JP4421642B2 - イオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法 - Google Patents

Description

本発明は、イオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法に関する。

一般に、例えば原子力発電所においては設備の定期点検作業の着手前に、配管設備等の放射線量を低減し、定期点検作業員への被ばく量を抑えるため、化学除染と呼ばれる作業を行っている。（例えば特許文献１参照）。

配管設備等の化学除染作業は、配管設備内の放射能汚染を伴った酸化皮膜を、化学薬品により溶解除去して行っている。また、この除染液に溶け出た成分、すなわち化学薬品により溶解除去した放射能汚染を伴う酸化皮膜の金属イオンおよび化学薬品は、イオン交換樹脂（以下、樹脂と記す）を充填したイオン交換樹脂塔（以下、樹脂塔と記す）により濾過している。そして、イオン交換樹脂塔は除染量により複数塔使用されている。

このような化学除染作業時には、その樹脂塔への樹脂の充填は、樹脂塔一塔あたり数百リットルにも上る樹脂を、樹脂塔上部に設けられた樹脂投入ノズルより人力によって充填しているが、一度使用された樹脂塔は、化学除染により溶融除去された高放射能を吸収するために放射化してしまう。そのため、遮へい容器に樹脂塔本体を収納し、樹脂塔上部にも１ＯＯｋｇ程度の質量の遮へい板が設置される。前記樹脂投入にさいしては、樹脂塔周辺に足場を組み、この上部遮へい板を一時撤去し、樹脂塔上部に設けられている樹脂投入ノズルより樹脂の投入を行っている。このため、作業従事者の被爆量増加や工数増大が問題となっている。そこで、これまでにも真空ポンプを用いた樹脂塔への樹脂移送・充填方法などが考案されていた。（例えば特許文献２参照）。
特開２０００−２０６２９３号公報 特開２００２−６６３４１号公報

しかしながら、上述した真空ポンプを用いた樹脂塔への樹脂移送・充填方は、真空ポンプにより、水を極力使用しないで移送する構成となっている。樹脂は乾燥させるとその組成が変質してしまい、化学除染の際に不具合を生じる原因となる。また、移送に真空ポンプや真空容器などの専用機材が必要であり、設置・運用にある程度のスペースが必要で、必要最小限のスペースしか確保することが出来ない化学除染には適用する事が困難である。

また、樹脂の乾燥による組成変質防止のため水と樹脂を混合させ、ポンプにより圧送する試みもなされてはいるが、ポンプに樹脂を通すと樹脂の破損やポンプの閉塞などが発生し、化学除染系統への樹脂漏洩などの原因となる。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、樹脂移送・充填の段取り作業を低減させ、作業従事者の被爆量低減、労力低減、工数削減、樹脂乾燥や樹脂破損による化学除染系統への悪影響波及防止を図ったイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法を提供することを目的とする。

本発明に係るイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、水等の樹脂移送媒体とイオン交換樹脂とを混合するための樹脂混合槽と、被処理液としての除染液を前記イオン交換樹脂により濾過する気密状態のイオン交換樹脂塔と、ポンプと、これらの各機器を接続するホース等の接続部材とから樹脂移送・充填系統を構成し、上記樹脂混合槽を上記イオン交換樹脂塔の上流側に、上記ポンプを上記イオン交換樹脂塔の下流側にそれぞれ配置すると共に、上記樹脂混合槽へ樹脂吸引ノズルを取り付け、この樹脂吸引ノズルと上記イオン交換樹脂塔に設けられた樹脂投入ノズルとを樹脂移送ホースで接続する一方、上記イオン交換樹脂塔に設けられた除染液出口ノズルと上記ポンプの吸引口とを吸引ホースで接続し、上記ポンプを作動させることにより上記樹脂移送・充填系統に負圧を発生させて上記樹脂混合槽内のイオン交換樹脂と樹脂移送媒体とを上記イオン交換樹脂塔内へ移送・充填したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記樹脂塔本体内に注水して満水状態にした後に上記ポンプを作動させることにより、上記イオン交換樹脂塔内の水と、上記樹脂混合槽内のイオン交換樹脂と樹脂移送媒体とを置換させたものである。

本発明に係るイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法によれば、樹脂移送・充填の段取り作業が低減し、作業従事者の被爆量低減、労力低減、工数削減、樹脂乾燥や樹脂破損による化学除染系統への悪影響波及防止を図ることができる。

また、樹脂の移送・充填に際し、一般的なポンプで樹脂を移送する事が可能になると共に、樹脂が乾燥することによる組成の変質やポンプによる樹脂の破損が防止される。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填系統の一実施形態を示す系統図である。図１に示すように、この樹脂移送・充填系統１は主に水等の樹脂移送媒体（以下、水と記す）とイオン交換樹脂２（以下、樹脂と記す）とを混合するための樹脂混合槽３と、水と混合された樹脂２が移送・充填される気密状態のイオン交換樹脂塔４（以下、樹脂塔と記す）と、樹脂移送・充填系統１に負圧または水流を発生させるためのポンプ５と、これらの各機器を接続するホース等の接続部材６〜８から構成され、樹脂混合槽３は樹脂塔４の上流側に、またポンプ５は樹脂塔４の下流側にそれぞれ配置される。

樹脂塔４は、例えばステンレス等で形成された円筒形状の樹脂塔本体９と、この樹脂塔本体９を収納する例えば鋼板または鉛板で形成された遮へい容器１０とから構成され、樹脂塔本体９内と遮へい容器１０外とを連通する樹脂投入ノズル１１および除染液出口ノズル１２と、図示しない除染液入ノズルおよび樹脂排出ノズルとが設けられる。一方、樹脂混合槽３にはその内外を連通する樹脂吸引ノズル１３が設けられる。なお、図においては樹脂投入ノズル１１および除染液出口ノズル１２が樹脂塔４の上部に配置されている例を示すが、例えばいずれか一方または両方を例えば樹脂塔４の下部に配置してもよい。

樹脂吸引ノズル１３の、樹脂混合槽３外側端部には開閉弁１４を介して接続部材である樹脂移送ホース６の上流端が接続されると共に、樹脂移送ホース６の下流端は、樹脂投入ノズル１１の、遮へい容器１０外側端部に開閉弁１５を介して接続される。

また、除染液出口ノズル１２の、遮へい容器１０外側端部には開閉弁１６を介して接続部材である吸引ホース７の上流端が接続されると共に、除染液出口ノズル１２の、樹脂塔本体９内側端部には樹脂２を通さず水だけが通過可能なフィルタ１７が配置される。さらに、吸引ホース７の下流端は、ポンプの吸引口１８に開閉弁１９を介して接続される。さらにまた、ポンプの吐出口２０には開閉弁２１を介して接続部材である排出ホース８の上流端が接続される。

排出ホース８の下流端は、他に充填する樹脂塔２２がある場合、その樹脂塔２２の樹脂投入ノズル２３へ開閉弁２４を介して接続される。このように排出ホース８を接続する事により樹脂移送によって置換されて、排出される水は、次の樹脂塔２２の遮へい容器２５に収納された樹脂塔本体２６内へ注水され無駄になることはない。一方、他に充填する樹脂塔が無い場合は、排出ホース８はバッファータンク（図示せず）等へ接続されて排水される。なお、図１において符号２７は他の樹脂塔２２の除染液出口ノズルであり、符号２８はこの除染液出口ノズル２７に取り付けられる開閉弁である。

ここで、樹脂塔４への樹脂移送・充填作業の手順には二通りの手順が適用される。第一の手順は、ポンプ５の空気吸引能力が小さい場合に好適で、樹脂塔本体９内に存在する空気が障害となるため、樹脂塔本体９内に注水して満水状態にした後に移送を開始する。この場合、ポンプ５により発生した水流によって樹脂塔本体９内の水と樹脂２とが置換される。

第二の手順は、ポンプ５の空気吸引能力が大きい場合に好適で、樹脂塔本体９内に空気が存在していても、ポンプ５により樹脂塔本体９内の空気は吸出され、樹脂移送・充填系統１に負圧が発生し、樹脂混合槽３内の樹脂２と水とが樹脂塔本体９内へ吸引されるため、樹脂塔本体９内へ注水する必要はない。

次にポンプ５の空気吸引能力が小さい場合の樹脂移送・充填作業の手順について説明する。
１）樹脂混合槽３へ樹脂２と水とを体積比１：１程度の割合で投入する。
２）樹脂２を充填する樹脂塔本体９内へ満水になるまで水を注水する。
３）樹脂２及び水を投入した樹脂混合槽３へ樹脂吸引ノズル１３を差込み、ポンプ５を作動させる。
４）排出ホース８より樹脂塔本体９内の水が排出され始めると、樹脂吸引ノズル１３から樹脂２と水が吸引される。樹脂２は水に近い比重を有するため、水流に乗って樹脂塔本体９内へと移送される。
５）排出ホース８からは樹脂塔本体９内へ投入された樹脂２と同体積の水が置換されて排出される。このとき、除染液出口ノズル１２に設けられたフィルタ１７によって水だけが排出される。
６）樹脂混合槽３内の樹脂２が無くなり、さらに樹脂塔本体９へ樹脂２を移送する必要がある場合は、ポンプ５を停止して一度移送作業を中断し、再度同体積比程度の樹脂２と水とを樹脂混合槽３へ投入した後、再びポンプ５を作動させて移送作業を再開するバッチ方式で作業を行うか、移送作業は中断せずに、移送を行いつつ樹脂２と水とを樹脂混合槽３へ追加投入する連続方式とを選択する事が出来る。
７）必要量の樹脂移送・充填が完了したら作業は終了となる。他に樹脂移送・充填を行う樹脂塔２２がある場合は上述作業を繰返す。

この実施形態によれば、樹脂２の移送・充填に際し、例えばダイアフラムポンプ（図示せず）等の一般的なポンプで樹脂２を移送する事が可能になる。また、樹脂２は常に水中に存在するため、樹脂２が乾燥して組成が変質する事もない。さらに、樹脂２はポンプ５を通過しないため、樹脂２の破損が発生する事もない。さらにまた、従来のように樹脂塔の遮へい容器上部を取外し、樹脂投入ノズルを開口する必要がないため、樹脂移送・充填の段取り作業が低減し、作業従事者の被爆量低減、労力低減、工数削減を図ることが可能となる。

本発明に係るイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填系統の一実施形態を示す系統図。

符号の説明

１ 樹脂移送・充填系統
２ イオン交換樹脂
３ 樹脂混合槽
４，２２ イオン交換樹脂塔
５ ポンプ
６ 樹脂移送ホース（接続部材）
７ 吸引ホース（接続部材）
８ 排出ホース（接続部材）
９，２６ 樹脂塔本体
１０，２５ 遮へい容器
１１，２３ 樹脂投入ノズル
１２，２７ 除染液出口ノズル
１３ 樹脂吸引ノズル
１４，１５，１６，１９，２１，２４，２８ 開閉弁
１７ フィルタ
１８ ポンプの吸引口
２０ ポンプの吐出口

Claims (2)

1. 水等の樹脂移送媒体とイオン交換樹脂とを混合するための樹脂混合槽と、被処理液としての除染液を前記イオン交換樹脂により濾過する気密状態のイオン交換樹脂塔と、ポンプと、これらの各機器を接続するホース等の接続部材とから樹脂移送・充填系統を構成し、上記樹脂混合槽を上記イオン交換樹脂塔の上流側に、上記ポンプを上記イオン交換樹脂塔の下流側にそれぞれ配置すると共に、上記樹脂混合槽へ樹脂吸引ノズルを取り付け、この樹脂吸引ノズルと上記イオン交換樹脂塔に設けられた樹脂投入ノズルとを樹脂移送ホースで接続する一方、上記イオン交換樹脂塔に設けられた除染液出口ノズルと上記ポンプの吸引口とを吸引ホースで接続し、上記ポンプを作動させることにより上記樹脂移送・充填系統に負圧を発生させて上記樹脂混合槽内のイオン交換樹脂と樹脂移送媒体とを上記イオン交換樹脂塔内へ移送・充填したことを特徴とするイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法。
2. 上記樹脂塔本体内に注水して満水状態にした後に上記ポンプを作動させることにより、上記イオン交換樹脂塔内の水と、上記樹脂混合槽内のイオン交換樹脂と樹脂移送媒体とを置換させた請求項１記載のイオン交換樹脂塔への樹脂移送・充填方法。

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