JPH06265688A - 炉水シリカ濃縮低減装置 - Google Patents

炉水シリカ濃縮低減装置

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JPH06265688A
JPH06265688A JP5050940A JP5094093A JPH06265688A JP H06265688 A JPH06265688 A JP H06265688A JP 5050940 A JP5050940 A JP 5050940A JP 5094093 A JP5094093 A JP 5094093A JP H06265688 A JPH06265688 A JP H06265688A
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JP
Japan
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reactor water
silica
hollow fiber
fiber membrane
purification system
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JP5050940A
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English (en)
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Hiromi Aoi
洋美 青井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】炉水のシリカ濃度を一層低減でき、それにより
炉水水質の高純度維持が図れるとともに、廃棄物の発生
量の低減も図れる炉水シリカ濃縮低減装置を提供する。 【構成】原子力発電プラントの炉水が循環する系統に設
けられ、炉水からシリカを分離除去するものであって、
その系統として復水浄化系8および/または炉水浄化系
10を適用し、この復水浄化系8の復水脱塩装置7のな
らびに炉水浄化系10のろ過脱塩装置13の上流側に、
高分子材料よりなる中空糸膜をろ材とする中空糸膜フィ
ルタ装置9,14を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子力発電プラ
ント(BWRプラント)等の炉水に含まれるシリカの濃
度を低減し、炉水水質の高純度維持を図った炉水シリカ
濃縮低減装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、BWRプラント等においては、炉
水中に含まれるシリカの濃度がプラント材料の腐食に殆
ど影響を及ぼさないものと考えられていた。そして、炉
水シリカの管理目標値は、キャリーオーバーによるター
ビンブレードへの沈積抑制等を目的として、1000p
pbに決められている。
【0003】このような管理値を満足させるために従
来、復水浄化系では復水脱塩装置(CD)のアニオン樹
脂でシリカを捕捉している。なお、復水脱塩装置の再生
は通薬再生であり、廃棄物は高電導度液体廃棄物処理系
で濃度処理している。また、原子炉冷却系では、ろ過脱
塩装置でシリカを捕捉し、使用済みの樹脂を沈降分離さ
せて処理している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、1991年
になされた研究報告の中で、BWR水質条件としてシリ
カが500ppb存在する場合に、シリカを含まない場
合に比較して応力腐食割れ(SCC)の進展速度が5倍
大きいことが示され、通常の炉水濃度でもシリカが応力
腐食割れに影響する可能性が指摘された。
【0005】これに対し、上述した従来の炉水シリカ処
理技術では、シリカに対する樹脂の捕捉容量が小さく、
短時間でシリカブレークに至り、イオン交換樹脂を薬品
再生させた直後しか高い捕捉率を示すことができない。
このため、炉水シリカ濃度をさらに低く維持するために
は、樹脂の再生頻度を増加する必要があるが、その場合
には廃棄物増量の問題が生じる。特に復水脱塩装置の非
再生運用を実施するプラントにおいては、炉水シリカ濃
度が800ppb前後の高い値となっており、その解決
策が課題となる。
【0006】本発明はこのような事情に基づいてさなれ
たもので、炉水のシリカ濃度を一層低減でき、それによ
り炉水水質の高純度維持が図れるとともに、廃棄物の発
生量の低減も図れる炉水シリカ濃縮低減装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、原子力発電プラントの炉水が
循環する系統に設けられ、炉水からシリカを分離除去す
るものであって、前記系統として復水浄化系を適用し、
この復水浄化系の復水脱塩装置の上流側に、高分子材料
よりなる中空糸膜をろ材とする中空糸膜フィルタ装置を
設けたことを特徴とする。
【0008】請求項2の発明は、原子力発電プラントの
炉水が循環する系統に設けられ、炉水からシリカを分離
除去するものであって、前記系統として炉水浄化系を適
用し、この炉水浄化系のろ過脱塩装置の上流側に、高分
子材料よりなる中空糸膜をろ材とする中空糸膜フィルタ
装置を設けたことを特徴とする。
【0009】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明において、中空糸膜フィルタ装置のシリカ捕捉部であ
る中空糸膜表面に、厚さ0.1〜10μmの酸化鉄の緻
密なケーキ層を形成してなるものである。
【0010】
【作用】請求項1の発明によれば、原子力プラントの復
水中に含まれるシリカが復水脱塩装置に流入する前に中
空糸膜フィルタ装置によって分離除去される。中空糸膜
フィルタ装置のろ材となる高分子材料の中空糸膜は復水
脱塩装置と異なりシリカブレークまでの時間が長く、長
期間に亘って安定したシリカ除去が可能である。
【0011】しかも、中空糸膜フィルタ装置では再生が
容易であるとともに廃棄物の量も少なく、復水脱塩装置
のろ材であるイオン交換樹脂のような薬品再生を要する
ものと異なりコスト低下も図れるようになる。
【0012】また、請求項2の発明によれば、原子炉内
の炉水に含まれるシリカが炉水浄化系のろ過脱塩装置に
流入する前に中空糸膜フィルタ装置によって分離除去さ
れる。
【0013】本発明によっても長期間に亘って安定した
シリカ除去が可能であり、ろ過脱塩装置の再生による廃
棄物樹脂の再生等が抑制できる。
【0014】請求項3の発明によれば、中空糸表面の緻
密なケーキ層によってシリカを一層効率よく捕捉するこ
とができ、炉水水質の高純度維持が有効に図られる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0016】図1は本実施例が適用されるBWRプラン
トの概略構成を示し、図2は炉水シリカ濃度低減のため
の中空糸膜フィルタ装置の構成を示す。また、図3は図
2に示した中空糸膜フィルタによるろ過作用を模式的に
示し、図4および図5はシリカ濃度低減特性を従来例お
よび本実施例についてそれぞれ示している。
【0017】本実施例では図1に示すように、原子炉1
内の炉水が核燃料で加熱されて蒸気となり、この蒸気が
主蒸気配管2を介してタービン3に送られて仕事に供さ
れた後、復水器4で冷却されて復水となり、復水配管5
を介して原子炉1に還流するようになっている。
【0018】復水配管5には復水ポンプ6および復水脱
塩装置7を含む復水浄化系8が設けられ、この復水浄化
系8の復水脱塩装置7の上流側に炉水シリカ濃縮低減装
置を構成する中空糸膜フィルタ装置9が設けられてい
る。
【0019】また、同プラントには原子炉1内の炉水を
循環する炉水浄化系10が設けられている。この炉水浄
化系10は、原子炉再循環配管11、再循環ポンプ1
2、ろ過脱塩装置13等が含まれ、この炉水浄化系10
のろ過脱塩装置13の上流側に炉水シリカ濃縮低減装置
を構成する中空糸膜フィルタ装置14が設けられてい
る。
【0020】なお、各中空糸膜フィルタ装置9,14に
は、廃液管15を介して廃棄物濃縮処理設備16が接続
されている。
【0021】各中空糸膜フィルタ装置9,14は図2に
示すように、密閉ケース17内のろ過室17aに多数の
中空糸膜フィルタモジュール18を吊設し、炉水入口1
9からろ過室17aに導入した炉水を各中空糸膜フィル
タ18でろ過した後、上方の炉水出口20から清浄な炉
水を送出するようにしたものである。なお、21は逆洗
用給水管、22はバブリング処理用給気管である。
【0022】中空糸膜フィルタモジュール18は、高分
子樹脂材料からなる多数の中空糸膜23で構成されてお
り、図3に示すように、シリカ捕捉部である中空糸膜表
面23aに、厚さ0.1〜10μmの酸化鉄の緻密なケ
ーキ層24が形成され、このケーキ層24内にシリカ2
5が捕捉されるようになっている。
【0023】このような本実施例の構成によれば、復水
浄化系8において復水配管5を流れる復水中のシリカ
は、中空糸膜フィルタ装置9で殆ど除去され、また炉水
浄化系10において原子炉再循環配管11を流れる炉水
中のシリカは、中空糸膜フィルタ装置14で殆ど除去さ
れる。
【0024】これらの各中空糸膜フィルタ装置9,14
で捕捉されたシリカを含む廃棄物は、廃液管15を介し
て廃棄物濃縮処理設備16に送られ、ここで濃縮された
後、廃棄処理される。
【0025】この場合、本実施例によれば、復水浄化系
8および炉水浄化系10の各中空糸膜フィルタ装置9,
14は、短期間でシリカブレークすることがなく、長期
間に亘って安定したシリカ除去作用が持続する。したが
って、原子炉1へのシリカ持込みを低減でき、その結
果、炉水シリカ濃度を大幅に低減できる。その結果を図
4および図5によって説明する。
【0026】図4は、従来例による復水浄化系での復水
脱塩装置入口のシリカ濃度と、出口のシリカ濃度との時
間的推移を示したものである。入口のシリカ濃度は図4
に曲線Aで示すように、通常略一定の値を示している
が、出口のシリカ濃度は、曲線B1で示すように最初低
いが短期間で入口のシリカ濃度と同様に高くなり、ま
た、その後薬品再生した場合、再生時点の濃度は低い
が、曲線B2で示すように、直ぐに入口シリカ濃度に近
い値をとるようになる。これは、イオン交換樹脂を薬品
再生しなければシリカ除去することができないことを示
したものである。イオン交換樹脂を薬品再生するために
は高コストとなり、廃棄物の量も増大する。
【0027】図5は、本実施例による中空糸膜フィルタ
装置9を設置した場合の復水浄化系8において、その中
空糸膜フィルタ装置9の入口のシリカ濃度と出口のシリ
カ濃度との推移を示したものである。出口のシリカ濃度
は図5に曲線Cで示すように、長期間に亘り、同図に曲
線Dで示す入口のシリカ濃度に比べて低い値で安定して
いる。すなわち、本実施例によれば復水浄化系8におい
て極めて大きいシリカ除去効果が得られることが確認さ
れた。なお、図示しないが炉水浄化系においても同様の
結果が得られた。
【0028】なお、上記実施例では本発明を沸騰水型原
子力発電プラントに適用したが、これに限らず他の原子
力発電プラントに適用できることは勿論である。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、原子力
発電プラントにおける炉水のシリカ濃度を低減させるこ
とができ、かつ廃棄物の量も減少させることができる。
これにより、炉水水質を高純度に維持でき、原子炉容器
および炉内構成材等に対する腐食抑制によりプラントの
信頼性向上が図れる等の優れた効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略系統図。
【図2】図1に示す中空糸膜フィルタ装置の断面図。
【図3】図2に示す中空糸膜フィルタ装置の作用を示す
模式図。
【図4】従来例によるシリカ濃度の低減特性を示す図。
【図5】前記実施例によるシリカ濃度の低減特性を示す
図。
【符号の説明】
1 原子炉 7 復水脱塩装置 8 復水浄化系 9 中空糸膜フィルタ装置 10 炉水浄化系 13 ろ過脱塩装置 14 中空糸膜フィルタ装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子力発電プラントの炉水が循環する系
    統に設けられ、炉水からシリカを分離除去するものであ
    って、前記系統として復水浄化系を適用し、この復水浄
    化系の復水脱塩装置の上流側に、高分子材料よりなる中
    空糸膜をろ材とする中空糸膜フィルタ装置を設けたこと
    を特徴とする炉水シリカ濃縮低減装置。
  2. 【請求項2】 原子力発電プラントの炉水が循環する系
    統に設けられ、炉水からシリカを分離除去するものであ
    って、前記系統として炉水浄化系を適用し、この炉水浄
    化系のろ過脱塩装置の上流側に、高分子材料よりなる中
    空糸膜をろ材とする中空糸膜フィルタ装置を設けたこと
    を特徴とする炉水シリカ濃縮低減装置。
  3. 【請求項3】 中空糸膜フィルタ装置のシリカ捕捉部で
    ある中空糸膜表面に、厚さ0.1〜10μmの酸化鉄の
    緻密なケーキ層を形成してなる請求項1または2に記載
    の炉水シリカ濃縮低減装置。
JP5050940A 1993-03-11 1993-03-11 炉水シリカ濃縮低減装置 Pending JPH06265688A (ja)

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