JP3081149B2 - Ｂｗｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方法 - Google Patents
Ｂｗｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方法Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は復水脱塩装置に関し、よ
り詳細にはＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置、およ
びこれからの不純物溶出低減方法に関する。
り詳細にはＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置、およ
びこれからの不純物溶出低減方法に関する。
【０００２】
【従来技術】近年原子力発電所の冷却水におけるクラッ
ドの分離除去への要求が高度化されており、これに応え
るためクラッド除去性能に優れた陽イオン交換樹脂の探
索が行われてきたが、クラッド除去に関しては低架橋度
のゲル形強酸性陽イオン交換樹脂が効果的であった。そ
のため、大きな交換容量に加えて高いクラッド除去性能
が必要とされるＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置に
は、従来、架橋度８％、水分保有能力が４４ないし４８
％のゲル形強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン
交換樹脂の混床が使用されていた。
ドの分離除去への要求が高度化されており、これに応え
るためクラッド除去性能に優れた陽イオン交換樹脂の探
索が行われてきたが、クラッド除去に関しては低架橋度
のゲル形強酸性陽イオン交換樹脂が効果的であった。そ
のため、大きな交換容量に加えて高いクラッド除去性能
が必要とされるＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置に
は、従来、架橋度８％、水分保有能力が４４ないし４８
％のゲル形強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン
交換樹脂の混床が使用されていた。
【０００３】しかし、このようなカチオン交換樹脂を使
用した場合には、経時的にカチオン交換樹脂が分解さ
れ、生成するポリスチレンスルホン酸（以下、場合によ
り「ＰＳＳ」と称する）などの有機物が溶出するという
問題があった。復水脱塩装置に使用するような混床塔で
は、このカチオン交換樹脂からの溶出物はアニオン交換
樹脂を汚染し、その反応性を低下させる要因の一つとな
っていた。アニオン交換樹脂の劣化により反応性が低下
すると、発電所の復水脱塩装置処理水にカチオン交換樹
脂の溶出物がアニオン交換樹脂に捕捉されないでボイ
ラ、原子炉および蒸気発生器に流入し、高温下で熱分解
してＣＯ2やＳＯ4 2-を生成するためイオン量が増加し、
また、復水器の漏洩による海水の流入に対し、復水脱塩
装置の処理水質が低下してしまう。
用した場合には、経時的にカチオン交換樹脂が分解さ
れ、生成するポリスチレンスルホン酸（以下、場合によ
り「ＰＳＳ」と称する）などの有機物が溶出するという
問題があった。復水脱塩装置に使用するような混床塔で
は、このカチオン交換樹脂からの溶出物はアニオン交換
樹脂を汚染し、その反応性を低下させる要因の一つとな
っていた。アニオン交換樹脂の劣化により反応性が低下
すると、発電所の復水脱塩装置処理水にカチオン交換樹
脂の溶出物がアニオン交換樹脂に捕捉されないでボイ
ラ、原子炉および蒸気発生器に流入し、高温下で熱分解
してＣＯ2やＳＯ4 2-を生成するためイオン量が増加し、
また、復水器の漏洩による海水の流入に対し、復水脱塩
装置の処理水質が低下してしまう。
【０００４】本発明者は、ＢＷＲ型原子力発電所に関し
て上記のカチオン交換樹脂の分解の原因を検討したとこ
ろ、復水中に含まれる過酸化水素が原因であることを見
いだした。すなわち、ＢＷＲ型原子力発電プラントで
は、定期検査後の起動時に、燃料棒近傍での水の放射線
分解により過酸化水素が発生する。この過酸化水素を含
む水は復水脱塩装置へ流入させずに処理することが望ま
しいが、放射能を含む水であるため、処理方法、処理量
には制約があり、やむを得ない場合には復水脱塩装置に
流入する場合もあった。本発明者らは、微量かつ低濃度
の過酸化水素の存在下でも、徐々にカチオン交換樹脂が
分解されＰＳＳを発生させることを発見したのである。
て上記のカチオン交換樹脂の分解の原因を検討したとこ
ろ、復水中に含まれる過酸化水素が原因であることを見
いだした。すなわち、ＢＷＲ型原子力発電プラントで
は、定期検査後の起動時に、燃料棒近傍での水の放射線
分解により過酸化水素が発生する。この過酸化水素を含
む水は復水脱塩装置へ流入させずに処理することが望ま
しいが、放射能を含む水であるため、処理方法、処理量
には制約があり、やむを得ない場合には復水脱塩装置に
流入する場合もあった。本発明者らは、微量かつ低濃度
の過酸化水素の存在下でも、徐々にカチオン交換樹脂が
分解されＰＳＳを発生させることを発見したのである。
【０００５】
【課題を解決する手段】本発明は、ＢＷＲ型原子力発電
所の復水処理系におけるカチオン交換樹脂の分解の原因
を新たに発見したことに起因するものであり、微量かつ
低濃度の過酸化水素の存在下でのカチオン交換樹脂の分
解を防止するという新たな課題を解決するものである。
すなわち本発明は、水分保有能力４３から３０％のゲル
形強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂
の混床を使用することを特徴とするＢＷＲ型原子力発電
所の復水脱塩装置を提供するものである。
所の復水処理系におけるカチオン交換樹脂の分解の原因
を新たに発見したことに起因するものであり、微量かつ
低濃度の過酸化水素の存在下でのカチオン交換樹脂の分
解を防止するという新たな課題を解決するものである。
すなわち本発明は、水分保有能力４３から３０％のゲル
形強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性アニオン交換樹脂
の混床を使用することを特徴とするＢＷＲ型原子力発電
所の復水脱塩装置を提供するものである。
【０００６】水分保有能力とは、樹脂の細孔中の水分を
飽和平衡状態に調節して測定した場合の水分をいい、本
明細書においては、イオン形が基準形（ナトリウム形）
のゲル形強酸性カチオン交換樹脂に対して以下の方法に
よって測定された値をいう。 （ａ） 水分が平衡状態にある基準形（ナトリウム形）
の試料樹脂を調製する。 （ｂ） あらかじめ恒量にしてある平型はかり瓶２個に
それぞれ（ａ）で調製した試料樹脂約５ｇを１ｍｇまで
はかりとる。 （ｃ） これを１１０±５℃にあらかじめ調節してある
乾燥容器中に入れ、２４時間乾燥する。 （ｄ） デシケーター中で約３０分放冷する。 （ｅ） 次いで、はかり瓶のふたをしてその質量をはか
り、はかり瓶の前後すなわち水分が平衡状態にある樹脂
の重さと、乾燥後の樹脂の重さの差（ａｇ）を求め、次
式によって水分保有能力（％）を算出する。 Ｍ1＝ａ／Ｗ × １００ ここでＭ1：水分保有能力（％） Ｗ：水分が平衡状態にある樹脂（ｇ） なお上記水分が平衡状態にある樹脂と乾燥後の樹脂の秤
量は、同じ樹脂について２個づつ同時に行い、２個の結
果が０．５％以上変動する場合には、試験を繰り返し
０．５％以内で一致したときは、２個の平均値を試験結
果として示す。
飽和平衡状態に調節して測定した場合の水分をいい、本
明細書においては、イオン形が基準形（ナトリウム形）
のゲル形強酸性カチオン交換樹脂に対して以下の方法に
よって測定された値をいう。 （ａ） 水分が平衡状態にある基準形（ナトリウム形）
の試料樹脂を調製する。 （ｂ） あらかじめ恒量にしてある平型はかり瓶２個に
それぞれ（ａ）で調製した試料樹脂約５ｇを１ｍｇまで
はかりとる。 （ｃ） これを１１０±５℃にあらかじめ調節してある
乾燥容器中に入れ、２４時間乾燥する。 （ｄ） デシケーター中で約３０分放冷する。 （ｅ） 次いで、はかり瓶のふたをしてその質量をはか
り、はかり瓶の前後すなわち水分が平衡状態にある樹脂
の重さと、乾燥後の樹脂の重さの差（ａｇ）を求め、次
式によって水分保有能力（％）を算出する。 Ｍ1＝ａ／Ｗ × １００ ここでＭ1：水分保有能力（％） Ｗ：水分が平衡状態にある樹脂（ｇ） なお上記水分が平衡状態にある樹脂と乾燥後の樹脂の秤
量は、同じ樹脂について２個づつ同時に行い、２個の結
果が０．５％以上変動する場合には、試験を繰り返し
０．５％以内で一致したときは、２個の平均値を試験結
果として示す。
【０００７】カチオン交換樹脂の水分保有能力が４３％
よりも大きいと、過酸化水素の存在下でのカチオン交換
樹脂の分解を有効に防止できない。また、水分保有能力
が３０％よりも小さいと樹脂の再生効率が悪化したり、
クラックが入りやすくなるなどの問題を生ずる。より好
ましい水分保有能力の範囲は３７％から４１％である。
よりも大きいと、過酸化水素の存在下でのカチオン交換
樹脂の分解を有効に防止できない。また、水分保有能力
が３０％よりも小さいと樹脂の再生効率が悪化したり、
クラックが入りやすくなるなどの問題を生ずる。より好
ましい水分保有能力の範囲は３７％から４１％である。
【０００８】本発明において使用されるゲル形陽イオン
交換樹脂は、公知のものが使用できる。たとえばスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、エチルスチレ
ン、クロルスチレン等の芳香族モノビニルモノマーとジ
ビニルベンゼン、ジビニルトルエン等の芳香族ポリビニ
ルモノマーとを共重合し、これに陽イオン交換基を導入
することにより製造できる。水分保有能力は架橋度によ
って表現することもできる。なお、架橋度とはポリビニ
ルモノマーによる架橋の度合いをいい、ジビニルベンゼ
ンの全ビニルモノマーに対する質量比（％）をいう。水
分保有能力４３％から３０％に対応する架橋度は９％か
ら１６％であり、好ましい水分保有能力の範囲である３
７％から４１％に対応する架橋度は１０％から１２％で
ある。
交換樹脂は、公知のものが使用できる。たとえばスチレ
ン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、エチルスチレ
ン、クロルスチレン等の芳香族モノビニルモノマーとジ
ビニルベンゼン、ジビニルトルエン等の芳香族ポリビニ
ルモノマーとを共重合し、これに陽イオン交換基を導入
することにより製造できる。水分保有能力は架橋度によ
って表現することもできる。なお、架橋度とはポリビニ
ルモノマーによる架橋の度合いをいい、ジビニルベンゼ
ンの全ビニルモノマーに対する質量比（％）をいう。水
分保有能力４３％から３０％に対応する架橋度は９％か
ら１６％であり、好ましい水分保有能力の範囲である３
７％から４１％に対応する架橋度は１０％から１２％で
ある。
【０００９】水分保有能力が４３％から３０％の範囲で
あり、本発明に好適に使用されるカチオン交換樹脂とし
ては、たとえばローム アンド ハース社製、アンバー
ライトＩＲ１２２およびＩＲ１２４、三菱化学社製ダイ
アイオンＳＫ１１０およびＳＫ１１２、ダウケミカル社
製Ｄｏｗｅｘ ＨＧＲ−Ｗ２が例示される。カチオン交
換樹脂と混床で使用されるアニオン交換樹脂については
なんら制限がなく、ゲル形またはＭＲ形の任意の公知の
ものが使用できる。
あり、本発明に好適に使用されるカチオン交換樹脂とし
ては、たとえばローム アンド ハース社製、アンバー
ライトＩＲ１２２およびＩＲ１２４、三菱化学社製ダイ
アイオンＳＫ１１０およびＳＫ１１２、ダウケミカル社
製Ｄｏｗｅｘ ＨＧＲ−Ｗ２が例示される。カチオン交
換樹脂と混床で使用されるアニオン交換樹脂については
なんら制限がなく、ゲル形またはＭＲ形の任意の公知の
ものが使用できる。
【００１０】本発明はさらに、水分保有能力４３から３
０％のゲル形カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混
床を使用するイオン交換樹脂塔、および該塔の入り口側
に前置フィルターを有することを特徴とするＢＷＲ型原
子力発電所の復水脱塩装置を提供する。かかる装置にお
いてはイオン交換樹脂塔の入り口側に前置フィルターが
設置され、これによりクラッドが除去される。前置フィ
ルターを設けることにより、より完全にクラッドを除去
できると共に、カチオン交換樹脂への負担を軽減でき
る。
０％のゲル形カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂の混
床を使用するイオン交換樹脂塔、および該塔の入り口側
に前置フィルターを有することを特徴とするＢＷＲ型原
子力発電所の復水脱塩装置を提供する。かかる装置にお
いてはイオン交換樹脂塔の入り口側に前置フィルターが
設置され、これによりクラッドが除去される。前置フィ
ルターを設けることにより、より完全にクラッドを除去
できると共に、カチオン交換樹脂への負担を軽減でき
る。
【００１１】前置フィルターとイオン交換樹脂塔を有す
る本発明のＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置のフロ
ーを第１図に示す。復水は復水器１からポンプ９によ
り、前置フィルター１２にアップフローで供給される。
フィルターからの流出液は脱塩器３に供給され、イオン
交換樹脂により処理される。前置フィルターとしては公
知のフィルターが使用できるが、中空糸膜フィルターま
たはプリーツフィルターあるいはプレコートフィルター
が一般的である。ＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置
において問題となるクラッドは０．４ミクロン以上、典
型的には０．４から１０ミクロン程度の粒径であるの
で、孔径０．１ミクロンの中空糸膜フィルターまたは目
開き３ミクロンのプリーツフィルターあるいは微粒子状
イオン交換樹脂等をプレコートしたプレコートフィルタ
ーが好適に使用できる。
る本発明のＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置のフロ
ーを第１図に示す。復水は復水器１からポンプ９によ
り、前置フィルター１２にアップフローで供給される。
フィルターからの流出液は脱塩器３に供給され、イオン
交換樹脂により処理される。前置フィルターとしては公
知のフィルターが使用できるが、中空糸膜フィルターま
たはプリーツフィルターあるいはプレコートフィルター
が一般的である。ＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置
において問題となるクラッドは０．４ミクロン以上、典
型的には０．４から１０ミクロン程度の粒径であるの
で、孔径０．１ミクロンの中空糸膜フィルターまたは目
開き３ミクロンのプリーツフィルターあるいは微粒子状
イオン交換樹脂等をプレコートしたプレコートフィルタ
ーが好適に使用できる。
【００１２】さらに本発明は上記の装置を利用した、復
水を前置フィルターで濾過し、濾液を水分保有能力４３
から３０％のゲル形カチオン交換樹脂とアニオン交換樹
脂の混床を使用するイオン交換樹脂塔で処理する、ＢＷ
Ｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方
法を提供する。上記の方法は、上記の説明と図１に示さ
れた装置のフローを参照すれば明かである。
水を前置フィルターで濾過し、濾液を水分保有能力４３
から３０％のゲル形カチオン交換樹脂とアニオン交換樹
脂の混床を使用するイオン交換樹脂塔で処理する、ＢＷ
Ｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方
法を提供する。上記の方法は、上記の説明と図１に示さ
れた装置のフローを参照すれば明かである。
【００１３】以下、本発明を実施例に基づきより詳細に
説明するが、これらの実施例はあくまでも例示であり、
本発明の範囲をなんら制限するものではない。
説明するが、これらの実施例はあくまでも例示であり、
本発明の範囲をなんら制限するものではない。
【００１４】
実施例１ 水分保有能力の異なるカチオン交換樹脂を使用し、以下
の条件で通水した。 樹脂量：カチオン交換樹脂２００ｍｌ／アニオン交換樹
脂１００ｍｌ 水温 ：３５℃ 流速 ：２５リットル／時 カラム径：２５．２ｍｍ 実験は上記条件で１０ｐｐｍの過酸化水素水を１時間通
水した後、同じ条件で純水を通水し、そのＴＯＣの濃度
変化を測定した。結果を図２に示す。なお、図２におい
て、過酸化水素水が通水された期間は０から１時間の間
である。
の条件で通水した。 樹脂量：カチオン交換樹脂２００ｍｌ／アニオン交換樹
脂１００ｍｌ 水温 ：３５℃ 流速 ：２５リットル／時 カラム径：２５．２ｍｍ 実験は上記条件で１０ｐｐｍの過酸化水素水を１時間通
水した後、同じ条件で純水を通水し、そのＴＯＣの濃度
変化を測定した。結果を図２に示す。なお、図２におい
て、過酸化水素水が通水された期間は０から１時間の間
である。
【００１５】実施例２ ０．３％および０．５％の過酸化水素水を以下の条件で
浸漬し、ＴＯＣの溶出速度を測定した。 樹脂量：カチオン交換樹脂２００ｍｌ／アニオン交換樹
脂１００ｍｌ 水温：６０℃ 樹脂／超純水＝１／１ カチオン交換樹脂には樹脂１リットルあたり１ｇの鉄を
付加させ、水置換法によりＴＯＣ濃度を測定し、溶出速
度を算出した。結果を図３に示す。
浸漬し、ＴＯＣの溶出速度を測定した。 樹脂量：カチオン交換樹脂２００ｍｌ／アニオン交換樹
脂１００ｍｌ 水温：６０℃ 樹脂／超純水＝１／１ カチオン交換樹脂には樹脂１リットルあたり１ｇの鉄を
付加させ、水置換法によりＴＯＣ濃度を測定し、溶出速
度を算出した。結果を図３に示す。
【図１】本発明にかかる復水脱塩装置のフロー図
【図２】実施例１の結果を示す図
【図３】実施例２の結果を示す図
１：復水器、２：原子炉、３および４：脱塩器、５およ
び６：タービン、７：湿分分離器、８：ヒータ、９、１
０および１１：ポンプ、１２：前置フィルター
び６：タービン、７：湿分分離器、８：ヒータ、９、１
０および１１：ポンプ、１２：前置フィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ２１Ｄ 1/02 Ｇ２１Ｃ 19/30 Ｄ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21F 9/12 G21C 19/307 G21D 1/02 C02F 1/42
Claims (5)
- 【請求項１】 水分保有能力が４３％から３０％または
架橋度が９％から１６％のゲル形強酸性カチオン交換樹
脂と強塩基性アニオン交換樹脂の混床を使用することを
特徴とするＢＷＲ型原子力発電所の復水脱塩装置。 - 【請求項２】 水分保有能力が４３％から３０％または
架橋度が９％から１６％のゲル形強酸性カチオン交換樹
脂と強塩基性アニオン交換樹脂の混床を使用するイオン
交換樹脂塔、および該塔の入り口側に前置フィルターを
有することを特徴とするＢＷＲ型原子力発電所の復水脱
塩装置。 - 【請求項３】 前置フィルターが孔径０．１ミクロンの
中空糸膜フィルターまたは目開き３ミクロンのプリーツ
フィルターである、請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 前置フィルターがプレコートフィルター
である、請求項２記載の装置。 - 【請求項５】 復水を前置フィルターで濾過し、濾液を
水分保有能力が４３％から３０％または架橋度が９％か
ら１６％のゲル形強酸性カチオン交換樹脂と強塩基性ア
ニオン交換樹脂の混床を使用するイオン交換樹脂塔で処
理する、ＢＷＲ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純
物溶出低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07352349A JP3081149B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Ｂｗｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07352349A JP3081149B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Ｂｗｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184899A JPH09184899A (ja) | 1997-07-15 |
| JP3081149B2 true JP3081149B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=18423454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07352349A Expired - Lifetime JP3081149B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | Ｂｗｒ型原子力発電所復水脱塩装置からの不純物溶出低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3081149B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215294A (ja) * | 1999-11-22 | 2001-08-10 | Japan Organo Co Ltd | 復水脱塩装置 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP07352349A patent/JP3081149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09184899A (ja) | 1997-07-15 |
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