JPH07155757A - 混床式脱塩装置 - Google Patents

混床式脱塩装置

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JPH07155757A
JPH07155757A JP5304988A JP30498893A JPH07155757A JP H07155757 A JPH07155757 A JP H07155757A JP 5304988 A JP5304988 A JP 5304988A JP 30498893 A JP30498893 A JP 30498893A JP H07155757 A JPH07155757 A JP H07155757A
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JP
Japan
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resin
tower
water
valve
hot water
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Pending
Application number
JP5304988A
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English (en)
Inventor
Shuichi Hanaoka
修一 花岡
Yoshihiro Shiozawa
義博 塩沢
Seiichi Kazama
誠一 風間
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 【構成】カチオン再生塔29へ温水を供給するための設
備として温水用水供給弁63,加温用蒸気入口弁64及
び温水ヒータ66を設け、カチオン再生塔29内でイオ
ン交換樹脂の温水洗浄が可能な設備とした。 【効果】脱塩塔24の通水前にイオン交換樹脂を不純物
溶出効果の高い温水で洗浄することにより、樹脂から溶
出した有機性不純物が系統外に排出されるため、これら
が脱塩塔24の通水と共に復水に混入して原子炉1に持
ち込まれることがなくなり、原子炉水質の高純度維持が
可能となり、水質変動を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脱塩塔内にイオン交換
樹脂を充填し、復水中の不純物の浄化処理を行う混床式
脱塩装置において、特に、イオン交換樹脂から溶出する
有機性不純物を系統外に排出し、処理水の純度を高める
ことを特徴とする混床式脱塩装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、原子力発電所の系統構成を図2
に示す。本図において原子炉1で発生した蒸気は、蒸気
管2を経てタービン3を回転駆動し発電を行い、その
後、復水器4で凝縮され復水になる。復水器4からの復
水は管5によって導かれ復水ポンプ6により復水ろ過装
置7に送られる。復水ろ過装置7では、プラント内で発
生するクラッド(クラッドとは腐食生成物が主体で通
常、0.45μm のミリポアフィルタを通過しない微細
な懸濁物の総称で主成分は、Fe23,Fe34等であ
る。)をろ過して復水の浄化を行う。復水ろ過装置7で
ろ過処理された復水は、次に復水脱塩装置8に送られ、
脱塩塔24内に充填された陰及び陽イオンの粒状イオン
交換樹脂を積んだ樹脂層によって、復水ろ過装置7で除
去されなかった残留クラッド及びイオン性不純物が捕捉
される。復水脱塩装置8を経た浄化水は、復水昇圧ポン
プ9を経て低圧給水加熱器10で加熱されて給水ポンプ
11により高圧給水加熱器12へ送られ、再び、加熱さ
れて原子炉1へ戻るように構成されている。
【0003】ここで、復水ろ過装置7,復水脱塩装置8
を設置して原子炉1への供給水を浄化しているのは、各
不純物が原子炉に持ち込まれて原子炉内の中性子放射で
放射化され、原子炉廻りの機器,配管等に付着してこれ
らの放射線量が増大するのを防止するためである。
【0004】復水の浄化処理を行う復水脱塩装置8は、
原子炉給水の最終浄化処理装置として設置されており、
図3に示す構成となっている。本図のように脱塩塔24
は、複数系列設置されるのが通常である。原液である復
水は、原液母管21,塔入口配管22,塔入口弁23を
経て脱塩塔24に通水され、脱塩塔内に充填の樹脂によ
り浄化処理される。浄化された原液は、樹脂が漏洩した
場合の捕捉用に設置された樹脂ストレーナ25,塔出口
弁26,塔出口配管27,出口母管28を経て下流系統
に送られる。
【0005】規定量の原液を処理した脱塩塔24に充填
された樹脂は、樹脂の逆洗再生のため再生設備に移送さ
れる。再生設備は、カチオン再生塔29,アニオン再生
塔30,ドレンストレーナ31及び樹脂移送管,空気・
水供給管で構成される。脱塩塔24に充填の樹脂は、空
気供給弁40からの空気及び水供給弁41からの水によ
り脱塩塔24から弁58,弁59を経てカチオン再生塔
29に移送される。カチオン再生塔29では、空気供給
弁44からの空気と水供給弁45からの水により逆洗洗
浄して樹脂が捕捉した不溶解性不純物(クラッド)を除
去する。この後、樹脂のイオン交換能力を回復させる場
合は、カチオン再生塔29で比重の軽いアニオン樹脂を
空気供給弁44からの空気と水供給弁45からの水によ
り混合後、沈静してカチオン樹脂の上部に分離、空気供
給弁46からの空気と水供給弁45,水供給弁47から
の水により弁50を介してアニオン再生塔30に移送,
再生用薬品供給設備からの薬品によりカチオン/アニオ
ン両樹脂を薬品再生する。その後、アニオン樹脂を空気
供給弁51,空気供給弁53からの空気と水供給弁5
2,水供給弁54からの水により弁56を介して、カチ
オン再生塔29に移送され、混合した後、脱塩塔廃空気
弁61を開いて、空気供給弁44,空気供給弁46から
の空気及び水供給弁45,水供給弁47からの水により
弁49及び弁57を介して脱塩塔24に移送され、復水
の浄化処理に供される。これら一連の樹脂逆洗洗浄再生
の排水は、カチオン再生塔29下部から弁48をアニオ
ン再生塔30下部から弁55を介して、樹脂が漏洩した
場合の捕捉用として設置されるドレンストレーナ31,
排水出口弁60を経て廃液処理装置に排出される。
【0006】ここで、脱塩塔24に装荷されるイオン交
換樹脂からは有機性不純物(全有機炭素(TOC)等)
が溶出する傾向がある。この有機性不純物は、C−SO
3H等であり、これらが原子炉に流入すると熱分解して
SO4 2- 等になり、炉水導電率を上昇させる要因とな
る。
【0007】この樹脂からの有機性不純物の原子炉流入
防止対策として、脱塩塔24内でイオン交換樹脂を満水
保管した後、塔内保有水を排出することにより樹脂から
溶出した有機性不純物を系統外に除去して、通水を再開
している。
【0008】脱塩塔保有水の排水操作は、脱塩塔排水弁
62,脱塩塔への空気供給弁42、及び排水出口弁60
を開くことにより塔内保有水を排出する。この時、全量
排水すると樹脂層に空気が混入するため、樹脂層表面ま
で排水し、脱塩塔排水弁62及び脱塩塔24への空気供
給弁42を閉じたあと、復水脱塩塔24への水供給弁4
3及び脱塩塔廃空気弁61を開いて、脱塩塔内を満水と
する。この排水,満水の操作を数回(通常3〜5回)繰
り返し行うことにより、塔内保有水と共に樹脂から溶出
した有機性不純物を系外に排出する。
【0009】なお、この種の装置として関連するものに
は、例えば、特開平3−31799号公報があげられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、脱塩
塔24における長期満水保管中にイオン交換樹脂から溶
出した有機性不純物を除去する方法である。
【0011】本発明の目的は、イオン交換樹脂から溶出
する有機性不純物は、浸漬水の温度が高い程、溶出量が
多くなることを利用して、通水前に温水でイオン交換樹
脂の洗浄を行ったあと通水を開始することにより、通水
開始後の不純物溶出量を低減させるための系統設備構成
と運用方法である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂を充填し
た脱塩塔24により、原水中の不純物を除去する機能を
持ち、また樹脂逆洗洗浄再生のための再生設備を有する
混床式脱塩装置において、通水を行う前にイオン交換樹
脂を温水で洗浄することにより、樹脂から溶出する有機
性不純物を低減させた後に、通水を行うことを特徴とす
る混床式脱塩装置である。
【0013】このイオン交換樹脂を温水で洗浄する手段
として、脱塩塔24又はカチオン再生塔29への温水供
給用設備を設ける。
【0014】
【作用】復水脱塩塔内に充填されるイオン交換樹脂から
は、有機性不純物が溶出するため、復水脱塩塔24での
通水開始前に有機性不純物除去を十分行う必要がある。
図4は、樹脂から溶出する有機性不純物(TOC)の溶
出量と浸漬水温度との関係を示すが、浸漬水の温度が高
いほど、溶出量が多くなることがわかる。この性質を利
用して復水脱塩塔24での通水に入る前に、イオン交換
樹脂の温水洗浄を実施することにより、通水開始初期の
有機性不純物の下流系統への流出を低減する。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実用例を具体的に説明する。
【0016】原子炉1からの蒸気はタービン3に送ら
れ、復水器4で凝縮された後、復水ろ過装置7,復水脱
塩装置8で浄化され、原子炉1に戻される基本構成は変
わらない。
【0017】ここで、復水脱塩装置8に装荷される樹脂
のうち、カチオン樹脂は、下記構造をしており水中では
このうちのスルホン基(−SO3H)が溶出する傾向にあ
る。つまり、樹脂製造時に下記構造を形成していないス
ルホン基及び通水・停止・再生の繰り返しにより鎖状構
造が切れたスルホン基が溶出して、脱塩塔保有水の有機
性不純物濃度を上昇させる。
【0018】
【化1】
【0019】このスルホン基が原子炉内に流入すると熱
分解して硫酸イオン(SO4 2-)が生成され、導電率を上
昇させる要因となるため、脱塩塔内での満水保管後に通
水再開するに当たっては、塔内保有水の排水・水置換が
必要である。樹脂の有機性不純物は、前述のように製造
時のもの及び運転により発生するものであるが、これら
は、図4に示すように温度が高いほうが溶出速度が早
く、樹脂から発生の溶出物を早く除去できる傾向にあ
る。従って、通水前に温水洗浄することにより有機性不
純物を除去し、下流系統への影響低減が可能となる。
【0020】図1は、カチオン再生塔29において、温
水によるイオン交換樹脂の洗浄を行う系統を設けた復水
脱塩装置8の系統図を示す。
【0021】ここで、従来と相違する点は、カチオン再
生塔29に温水を供給するための設備を設置した点であ
る。
【0022】復水浄化運転から外された復水脱塩装置2
4のイオン交換樹脂は、洗浄・再生を行うため脱塩塔へ
の水供給弁41,脱塩塔への空気供給弁40及びカチオ
ン再生塔廃空気弁65を開くことにより、脱塩塔樹脂出
口弁58及び、カチオン再生塔樹脂入口弁59を経てカ
チオン再生塔29へ移送される。
【0023】カチオン再生塔29でイオン交換樹脂の洗
浄,薬品再生操作を行った後、空気供給弁46及び排水
出口弁48を閉じ、また、カチオン再生塔への温水用水
供給弁63,加温用蒸気供給弁64,カチオン再生塔廃
空気弁65及びカチオン再生塔への温水供給弁70を開
くことにより、温水ヒータ66(ここでは、蒸気により
加温するタイプとしたが、この他にも電気ヒータ等で加
温するヒータもある。)で加温された温水をカチオン再
生塔内に供給する。この一連の排水,温水供給の操作を
数回繰り返した後、カチオン再生塔内のイオン交換樹脂
をカチオン再生塔への空気供給弁44とカチオン再生塔
への水供給弁45及び脱塩塔廃空気弁61を開くことに
より、カチオン再生塔樹脂出口弁49及び脱塩塔樹脂入
口弁57を経て脱塩塔24に移送して再び復水浄化運転
が行われる。
【0024】ここで、温水の温度は、樹脂の耐用温度を
考慮すると一般的にはカチオン樹脂120℃,アニオン
樹脂60℃であることから、アニオン樹脂の耐用温度を
考慮しての50〜60℃に制御する。
【0025】本操作を行うことにより、脱塩塔24での
浄化運転再開時にイオン交換樹脂から溶出する有機性不
純物量を低減でき、原子炉1の炉水導電率上昇要因を少
なくすることができる。
【0026】図5は、本発明の応用例であり、脱塩塔2
4において温水によるイオン交換樹脂の洗浄を行う系統
を設けたものである。脱塩塔24のまわりの脱塩塔排水
弁62と空気供給弁42を閉じて、また温水用水供給弁
67,加温用蒸気供給弁68,脱塩塔への温水供給弁7
1、及び廃空気弁61を開いて、温水ヒータ69で加温
された温水を脱塩塔内に供給する。この一連の排水,温
水供給の操作を数回繰り返した後、再び復水浄化運転に
戻される。
【0027】本操作は、樹脂の保管後にも操作可能であ
り、この操作を行うことにより、脱塩塔24での復水浄
化運転再開時にイオン交換樹脂から溶出する有機性不純
物量を低減することができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、脱塩塔での通水開始前
において、イオン交換樹脂を不純物溶出効果の高い温水
で洗浄し、樹脂より溶出した有機性不純物を系統外に排
出したあと、通水を再開することにより、復水中に混入
し、原子炉1に持ち込まれる有機性不純物量を低減する
ことができ、この結果、原子炉水質変動を抑制すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カチオン再生塔への温水供給設備を設け、カチ
オン再生塔内でのイオン交換樹脂の温水浄化を可能とし
た復水脱塩装置の系統図。
【図2】沸騰水型原子力発電所の系統図。
【図3】従来の復水脱塩装置の系統図。
【図4】有機性不純物(TOC)溶出量と浸漬水温度の
関係を示す特性図。
【図5】脱塩塔への温水供給設備を設け、脱塩塔内での
イオン交換樹脂の温水洗浄を可能とした復水脱塩装置の
系統図。
【符号の説明】
21…原液母管、22…塔入口配管、23…塔入口弁、
24…脱塩塔、25…樹脂ストレーナ、26…塔出口
弁、27…塔出口配管、28…出口母管、29…カチオ
ン再生塔、30…アニオン再生塔、31…ドレンストレ
ーナ、40,42,44,46,51,53…空気供給
弁、41,43,45,47,52,54…水供給弁、
48…カチオン再生塔排水出口弁、49…カチオン再生
塔樹脂出口弁、50…カチオン再生塔アニオン樹脂出口
弁、55…アニオン再生塔排水出口弁、56…アニオン
再生塔樹脂出口弁、57…脱塩塔樹脂入口弁、58…脱
塩塔樹脂出口弁、59…カチオン再生塔樹脂入口弁、6
0…排水出口弁、61…脱塩塔廃空気弁、62…脱塩塔
排水弁、63,67…温水用水供給弁、64…加温用蒸
気入口弁、65…カチオン再生塔廃空気弁、66,69
…温水ヒータ、68…加温用蒸気供給弁、70…カチオ
ン再生塔への温水供給弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風間 誠一 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂を充填した脱塩塔を有し、前記脱塩塔
    内に充填した樹脂で原水中の不純物を除去する機能を持
    ち、また前記樹脂の逆洗再生のための再生設備を有する
    混床式脱塩装置において、通水前にイオン交換樹脂を温
    水洗浄することにより、樹脂からの有機性不純物を低減
    させることを特徴とする混床式脱塩装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記イオン交換樹脂を
    温水洗浄するために、カチオン再生塔に温水を供給する
    ための系統を設けた混床式脱塩装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記イオン交換樹脂を
    温水洗浄するために、前記脱塩塔に温水を供給するため
    の系統を設けた混床式脱塩装置。
JP5304988A 1993-12-06 1993-12-06 混床式脱塩装置 Pending JPH07155757A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169723A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 復水脱塩装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011169723A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 復水脱塩装置

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