JP2945549B2 - 発電所補給水の製造装置 - Google Patents

発電所補給水の製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は火力発電所、BWR型原
子力発電所、PWR型原子力発電所等の発電所の補給水
の製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、火力発電所、BWR型原子力発電
所、PWR型原子力発電所等においては、高純度水を加
熱して蒸気を発生させ、これによりタービンを駆動し、
発電機を運転している。前記高純度水はタービンの運転
により徐々に散逸して減少するので、通常は補給水とし
て純水を適宜補給して減少分を補なっている。
【0003】前記補給水を製造するにあたり、従来は、
図4に示すように原水を凝集沈澱装置51と重力式砂濾
過器52からなる前処理装置で処理し、次いで当該前処
理装置の処理水を再生型のカチオン交換塔53とアニオ
ン交換塔54とからなる複床式のイオン交換装置で脱塩
し、更に後段に、ポリシャーとして再生型の混床式イオ
ン交換塔55を設け処理するものである。又、脱酸素と
脱炭酸を行なうために真空脱気塔56をカチオン交換塔
53の後段に設ける場合が多い。この場合、カチオン交
換塔53から混床塔55までで純水装置を構成してい
る。
【0004】ところが、上述した従来方法は以下のよう
な欠点がある。 1.凝集沈澱装置と重力式濾過器を組合せた前処理装置
は処理LV(線速度:m/h)が低いため設置面積が大
きくなる。 2.低濁度の原水を処理する場合は、十分な凝集沈澱を
行なうために、原水に濁質(ベントナイト又はカオリ
ン)の注入が必要となるが、これは繁雑で、かつ不経済
である。 3.純水装置として、再生設備を備えたイオン交換装置
を使用するが、これは以下の欠点がある。
【0005】(1)1回/日程度の頻度のイオン交換樹
脂の再生操作が必要となり、運転管理が複雑である。
【0006】(2)イオン交換樹脂の再生時に、多量の
強酸、強アルカリの排水が発生し、排水処理が複雑にな
る。
【0007】(3)塩酸、苛性ソーダ等の再生薬品を多
量に使用するため不経済である。 4.真空脱気塔の塔高は、通常10m程度必要であるた
め、専用の架台が必要となる。又、この真空脱気塔を補
給水処理装置建屋の屋上に設置する場合には、真空脱気
塔の運転重量を考慮した建屋構造とする必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した欠点
を解決するもので、補給水処理装置の設置面積を小さく
し、再生排水を出さず、薬品をほとんど使用せず、運転
管理が簡単で建屋高さの制限も受けない発電所補給水の
製造装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の本発明は、濾過体として長繊維束を用いる高速
濾過装置と、クロスフロータイプの膜濾過装置と、逆浸
透装置と、及び非再生型イオン交換装置とを順次連設し
てなり、前記高速濾過装置に供給した原水を順次処理し
てイオン交換装置から高純度の補給水を取り出すように
した発電所補給水の製造装置を構成するものである。
【0010】また、第2の本発明は、第1の本発明の製
造装置の逆浸透装置と非再生型イオン交換装置との間に
電気式脱イオン水製造装置を介装してなる発電所補給水
の製造装置である。
【0011】第3の本発明は、第1または第2の本発明
の製造装置の逆浸透装置と非再生型イオン交換装置との
間に脱酸素装置を介装してなる発電所補給水の製造装置
であり、脱酸素装置が触媒樹脂を用いる脱酸素装置であ
ることを含む。
【0012】更に、上記第1〜第3の本発明において、
非再生型イオン交換装置がアニオン交換塔、混床式イオ
ン交換塔、又は複床式イオン交換装置であることを含
む。
【0013】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。 (第1の発明)図1は第1の本発明の構成を示すもの
で、上水、工業用水等の原水2はまず濾過体として長繊
維束を用いる高速濾過装置4、及びクロスフロータイプ
の膜濾過装置6からなる前処理部8を順次通過して、こ
こで濁度成分の除去が行なわれる。
【0014】ここで、長繊維束を用いる高速濾過装置4
は、濾過塔の内部に横設した多孔板等に、例えば長さが
0.4〜3.0mで太さが10〜80μm程度の、アク
リル繊維、ポリエステル繊維等の非撚単繊維の集合体か
らなる長繊維束の下端を固定するとともに、その上端を
自由端として、塔内部全体に長繊維束を立設したもの
で、懸濁物を含む原水を濾過塔の上方から下方に向かっ
て、すなわち長繊維束に対して下降流で流すことによ
り、長繊維束内の空隙部で懸濁物を捕捉するように構成
された公知の装置(特開昭63−315110,特開平
1−304011号等)である。
【0015】高速濾過装置4で濁度成分の荒取りを行な
い、次いで精密濾過膜、限外濾過膜等の濾過膜を装着し
てなり、被処理水の一部を膜を通過させて濾過水となし
て取り出すとともに、被処理水の他部を膜を通過させず
に排出するクロスフロータイプの膜濾過装置6でコロイ
ド成分や1μm以下の微細粒子を除去するものである。
なお膜を通過させずに排出する被処理水の他部は高速濾
過装置4の入口側に循環する。このため低濁度時の濁質
(ベントナイト、カオリン)の注入は不要である。
【0016】濁度成分を除去した前処理部処理水10
は、次いで逆浸透装置12に送られ、ここで脱塩処理さ
れて透過水14となる。ここで、前記逆浸透装置12と
しては種々の逆浸透膜を用いた公知のものを使用できる
が、特に低圧逆浸透膜を装着したものが好ましい。
【0017】なお、図1では逆浸透装置を一段のみ設け
た補給水の製造装置例を示したが、より高純度の補給水
を得たい場合には、逆浸透装置を二段以上直列に接続
し、前段の逆浸透装置の透過水を次段の逆浸透装置で更
に処理するようにしてもよい。
【0018】その後、透過水14は塔内に、予じめ外部
で再生処理がなされた再生済みのイオン交換樹脂を充填
した非再生型イオン交換装置16に送られ、ここで透過
水14中に残留するイオンやシリカが除去された後、高
純度の補給水18が非再生型イオン交換装置16の補給
水取出部(不図示)から取り出される。非再生型イオン
交換装置16としては、通常は塔内にH形のカチオン交
換樹脂とOH形のアニオン交換樹脂との混合樹脂を充填
した混床式イオン交換塔、又はカチオン交換塔とアニオ
ン交換塔とを備えた複床式イオン交換装置などの純水装
置を使用するとよい。
【0019】しかし、当該非再生型イオン交換装置16
の被処理水である逆浸透装置12の透過水中には、当該
逆浸透装置で除去され難く、かつボイラー、タービン等
にとって重大な悪影響を及ぼすシリカが比較的多く含ま
れているが、他のイオン成分はそれ程残留していないの
で、それほど高純度の補給水を必要としないような場合
には、非再生型イオン交換装置として、主にシリカの除
去を目的とした、塔内にOH形のアニオン交換樹脂を単
独で充填したアニオン交換塔を用いることもできる。
【0020】なお、上記構成においては、逆浸透装置1
2、及び非再生型イオン交換装置16で純水製造部20
を構成している。 (第2の発明)図2に第2の発明の構成を示す。この構
成は第1の発明の構成において、逆浸透装置12と非再
生型イオン交換装置16との間に更に電気式脱イオン水
製造装置22を介装したもので、その他の構成は第1の
発明と同様であるので、同一部分に同一参照符号を付し
てその説明を省略する。前記電気式脱イオン水製造装置
22は、基本的にはアニオン交換膜とカチオン交換膜と
で形成される隙間に、必要により例えばカチオン交換樹
脂とアニオン交換樹脂とを充填して脱塩室とし、当該脱
塩室内に被処理水を通過させるとともに、前記両イオン
交換膜を介して被処理水の流れに対して直角方向に直流
電流を作用させて、両イオン交換膜の外側に流れている
濃縮水中に被処理水中のイオンを電気的に排除しながら
脱イオン水を製造するもので、たとえ脱塩室内にイオン
交換樹脂等のイオン交換体を充填したとしても、酸、ア
ルカリ等の再生薬品を一切使用せずに脱イオン水を製造
することができるものである。
【0021】当該電気式脱イオン水製造装置としては、
公知(例えば、特開平4−71624、特開平4−16
6215号)のものがそのまま使用できる。
【0022】上記脱イオン水製造装置22を用いること
により、透過水14中に残存する微量のイオンが除去さ
れる。
【0023】なお、本構成においては、逆透過装置12
から非再生型イオン交換装置16までが純水製造部24
を構成している。
【0024】逆浸透装置と非再生型イオン交換装置との
間に電気式脱イオン水製造装置を介装することにより、
第1の発明より非再生型イオン交換装置に対するイオン
負荷を軽減することができ、その結果非再生型イオン交
換装置の寿命が延びて樹脂の交換頻度が少なくなる等の
利点が生じ、その他第1の発明と同様に現場における再
生排水が生じないこと、又再生薬品を使用しないで済む
こと等の利点を有する。 (第3の発明)第3の発明は、前記第1の発明または第
2の発明の製造装置において、逆浸透装置と非再生型イ
オン交換装置との間に脱酸素装置を介装するもので、図
3に第3の発明の構成例を示す。図3に示した製造装置
は、第2の発明の構成において、逆浸透装置12と非再
生型イオン交換装置16との間であって電気式脱イオン
水製造装置22の前段に、更に脱酸素装置26を介装し
て透過水14中の溶存酸素を除去する構成例を示したも
のである。この場合、逆浸透装置12〜非再生型イオン
交換装置16が純水製造部28を構成し、その他の参照
符号は前記の通りである。
【0025】脱酸素装置26としては、公知の装置がそ
のまま使用でき、例えばパラジウム触媒樹脂を用いる脱
酸素装置、膜脱気装置、窒素曝気装置等があり、特に例
えば担体としてのアニオン交換樹脂にパラジウムを担持
させたパラジウム触媒樹脂(例えばアンバーリストER
−206、ロームアンドハース社製)を用いる脱酸素装
置が好ましい。
【0026】触媒樹脂を用いた脱酸素装置は、水素等の
還元剤の存在下において、触媒樹脂によって水中のO2
の除去を行なうため、真空脱気塔のような約10mにも
達する架台を必要とせず、従って高さ制限を受けない。
更に、建屋構造がシンプルとなる。又、処理LVが10
0m/hと従来の真空脱気塔と較べて約2倍となり、そ
の分だけ設置面積を小さくできる。
【0027】なお、図3の実施例では、逆浸透装置12
と非再生型イオン交換装置16との間に、脱酸素装置2
6と電気式脱イオン水製造装置22との双方を、この順
に介装した例を示したが、本発明はこれに限定されず、
電気式脱イオン水製造装置22を前に、脱酸素装置26
を後に配置してもよく、また、逆浸透装置12と非再生
型イオン交換装置16との間に脱酸素装置26のみを介
装した構成としてもよい。
【0028】このように、逆浸透膜装置と非再生型イオ
ン交換装置との間に、脱酸素装置を介装した場合には、
不純物イオンのみならず、ボイラー、タービン等の機器
類や配管類の腐食要因である溶存酸素をも除去した高品
質の補給水を得ることができるという利点を生ずる。
【0029】以上の説明で明らかなごとく、第1〜第3
発明のように構成することにより、発電所用補給水の水
質基準を充分満足する補給水が得られる。
【0030】
【発明の効果】本発明の効果を以下に記載する。 1.イオン交換樹脂の再生薬品が不要となる等、薬品の
使用量が大巾に減少できる。 2.濃厚な酸、アルカリ排水が排出されず、排水量も少
ないため総合排水処理装置を小型化できる。 3.設置面積は補給水処理装置全体で従来法とくらべ約
1/2にできる。
【0031】本発明の高速濾過装置の処理LVは50〜
60m/hで、これは従来法の処理LV 5m/hの約
10倍に相当し、設置面積が1/3以下で済む他、大き
な設置面積を要する凝集沈殿装置が不要となる。このた
め全体として上記のようになる。 4.逆浸透装置からの濃縮水は発電所の所内用水や他の
装置の補給水(例えば石炭火力であれば脱硫排水処理装
置の補給水等)に使用できるため、水利用率が従来法に
くらべアップする。 5.逆浸透膜を使用するため補給水中のTOC量を従来
より著しく低減することができ、復水系統へのTOCの
持ち込みを少くできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】第2の本発明の構成を示すブロック図である。
【図3】第3の本発明の構成を示すブロック図である。
【図4】従来の発電所補給水の製造装置の構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
2 原水 4 高速濾過装置 6 膜濾過装置 8 前処理部 10 処理水 12 逆浸透装置 14 透過水 16 非再生型イオン交換装置 18 補給水 20 純水製造部 22 電気式脱イオン水製造装置 24 純水製造部 26 脱酸素装置 28 純水製造部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 9/00 502 C02F 9/00 502Z 503 503C B01D 24/00 1/42 A C02F 1/42 1/44 H 1/44 B01D 29/08 540 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C02F 9/00 502 - 504 B01D 24/00 - 24/48 C02F 1/42 C02F 1/44

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 濾過体として長繊維束を用いる高速濾過
    装置と、クロスフロータイプの膜濾過装置と、逆浸透装
    置と、及び非再生型イオン交換装置とを順次連設してな
    り、前記高速濾過装置に供給した原水を順次処理してイ
    オン交換装置から補給水を取り出すように構成したこと
    を特徴とする発電所補給水の製造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造装置の逆浸透装置と
    非再生型イオン交換装置との間に電気式脱イオン水製造
    装置を介装してなる発電所補給水の製造装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の製造装置
    の逆浸透装置と非再生型イオン交換装置との間に脱酸素
    装置を介装してなる発電所補給水の製造装置。
  4. 【請求項4】 脱酸素装置が触媒樹脂を用いる脱酸素装
    置である請求項3記載の製造装置。
  5. 【請求項5】 非再生型イオン交換装置がアニオン交換
    塔、混床式イオン交換塔、又は複床式イオン交換装置で
    ある請求項1乃至3のいずれかに記載の製造装置。
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