JPH0929248A - 復水脱塩装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】海水リークに対応するイオン交換能力を確保
し、樹脂装荷時の樹脂量の低減，廃樹脂の低減，再生設
備の簡略化および廃止を図る。 【解決手段】復水ろ過装置２の出口側配管31に脱塩塔主
配管３を直列接続する。脱塩塔主配管３から分岐して複
数の分岐配管５を並列接続する。分岐配管５に脱塩塔９
を入口弁９を介して直列接続し、脱塩塔９の流出側に分
岐給水管13を接続する。分岐給水管13を出口弁14を介し
て給水共通配管12に並列接続し、分岐配管５から分岐し
て新樹脂供給管34を接続する。新樹脂供給管34をエゼク
タ38および新樹脂ホッパ出口弁37を介して新樹脂供給ホ
ッパ36に接続する。出口側配管31から分岐してサンプリ
ング管41を接続し、サンプリング管41に導電率計42を接
続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電所に設置
されている復水器からの復水を浄化するための復水浄化
系における復水脱塩装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型（ＢＷＲ）原子力発電所では原
子炉で発生した蒸気をタービンに送って発電機を駆動
し、タービンで仕事を終えた蒸気を復水器で凝縮して復
水し、その復水を復水浄化系で浄化して給水とし、原子
炉に戻して再使用している。復水浄化系は復水ろ過装置
と復水脱塩装置とが直列接続したものからなっている。

【０００３】図２に示すように、復水器１の下流側には
中空糸膜を内蔵した複数の復水ろ過装置２が並列接続
し、この復水ろ過装置２の下流側にはイオン交換樹脂を
充填した復水脱塩装置が出口側配管31を介して接続され
ている。

【０００４】復水脱塩装置は予備脱塩塔８と複数の脱塩
塔９からなっている。すなわち、復水ろ過装置２の下流
側に接続した出口側配管31を介して脱塩塔主配管３に予
備配管４および複数の分岐配管５が並列接続している。
予備配管４は予備塔用入口弁６を介して予備脱塩塔８に
接続している。

【０００５】複数の分岐配管５は入口弁７を介して複数
の脱塩塔９に接続している。予備脱塩塔８および複数の
脱塩塔９内にはそれぞれイオン交換樹脂が充填されてい
る。予備脱塩塔８の下流側は予備給水管10および予備給
水管出口弁11を介して給水共通配管12に接続している。

【０００６】複数の脱塩塔９の下流側はそれぞれ分岐給
水管13および分岐給水管出口弁14を介して主給水管に並
列接続されている。主給水管12は原子炉へ給水管として
接続している。

【０００７】また、予備脱塩塔８および複数の脱塩塔９
は予備再生配管15および複数の再生配管16を介して主再
生配管17に並列接続し、主再生配管17の下流側は再生設
備に接続している。

【０００８】ここで、復水は復水ろ過装置２でろ過さ
れ、復水脱塩装置で脱塩処理され、再び原子炉へと供給
される。予備脱塩塔８と複数の脱塩塔９には図３に示し
たように再生設備が付設されている。

【０００９】図３は従来の再生系に係る系統図で、予備
または複数の脱塩塔８，９には陽イオン交換樹脂再生塔
（ＣＲＴ）18および陰イオン交換樹脂再生塔（ＡＲＴ）
19にイオン交換樹脂を移送，返送する配管20が接続され
ている。

【００１０】前記各再生塔18，19には所内用圧縮空気
（ＳＡ）配管21と、復水補給水系（ＭＵＷＣ）配管22が
接続されている。また、脱塩塔８または９には廃棄系が
接続し、廃棄系には樹脂槽（ＲＳ）が接続しており、廃
樹脂は一旦、樹脂槽（ＲＳ）に貯留されてから廃棄処理
される。

【００１１】陽イオン交換樹脂再生塔18には硫酸希釈槽
23がエゼクタ24を介して接続しており、硫酸希釈槽23に
は硫酸計量槽25が接続し、硫酸計量槽25は硫酸貯槽26が
接続し、硫酸貯槽26には脱湿器27が接続し、タンクロー
リーから98％濃硫酸が供給される。

【００１２】一方、陰イオン交換樹脂再生塔19には苛性
ソーダ計量槽28がエゼクタ29を介して接続しており、苛
性ソーダ計量槽28には苛性ソーダ貯槽30が接続してい
る。苛性ソーダ貯槽30内にはタンクローリーから苛性ソ
ーダが供給される。所内用圧縮空気系（ＳＡ）や復水補
給水系（ＭＵＷＣ），所内蒸気系（ＨＳ）等の配管には
制御に際して複雑なインターロックが使用されている。

【００１３】上述したように復水脱塩装置には再生設備
が付属しており、薬液（硫酸および水酸化ナトリウム
等）によって低下したイオン交換能力を回復することが
できる。再生の際には復水脱塩塔を待機状態にする必要
があるために復水脱塩装置には予備脱塩塔８が設けられ
ており、常に１塔は待機状態にあり、再生が必要になっ
た塔を待機状態にして再生を行う。

【００１４】復水ろ過装置２は中空糸膜等を利用したも
ので主に復水中のクラッドと呼ばれる不溶解性の不純物
を除去し、復水脱塩装置は等８，９の内部にビーズ状の
陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を内包し、イ
オン交換反応により復水中の溶解性のイオン不純物を除
去する。

【００１５】復水脱塩装置は復水器１の冷却水（海水）
の配管から海水が漏洩した場合にも、原子炉に海水中の
イオン性不純物を持ち込ませないことが望まれている。
このため、10gpm の海水漏洩に対し、2.5 時間の間は海
水に多量に含まれる塩素が原子炉に持ち込まれ原子炉の
水質が悪化するのを防ぎ、１gpm の漏洩が発生した場合
には予備塔の投入・再生を繰り返しながら原子炉の水質
を維持しながら、連続運転が可能なように設計されてい
る。

【００１６】復水脱塩装置は通常の復水の脱塩処理に必
要な量以外に海水漏洩を想定した量の樹脂を装荷し、さ
らに再生設備および予備脱塩塔が準備されている。運用
としては海水漏洩に対応したイオン交換能力を維持する
ため海水漏洩対応分のイオン交換能力を残した時点で樹
脂の廃棄、または再生を実施していた。

【００１７】図４にイオン交換樹脂のイオン交換能力の
経時変化を示す。樹脂はイオン交換を行わなくても復水
脱塩装置に装荷されていると使用年数とともに劣化し、
イオン交換能力が低下する。

【００１８】また、復水脱塩装置内に装荷されていると
通常運転時の負荷以外に浄化運転等で空気を多量に含ん
だ水にさらされイオン交換能力が消費され、樹脂の劣化
も進む。さらに樹脂の劣化が進むことにより樹脂の劣化
生成物が一次系水質の悪化要因になるという問題も生じ
ている。このように樹脂を初めから大量に装荷しておく
ことは非効率的であった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来、復水脱塩塔は海
水リークに対応すべく、過剰の樹脂を装荷し、樹脂のイ
オン交換能力を確保し、樹脂の再生設備および予備塔に
よって海水リークに備えてきた。

【００２０】海水リーク時の対応を考慮した運用となる
ため、海水リーク対応分のイオン交換能力を残したまま
樹脂を廃棄することとなっている。また、実際の運用は
非再生運用（薬液再生を行わず樹脂のイオン交換能力が
海水リークに対応できないと判断された時点で廃棄する
運用）が主流となっているが、海水リーク発生時には再
生を想定しているため、再生設備および予備塔が必要と
なっている。特に再生設備には膨大なスペース・複雑な
インターロックが使用されており、システムの複雑化・
コストアップにつながっている課題がある。

【００２１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、復水脱塩塔の海水リーク対応として、復水
脱塩塔が採水状態のまま新樹脂を追加投入することによ
り海水リークに対応するイオン交換能力を確保する。こ
れに伴い、樹脂装荷時の樹脂量の低減，廃樹脂の低減，
再生設備の簡略化または廃止が可能となる復水脱塩装置
を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、復水器からの
復水をろ過する復水ろ過装置の出口側配管に脱塩塔主配
管を接続し、この脱塩塔主配管から分岐して複数の分岐
配管を並列接続し、この複数の分岐配管にそれぞれ入口
弁を介して脱塩塔を接続し、この脱塩塔の流出側に分岐
給水管を接続し、この分岐給水管を出口弁を介して給水
共通配管に接続し、前記複数の分岐配管にそれぞれ新樹
脂供給弁を介して新樹脂供給管を接続し、この新樹脂供
給管を新樹脂供給主配管に接続し、この新樹脂供給主配
管をエゼクタおよび新樹脂ホッパ出口弁を介して新樹脂
供給ホッパに接続し、前記復水ろ過装置の出口側配管か
ら分岐してサンプリング管を接続し、このサンプリング
管に導電率計を接続してなることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１を参照しながら本発明に係る
復水脱塩装置の一実施例を説明する。なお、図１中図２
と同一部分には同一符号を付している。図１において、
復水器１からの復水をろ過する並列配置された複数の復
水ろ過装置２の出口側配管31に脱塩塔主配管３が直列接
続しており、この脱塩塔主配管３から分岐して複数の分
岐配管５が並列接続している。複数の分岐配管５にはそ
れぞれ入口弁７を介して脱塩塔９が直列接続し、それぞ
れの脱塩塔９の下部には分岐給水管13が接続し、分岐給
水管13は出口弁14を介して給水共通配管12に接続してい
る。給水共通配管12は給水配管32に接続している。

【００２４】分岐配管５には新樹脂供給主配管33に接続
する新樹脂供給管34が新樹脂供給弁35が分岐して設けら
れている。新樹脂供給主配管33は新樹脂供給ホッパ36に
ホッパ出口弁37およびエゼクタ38を介して接続してい
る。エゼクタ38は新樹脂移送管39が新樹脂移送給水弁40
を介して接続している。出口側配管31から分岐してサン
プリング管41が接続し、このサンプリング管41に導電率
計42が接続している。導電率計42は信号線43を介して新
樹脂供給弁35，ホッパ出口弁37および新樹脂移送給水弁
40に接続している。

【００２５】しかして、本実施例においては、脱塩塔３
の入口側分岐配管５に新樹脂供給ホッパ36から導出した
新樹脂供給主配管33が新樹脂ホッパ出口弁37およびエゼ
クタ38，新樹脂供給弁35を介し接続されている。エゼク
タ38には新樹脂移送管39および弁38を通して、復水貯蔵
槽水または純水補給水が供給される。

【００２６】新樹脂は新樹脂供給ホッパ36に投入され、
新樹脂の投入が必要な場合には自動または手動によりホ
ッパ出口弁37および新樹脂移送給水弁40、投入すべき塔
に対応した新樹脂供給弁35が開き、新樹脂はエゼクタ38
により復水貯蔵槽水とともに脱塩塔９に移送される。

【００２７】復水器９の海水リーク発生時には海水中に
多量に含まれる塩分のため復水器１，復水ろ過装置２の
入口、脱塩塔９の入口の導電率が上昇する。脱塩塔９の
イオン交換能力が低下してくると、脱塩塔９の出口およ
び給水の導電率が上昇する。脱塩塔出口，給水の塩分濃
度が上昇すると（導電率が上昇すると）原子炉へと塩分
が持ち込まれ原子炉の水質が悪化するため、脱塩塔９の
出口，給水の導電率が悪化しないように復水脱塩塔のイ
オン交換能力を維持する必要がある。

【００２８】そこで、復水器，復水ろ過装置１の入口，
脱塩塔９の入口の導電率が上昇した場合には海水リーク
率を判断し、そのリーク率に見合ったイオン交換能力分
の樹脂を追加投入する。

【００２９】海水リーク発生の判断は海水中に含まれる
塩分（ＮａＣｌ）濃度の上昇によって検知されるが、問
題となる程度の漏洩率の場合には復水の導電率と塩分濃
度とには相関が見られるため導電率を測定することによ
って海水漏洩を判断することができる。新樹脂の追加投
入の判断は以下のように行う。

【００３０】サンプリング管41から採水して復水ろ過装
置の入口導電率と復水流量から海水リーク率を自動また
は手動計算し規定値を越えた場合、または給水導電率が
0.1μS/cmを越えてしまうと判断した場合に、各脱塩塔
９に樹脂の追加投入を自動または手動により行う。

【００３１】復水器海水リーク率を求める際は、下記の
式で行う。

【数１】

【００３２】なお、新樹脂追加投入の際は復水移送ポン
プにより復水貯蔵槽水または純水をエゼクタ38に導入し
て、エゼクタ38の作用により樹脂供給ホッパ36から新樹
脂を脱塩塔９内に供給する。

【００３３】新樹脂追加投入の制御は復水ろ過装置入口
の導電率計42の指示値と復水流量から自動または手動に
より海水リーク率を求めて行う。復水ろ過装置入口導電
率計の代わりに復水器（ホットウェル）導電率計または
復水脱塩装置入口導電率計、またはその複数を用いるこ
とも可能である。

【００３４】また、復水脱塩装置出口導電率計または給
水導電率計の指示値も新樹脂追加投入の制御に加えるこ
とも可能である。復水脱塩塔の各塔出口に導電率計を設
置し、出口導電率に上昇傾向が見られた塔から優先的に
樹脂を追加投入することも可能である。

【００３５】海水リークに対応した樹脂を予め装荷する
必要がないため脱塩塔９の合計容量は従来に比べ小さく
することが可能である。また運用として樹脂のイオン交
換能力が残存した樹脂を廃棄することになっていたのに
対し、通常運転時のイオン負荷に対応した量の樹脂を装
荷することにより樹脂のイオン交換能力を有効に利用す
ることが可能となる。

【００３６】海水リーク対応を樹脂の追加投入により行
うことにより、樹脂のイオン交換能力の薬液による再生
が不要となり、再生設備が不要となる。再生設備が不要
となったことにより再生系で使用していた所内圧縮空気
系や復水補給水系、所内蒸気系の配管等が不要となり設
備の縮小が可能となる。

【００３７】また、再生が不要になると、従来は再生の
際に復水脱塩塔を採水から待機にして行うために必要で
あった予備塔が不要となり、それに付随した配管等も不
要となる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、復水脱塩塔にイオン交
換樹脂を追加投入することができるため、復水器の冷却
水（海水）配管から海水がリークした場合、速やかに対
応できる。また、海水リーク対応のために余分に装荷し
ているイオン交換樹脂が不要となるため、初期樹脂装荷
量を少なくし、復水脱塩塔を小型化できる。

【００３９】さらに、復水脱塩塔に予備塔を設置する必
要がないので、再生設備が簡略化されてコストダウンに
寄与するとともにイオン交換樹脂の再生設備も不要とな
る。再生設備の不要に伴い、複雑なインターロックの削
除および自動での復水脱塩塔への新樹脂の供給が不能と
なり、運転員への負担も軽減される。

【００４０】復水脱塩塔に装荷される樹脂の量が少なく
なることにより復水脱塩塔内樹脂から発生する不純物、
主に樹脂の劣化による有機性の不純物による一次系の水
質悪化を防止でき、樹脂のイオン交換能力の有効利用に
よって廃樹脂の量も軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る復水脱塩装置の一実施例を説明す
るための復水浄化系を示す系統図。

【図２】従来の復水脱塩装置を説明するための復水浄化
系を示す系統図。

【図３】図２における復水脱塩塔の再生系を示す系統
図。

【図４】図３における復水脱塩塔樹脂のイオン交換能力
の経年変化を示す特性図。

【符号の説明】

１…復水器、２…復水ろ過装置、３…脱塩塔主配管、４
…予備配管、５…分岐配管、６…予備塔入口弁、７…入
口弁、８…予備脱塩塔、９…脱塩塔、10…予備塔用出口
管、11…予備給水管弁、12…給水共通配管、13…分岐給
水管、14…出口弁、15…予備再生配管、16…再生分岐
管、17…主再生管、18…陽イオン交換樹脂再生塔、19…
陰イオン交換樹脂再生塔、20…配管、21…所内用圧縮空
気配管、22復水補給系配管、23…硫酸希釈槽、24…エゼ
クタ、25…硫酸計量槽、26…硫酸貯槽、27…脱湿器、28
…苛性ソーダ計量槽、29…エゼクタ、30苛性ソーダ貯
槽、31…出口側配管、32…給水配管、33…新樹脂供給主
配管、34…新樹脂供給管、35…新樹脂供給弁、36…新樹
脂供給ホッパ、37…ホッパ出口弁、38…エゼクタ、39…
新樹脂移送管、40…新樹脂移送給水弁、41…サンプリン
グ管、42…導電率計、43…信号線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 浩一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復水器からの復水をろ過する復水ろ過装
   置の出口側配管に脱塩塔主配管を接続し、この脱塩塔主
   配管から分岐して複数の分岐配管を並列接続し、この複
   数の分岐配管にそれぞれ入口弁を介して脱塩塔を接続
   し、この脱塩塔の流出側に分岐給水管を接続し、この分
   岐給水管を出口弁を介して給水共通配管に接続し、前記
   複数の分岐配管にそれぞれ新樹脂供給弁を介して新樹脂
   供給管を接続し、この新樹脂供給管を新樹脂供給主配管
   に接続し、この新樹脂供給主配管をエゼクタおよび新樹
   脂ホッパ出口弁を介して新樹脂供給ホッパに接続し、前
   記復水ろ過装置の出口側配管から分岐してサンプリング
   管を接続し、このサンプリング管に導電率計を接続して
   なることを特徴とする復水脱塩装置。
2. 【請求項２】 前記導電率計を信号線を介して前記新樹
   脂供給弁，前記新樹脂移送給水弁および前記ホッパ出口
   弁に接続してなることを特徴とする請求項１記載の復水
   脱塩装置。
3. 【請求項３】 前記新樹脂移送管は復水貯蔵槽または純
   粋補給槽に接続してなることを特徴とする請求項１記載
   の復水脱塩装置。