JP2817741B2 - 復水処理装置の通水安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、脱塩装置の前段に濾過装置を配置した復水
処理装置において、濾過装置や脱塩装置の負荷上昇によ
って、被処理水を供給する低圧ポンプの能力を越えた負
荷が発生したり、処理水を昇圧する高圧ポンプに負圧を
与えたりすることを未然に防止し、定められたポンプ揚
程範囲内において常に水処理を行なえるようにした通水
安全装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、火力発電所や原子力発電所の復水処理装置とし
ては、脱塩装置の前段に、微粒子状イオン交換樹脂や合
成繊維等をプリコート材として用いる型濾過脱塩塔や、
電磁フィルターや中空糸モジュールを装着した濾過塔等
の種々の濾過装置を配置する前記濾過方式が知られてい
る。

濾過装置は前述した種々の方式のものが知られている
が、主に復水中の酸化鉄微粒子等に起因するクラッドを
濾過処理にて除去する目的で配置されている。

脱塩装置は、例えばカチオン交換樹脂とアニオン交換
樹脂の混合樹脂を充填した混床式脱塩塔から構成され、
濾過装置からの濾過水を該混床式脱塩塔で処理して溶存
する不純物イオンを除去する目的で設置される。

第３図はこのような方式の復水処理装置を含む、沸騰
水型（BWR型）原子力発電所の発電プラントのフローの
一例を示す図で、BWR型原子炉１で発生したスチームは
タービン２を経て復水器３に送給され、当該復水器３で
凝縮されて復水となる。当該復水中には、タービン２或
は配管等の腐蝕によってもたらされる酸化鉄微粒子に起
因するクラッドや微量の不純物イオンが含まれるので、
これを低圧ポンプ（LPCP）４にて中空糸モジュールを装
着した濾過塔5A及び5Bからなる濾過装置５に送給して、
先ず復水中のクラッドを除去し、次いで濾過水をカチオ
ン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混合樹脂を充填した複
数の混床式脱塩塔（以下脱塩塔と称す）からなる脱塩装
置６に送給して不純物イオンの除去を行なう。なお第３
図中には中空糸モジュールを装着した濾過塔を２塔しか
示していないが、実際の発電プラントにおいてはもっと
多数の濾過塔を有している。クラッド及び不純物イオン
が除去された復水は、高圧ポンプ（HPCP）７により昇圧
され、加熱器８を経て再びBWR型原子炉１に循環され
る。

このような復水処理装置において、濾過装置のクラッ
ドの除去量の増加につれて濾過塔の塔差圧が大きくな
り、また脱塩装置についても処理通水時間が増加するに
したがって脱塩塔の塔差圧が僅かながら大きくなる。濾
過塔や脱塩塔の塔差圧が上昇すると、低圧ポンプ４には
高負荷が加わり、また高圧ポンプ７の吸込側の圧力が低
下して高圧ポンプ７がキャビテーションを発生したりす
ることになる。

そこで、このような事態になることを避けるために、
従来は第２図に示す通水安全装置を復水処理装置に設け
ている。

すなわち、濾過装置５及び脱塩装置６に対し夫々バイ
パス経路10、11を設けると共に、各バイパス経路10、11
の途中に遠隔操作により全閉、全開するバイパス弁12、
13を設け、濾過装置５の差圧を検出する差圧センサー14
からの情報が許容差圧以上となると、不図示の弁制御装
置がバイパス弁12に全開信号を出力してバイパス経路10
を全閉し、低圧ポンプ４からの復水の殆どを該バイパス
経路10を介して直接脱塩装置６に送給する。また脱塩装
置６の差圧を検出する差圧センサー15からの情報が許容
差圧以上となると、該弁制御装置がバイパス弁13に同様
に全開信号を出力してバイパス経路11を全開し、上流側
からの復水の殆どを該バイパス経路11を介して直接高圧
ポンプ７側に送給する。

濾過装置５、脱塩装置６の前記許容差圧を上昇させる
原因を解除した後、これを確認して作業者が手動により
前記弁制御装置を操作し、バイパス弁12、13を閉弁して
バイパス経路10、11を閉じ、低圧ポンプ４からの服水を
濾過装置５を介して全量濾過処理し、また濾過済の復水
を全量脱塩装置６により脱塩処理し、高圧ポンプ７によ
り圧送される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第２図に示すような従来の通水安全装置
は、濾過装置５及び脱塩装置６に対し、個々に許容差圧
を設定しているので、例えば濾過装置５の差圧がその許
容差圧を越えると、自動的にバイパス経路10が開くこと
になる。この場合、濾過装置５の差圧と脱塩装置６の差
圧との総和が、低圧ポンプ４の揚程よりも少なくて、高
圧ポンプに充分な押込み圧がかかるのにもかかわらず安
全装置が動作して、復水の濾過処理が行なわれなくな
る。

一方、脱塩装置のみから構成される復水処理装置にお
いて、後から追設によって濾過装置を脱塩装置の前段に
配置する場合、発電所等の大規模なプラントにあっては
復水処理装置の前後に配置されるポンプ及びその付帯設
備等が大がかりなものであることから、濾過装置の追設
に合わせて揚程の大きいポンプ及びその付帯設備等を交
換することは事実上難しく、既設のポンプの所定揚程内
において濾過装置と脱塩装置との調和のとれた運転が望
まれていた。勿論、第２図に示す安全装置により一応は
所定のポンプ揚程内において、濾過装置の増設は可能で
あるが、この場合、濾過装置の許容差圧の設定値を大き
くできず、このため結局上述した問題が生じることにな
る。

本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、濾
過装置と脱塩装置とからなる復水処理装置において、高
圧ポンプに影響を与えることなく濾過装置及び脱塩装置
との調和のとれた運転を確保できると共に、効率良く復
水処理が行なえる復水処理装置の通水安全装置を提供す
るものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の目的を達成するための要旨とするところは、
脱塩装置の前段に濾過装置を設け、低圧ポンプにより送
給される被処理水を先ず該濾過装置を介して濾過処理
し、次いで該脱塩装置を介して脱塩処理し、当該脱塩水
を高圧ポンプで昇圧する復水処理装置において、該濾過
装置に対して設けられた被処理水のバイパス経路と、該
バイパス経路中に介設された流量調整手段と、該濾過装
置の入り口側と該脱塩装置の出口側との間の差圧を検出
する差圧検出手段と、該差圧検出手段からの差圧情報に
基づき該流量調整手段を制御する制御手段とから構成
し、該制御手段は、該高圧ポンプの吸込側の押込圧が予
め定められた吹込側の押込圧より下まわらない圧力とな
るように該流量調整手段を制御することを特徴とする復
水処理装置の通水安全装置にある。

［作 用］ 上記の如く構成した復水処理装置の通水安全装置は、
濾過装置の入り口側と脱塩装置の出口側との差圧が、高
圧ポンプの予め定められた吸込側の押込圧を下まわらな
いようにバイパス経路を流れる流量を制御するので、高
圧ポンプがキャビテーションを起こさないようにするこ
とができる。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による復水処理装置の安全装置の一実
施例を示すブロック図である。

本実施例は、脱塩装置６の前段に濾過装置５を配置し
た前置濾過方式の復水処理装置において、濾過装置５に
対してのみバイパス経路21を設け、このバイパス経路21
に流量可変の流量コントール弁22を取り付けている。

23は差圧伝送器（ΔPT）で、濾過装置５の被処理水入
り口側と脱塩装置６の処理水出口側との間の差圧、すな
わち復水処理装置の入り口側と出口側の差圧を検出し、
その検出値を流量コントロール弁制御器（ΔPC）24に出
力する。

差圧伝送器23は検出値をアナログ信号やディジタル信
号として流量コントロール制御器24に伝送し、流量コン
トロール弁制御器24は差圧伝送器23からの差圧値に応じ
て流量コントロール弁22の弁開度を制御し、バイパス経
路21に流れる被処理水のバイパス流量を調整する。流量
コトロール弁制御器24としては、空気式，電子式（アナ
ログ方式，ディジタル方式）等が用いられ、これらの方
式に応じて流量コントロール弁22の弁駆動機構が採用さ
れていて、復水処理装置の差圧が大きくなるほどバイパ
ス流量を増やすように流量コントロール弁22を制御す
る。

すなわち、復水処理装置における濾過装置５及び脱塩
装置６においては、復水処理に伴って夫々負荷が増える
ことになるが、本実施例は従来のように濾過装置５と脱
塩装置６の夫々に対して許容差圧値を設定せず、復水処
理装置全体の差圧（ΔＰ）を検出し、所定の差圧値以上
になると、濾過装置５をバイパスして被処理水の一部を
脱塩装置６に送給する。そして、復水処理装置全体の差
圧がさらに上昇すると、その上昇に応じてバイパス流量
を増加させる。

本実施例において、バイパス経路21への通水開始とな
る所定の差圧は、高圧ポンプ７の予め定められた吸水側
の押込圧よりも高い値に設定されている。したがって、
復水処理装置全体の差圧（ΔＰ）は高圧ポンプ７の予め
定められた吸込側の押込圧を下まわらない圧力に制御さ
れることになり、高圧ポンプ７をキャビテーションの発
生等のない正常な状態で運転することができる。

ここで、濾過装置５にのみバイパス経路21を設けてい
るのは、以下に述べる理由による。

I:濾過装置５はその機能上脱塩装置６に比べて差圧が大
きく成りやすく、前置濾過方式の復水処理装置全体の差
圧上昇の主たる要因は濾過装置５の差圧上昇であること
から、濾過装置５への被処理水をバイパスすることで復
水処理装置の差圧上昇を抑えることができ、低圧ポンプ
４の揚程内で復水処理装置の運転を確保できる。

II:一方、濾過装置５をバイパスする被処理水の流量
は、復水処理装置の差圧に基づきフィードバック制御に
より調整しているので、濾過処理を経ていない被処理水
を必要以上に脱塩装置６に送給することもない。

濾過装置５にのみバイパス経路21を設けている理由の
主なものは上述の通りであるが、被処理水のバイパス流
量の調整は、１つの流量可変の弁により行うだけでな
く、バイパス経路21に複数のオン／オフ弁を並列に設
け、これらのオン／オフ弁の組み合わせによて流量を調
整したり、上記した流量コトロール弁23とオン／オフ弁
とを並列に設け、例えば該オン／オフ弁をオンすること
により50％の流量を流し、流量コントロール弁22により
残りの流量を調整するようにしても良い。

また、上述の実施例においては濾過装置５と脱塩装置
６とを含めた復水処理装置全体の差圧を差圧伝送器23に
よって検出するようにしたが、場合によっては第２図の
従来例に示したように、濾過装置５と脱塩装置６とのそ
れぞれに対して差圧センサー14及び15を設け、これら両
差圧センサーの加算結果を復水処理装置全体の差圧とし
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、高圧ポン
プの吹込側の押込圧が予め定められた吸込側の押込圧よ
り下まわらない圧力になるように制御するので、例えば
濾過装置の差圧が第２図に示す装置のように従来ではバ
イパス弁が開となるような値でも、脱塩装置の差圧の余
裕分を濾過装置側で消費でき、低圧ポンプから送給され
る可及的多量の被処理水を濾過装置において濾過処理す
ることができて濾過装置の能力を充分に活用することが
できる。

また、第２図に示す従来の復水処理装置にあっては、
濾過装置の最大許容差圧と脱塩装置の最大許容差圧との
和をポンプの揚程を決定するファクターの１つとしてい
るが、本発明では、濾過装置と脱塩装置の最大差圧発生
時期が現実の運用においては異なるという実態に鑑み、
復水処理装置全体の差圧の許容最大値を濾過装置及び脱
塩装置の個々の最大許容差圧の和より小さくできるの
で、高圧ポンプのキャビテーションを効果的に防止でき
ると共に、低圧ポンプ揚程を従来よりも小さくできてラ
ンニングコストの低減化を図れる。

さらに、低圧ポンプ揚程を小さくできるということか
ら、脱塩装置のみから構成される既設の復水処理装置に
濾過装置を追設する場合、脱塩装置のみを考慮した揚程
の既存のポンプでも、十分に濾過装置及び脱塩装置を介
して水処理が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による復水処理装置の通水安全装置の一
実施例を示すブロック図、第２図は復水処理装置におけ
る従来の通水安全装置のブロック図、第３図は発電プラ
ントのフローの一例を示す図である。 4,7:ポンプ、5:濾過装置 6:脱塩装置、21:バイパス経路 22:流量コントロール弁 23:差圧伝送器 24:流量コントロール弁制御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 35/147 C02F 1/42 G21C 19/30 F22D 11/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱塩装置の前段に濾過装置を設け、低圧ポ
   ンプにより供給される被処理水を先ず該濾過装置を介し
   て濾過処理し、次いで該脱塩装置を介して脱塩処理し、
   当該脱塩水を高圧ポンプで昇圧する復水処理装置におい
   て、 該濾過装置に対して設けられた被処理水のバイパス経路
   と、該バイパス経路中に介設された流量調整手段と、該
   濾過装置の入り口側と該脱塩装置の出口側との間の差圧
   を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段からの差圧
   情報に基づき該流量調整手段を制御する制御手段とから
   構成し、該制御手段は、該高圧ポンプの吹込側の押込圧
   が予め定められた吸込側の押込圧より下まわらない圧力
   となるように該流量調整手段を制御することを特徴とす
   る復水処理装置の通水安全装置。
2. 【請求項２】流量調整手段は、流量を可変可能とするバ
   ルブであることを特徴とする請求項１に記載の復水処理
   装置の通水安全装置。
3. 【請求項３】流量調整手段は、全開と全閉の２位置の弁
   位置を有するバルブを複数並列に配置し、１又は２以上
   のバルブを組み合わせて流量調整を可能としたことを特
   徴とする請求項１に記載の復水処理装置の通水安全装
   置。
4. 【請求項４】流量調整手段は請求項２のバルブと請求項
   ３のバルブとを並列に配置したことを特徴とする請求項
   １に記載の復水処理装置の通水安全装置。