JPH01293184A - 中空糸モジュールを装着した濾過塔を有する発電プラントのクリーンアップ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、中空糸モジュールを装着した濾過塔を備えて
なる復水処理装置を有する発電プラントにおける、建設
後の初期起動時あるいは定期検査後の再起動時等に際し
ての系内クリーンアップ方　′法に関するものである。

〈従来の技術〉 火力発電所や原子力発電所等の復水の処理装置として、
近年になって中空糸モジュールを装着した濾過塔で先ず
復水中の酸化鉄微粒子等に起因するクラフトを濾過によ
り除去し、次いで当該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混床式脱塩塔で処理
して溶存するＦｅ２＋イオン等の不純物イオンを除去す
る方式の復水処理装置が提案されている。第２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を示したもの
であり、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あるいは
配管等の腐食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ているので
、これを復水ポンプ４を介して中空糸モジュールを装着
した濾過塔５Ａ及び５Ｂ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６
　（以下脱塩塔という）に送給して不純物イオンの除去
を行う。なお図面には中空糸モジュールを用いた濾過塔
５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５を有している。クラッド及
び不純物イオンを除去された復水は、昇圧ポンプ７、加
熱器８を経て再びＢＷＲ型原子炉１に循環される。

上述のような復水処理装置に用いられている濾過塔５は
、例えば第３図に示した如く、塔内の上方部に仕切板９
を設け、当該仕切板９に複数本の中空糸モジュール１０
を懸架し、仕切板９の上方に濾過水流出管１１を連通し
、また中空糸モジュール１０の下方部にディストリビュ
ータ１２を介して原水流入管１３を連通した構造のもの
である。

前記中空糸モジュール１０は、膜面に例えば０４０１μ
〜０．１μの微細孔を多数有する濾過膜を、外径０．３
〜２ｆｌ、内径０．２〜１．５　ｍｍの中空糸状に成型
した中空糸１４を多数本束ねてなるものである。

当該中空糸モジュール１０は、その上端にフランジ１５
を有しており、仕切板９に設けた孔に各中空糸モジュー
ル１０を差し込んで当該フランジ１５によって各中空糸
モジュール１０を懸架し、しかる後にフランジ１５と仕
切板９とをボルト等で締め付けて固定しである。

また、前記仕切板９は濾過塔５の側胴部に設けた座１６
によってボルトによって固定されており、濾過塔５の上
部鏡板部を取り除（ことによって、中空糸モジュール１
０を懸架したまま仕切板９を塔外に取り出すことも出来
、あるいは仕切板９を取り付けたまま、各中空糸モジュ
ール１０だけを引き抜くことも可能である。

第３図に示した濾過塔５においては、原水流入管１３か
らディストリビュータ１２を介して復水を濾過塔５内に
流入させ、復水を各中空糸モジュール１０の下端から導
いて各中空糸１４の外側で懸濁物質を濾過し、内側に得
た濾過水を仕切板９の上方で集合して濾過水流出管１１
から取り出すようにして復水の濾過を行う。なお、復水
を各中空糸の内側から外側に通過させて濾過を行う場合
もあるが、今のところ上述のようないわゆる外圧型濾過
が主流を占めている。

なお、第３図において１７はドレン管を、１８は空気抜
き管を示している。

また、このような濾過の続行により濾過塔５の差圧が上
昇した際には、酸化鉄が付着している中空糸１４の原水
側の膜面を空気等の気体でバブリングしたり、あるいは
中空糸１４の内側から外側へ気体、水等の流体を逆流さ
せたりして中空糸から酸化鉄を剥離し、酸化鉄を多量に
含む洗浄排液を得る洗浄を行い、当該洗浄と前記濾過を
順次繰り返して処理を行うものである。

以上説明した如く中空糸モジコ、−ルを装着した濾過塔
は、復水を各中空糸で直接濾過するので、従来から行わ
れている微粉末状イオン交換樹脂等の濾過助剤を用いる
プレコート式濾過塔と比較して、洗浄排液中に含まれる
固形物量が極めて少量であり、特に沸謄水型原子力発電
所の復水の如く、　　′放射性物質を含む酸化鉄の除去
に適している。

すなわちプレコート式濾過塔の場合は、その洗浄の際に
濾過により除去した酸化鉄とともに、当該酸化鉄より圧
倒的多量の使用済プレコート剤をも含む洗浄排液が排出
されるが、中空糸モジュールを装着した濾過塔におりる
洗浄排液には、このような使用済プレコート剤が一切含
まれることがないので、放射性廃棄物処理の対象となる
固形物が著しく低減できるという利点を有している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 中空糸モジュールを装着した濾過塔による復水処理方法
は上述した如くであり、従来のプレコート型ｉＩｔ過塔
に比して多くの利点を有するが、反面以下のような問題
点がある。

すなわち、中空糸は前述したような極めて微細なサイズ
の孔を有するが故に、油脂類等の有機物による汚染に非
常に弱い面があり、このような有機物を含む被処理水を
処理した場合には、中空糸の膜面に当該有機物が付着し
て目詰まりを生じるだけでなく、付着した有機物は前述
のような気体や水を用いての洗浄によってもほとんど除
去出来なくなって性能の回復が著しく困難となる。

このような、油脂類等の有機物による中空糸の膜面汚染
は、復水処理に適用した中空糸の場合にも起こり得る。

すなわち、発電プラントにおける建設後の初期起動時、
あるいは所定の運転期間を経た後に発電プラントを停止
させて行う定期検査後の再起動時等、要するに発電プラ
ントを起動させる場合に、正常運転に先立って行われる
発電プラント系内の洗浄、いわゆるクリーンアップの際
に上述のような膜面汚染が生じ易い。

当該クリーンアップは、発電プラント系内に水を循環さ
せることによって系内の機器類や配管、弁類等の内部を
洗浄しようとするもので、通常いくつかの循環洗浄工程
を経て段階的に洗浄が行われるが、例えば第２図に示し
たＢＷＲ型原子力発電プラントにおいては、最終的に以
下のような循環系によって洗浄がなされる。

すなわち、復水器３−復水ボンプ４−濾過塔５−脱塩塔
６→昇圧ポンプ７−加熱器８−復水器３からなる循環系
である。

クリーンアップ時の循環洗浄は、上述の例に見られる如
く常に濾過塔５及び脱塩塔６を含むように循環系が構成
され、洗浄によって循環水中にもたらされた系内の錆や
塩類等の不純物を、常にこれらの濾過塔５及び脱塩塔６
で除去しなからＷＪ環洗浄を行うようにしている。

上述したような系における循環洗浄を所定時間行って、
循環水の水質が所定の純度に達したら、循環水をＢＷＲ
型原子炉１に送ってスチームを発生させ、正常運転に移
行する。

従来のクリーンアップは上述した如くであるが、当該ク
リーンアンプにおいては発電プラント系内の、ＢＷＲ型
原子炉１及びタービン２を除いた他の機器類や配管、弁
頻等の内部に付着している錆や塩類等が取り除かれるば
かりでなく、これらに塗布された防錆剤や潤滑油等の有
機物も同時に取り除かれて循環水中にもたらされる。ク
リーンアップにおいては、このような有機物を含む循環
水を中空糸モジュールを装着した濾過塔５で濾過するこ
ととなり、そのために前述のような回復不可能な膜面汚
染が生じるのである。

なお、上述のような循環洗浄に先立って、各機器類や配
管、弁類等を部分的に洗浄するとともに洗浄廃水を系外
にブローして行う、いわゆるフラッシングを行うことも
あるが、当該フラッシングによって取り除かれる前記有
機物の量はそれ程多くなく、また原子力発電所における
定期検査後のクリーンアップに際しては、洗浄廃水が放
射性廃棄物の対象となるのでフラッシングを極力行わな
いようにしているという事情もある。

上述したような有機物による汚染を受けた中空糸モジュ
ールの洗浄方法として、例えば過酸化水素や硫酸等の薬
品を使用して洗浄する方法も提案されているが、洗浄設
備に多額の費用がかかる、洗浄効果が不充分である、洗
浄廃液の処理が面倒である、等の問題点を有し、必ずし
も実用的な方法とは言えない。そのため、汚染された中
空糸モジュールを廃棄し、新品と交換するようなことも
　・行われているが、中空糸モジュールが高価であるた
めにこの方法は著しく不経済である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、復水処理に使用する中空糸モジュ
ールをクリーンアップ時における上述のような有機物汚
染から守ることが出来、しかも安価な費用で行うことの
出来るクリーンアップ方法を提供するところにある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は系内に、中空糸モジュールを装着した濾過塔を
複数塔備えてなる復水処理装置を有する発電プラントに
おいて、当該プラント起動時の系内クリーンアップを行
うにあたり、一部の濾過塔内に予め中空糸モジュールに
代えて、プリーツ状に加工した精密濾過膜シートからな
るプリーツ型精密濾過膜モジュールを装着しておき、ク
リーンアップに際しては発電プラント系内を循環させる
循環水を前記精密濾過膜モジュールを装着した濾過塔を
用いて濾過し、クリーンアップ終了後は、当該濾過塔内
に再び中空糸モジュールを装着して復水の濾過を行うよ
うにすることを特徴とするものである。

く作用〉 以下に本発明の詳細な説明するが、本発明方法を行うに
際しては、復水処理装置内の一部の濾過塔を、プリーツ
型精密濾過膜モジュールを装着した濾過塔に変更するだ
けでよく、設備的には第２図あるいは第３図に示したも
のと同じであるので、以下第２図あるいは第３図を用い
て本発明の実施態様の一例を説明する。

例えば、定期検査後の再起動に際しては、クリーンアッ
プを行う前に先ず複数基設置した濾過塔５の内の一部の
濾過塔、例えば濾過塔５Ａ内に装着されている中空糸モ
ジュール１０を取り外し、その代わりにプリーツ型精密
濾過膜モジュール（以下プリーツ型ＭＦモジュールとい
う）を装着する。なお、他の濾過塔５Ｂには中空糸モジ
ュール１０を装着したままとしておく。そして発電プラ
ントのクリーンアップに際しては、系内を循環させる循
環水を前記プリーツ型ＭＰモジュールを充填した濾過塔
５Ａのみで濾過し、他の、中空糸モジュール１０を充填
しである濾過塔５Ｂには循環水を通水しないようにする
。

本発明に用いるプリーツ型ＭＦモジュールとは、例えば
第１図に示したような構造のものである。

すなわち、膜面に例えば１〜ｌＯμの微細孔を有し、か
つプリーツ状に加工した精密濾過膜（ＭＦ）シート１９
を、周壁に多数の孔を穿った円筒形の内部コア２０の周
囲に巻き付け、更に当該ＭＦレシート９の外側を同じく
周壁に多数の孔を穿った円筒形の外部コア２１で保護し
、内部コア２０、ＭＦレシート９及び外部コア２１から
なる円筒体の上端及び下端を、開口部２２を有する上部
キャップ２３及び下部キャップ２４　（但し、下部キャ
ップ２４の開口部は図示していない）で固定してなるも
のである。　このようなプリーツ型ＭＦモジュール２５
は従来公知のものであって、使用時には当該ＭＦモジュ
ール２５の下部キャップ２４の開口部を適宜の方法で封
止し、原水を当ｉｆＭＦモジュール２５の外側から内側
に通過させて濾過水を当該ＭＦモジュール２５の内側に
得、得られた濾過水を上部キャップ２３の開口部２２か
ら取り出すようにする。下部キャップ２４に設けた開口
部を封止する手段としては、例えば第１図に示した如く
当該キャップ２４の外周にオネジ部を設けておき、当該
オネジ部にめくらキャップを螺着する等の方法で行えば
よい。

また、第１図に示したようなプリーツ型ＭＦモジュール
２５を、第３図に示した濾過塔５内に装着するには、例
えば第１図に示した如く上部キャップ２３の外周にオネ
ジ部を設けておき、当該オネジ部に、濾過塔５の仕切板
９に懸架出来るようなフランジを螺着し、当該フランジ
によってプリーツ型ＭＦモジュール２５を仕切板９に懸
架するとともに、当該フランジと仕切板９とをボルトで
固定すればよく、これは前述した中空糸モジュールｌＯ
の装着方法と全く同じである。なお、プリーツ型ＭＦモ
ジュール２５を仕切板９番こ懸架する方法はこれに限ら
ずいかなる方法でもよ（１゜また、このようなプリーツ
型ＭＦモジュール２５は、２　　　′零以上のモジエー
ルを直列に連結して用いることも出来る。

上述のようなプリーツ型ＭＦモジュール２５を装着した
濾過塔５Ａにおける、クリーンア・）ブ時の循環水の濾
過方法は、中空糸モジュール１０を装着した濾過塔の場
合と全く同様であり、原水流入管１３から濾過塔５Ａ内
に循環水を流入させ、循環水を各プリーツ型ＭＦモジュ
ーＪし２５の外側で濾過し、当該ＭＦモジュール２５の
内側＆こ得た濾過水を、仕切板９の上方で集合して濾過
水流出管１１から取り出す。なお、プリーツ型ＭＦモジ
ュールの濾過性能は、中空糸で形成された従来の中空糸
モジュールに比べるとやや劣るが、りＩＪ−ンアフブ時
には正常運転の場合はど高度な°濾過を必要としないの
で十分に目的を達成すること力（出来、特に、循環水中
に溶出した防錆剤や潤滑油等の有機物を、プリーツ状Ｍ
Ｆシートの膜面に付着させて、はぼ完全に除去すること
が出来る。

プリーツ型ＭＦモジュール２５を装着した濾過塔５Ａを
用いてのクリーンアップを所定時間行うと、防錆剤や潤
滑油等の有機物が循環水中に溶出しなくなるので、その
時点で循環水の流路を切り換えて濾過塔５Ａへの通水を
停止し、循環水を中空糸モジュール１０を充填しである
濾過塔５Ｂに通水する。この状態でしばらく循環を続行
し、循環水の水質が所定の純度に達したら循環水をＢＷ
Ｒ型原子炉１に送給して正常運転に移行する。そして、
正常運転初期においては、当該濾過塔５Ｂを用いて復水
の処理を行う。

一方、通水を停止した濾過塔５Ａは、塔内のプリーツ型
ＭＦモジュール２５を取り外して、その代わりに中空糸
モジュール１０を装着し、その後定格負荷に達した際に
中空糸モジュール１０を装着した濾過塔５の全塔で復水
の処理を行う。取り外したプリーツ型ＭＦモジエール２
５は通常使い捨てとするが、プＩｊ−ツ型ＭＦモジュー
ルの価格は同一サイズの中空糸モジュールの価格の約ｌ
／１０と安価であるから、中空糸モジュールを使い捨て
にするよりははるかに経済的である。

本発明においては、複数基設置した濾過塔の内の総ての
濾過塔を、プリーツ型ＭＦモジュールを装着した濾過塔
に変更する必要はな（、その内の一部を変更するだけで
クリーンアップを行うことが出来るが、以下に具体例を
挙げてこれを説明する。

例えば、定格出力１１０万ＫＷの発電プラントの場合、
定格運転（１００％負荷）時の復水流量が約６．６０Ｏ
ｎ？／Ｈであり、これを処理するために、例えば直径５
インチ、有効長さ約２．２ｍ、濾過面積約３５Ｍの中空
糸モジュールを１塔あたり１３０本装着した濾過塔を５
塔設置する。すなわち、この時の中空糸モジュール単位
濾過面積あたりの濾過流速は、約０．３　ｍ　／　Ｈと
なる。

これに対して、クリーンアップ時に処理すべき循環水の
流量は、概略２００〜３００　ｒ／／Ｈで、定格運転時
の復水流量に比べて著しく少ない。プリーツ型ＭＦモジ
ュールは、前記中空糸モジュールと同一サイズのもので
その濾過面積が約１５ｎ（であり、例えば前記５塔の内
の１塔にＭＦモジュールを同じく１３０本装着して循環
水を処理するとすればこの時の濾過流速は約０．１〜０
．１５ｍ／Ｈとなり、前記中空糸モジュールの場合より
も低い流速で濾過を行うことが出来る。なお、プリーツ
型ＭＦモジュールの標準的な濾過流速は約１ｍ／Ｈであ
るから、前記流速は充分に安全な濾過流速というとこが
出来る。

また、クリーンアップ終了後の正常運転に際しては、復
水流量の少ない低負荷から運転を開始するので、運転当
初はプリーツ型ＭＦモジュールを装着した濾過塔を使用
せずとも残り４塔の、中空糸モジュールを装着した濾過
塔を用いて十分復水を処理することが出来、更に定格負
荷まで上昇させるのに通常１〜２力月というような長期
間を要するので、正常運転開始後にプリーツ型ＭＦモジ
ュールを装着した濾過塔から当該ＭＦモジュールを取り
外して、中空糸モジュールを装着し直すことも十分余裕
をもって行える。

〈効果〉 以上説明した如く、本発明はプリーツ型ＭＦモジュール
の価格が、従来の中空糸モジュールのそれに比べて約１
／１０と著しく安価であり、かつ性能的にもクリーンア
ップ時の循環水処理に十分適用し得るものである点に着
目してなされたものであって、本発明によりクリーンア
ップ時における従来のような中空糸モジュールの膜面汚
染をほぼ完全に防止することが出来るとともに、クリー
ンアップ時に使用したプリーツ型ＭＦモジュールを例え
使い捨てとしてもコスト的には従来法に比べて十分安価
となる。

更に、本発明は既存の設備をそのまま利用して行うこと
が出来、新たな設備を要しないという利点も存するので
極めて実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるプリーツ型精密濾過膜モジュー
ルの一例を示す一部切欠き外観図、第２図は中空糸モジ
ュールを装着した濾過塔を備えたＢＷＲ型原子力発電プ
ラントの一例を示すフロー説明図、第３図は中空糸モジ
ュールを装着した従来の濾過塔の一例を示す縦断面図で
ある。 ■・・・ＢＷＲ型原子炉　　２・・・タービン３・・・
復水器　　　　　　４・・・復水ポンプ５・・・濾過塔
　　　　　　６・・・混床式脱塩塔７・・・昇圧ポンプ
　　　　８・・・加熱器９・・・仕切板　　　　　ｌＯ
・・・中空糸モジュール１１・・・濾過水流出管 １２・・・ディストリビュータ １３・・・原水流入管　　　１４・・・中空糸１５・・
・フランジ　　　　１６・・・座１７・・・ドレン管　
　　　１８・・・空気抜き管１９・・・精密濾過膜シー
ト ２０・・・内部コア　　　　２１・・・外部コア２２・
・・開口部　　　　　２３・・・上部キャップ２４・・
・下部キャンプ ２５・・・プリーツ型精密濾過膜モジュール第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 系内に、中空糸モジュールを装着した濾過塔を複数塔備
   えてなる復水処理装置を有する発電プラントにおいて、
   当該プラント起動時の系内クリーンアップを行うにあた
   り、一部の濾過塔内に予め中空糸モジュールに代えてプ
   リーツ状に加工した精密濾過膜シートからなるプリーツ
   型精密濾過膜モジュールを装着しておき、クリーンアッ
   プに際しては発電プラント系内を循環させる循環水を前
   記精密濾過膜モジュールを装着した濾過塔を用いて濾過
   し、クリーンアップ終了後は、当該濾過塔内に再び中空
   糸モジュールを装着して復水の濾過を行うようにするこ
   とを特徴とする中空糸モジュールを装着した濾過塔を有
   する発電プラントのクリーンアップ方法。