JPH0213758B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、火力または、原子力による発電設備
の上流にろ過脱塩器群を設けた復水ろ過脱塩装置
とその下流に脱塩器群を設けた復水脱塩装置とを
有する復水浄化設備に係り、復水ろ過脱塩装置出
口水質が復水浄化設備出口水質規定値より良い時
に前記脱塩器群への流量を制御し、脱塩器群への
負荷低減をする復水浄化設備に関する。

〔発明の技術的背景〕

第１図は原子力発電設備に設けられた復水浄化
設備を示す。

図中、符号１は蒸気発生装置である原子炉であ
り、蒸気は同図矢印方向に循環させられる。すな
わち、原子炉１を出た蒸気は蒸気タービン２を回
転させ、次に復水器３において復水せしめられ、
低圧復水ポンプ群４によつて送出される。次に空
気抽出器１２、グランドコンデンサ１３を順に通
り、次に復水浄化設備５に流入する。この復水浄
化設備５においては復水ろ過脱塩装置内のろ過脱
塩器群５ａによつてろ過脱塩され、次に復水脱塩
装置内の脱塩器群５ｂにより脱塩される。次に高
圧復水ポンプ群６により送出され、低圧給水加熱
器７で加熱され、次に給水ポンプ群８によつて送
出され、高圧給水加熱器群９でさらに加熱され
て、原子炉１に戻る。また、ろ過脱塩器群５ａお
よび脱塩器群５ｂには、それぞれバイパス弁１
０，１１を通るバイパス流路が設けられている。

このように復水浄化設備５に復水ろ過脱塩装置
５ａを設けたのは、復水脱塩装置５ｂのみでは、
原子炉給水上から要求される水質を満たすのに限
度があり、特に、復水中の不溶解固形分の処理能
力に劣つていたので、その不溶解固形分を除去す
るために設けられている。

そして、これらのバイパス弁１０，１１のう
ち、復水ろ過脱塩装置バイパス弁１０は、通常時
は閉となつているが、復水ろ過脱塩装置出入口間
の差圧高あるいはろ過脱塩器群５ａの出入口間の
差圧高等のほか装置外部より出される信号によ
り、バイパス弁１０が閉となるようにされ、機器
保護、プラント保護のインターロツクが行なわれ
る。

復水脱塩装置バイパス弁１１については強制的
に開とさせるようなインターロツクは特になく、
開閉はオペレータの判断にたよつている。バイパ
ス弁１１が使用されるのはもつぱら通常運転以外
であり、特に系統フラツシング時汚い水で樹脂を
汚すのを恐れて、バイパス弁１１を開けたりして
いる。しかし、通常運転時でも装置あるいは機器
を破壊するような事態が生じた時は、オペレータ
の判断で一時バイパス弁１１を開けることがあ
る。

〔背景技術の問題点〕

通常運転時は、ろ過脱塩器群５ａと脱塩器群５
ｂは、復水を全量浄化するため予備塔を残し、全
塔運転されている。前者のろ過脱塩器群５ａは復
水中の主に不溶解固形分である鉄サビなどを除去
する能力をもつているが、本装置で使用されてい
る濾材は、下流の復水脱塩装置で使用されている
ビーズ状のイオン交換樹脂を特殊な機械で粉末状
にしたものであるため、復水中の不純物イオンを
除去する能力をもつている。従つて通常運転時に
おける復水ろ過脱塩装置の入口水質であれば、実
験結果あるいは、運転実積より十分、復水浄化設
備出口水質規準を満たすことが可能となつてい
る。この場合、復水ろ過脱塩装置で浄化された復
水は、復水浄化設備出口水質規準を満たしている
にもかかわらず、さらに、復水脱塩装置にて、水
の浄化が行なわれこの装置は主にイオン交換反応
で復水中の不純物イオンを除去するが、少ないが
不溶解固形分のろ過も行なえる能力をもつている
ため、復水脱塩装置を通過した復水はさらに浄化
され、復水浄化設備出口水質規準を十分すぎる程
上廻ることになる。

過剰に水質を良くすることは、原子炉への給水
水質上悪いことではないが、復水ろ過脱塩装置で
十分な水質が得られる場合があるにもかかわら
ず、下流の復水脱塩装置に復水全量を通すことは
脱塩器群５ｂのイオン交換樹脂の持つているイオ
ン交換容量を食いつぶし、脱塩器群５ｂの運転時
間減少を促進させることになる。結果的には、イ
オン交換樹脂の再生頻度の増加となり再生時の放
射性液体廃棄物が増えることになる。いうまでも
なく、放射性廃棄物の増加は好ましいことではな
く樹脂の再生費用、廃棄物の処理費用、廃棄物の
保管最終処理などを考えると、放射性廃棄物低減
に努力しなければならない。

また、以上の諸事情は、原子力発電設備に限ら
ず火力発電設備でも同様である。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの点に鑑みてなされたもので
あり、復水ろ過脱塩装置出口水質が復水浄化設備
出口水質より良くなつた時に復水脱塩装置の浄化
負担が低減出来、各脱塩器群のイオン交換樹脂の
イオン交換容量の消耗を防止するとともに、イオ
ン交換樹脂の再生頻度を極力減らし、放射性廃棄
物の発生量低減を行なうことのできる復水浄化設
備を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は復水ろ過脱塩装置と復水脱塩装置とを
有する復水浄化設備において、前記ろ過脱塩器群
および脱塩器群をそれぞれバイパスするバイパス
流路を設け、この各バイパス流路にバイパス弁を
設け、前記復水脱塩装置の出口側に復水浄化設備
出口水質検出装置を設け、復水ろ過脱塩装置出口
水質が復水浄化設備出口水質基準値より良い場合
に復水脱塩装置のバイパス流路に設けられたバイ
パス弁を全開にさせる制御装置を設けて形成し、
復水脱塩装置の浄化負担を軽減し、各脱塩器群の
イオン交換樹脂のイオン交換容量の消耗を防止し
たり、再生頻度を減らしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を第２〜５図に示す実施例につい
て説明する。

第２〜４図に示す実施例は、原子力発電設備の
復水・冷却系に適用したものである。

第２図において、符号２１は原子炉でこの出口
と入口とは復水・冷却水流路２２でつながれてい
る。復水・冷却水流路２２には、その上流側から
下流側に向けて蒸気タービン２３、復水器２４、
低圧復水ポンプ群２５、空気抽出器２６、グラン
ドコンデンサ２７、復水浄化設備２８、高圧復水
ポンプ群２９、低圧給水加熱器３０ａ、給水ポン
プ３１および高圧給水加熱器３０ｂを順次配設し
てある。上記空気抽出器２６、グランドコンデン
サ２７、復水浄化系装置２８、低圧給水加熱器３
０ａは、いずれも各ポンプ群２５と２９との間ま
たは、２９と３１との間に介装される中間装置で
ある。

このような構成の復水冷却水系においては、原
子炉２１から出た高温、高圧の蒸気は、蒸気ター
ビン２３で仕事をして復水器２４で復水にされ
る。この復水はポンプ２５ａ，２５ｂ，２５ｃか
らなる低圧復水ポンプ群２５により昇圧され、空
気抽出器２６およびグランドコンデンサ２７にて
蒸気の冷却に共された後、復水浄化設備２８に至
り浄化される。次に復水は、ポンプ２９ａ，２９
ｂ，２９ｃからなる高圧復水ポンプ群２９でより
昇圧されてから低圧給水加熱器３０ａで加熱昇温
され、その後ポンプ３１ａ，３１ｂ，３１ｃから
なる給水ポンプ群３１でさらに昇圧されてから高
圧給水加熱器群３０ｂで加熱昇温され、しかる後
に原子炉２１に給水されるようになつている。

復水浄化設備２８は、復水中に含まれる不純物
イオンや不溶解固形分、放射性物質などを除去す
るためのもので、本実施例では上流側のろ過脱塩
部２８ａと下流側の脱塩部２８ｂとで形成されて
いる。さらに復水浄化設備２８には、その濾過脱
塩部２８ａ全体をバイパスするバイパス流路に復
水ろ過脱塩装置バイパス弁２８ｃを設けてあると
ともに、脱塩部２８ｂには全体をバイパスするバ
イパス流路に復水脱塩装置バイパス弁２８ｄを設
けてある。これらのバイパス弁２８ｃ，ｄは、通
常運転時には閉じており、ろ過脱塩部２８ａまた
は、脱塩器２８ｂ内の差圧異常や故障等の異常時
または必要に応じて、復水の一部または全量をバ
イパスするよう開放されるものである。

各装置の出口には、浄化後の水質監視のため、
サンプリングポイント４９，５７がそれぞれ設け
られており、常時水質状態を監視しており、水質
に異常が生じた場合警報等の信号を発するように
なつている。

さらに説明すると、第３図に示すように、復水
浄化設備２８は、上流側の復水ろ過脱塩装置４４
を下流側の復水脱塩装置５２とにより構成されて
いる。すなわち、復水ろ過脱塩装置４４の中の符
号４１は３過脱塩器４４ａの入口母管であり、符
号４８は３過脱塩器４４ａの出口母管である。こ
れらの母管４１と４８との間には複数（例えば10
系統）の浄化機器系４７ａ，４７ｂ……４７ｎが
接続されている。互いに並列なこれらの浄化機器
系４７ａ，４７ｂ……４７ｎはいずれも同一構成
であり、例えば上流側から下流側に向けて入口弁
４２の流量調整弁４３ａ、３過脱塩器４４ａ、ス
トレーナ４５ａ、出口弁４６ａを順次配設して構
成されている。

同様に、復水脱塩装置５２の中の符号５０は、
脱塩器５２ａの入口母管であり、符号５６は脱塩
器５２ａの出口母管である。これらの母管５２と
５６との間には複数（例えば10系列）の浄化機器
系５５ａ，５５ｂ……５５ｎが接続されている。
互いに並列なこれらの浄化機器系５５ａ，５５ｂ
……５５ｎは、いずれも同一構成であり、例えば
上流側から下流側に向けて入口弁５１ａ、脱塩器
５２ａ、ストレーナ５３ａ、出口弁５４ａを順次
配設した構成となつている。また、それぞれの装
置出口には復水の水質を監視するためサンプリン
グライン４９，５７が設けられており、さらに復
水３過脱塩装置出口水質検出装置５８と、復水浄
化設備出口水質検出装置６０にて、必要な水質監
視項目（例えば導電率、濁度など）が検出され、
電気信号４９ａ，５７ａとして、制御装置５９に
送られる。ここで、水質表示するとともに脱塩器
群の負荷低減調整を行なうべく、復水脱塩装置５
２内に各機器（入口弁５１ａ、出口弁５４ａ、バ
イパス弁２８ｄ）へ、電気信号を送り弁の開閉調
整を行なわせしめる。予備塔を除いた入口弁５１
ａ〜ｎ、出口弁５４ａ〜ｎは通常運転時には、開
放状態を維持するものであり、また、脱塩器群５
２ａ〜ｎの負荷低減手段として用いる。バイパス
弁２８ｄは、通常運転時には閉状態を維持するも
のであり、また、脱塩器群５２ａ〜ｎの負荷低減
手段として用いると共に、機器あるいはプラント
からくる要求（脱塩器差圧高他）により、脱塩器
群５２ａ〜ｎをバイパスする手段に用いられる。

次に本実施例の作用を説明する。

以上の構成の復水・冷却水系において、一例と
して、復水ろ過脱塩装置４４の出口水質５８が復
水浄化設備２８出口水質６０より良くなつた場合
について説明する。この場合、それぞれの検出装
置５８，６０より出された信号は、制御装置５９
内でロジツクを組み「検出装置５８の水質は復水
浄化設備２８で規定される水質より良く、かつ検
出装置６０の水質は復水浄化設備２８で規定され
る水質基準より悪くないこと」が成立したことに
より、制御装置５９からバイパス弁２８ｄへ開放
信号が出され、これに伴いバイパス弁２８ｄが全
開する。これにより、脱塩器群５２ａ〜ｎへ流れ
ていた復水がバイパスされ、脱塩器群５２ａ〜ｎ
へ流れる復水流量が減少し、脱塩器群５２ａ〜ｎ
の負担低減が計られる。この場合のバイパス弁２
８ｄは、脱塩器群の出入口弁全閉時に復水流量を
全量バイパスするために設計されたものであり口
径110万クラスで約18インチに達つする。脱塩器
群５２ａ〜ｎの出入口弁５１ａ〜ｎ，５４ａ〜ｎ
全開時にバイパス弁２８ｄ全開の場合、バイパス
流量は全復水流量の半分かそれ以上となる。

また、本実施例において、バイパス弁２８ｄ全
開信号を許可信号として、脱塩器群５２ａ〜ｎの
出入口弁５１ａ〜ｎ，５４ａ〜ｎを自動または遠
隔手動にて順次全閉とし脱塩器群すべての出入口
弁を閉めることによりバイパス弁２８ｄによる復
水の全量バイパスが達成可能となる。この場合は
完全に、脱塩器群５２ａ〜ｎへの負担はなくな
る。

次に、脱塩器群５２ａ〜５２ｎの負担低減運転
中（復水の一部または、全量バイパス中）に、復
水ろ過脱塩装置出口水質検出装置５８あるいは復
水浄化設備出口水質検出装置６０による検出水管
が、復水浄化設備出口水質規定値より悪くなつた
場合について説明する。

この場合も同様にそれぞれの検出装置５８，６
０より出された信号は制御装置５９内で前記で組
まれたロジツクが達成されないことにより、制御
装置５９からバイパス弁２８ｄへ閉信号が出さ
れ、バイパス弁２８ｄが全閉となる。これにより
通常運転に戻ることになり脱塩器群５２ａ〜ｎ負
荷低減運転は解除となる。

この場合、バイパス弁２８ｄが開で一部の脱塩
器群５２ａ〜５２ｎの出入口弁５１ａ〜５１ｎ，
５４ａ〜５４ｎ（１塔予備として待機させている
時には、２塔以上）が閉状態の時は、脱塩器群す
べての出入口弁５１ａ〜５１ｎ，５４ａ〜５４ｎ
（予備塔がある時は１塔を除いたすべての脱塩器）
への全開信号を許可信号として、バイパス弁２８
ｄを全閉とし、通常運転に戻す。

以上、詳述した運転制御方法によれば復水ろ過
脱塩装置出口水質の良好時（復水浄化系装置出口
水質規定より良い時）における脱塩器群への浄化
負担が緩和でき、イオン交換樹脂の再生頻度が減
り、再生により発生する放射性廃棄物を低減する
ことが可能となる。さらに上述のように、運転制
御を行なうことは復水脱塩装置バイパス弁２８ｄ
が設置されておれば、計装制御のわずかな経費増
があるのみで、安価に脱塩器群の負荷低減対策が
達成出来る。既設プラントにおいては、安価に、
しかも容易に本方法をとり入れることができる。

なお、本実施例において、脱塩器群負荷低減の
ために、脱塩器群を隔離した場合、短時間であれ
ば問題ないが長時間隔離しておくと通水初期にイ
オン交換されない純度の悪い水が出てくるため、
通水前に再循環ポンプ６１により水を循環させて
水質を良くする慣らし運転が必要となる。

第４図の実施例はこの問題を解決するものであ
る。なお、本実施例の流路の説明については第３
図とほとんど同様であるため同一符号を付して省
略する。わずかに、第３図と相違する点は復水脱
塩装置バイパス弁２８ｄを流量調整弁に変更した
点である。

この実施例では、脱塩器群負荷低減操作を行な
う場合予備塔以外の各脱塩器群５２ａ〜５２ｎの
出入口弁５１ａ〜ｎ，５３ａ〜ｎとせずに各脱塩
器群５２ａ〜５２ｎへ流れる復水流量をバイパス
弁２８ｄの開度調整で行なうものである。

開度調整は、復水ろ過脱塩装置出口の水質の達
成度合により、制御装置５９より発つせられる電
気信号によりバイパス弁２８ｄの開度調整する方
法と、脱塩器群に適度な流量が流れるよう任意に
開度を設定する方法などがある。こうすることに
より、各々の脱塩器５２ａ〜ｎの出入口弁５１ａ
〜ｎ，５３ａ〜ｎの開閉操作が不要となるばかり
か、各脱塩器群５２ａ〜ｎには常に復水が流れる
ことになり、上述した脱塩器群５２ａ〜ｎの隔離
による水質の悪化現象は防止出来ることになる。
ただし、この場合バイパス弁２８ｄは、全開時、
全量になるべく近い復水をバイパスさせようとす
ればバイパス弁２８ｄの口径を当然大きくし、本
ラインの圧力損失を極力下げる必要が生じる。こ
うすることにより脱塩器群へ流れる復水量がへら
せられ脱塩器への負担低減はより良い効果を生む
ことになる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、復水浄化設備に
復水ろ過脱塩装置と復水脱塩装置を備えた、発電
プラントにおいて、復水ろ過脱塩装置出口水質
が、復水浄化設備出口水質規定値より良くなつた
時の水質の達成に基づいて、発生される起動信号
により、復水脱塩装置の脱塩器群への負荷低減の
ため、復水脱塩装置のバイパス弁の開放とか開度
調整、あるいはバイパス弁と脱塩器出入口弁の操
作手段により各脱塩基への復水流量をへらして負
担低減調整することができるから、各脱塩器の樹
脂の負担が軽減し、樹脂の寿命が延びる効果を有
し、結果として再生頻度が減少し、廃棄物発生量
が減らせるという相乗効果を奏する。また、本発
明はバイパス弁を開閉する制御機能を追加すれば
よく、安価に構成し得、かつその場合に各脱塩器
群への負担低減が達成できるものであり、しかも
既設の発電設備への実施も大幅な変更を必要とす
ることなく可能である等の効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の復水給水系を示す系統図、第２
図は本発明設備を適用した復水、給水系を示す系
統図、第３図は本発明設備を示す第２図部の拡
大系統図、第４図は本発明の他の実施例を示す第
３図同等の図である。 ２２……復水・冷却水流路、２８……復水浄化
設備、２８ａ……ろ過脱塩部、２８ｂ……脱塩
部、２８ｃ……復水ろ過脱塩装置バイパス弁、２
８ｄ……復水脱塩装置バイパス弁、４４……復水
ろ過脱塩装置、４４ａ……ろ過脱塩器、５２……
復水脱塩装置バイパス弁、５２ａ……脱塩器、５
８……復水ろ過脱塩装置出口水質検出装置、５９
……制御装置、６０……復水浄化設備出口水質検
出装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気タービン出口側の復水系に複数個のろ過
   脱塩器群を並列接続した復水ろ過脱塩装置と、こ
   の復水ろ過脱塩装置の下流に複数個の脱塩器群を
   並列接続した復水脱塩装置とにより、復水に含ま
   れる固形物、不純物イオン等を除去する復水浄化
   設備において、前記ろ過脱塩器群および脱塩群を
   それぞれバイパスするバイパス流路を設け、この
   各バイパス流路にバイパス弁を設け、前記復水ろ
   過脱塩装置の出口側に復水ろ過脱塩装置出口水質
   検出装置を設け、前記復水脱塩装置の出口側に復
   水浄化設備出口水質検出装置を設け、復水ろ過脱
   塩装置出口水質が復水浄化設備出口水質基準値よ
   り良い場合に復水脱塩装置のバイパス流路に設け
   られたバイパス弁を全開にさせる制御装置を設け
   たことを特徴とする復水浄化設備。 ２ バイパス弁を流量制御弁としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の復水浄化設備。