JP2544426B2 - 流体浄化装置 - Google Patents
流体浄化装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Filtering Materials (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体を浄化する装置に利用される技術に関す
るものである。
るものである。
従来の重水炉における減速材浄化装置の先行技術とし
ては（社）発明協会発行の発明協会公開技報番号84−00
2406に示される様に電磁フイルタとイオン交換樹脂によ
る浄化する方法がある。この方法は、電磁フイルタを重
水浄化用イオン交換樹脂のプレフイルタとして使用し、
イオン交換樹脂は、減速材中の過酸化重水素の酸化によ
る劣化を受けるため間欠運転を行ない、電磁フイルタは
連続浄化運転を行なうものである。
ては（社）発明協会発行の発明協会公開技報番号84−00
2406に示される様に電磁フイルタとイオン交換樹脂によ
る浄化する方法がある。この方法は、電磁フイルタを重
水浄化用イオン交換樹脂のプレフイルタとして使用し、
イオン交換樹脂は、減速材中の過酸化重水素の酸化によ
る劣化を受けるため間欠運転を行ない、電磁フイルタは
連続浄化運転を行なうものである。
電磁フイルタには強磁性不純物以外の不溶性不純物及
びイオン状不純物の除却能力はない、又、重水浄化用イ
オン交換樹脂は、イオン状不純物の除却能力はあるが、
過酸化重水素の酸化作用でイオン交換樹脂が分解し、イ
オン交換性能が低下するので、イオン状の放射性物質の
除去が十分に行なえずに、重水系の放射能濃度を高める
傾向にあることが予想される。
びイオン状不純物の除却能力はない、又、重水浄化用イ
オン交換樹脂は、イオン状不純物の除却能力はあるが、
過酸化重水素の酸化作用でイオン交換樹脂が分解し、イ
オン交換性能が低下するので、イオン状の放射性物質の
除去が十分に行なえずに、重水系の放射能濃度を高める
傾向にあることが予想される。
重水炉の減速材浄化系は、液体ポイズン濃度制御装置
と重水浄化用イオン交換装置から成り、ポイズン濃度制
御装置は、高濃度のポイズン溶液を貯え、重水系内へ供
給するポイズン供給装置と系内のポイズン濃度を下げる
ポイズン除去装置より成る。一方、重水浄化用イオン交
換装置は重水中のイオン状不純物を除去することを目的
とする。ポイズン濃度制御装置と、重水浄化用イオン交
換装置には、イオン交換樹脂が使用されている。このイ
オン交換樹脂に通水する重水中には、重水温度が約70℃
と低いためにカランドリアタンク内で重水の放射線分解
反応により生じた過酸化重水素が分解せずに約10ppm溶
存している。このためイオン交換樹脂が過酸化重水素の
酸化反応を受けて性能に劣化をきたすという問題があつ
た。
と重水浄化用イオン交換装置から成り、ポイズン濃度制
御装置は、高濃度のポイズン溶液を貯え、重水系内へ供
給するポイズン供給装置と系内のポイズン濃度を下げる
ポイズン除去装置より成る。一方、重水浄化用イオン交
換装置は重水中のイオン状不純物を除去することを目的
とする。ポイズン濃度制御装置と、重水浄化用イオン交
換装置には、イオン交換樹脂が使用されている。このイ
オン交換樹脂に通水する重水中には、重水温度が約70℃
と低いためにカランドリアタンク内で重水の放射線分解
反応により生じた過酸化重水素が分解せずに約10ppm溶
存している。このためイオン交換樹脂が過酸化重水素の
酸化反応を受けて性能に劣化をきたすという問題があつ
た。
特に、液体ポイズンが重水浄化用イオン交換装置のイ
オン交換樹脂への吸着を避けるため、弱塩基性樹脂を使
用する場合には、特に本樹脂が過酸化重水素の酸化作用
に弱いため、樹脂の通水時間が１日約1.5時間に制限さ
れ、このため重水中の不純物が増加し、炉心タンク内に
て放射化され、重水系のγ線量率が上昇するという問題
があつた。
オン交換樹脂への吸着を避けるため、弱塩基性樹脂を使
用する場合には、特に本樹脂が過酸化重水素の酸化作用
に弱いため、樹脂の通水時間が１日約1.5時間に制限さ
れ、このため重水中の不純物が増加し、炉心タンク内に
て放射化され、重水系のγ線量率が上昇するという問題
があつた。
本発明の目的は、流体中に過酸化重水素が含まれてい
ても、その流体の浄化を支障なく行える装置を提供する
ことにある。
ても、その流体の浄化を支障なく行える装置を提供する
ことにある。
本発明の実施例における目的には、重水炉の重水中の
放射性腐食生成物の低減と、重水中のγ線量率の上昇を
効果的に低減し得る減速材浄化装置を提供することが含
まれている。
放射性腐食生成物の低減と、重水中のγ線量率の上昇を
効果的に低減し得る減速材浄化装置を提供することが含
まれている。
本発明の目的を達成する手段は、カランドリアタンク
に入口と出口を接続した重水の循環流路の途中に重水の
冷却機とイオン交換体とを備える重水炉において、前記
イオン交換体は無機質材料からなり、前記無機質イオン
交換体は前記循環流路途中に前記冷却機よりも上流側に
装備されていることを特徴とした流体浄化装置である。
に入口と出口を接続した重水の循環流路の途中に重水の
冷却機とイオン交換体とを備える重水炉において、前記
イオン交換体は無機質材料からなり、前記無機質イオン
交換体は前記循環流路途中に前記冷却機よりも上流側に
装備されていることを特徴とした流体浄化装置である。
本発明にあっては、重水炉のカランドリアタンクから
出た重水が冷却される前に無機質イオン交換体で浄化さ
れ、その後に冷却機で冷却された上でカランドリアタン
クへ送給され、このような重水の循環により重水の浄化
が成される作用を得る。
出た重水が冷却される前に無機質イオン交換体で浄化さ
れ、その後に冷却機で冷却された上でカランドリアタン
クへ送給され、このような重水の循環により重水の浄化
が成される作用を得る。
その重水の浄化作用において、重水中に渦酸化重水素
が含まれていても、イオン交換体は酸化損傷することな
く浄化性能が長く維持される作用が得られる。
が含まれていても、イオン交換体は酸化損傷することな
く浄化性能が長く維持される作用が得られる。
以下、本発明の一実施例として、重水炉の重水浄化装
置に本発明を採用した例を各図に基づいて説明する。
置に本発明を採用した例を各図に基づいて説明する。
重水炉のカランドリアタンク１内の重水を浄化し、供
給する減速材浄化系統では、炉心タンク２からオーバー
フローした重水がオーバーフロー管３を通りダンプタン
ク４内に入る。ダンプタンク内の重水は、循環ポンプ５
で吸引加圧されセラミツク浄化塔の入口隔離弁７が開の
状態でセラミツク浄化塔入口配管６を通りセラミツクフ
イルタに無機イオン交換体をプリコートしたセラミツク
浄化塔８に入り、第２図に示す無機イオン交換体プリコ
ート層23を重水が通ることにより重水中の放射性腐食生
成物及びイオン状の放射性腐食生成物が捕捉され、次に
セラミツクフイルタエレメント24を通ることにより、微
細な多孔質膜により濾過され濾過水がセラミツクフイル
タ内側に入る。浄化された重水は、セラミツク浄化塔出
口配管18から冷却器11に入り、約70℃から約60℃に冷却
される。
給する減速材浄化系統では、炉心タンク２からオーバー
フローした重水がオーバーフロー管３を通りダンプタン
ク４内に入る。ダンプタンク内の重水は、循環ポンプ５
で吸引加圧されセラミツク浄化塔の入口隔離弁７が開の
状態でセラミツク浄化塔入口配管６を通りセラミツクフ
イルタに無機イオン交換体をプリコートしたセラミツク
浄化塔８に入り、第２図に示す無機イオン交換体プリコ
ート層23を重水が通ることにより重水中の放射性腐食生
成物及びイオン状の放射性腐食生成物が捕捉され、次に
セラミツクフイルタエレメント24を通ることにより、微
細な多孔質膜により濾過され濾過水がセラミツクフイル
タ内側に入る。浄化された重水は、セラミツク浄化塔出
口配管18から冷却器11に入り、約70℃から約60℃に冷却
される。
原子炉出力を上昇する過程で重水中のポイズン濃度を
低減する場合には、液体ポイズン濃度制御装置入口隔離
弁13を開くことにより液体ポイズン濃度制御装置入口配
管12から液体ポイズン濃度制御装置14に一部の重水が入
りポイズンが除去され、ダンプタンク４に戻る。一方、
液体ポイズン濃度制御装置14に入らない重水は、冷却器
11から、重水配分管15に入り、重水供給管16で分配さ
れ、制御棒案内管17から炉心タンク２の下部へ供給さ
れ、炉心タンク２を上昇し、炉心タンク２の上部からオ
ーバーフローする。又、セラミツク浄化塔は、連続的に
重水を浄化するが、セラミツク浄化塔の運転管理は、セ
ラミツク浄化塔入口出口差圧計25及びセラミツク浄化塔
入口導電率計26と同出口導電率計27の監視によつて行な
う。セラミツク浄化塔差圧又は、出口導電率が通水基準
を超えた場合にセラミツク浄化塔入口の弁７と弁18a閉
にすることにより隔離し、逆洗用水ライン19から逆洗水
を供給し無機イオン交換体プリコート層23をセラミツク
フイルタエレメント24から剥離させ廃液ライン20から廃
出する。逆洗が終了したなら、プリコート材供給ライン
21から無機イオン交換体を浄化塔22内に供給し循環ライ
ン28により浄化塔22を再循環させセラミツクフイルタ24
に無機イオン交換体をプリコートする。
低減する場合には、液体ポイズン濃度制御装置入口隔離
弁13を開くことにより液体ポイズン濃度制御装置入口配
管12から液体ポイズン濃度制御装置14に一部の重水が入
りポイズンが除去され、ダンプタンク４に戻る。一方、
液体ポイズン濃度制御装置14に入らない重水は、冷却器
11から、重水配分管15に入り、重水供給管16で分配さ
れ、制御棒案内管17から炉心タンク２の下部へ供給さ
れ、炉心タンク２を上昇し、炉心タンク２の上部からオ
ーバーフローする。又、セラミツク浄化塔は、連続的に
重水を浄化するが、セラミツク浄化塔の運転管理は、セ
ラミツク浄化塔入口出口差圧計25及びセラミツク浄化塔
入口導電率計26と同出口導電率計27の監視によつて行な
う。セラミツク浄化塔差圧又は、出口導電率が通水基準
を超えた場合にセラミツク浄化塔入口の弁７と弁18a閉
にすることにより隔離し、逆洗用水ライン19から逆洗水
を供給し無機イオン交換体プリコート層23をセラミツク
フイルタエレメント24から剥離させ廃液ライン20から廃
出する。逆洗が終了したなら、プリコート材供給ライン
21から無機イオン交換体を浄化塔22内に供給し循環ライ
ン28により浄化塔22を再循環させセラミツクフイルタ24
に無機イオン交換体をプリコートする。
セラミツクフイルタエレメント24は第３図の如く、構
体となる多孔質セラミツクによる濾過エレメント29部と
セラミツク又は金属製のフイルタ30とから成る。そし
て、プリコート層23は多くの無機質イオン交換体31を層
状に備えている。又、無機質イオン交換体31は、フイル
タ30のメツシユ内に含有させるようにしておいても良
い。
体となる多孔質セラミツクによる濾過エレメント29部と
セラミツク又は金属製のフイルタ30とから成る。そし
て、プリコート層23は多くの無機質イオン交換体31を層
状に備えている。又、無機質イオン交換体31は、フイル
タ30のメツシユ内に含有させるようにしておいても良
い。
フイルタエレメント24は表１に示す約１μｍの多孔質
であり、重水中に存在する放射性の不溶性不純物32を濾
過により除去することができる。又、無機質又は金属フ
イルタの中に封じたあるいは、無機質又は金属フイルタ
の円筒表面上にプリコートした無機イオン交換体層によ
つても不溶性不純物の濾過による除去も行える。重水中
の溶存するイオン状の放射性腐食生成物は、フイルタエ
レメント24に充填あるいは、プリコートした無機イオン
交換体31によつて捕捉される。重水中に溶存するイオン
状の放射性腐食生成物は、重水系の構成材から重水中に
溶出したCo,Fe,Cr等が炉心タンク２内の中性子照射によ
つて生成する60Co,54Mn,51Cr等が主要な核種である。こ
の60Co,54Mn等は、大部分が陽イオンとして存在するた
め、物理的濾過では除去できないが、イオン交換能力を
有する無機イオン交換体31によつて捕捉できる。第４図
に無機イオン交換体の特性の一例を示す。これは60Coの
捕捉を温度の関数で示したものであるが、温度が高いほ
ど捕捉特性が高い。重水最大温度は、炉心性能上70℃に
制約されているため、70℃におけるCo2+の捕捉量を第４
図から求めると、約１×10-3mep/gである。重水中の60C
o濃度を約２×10-2μCi/mlとし、重水系の保有水量を14
0m3とすると、重水中の60Coの量は約2.8×10-5gと換算
され、上述第５図から求めたCo2+の捕捉量約１×10-3me
p/gは約６×10-5gCo2+/g無機イオン交換体であるので無
機イオン交換体1gで重水中の60Coを捕捉すると換算でき
る。
であり、重水中に存在する放射性の不溶性不純物32を濾
過により除去することができる。又、無機質又は金属フ
イルタの中に封じたあるいは、無機質又は金属フイルタ
の円筒表面上にプリコートした無機イオン交換体層によ
つても不溶性不純物の濾過による除去も行える。重水中
の溶存するイオン状の放射性腐食生成物は、フイルタエ
レメント24に充填あるいは、プリコートした無機イオン
交換体31によつて捕捉される。重水中に溶存するイオン
状の放射性腐食生成物は、重水系の構成材から重水中に
溶出したCo,Fe,Cr等が炉心タンク２内の中性子照射によ
つて生成する60Co,54Mn,51Cr等が主要な核種である。こ
の60Co,54Mn等は、大部分が陽イオンとして存在するた
め、物理的濾過では除去できないが、イオン交換能力を
有する無機イオン交換体31によつて捕捉できる。第４図
に無機イオン交換体の特性の一例を示す。これは60Coの
捕捉を温度の関数で示したものであるが、温度が高いほ
ど捕捉特性が高い。重水最大温度は、炉心性能上70℃に
制約されているため、70℃におけるCo2+の捕捉量を第４
図から求めると、約１×10-3mep/gである。重水中の60C
o濃度を約２×10-2μCi/mlとし、重水系の保有水量を14
0m3とすると、重水中の60Coの量は約2.8×10-5gと換算
され、上述第５図から求めたCo2+の捕捉量約１×10-3me
p/gは約６×10-5gCo2+/g無機イオン交換体であるので無
機イオン交換体1gで重水中の60Coを捕捉すると換算でき
る。
本発明の実施例によれば、重水中の過酸化重水素の酸
化による性能劣化を受けずに重水中に溶存する60Co等の
放射性腐食生成物を除去することができ、又不溶性の放
射性腐食生成物は、無機質又は金属フイルタの１μｍ前
後の細孔によつて濾過除去されるので、重水系の線量率
低減に極めて効果的である。又、従来の重水温度は、炉
心タンクの運転温度として70℃以下の制約があり又、重
水浄化用イオン交換樹脂の採水条件が50℃以下であつた
が、本発明の無機イオン交換体による浄化方法では、無
機イオン交換体が温度の制約がないために、重水温度を
カランドリアタンクの運転上の制約温度で運転できる。
ここで本実施例のセラミツク浄化塔を60℃で浄化運転を
すると従来の重水浄化用イオン交換装置では重水を49℃
に冷却して運転してることから本実施例の方が約10℃高
い温度で重水浄化系を運転することができるために重水
浄化系の再循環流量を20m3/hとすると、２×104kcal/h
の熱効率を上げることができる。
化による性能劣化を受けずに重水中に溶存する60Co等の
放射性腐食生成物を除去することができ、又不溶性の放
射性腐食生成物は、無機質又は金属フイルタの１μｍ前
後の細孔によつて濾過除去されるので、重水系の線量率
低減に極めて効果的である。又、従来の重水温度は、炉
心タンクの運転温度として70℃以下の制約があり又、重
水浄化用イオン交換樹脂の採水条件が50℃以下であつた
が、本発明の無機イオン交換体による浄化方法では、無
機イオン交換体が温度の制約がないために、重水温度を
カランドリアタンクの運転上の制約温度で運転できる。
ここで本実施例のセラミツク浄化塔を60℃で浄化運転を
すると従来の重水浄化用イオン交換装置では重水を49℃
に冷却して運転してることから本実施例の方が約10℃高
い温度で重水浄化系を運転することができるために重水
浄化系の再循環流量を20m3/hとすると、２×104kcal/h
の熱効率を上げることができる。
本発明によれば、無機質イオン交換体で温度の高い重
水を浄化できる上、その重水中の過酸化重水素による悪
影響を受けずに浄化を継続できるから浄化率が良い。
水を浄化できる上、その重水中の過酸化重水素による悪
影響を受けずに浄化を継続できるから浄化率が良い。
第１図は本発明の一実施例による重水炉の重水浄化系統
図、第２図は第１図中の浄化塔部の拡大詳細系統図、第
３図は第２図に示したフイルタ部分の拡大図、第４図は
無機イオン交換体の特性グラフ図である。 １……カランドリアタンク、３……オーバーフロー管、
４……ダンプダンク、５……循環ポンプ、６……セラミ
ツク浄化塔入口配管、７……セラミツク浄化塔隔離弁、
８……セラミツク浄化塔、11……重水冷却機、16……重
水供給管、17……制御棒案内管、18……セラミツク浄化
塔出口配管、19……逆洗用水ライン、20……廃液ライ
ン、21……プリコート材供給ライン、22……浄化塔、23
……無機イオン交換体プリコート層、24……セラミツク
フイルタエレメント、29……濾過エレメント、30……フ
イルタ、31……無機イオン交換体、32……放射性腐食生
成物。
図、第２図は第１図中の浄化塔部の拡大詳細系統図、第
３図は第２図に示したフイルタ部分の拡大図、第４図は
無機イオン交換体の特性グラフ図である。 １……カランドリアタンク、３……オーバーフロー管、
４……ダンプダンク、５……循環ポンプ、６……セラミ
ツク浄化塔入口配管、７……セラミツク浄化塔隔離弁、
８……セラミツク浄化塔、11……重水冷却機、16……重
水供給管、17……制御棒案内管、18……セラミツク浄化
塔出口配管、19……逆洗用水ライン、20……廃液ライ
ン、21……プリコート材供給ライン、22……浄化塔、23
……無機イオン交換体プリコート層、24……セラミツク
フイルタエレメント、29……濾過エレメント、30……フ
イルタ、31……無機イオン交換体、32……放射性腐食生
成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 貞邦 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 中下 文雄 茨城県日立市会瀬町２丁目９番１号 日 立サービスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 木名瀬 敦 茨城県日立市弁天町３丁目10番２号 日 立協和工業株式会社内 (72)発明者 川口 雅志 茨城県日立市弁天町３丁目10番２号 日 立協和工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−79186（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−137088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−9095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144080（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54783（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−87050（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】カランドリアタンクに入口と出口を接続し
た重水の循環流路の途中に重水の冷却機とイオン交換体
を備える重水炉において、前記イオン交換体は無機質材
料からなり、前記イオン交換体は前記循環流路途中に前
記冷却機よりも上流側に装備されていることを特徴とし
た流体浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030753A JP2544426B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 流体浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030753A JP2544426B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 流体浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206294A JPH01206294A (ja) | 1989-08-18 |
| JP2544426B2 true JP2544426B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=12312442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63030753A Expired - Lifetime JP2544426B2 (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | 流体浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2544426B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9767927B2 (en) | 2011-12-12 | 2017-09-19 | Dominion Engineering, Inc. | Particulate removal system |
| JP6028545B2 (ja) * | 2012-11-30 | 2016-11-16 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | セシウムの回収方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS57144080A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-06 | Hitachi Ltd | Method and device for purification of liquid using oxine-stuck active carbon |
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| JPS5879186A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-12 | 株式会社日立製作所 | 重水炉の減速材系統 |
| JPS5987050A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-19 | Toshiba Corp | 無機イオン交換体およびその製造方法 |
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-
1988
- 1988-02-15 JP JP63030753A patent/JP2544426B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206294A (ja) | 1989-08-18 |
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