹脂と強酸性カチ
   オン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混床からなることを
   特徴とする復水脱塩装置。
2. 【請求項２】 前記使用するイオン交換樹脂は、少なく
   とも一つは粒径分布が均一であることを特徴とする請求
   項１記載の復水脱塩装置。
3. 【請求項３】 イオン交換樹脂の充填床を備えたＢＷＲ
   型原子力発電プラントの復水脱塩装置において、該イオ
   ン交換樹脂の充填床は、上層部が強塩基性アニオン樹
   脂、下層部が弱酸性カチオン樹脂、又は、弱酸性カチオ
   ン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混合層又は弱酸性カチ
   オン樹脂と強酸性カチオン樹脂の混合層の複層床からな
   ることを特徴とする復水脱塩装置。
4. 【請求項４】 イオン交換樹脂の充填床を備えたＢＷＲ
   型原子力発電プラントの復水脱塩装置において、該イオ
   ン交換樹脂の充填床は、上層部が強塩基性アニオン樹
   脂、中間層部が弱酸性カチオン樹脂、下層部が強酸性カ
   チオン樹脂と強塩基性アニオン樹脂の混合層の複層床か
   らなることを特徴とする復水脱塩装置。