JPH09285785A - アンモニア型復水脱塩装置の採水可能量予測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンモニア型復水脱塩装置の採水量を的確に
予測してイオン交換樹脂を充分に機能させた状態で安全
運転を実現することができるアンモニア型復水脱塩装置
の採水可能量予測装置を提供する。 【解決手段】 この装置Ａは、イオン交換樹脂が充填さ
れているアンモニア型復水脱塩塔１における入口復水の
クラッド成分量を計測するクラッド成分計測手段３と、
クラッド成分計測手段３からの計測値を経時的に積算
し、その積算値とイオン交換樹脂が捕捉可能なクラッド
成分量の最大値とに基づいて残採水可能量を予測演算す
る演算手段４と、演算手段４からの予測演算値を出力す
る手段５、または前記予測演算値に基づいてアンモニア
型復水脱塩装置への採水量を制御する手段５とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアンモニア型復水脱
塩装置の採水可能量予測装置に関し、更に詳しくは、上
記した復水脱塩装置の安全運転を効率よく進めることが
できるアンモニア型復水脱塩装置の採水可能量予測装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所や火力発電所に設置されて
いる復水脱塩装置では、塔内に球状体のイオン交換樹脂
が所定の充填率で充填されている。そして、そこに復水
を循環通水することにより、復水中に混在するカチオ
ン、アニオンなどの不純分イオンが除去され、精製され
た復水は蒸気発生用に再使用される。

【０００３】その場合、復水脱塩装置で脱塩された出口
復水に対しては、通常、例えばヒドラジン（Ｎ₂Ｈ₄）や
アンモニア（ＮＨ₃）などの所定量が注入される。これ
は、Ｎ₂Ｈ₄をＮ₂Ｈ₅ ⁺イオンに、またＮＨ₃をＮＨ₄ ⁺イオ
ンにして復水中に存在せしめることにより、当該復水の
ｐＨ調節を行い、また復水中の溶存酸素を除去してボイ
ラ本体や配管系統における腐食発生を抑制するために行
われる処置である。

【０００４】したがって、このアンモニア型復水脱塩装
置では、通水過程で消費されなかったＮ₂Ｈ₅ ⁺イオンや
ＮＨ₄ ⁺イオンは入口復水に含まれた状態で装置に還流し
てくる。そのため、装置に充填されているイオン交換樹
脂は、不純分イオンを除去すると同時に、還流してきた
Ｎ₂Ｈ₅ ⁺イオンやＮＨ₄ ⁺イオンをも吸着することにな
る。

【０００５】したがって、装置運転を継続する、すなわ
ち装置の採水量が増加していくにつれて、Ｎ₂Ｈ₅ ⁺イオ
ンやＮＨ₄ ⁺イオンのイオン交換樹脂への吸着量も増加し
ていき、最終的には、これらのイオンによってイオン交
換樹脂がイオンブレイクしてしまい、イオン交換樹脂は
不純分イオンをほとんど除去できない状態が発現する。

【０００６】そして、このアンモニア型復水脱塩装置の
場合、復水中に例えば海水などがリークするというよう
な異常事態が発生していない運転状況下では、イオン交
換樹脂が前記したようにＮ₂Ｈ₅ ⁺イオンやＮＨ₄ ⁺イオン
によってイオンブレイクしていても、運転コストの低減
のために依然として復水の通水を続けるという運転が行
われている。

【０００７】しかしながら、その場合、復水中には鉄微
粒子を含むクラッド成分が含有されているので復水の通
水を無制限に継続することはできない。復水の通水が継
続されて復水脱塩装置としての採水量が増加して行くに
つれて、装置内のイオン交換樹脂の表面に捕捉されるク
ラッド成分量も次第に増加していき、そのため、装置内
のイオン交換樹脂層は時間経過とともに目詰まり現象を
起こしはじめていく。そして、この目詰まり現象が進行
すると、装置の運転時における差圧上昇が進み、装置の
安全運転に対し悪影響を及ぼすようになるからである。

【０００８】このようなことから、前記した差圧上昇の
発生を回避するために、通常、現状ではつぎのような装
置運転が行われている。すなわち、永年の運転経験によ
って把握され、確実に差圧上昇を引き起こさない程度の
一定採水量で装置運転を行い、そのことによって装置の
安全運転を確保するという態様である。そして、一定採
水量の通水が終了した時点で、装置内のイオン交換樹脂
にはすべからく再生処理が強制的に行われている。

【０００９】したがって、この一定採水量の通水終了時
点では、イオン交換樹脂は前記したイオンブレイクを起
こしておらず、差圧上昇の発生という問題との関係では
未だ十分に余裕をもった状態にある。換言すれば、イオ
ン交換樹脂はクラッド成分を未だ充分に捕捉できる状態
にある。このように、現行の装置運転においては、その
安全運転のために、イオン交換樹脂が未だ充分にクラッ
ド成分の捕捉能を備えているにも関わらず、頻繁に再生
処理を行うことが必要となる。

【００１０】このことは、イオン交換樹脂に対して無駄
な再生処理を行っていることを意味し、イオン交換樹脂
が本来備えている性能との関係では、再生用薬剤の投入
や人件費増などよけいな運転コストをかけていることで
もあり、工業的には不都合な事態であるといわざるを得
ない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、アンモニア
型復水脱塩装置の従来運転時における上記した問題を解
決し、装置内のイオン交換樹脂に対して更にどの程度の
採水量が可能であるかをリアルタイムで予測し、もって
イオン交換樹脂の再生処理時点を適切に判断することに
より、装置の安全運転を確保しつつその運転コストの低
減を可能たらしめるアンモニア型復水脱塩装置の採水可
能量予測装置の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、イオン交換樹脂が充填され
ているアンモニア型復水脱塩装置における入口復水のク
ラッド成分量を計測するクラッド成分計測手段と、前記
クラッド成分計測手段からの計測値を経時的に積算し、
その積算値と前記イオン交換樹脂が捕捉可能なクラッド
成分量の最大値とに基づいて残採水可能量を予測演算す
る演算手段と、前記演算手段からの予測演算値を出力す
る手段、または前記予測演算値に基づいて前記アンモニ
ア型復水脱塩装置への採水量を制御する手段とを備えて
いることを特徴とするアンモニア型復水脱塩装置の採水
可能量予測装置が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の装置例を図面に基
づいて説明する。図１は、本発明装置を復水脱塩装置に
装着した状態を示す概略図である。まず、復水脱塩装置
においては、所定のイオン交換樹脂が所定の充填率で充
填されている複数基（図では３基）の脱塩塔１が並設さ
れている。そして、脱塩塔１の上流側には図示しない復
水ポンプと復水器が配管ｐ₁を介して配置され、また下
流側には同じく図示しない復水ブースタが配管ｐ₂を介
して配置され、これらの間で図示しない閉回路が形成さ
れている。

【００１４】この復水脱塩装置においては、復水器から
送流された復水は、配管ｐ₁を通って脱塩塔１に流入
し、そこで不純分イオンが除去され、また同時にクラッ
ド成分が捕捉されたのち、配管ｐ₂に流出し、ヒドラジ
ンまたは／およびアンモニア注入器２から所定濃度とな
るようにヒドラジンまたは／およびアンモニアが注入さ
れて前記した閉回路を循環通水する。

【００１５】本発明の装置Ａは、前記した復水脱塩装置
において、脱塩塔１の上流側に配置された配管ｐ₁に装
置されて使用される。そして、この装置Ａは、配管ｐ₁
を流れる入口復水に含まれているクラッド成分量を計測
するクラッド成分計測手段３と、このクラッド成分計測
手段３からの計測値に基づいて後述するようにして脱塩
塔１の残採水可能量を予測演算する演算手段４と、この
演算手段４の演算値に基づいて作動する後述の手段５と
をもって構成されている。

【００１６】まず、この装置Ａにおいて、クラッド成分
計測手段３としては、ＳＳ計や微粒子カウンタなどの計
器が使用される。この手段３によって、脱塩塔１に供給
される入口復水中に懸濁しているクラッド成分の量が経
時的に計測される。そして、流入するクラッド成分の絶
対量とクラッド成分の濃度に関する情報が計測値として
次の演算手段４に入力される。

【００１７】演算手段４はパソコンやワークステーショ
ンであって、そこでは、次のような演算が行われる。す
なわち、脱塩塔１の採水開始時点ｔ₀から現時点ｔまで
の間に採水した復水中のクラッド成分の量を、前記計測
手段３からの計測値に基づいて積算する。この積算値
は、採水開始時点ｔ₀から現時点ｔまでの間に、脱塩塔
１のイオン交換樹脂が捕捉したクラッド成分の総量Ｓを
意味する。

【００１８】一方、演算手段４には、脱塩塔１に充填さ
れているイオン交換樹脂が捕捉可能なクラッド成分量の
最大値Ｓ_maxが記憶されている。なお、この最大値Ｓ_max
は、例えば、用いるイオン交換樹脂の種類、塔内への充
填率などの因子を、現に実働させている脱塩塔１の状態
にシュミレートすることにより、実験値として予め把握
しておくことができる。

【００１９】演算手段４は、上記したクラッド成分量の
最大値Ｓ_maxから前記した現時点ｔにおけるクラッド成
分の積算総量Ｓを減算し、ΔＳ＝Ｓ_max−Ｓ値を演算す
る。このΔＳ値は、現時点ｔにおいて脱塩塔１のイオン
交換樹脂が捕捉可能とする残余のクラッド成分量を示
す。このΔＳ値を演算した演算手段４は、次に、流入す
る復水におけるクラッド成分の濃度情報を基にして、イ
オン交換樹脂のクラッド成分捕捉量がＳ_maxになるため
に必要な採水量を予測演算する。この予測演算された採
水量値は、現時点ｔ以降における脱塩塔１の残採水可能
量を意味している。

【００２０】また、現時点以降、脱塩塔１に供給される
復水のクラッド成分濃度をある値に変化させる場合であ
っても、前記したΔＳ値を基にしてその変化値に対応す
る演算がなされ、脱塩塔１の残採水可能量が予測演算さ
れる。演算手段４における上記演算は脱塩塔１への採水
過程で継続され、得られた残採水可能量の予測演算値
は、時々刻々と次の手段５に発信されそこに出力され
る。

【００２１】手段５としては、例えばＣＲＴやプリンタ
などの出力装置をあげることができる。この場合、残採
水可能量の予測演算値はこれら出力装置に表示され、そ
の表示データに基づいて、作業者は今後の採水量制御を
行えばよい。また、手段５としては、入力された前記予
測演算値に基づいて今後の採水量の制御を行う装置であ
ってもよい。

【００２２】このように、本発明の装置Ａを作動するこ
とにより、復水脱塩装置の採水開始以降、イオン交換樹
脂のクラッド成分捕捉状態を時々刻々と把握することが
できる。そのことにより、現在運転している復水脱塩装
置の残採水可能量を定量的に把握することができるの
で、用いているイオン交換樹脂のクラッド捕捉能を最大
限まで発揮させることができる。したがって、イオン交
換樹脂の再生処理もそのイオン交換樹脂がクラッド成分
捕捉能を最大限に発揮した時点で、採水を停止して行え
ばよく、非常に効率よく行うことができる。

【００２３】なお、イオン交換樹脂の再生は、従来の再
生処理と同じように、例えば逆洗操作によって行えばよ
い。この逆洗操作により、イオン交換樹脂に捕捉されて
いたクラッド成分も略完全に除去される。したがって、
再生されたイオン交換樹脂においては、新たな復水脱塩
の運転時に前記したＳ_max値をそのまま使用することが
できる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明装
置は、復水脱塩装置で使用するイオン交換樹脂のクラッ
ド成分の捕捉状態を経時的に把握し、それに対応して残
採水可能量を予測演算して採水することができるので、
イオン交換樹脂の捕捉能を最大限発揮させつつ、復水脱
塩装置の安全運転を確実に進めることができる。したが
って、イオン交換樹脂の再生処理も当該イオン交換樹脂
を最大限機能させたのちに行えばよく、再生処理の頻度
は減少し、もってシステム全体に要する運転コストを低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 脱塩塔 ２ ヒドラジンまたは／およびアンモニア注入器 ３ クラッド成分計測手段 ４ 演算手段 ５ 出力装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イオン交換樹脂が充填されているアンモ
   ニア型復水脱塩装置における入口復水のクラッド成分量
   を計測するクラッド成分計測手段と、 前記クラッド成分計測手段からの計測値を経時的に積算
   し、その積算値と前記イオン交換樹脂が捕捉可能なクラ
   ッド成分量の最大値とに基づいて残採水可能量を予測演
   算する演算手段と、前記演算手段からの予測演算値を出
   力する手段、または前記予測演算値に基づいて前記アン
   モニア型復水脱塩装置への採水量を制御する手段とを備
   えていることを特徴とするアンモニア型復水脱塩装置の
   採水可能量予測装置。