JPS5834040A

JPS5834040A - イオン交換樹脂抜出し装置

Info

Publication number: JPS5834040A
Application number: JP56130293A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Ito; 和行伊藤; Katsuya Ebara; 江原　勝也; Shigeoki Nishimura; 西村　成興; Sankichi Takahashi; 燦吉高橋; Shoji Kubota; 昌治久保田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-08-21
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1983-02-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、イオン交換樹脂抜出し装置に係り、特に、沸
騰水型原子力発電所に設置した脱塩器に設けられたイオ
ン交換樹脂抜出し装置に関するものである。

火力発電所あるいは原子力発電所では、復水中に混入す
る不純物を除去するために陽イオン交換樹脂および陰イ
オン交換樹脂を混合して充填した温床式脱塩器が使用さ
れる。

□火力発電所または原子力発電所のタービンから排気さ
れた蒸気は、復水器にて凝縮されて復水となる。この復
水中に混入する不純物は、復水器における海水のす、　
りに伴なうイオン、配管等の腐食に伴なう金属イオンお
よび鉄酸化物を主成分とする固形物である。ＢＷＲ，型
原子力発電所を例にとると、固形物は、Ｆｅ３Ｏ４＊　
”　　Ｆｅ２Ｏ３＊γ−ＦｅＯＯＨ等であり、これらの
平均粒径は数μｍ程度である。これらの固形物は、原子
炉運転条件によって数１０ｐＪ）ｂ〜数１００ｐｐｂの
濃度になって脱塩器に流入する。このため、脱塩器を閉
塞させ、脱塩器の差圧上昇を招く。そこで、脱塩器内の
イオン交換樹脂を、イオン交換樹脂層の最下部より定期
的に抜出し、水と空気で攪拌して逆洗して、イオン交換
樹脂とこれに付着した固形物を剥離させる必要がある。

この逆洗操作時には、復水脱塩器よりすべてのイオン交
換樹脂を抜出していたため、次、に述べる欠点があった
。第１に、逆洗の毎に大量の放射性廃液が発生すること
である。第２は、脱塩器内のイオン交換樹脂層の吸着帯
が破壊されると七である。第１図は、脱塩器のイオン交
換樹脂層に吸着される鉄（Ｆｅ）の吸着量を示したもの
である。図のようにＦｅ吸着量はイオン交換樹脂層上部
で大きく、その下部になるにつれて減少する。このイオ
ン交換樹脂層の吸着帯によって、脱塩器の性能が高レベ
ルに保たれる。また、イオン交換樹駈層下部のＦｅ吸着
量が増加した時点で、再生用薬剤によってイオン交換樹
脂に吸着したＦｅを脱離させてやれば良い。

しかるに、脱塩器内のイオン交換樹脂層を、差圧上昇の
防止のために、脱塩器外に抜出し、逆洗した後、再充填
する場合、第１図の吸着帯が破壊されて１第２図に示す
ように、Ｆｅ吸着量がイオン交換樹脂層内で、はぼ均一
の分布となる。このため、イオン交換樹脂層最下部から
、Ｆｅのリークが生じ、脱塩器の性能を低下させる。通
常、イオン交換樹脂を再生する間に、数回の逆洗操作を
実施しなければならないから、従来法によっては、イオ
ン交換樹脂層に吸着帯は殆ど形成されない。

これら従来法の欠点を改善するため、イオン交換樹脂層
の上部のみを逆洗する方法が検討されている。これは、
第３図に示すように、脱塩器の差圧上昇の原因となるＦ
ｅ固形物が、イオン交換樹脂層上部に偏在している点に
注目し、この部分のみの逆洗を実施するようにしたもの
である。具体的には、イオン交換樹脂上部に設けた配管
より、イオン交換樹脂層上部のイオン交換樹脂全抜出し
て逆洗操作を行なう方法が知られている。しかし、この
場合、イオン交換樹脂層の上部を層状に抜出せない欠点
がある。即ち、抜出し配管の近傍ではイオン交換樹脂層
が流速の影響で深く堀ら扛るのに対し、抜出し配管より
遠い地点では、イオン交換樹脂層が、盛り上がった状態
で残留する。このため、復水脱塩器内に、固形物濃度の
高いイオン交換樹脂層が一部残留し、また、部分的な吸
着帯の破壊が生じる。

本発明の目的は、脱塩器内のイオン交換樹脂層上部のイ
オン交換樹脂抜出し時のイオン交換樹脂層の吸着帯の破
壊を防止することにある。

本発明の好適な一実施例全第４図および第５図に基づい
て説明する。

ＢＷＲ型原子力発電所では、原子炉圧力容器で発生した
蒸気は、タービンに送られ、その後、復水器にて凝縮さ
れて復水となる。この復水け、並列に配置された複数の
脱塩器１を通過した後、給水として原子炉圧力容器内に
供給される。

脱塩器１は、容器２、イオン交換樹脂層６、せき７、ス
プレィノズル１０および１４を有している。容器２内に
設けられるスクリーン５の上方に、陽イオン交換樹脂お
よび陰イオン交換樹脂が混合されてなるイオン交換樹脂
層６が存在する。せき７が、イオン交換樹脂層６の上部
に配置される。

ぜき７は、環状をしており、下端部が容器２の内壁に固
定される。容器２とぜき７との間には、上端が開放され
た環状溝２３が形成される。バルブ９を有する樹脂抜出
し管８が、容器２に取付けられ、環状溝２３に連絡され
る。容器２の内壁と対向した多数の噴出孔１ｓｔ−有す
るスプレィノズル１４が、せき７の上端部付近に設置さ
れる。噴出孔１５は、ぜき７の上端よりも上方に位置し
ている。パルプ１７を有する配管１６が、スプレィノズ
ル１４に接続される。多数の噴出孔１１を有するスプレ
ィノズル１０が、イオン交換樹脂層６と整流板１８Ｂと
の間で容器２の軸心付近に配置される。バルブ１３を有
する配管１２が、スプレィノズル１０に接続される。

復水器から流出した復水け、人口部３から容器２内に導
入され、分散板２１ふよび整流板１８Ａおよび１８Ｂ整
流された後イオン交換樹脂層６に供給される。イオン交
換樹脂層６で復水中の不純物が除去される。復水中の固
形物は、イオン交換樹脂層６の上部で除去される。イオ
ン交換樹脂層６で浄化された復水は、出口部４がら容器
２外に排出され、原子炉圧力容器へ導かれる。

復水中の固形物によっである脱塩器１の差圧が上昇した
場合には、その脱塩器１への復水の供給を停止した後、
弁３１を開にし、イオン交換樹脂層２よシ上部にある散
水ノズル５より散水する。　　□イオン交換樹脂層２中
には、ぜき３が、該せきの一端３ａが脱塩器側壁に接し
、他の一端３ｂがイオン交換樹脂層２中にあるように設
けられている。

パルプ９．１３および１７を開く。せき７より上方に存
在する固形物を多量に含んだイオン交換樹脂が、せき７
内の環状溝２３に流入し、樹脂抜出し管８より容器２外
に取出される。配管１２を通して供給されるスプレィ水
は、スプレィノズル１０の噴出孔１１よりイオン交換樹
脂層６の上面゛に向ってスプレィされる。また、配管１
６によって供給されるスプレィ水は、スプレィノズル１
４の噴出孔１５より容器２の内壁に向ってスプレィされ
る。スプレィノズル１０からスプレィ水を噴出しないと
、中央部のイオン交換樹脂はせき７の上端から上方に向
う円錐状の状態になって残ってしまう。スプレィノズル
１０からスプレィ水を噴出することによって、せき７の
上端より上方で中央部に存在するイオン交換樹脂６Ａが
せき７の方向に抑流され、イオン交換樹脂抜出し時にお
けるイオン交換樹脂層６の上面が平にされる。スプレィ
ノズル１０の構造は、イオン交換樹脂層６の上面に平均
的にスプレィできる構造にすることが望しい。スプレィ
ノズル１４から噴出されたスプレィ水は、中央部からの
イオン交換樹脂を速やかに環状溝２３内に流入させる働
きを有する。

本実施例では、せき７より上方に存在するイオン交換樹
脂を速やかに容器２外に抜出すことができる。上部のＩ
イオン交換樹脂６Ａを抜出した後のイオン交換樹脂層６
の上面は、せき７の上端の位置でほぼ平坦になる。

樹脂抜出し管８に流入したイオン交換樹脂は、逆洗塔２
５に供給される。容器２からのイオン交換樹脂の抜出し
が完了した時点で、パルプ９゜１３および１７を閉じる
。逆洗塔２５内のイオン交換樹脂は、陽″イオンおよび
陰イオン交換樹脂が混合された状態で空気および水を用
いたエアスクラビングによって充分逆洗され、付着して
いるクラッド等の固形物が除去される。逆洗塔２５内に
は陽イオンおよび陰イオン交換樹脂が混合されて入って
いるが、容量そのものが少ないの−で、各々の樹脂を分
離した状態で逆洗する必要はない。逆洗操作によって比
重差に起、因して陽イオンおよび陰イオン交換樹脂が分
離するので、逆洗操作後、逆洗塔２５内のイオン交換樹
脂をエアバブリングによって充分に混合する。その後、
イオン変換樹脂は、バルブ２７を開き、樹脂投入管２１
より容器２内に充填する。

イオン交換樹脂層６の上部６イオン交換樹脂の逆洗操作
を繰返し行なっても、イオン交換樹脂層６が所定のイオ
ン変換性能を発揮できなくなる。

この時、容器２内のイオン交換樹脂をすべて抜出して再
生する必要がある。バルブ２８を開いて容器２内のイオ
ン交換樹脂を樹月旨抜出し管２２より抜出し、再生塔２
９内に導入する。再生塔２９内に水を上向きに流して比
重差によって、陰イオン交換樹脂３０Ａおよび陽イオン
交換樹脂３０Ｂを分離する。分離後、陰イオン交換樹脂
３０Ａは、陽イオン交換樹脂３０Ｂの上部に存在する。

分離した陰イオン交換樹脂３０Ａを、配管３１を通して
樽生塔３２に供給する。再生塔２９および３２内のそれ
ぞれ島樹脂を、エアスクラビングによって逆洗し、付着
しているクラッド等の固形分を除分する。その後、再生
塔２９に硫酸を、再生塔３２に水酸化す）　ＩＪウムを
それぞれ供給して、陽イオン交換樹脂３０Ｂおよび陰イ
オン交換樹脂３０Ａを再生する。再生した各々のイオン
交換樹脂は、混合塔３３に移送し、エアバブリングによ
って十分に混合される。混合されたイオン交換樹脂は、
パルプ３４を開いて容器２内に供給される。

本実施例によれば、せき７の上端３を境にして水膜が形
成されるので、イオン交換樹脂層６が局部的に堀り込ま
れたり、あるいは、局部的に盛り上ったまま残留するこ
とがなく、固形物が大量に含まれるイオン交換樹脂層６
の上部のイオン交換樹脂６Ａのみを層状に抜出すことが
できる効果がある。逆洗を行なうイオン交換樹脂量が少
ないので、クラッドを含む放射性廃液の量が少なくなる
。

ここで、脱塩器においては、固形物は、イオン交換樹脂
層６の上面から１００〜４００簡のイオン変換樹脂層で
大部分捕捉される。したがって、ぜき７の上端が、イオ
ン交換樹脂層６の上面よシ１００〜４００簡の距離に位
置するようにすれば、固形物を大量に含むイオン交換樹
脂層のみを抜出すことができる効果がある。

第６図は、第４図の逆洗再生系統の他の実施例である。

前述した実施例と同一構成は、同一符号で示す。イオン
交換樹脂層６の上部のイオン交換樹脂の逆洗を行なう場
合は、パルプ９．３６および３８を開き、パルプ３５お
よび３７を閉じる。

容器２内のイオン交換樹脂の一部を前述のように樹脂抜
出し管８を通して再生塔３２に導き、エアスクラビング
によって逆洗する。その後、イオン交換樹脂をバルブ３
４全通して容器２内に充填する。イオン交換樹脂再生時
には、パルプ３５および３７を開き、パルプ３６および
３８を閉じる。

再生操作は、前述の実施例と同じである。

せきの形状は、第５図に限定されない。第７図のように
、断面形状を直線状にしたぜき４ｏを用いてもよい。容
器２内に設けるせきは、必ずしも容器２の内壁全周をカ
バーする必要はない。即ち第８図に示すように、容器２
の内周の一部にだけせき７Ａを設けても良い。さらに、
第９図に示すように、容器２の内周の数ケ所にせき７Ａ
ｔ設けることも可能である。ただし、この場合、それぞ
ｎのせき７Ａにイオン交換樹脂を抜出す配管８が付随し
ていることが望ましい。

スプレィノズル１４を設けなくても、従来のように中央
部にイオン交換樹脂層を残すことなくイオン交換樹脂層
上部をイオン交換樹脂を抜出すことができる。この場合
は、スプレィノズル１４がら水平方向に噴出するスプレ
ィ水の効果が期待できないので、樹脂の抜出しに要する
時間が長くなる。

本発明によれば、固形物を大量に含むイオン交換樹脂層
上部を層状に抜出すことができるの゛で、イオン交換樹
脂層の吸着帯の破壊と、脱塩器内の固形物の残留を防止
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、脱塩器内のイオン交換
樹脂の性能を説明する図、第４図は本発明の一実施例を
適用した樹脂の逆洗・再生系統の系統図、第５図は第４
図に示す脱塩器に設置した本発明あ一実施例であるイオ
ン交換樹脂抜出し装置の構成図、第６図は樹脂の逆洗・
再生系統の他の実施例の系統図、第７図はせきの他の形
状を示す構成図、第８図および第９図はせきの他の取付
は状態を示す構成図である。１・・・脱塩器、２・・・容器、６・・・イオン交換樹
脂層、７・・・せき、８・・・樹脂抜出し管、１０．１
４・・・スプレィノズル、１１．１５・・・１ＨｆｊＬ
　　１２．１’６・・・１Ｑ１ＪＩＡｊ図　　　　　亮２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１、脱塩器内に存在するイオン交換樹脂層の上部に配置
されて上部に開口を有し、しかも前記脱塩器の内壁に固
定された樹脂取出部と、前記樹脂取出部に接続された配
管と、前記脱塩器内で前記イオン変換樹脂層より上方に
配置されたスプレィノズルとからなるイオン交換樹脂抜
出し装置。