JPS61133900A

JPS61133900A - 原子炉冷却材の浄化装置

Info

Publication number: JPS61133900A
Application number: JP59255087A
Authority: JP
Inventors: 和彦佐藤; 実秋田; 宏佐々木
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1984-12-04
Publication date: 1986-06-21
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH0648311B2

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】〔発明の利用分野〕本発明は原子炉の冷却材を浄化する方法、及び上記の方
法に好適な浄化装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の原子炉浄化系と燃料プール浄化系を第６図に示す
。

原子炉１の冷却材を浄化する系統（以下、原子炉浄化系
と略称する）と使用済燃料貯蔵プール１１の冷却材を浄
化する系統（以下、燃料プール浄化系と略称する）には
それぞれ濾過脱塩器４゜７を設置して独立に浄化運転を
行う、この技術の公知例における具体的な配管を第７図
及び第８図に示す９本図は、柏崎・刈羽原子力発電所の
原子炉設置変更許可申請書（２，５号原子炉の増設）、
本文及び添付書類（昭和５６年５月・東京電力株式会社
）の添付書類ハ、８−６−３２．８−６−３３ページに
示されている原子炉浄化系と燃料プール浄化系の系統概
要図である。

また、原子炉浄化系のろ過脱塩装置や燃料プール浄化系
のろ過脱塩装置を使用して圧力抑制室の冷却材の浄化を
する装置も知られている（特開昭５６−１３７２９４．
特開昭５７−３３３９４）　。

上記の従来例においては、以下に述べる理由により各浄
化系統にそれぞれ濾過脱塩装置を設けていた。

（ａ）処理水質の管理基準の相違原子炉浄化系は一次冷却材を浄化して、原子炉−次系を
構成する機器配管の腐食、化学的損傷。

放射性汚染の防止や燃料表面への不純物付着による伝熱
効率低下の防止を目的とする。このように原子炉浄化系
は原子力発電プラントの運転に直接関与するため水質の
基準を厳しくして管理している。上記の水質管理基準は
、導電率や不溶性物質などの含有率を目安として行われ
る。

一方、燃料プール浄化系は貯蔵燃料及び機器の腐食と化
学的損傷の防止、および燃料プール水の透明度の悪化に
よる燃料交換作業の阻害の防止を目的とする。このよう
に燃料プール浄化系は原子力発電プラントの運転に直接
関与せず、水質の基準は原子炉浄化系よりゆるやかでも
よい。

（ｂ）圧力条件の相違図８で示す様に原子炉浄化系は圧力の高い原子炉１に一
次冷却材を戻すため、ポンプ２で昇圧する。このためが
過説塩器４は原子炉圧力と同程度の高圧仕様としなけれ
ばならない。

一方、燃料プール浄化系は大気開放している使用済燃料
貯蔵プール１１に冷却材を戻すため、ろ過脱塩器７は低
圧仕様で足りる。

（ｃ）放射線量の相違原子炉浄化系は放射能濃度の高い一次冷却材を取り扱う
ため放射線量が高く、燃料プール浄化系と機器を共用す
ることにより、燃料プール浄化系内に一次冷却材が混入
して燃料プール浄化系の放射線量が高くなる虞れがある
。

また、原子炉浄化系のろ過脱塩装置は、浄化処理能力５
０％のろ過脱塩器２台及び補助設備一式で構成され、濾
過脱塩器の内の１台が処理不能となった場合には、再生
操作が完了するまでの期間は５０％浄化処理能力での運
転を避けることができなかった。

上記のように、二つの浄化系統にそれぞれ濾過脱塩装置
を設けなければならないので不経済であり、その他に、
燃料プール浄化系のろ過脱塩装置は、濾過脱塩器２台と
補助設備一式で構成され。

燃料交換作業等で燃料プール水の水質が悪化した場合又
は原子炉ウェルの浄化も同時に行う場合に対応できる浄
化能力を有しており、燃料プール水水質の悪化が無くか
つ浄化対象が燃料プールのみである原子炉通常運転中に
は、濾過脱塩器は１台のみ連続運転を行っていたため、
設備稼働率が低いという不具合もあった。

（発明の目的〕本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、前記双方
の浄化系統のろ過脱塩装置を共用して設備コストを低減
せしめ得る浄化方法、及び、上記の浄化方法を実施する
に好適な浄化装置を提供しようとするものである。

ただし、二つの系統に用いられている２組の装置を共用
化しようとするアイデアのみでは実用的に効果を達成す
ることができない６本発明によって濾過脱塩装置を共用
し得るようにしたという事は、従来技術において濾過脱
塩装置を共用することが出来なかった理由（前記の（ａ
）、（ｂ）、（ｃ））を解決することを裏付けとして初
めて達成されたものである。

〔発明の実施例〕

第１図は、本発明の浄化方法を実施するために構成した
本発明の浄化装置の１実施例を示す。

本例の４０は高圧仕様のろ過脱塩器で、３基を並列に設
置しである。５０，５１，５２，５３゜５４はそれぞれ
開閉弁で、これらの弁の開閉操作によって濾過脱塩器４
０を原子炉１次冷却材浄化系統と使用済燃料貯蔵プール
水浄化系統とに切替え連通できるように構成する。

第１図に示した実施例の装置を用いて本発明の浄化方法
を実施した１例を次に説明する。

Ａ０通常運転・起動運転・停止運転時の運転方法。

３基のろ過脱塩器４０の内の２台を原子炉浄化系として
運転し、同じく一台を燃料プール浄化系として間歇的に運転する
。燃料プール浄化系は燃料プールの水質基準が低いこと
、および燃料プールには原子炉運転開始当初の数年は貯
蔵物が無い状態が続き、その後、運転年数が増すにつれ
て、貯蔵物が増加するなど貯蔵物が一定しないことや原
子炉の安全性に直接かかわる系統でないことから燃料プ
ールの水質を適宜監視し、必要に応じてろ過説塩器１台
を間歇的に運転することが適切だからである。

原子炉浄化系として用いるろ過説塩器の内の１台が浄化
処理不能になった場合は、直ちに残り１台に切換えるこ
とによって浄化運転を連続して行う事が可能である。ま
た、残りの１台を燃料プール浄化系として使用している
場合でも、その１台を燃料プール浄化系から切離して原
子炉浄化系に接続すれば同様に連続運転を行うことがで
きる。

尚、燃料プール浄化系として使用している１台が処理不
能時には、系統から切り離し、ろ過説塩器の再生操作を
施した後、系統に復帰させる運転が可能である。

Ｂ、ＪＪｉ子炉停止時の運転方法。

原子炉停止時の運転方法は大きく２つに分けることがで
きる。

一つは燃料交換時であり、第２図に示す。燃料交換時に
は、原子炉１と原子炉ウェル１０、使用済燃料貯蔵プー
ル１１は連通しているため、処理水としては同一の水質
と考えることができる。このため、原子炉１と原子炉ウ
ェル１０、使用済燃料貯蔵プール１１の水質状態に適宜
対応し最大合計３台の炉逸脱塩器を用いた冷却材浄化系
統の運転が可能である。

もう一つの運転モードは原子炉ウェル水抜時であり、第
３図に示す０Ｍ子炉ウェル水抜時には。

原子炉ウェル１０の冷却材を浄化した後、復水貯蔵タン
ク１５に戻す運転を行う、この場合、原子炉ウェル水を
燃料プール浄化系側に通水し、復水貯蔵タンクに移送す
るが、水抜時間の短縮を図り。

清適脱塩器の２台に通水可能とする。原子炉ウェル水抜
時には、原子炉が停止しており、原子炉水質を悪化させ
る要因である給水配管からのクラッドの持ち込みがない
ため、原子炉浄化系の運転は必要がない。しかし、万一
、不測の事態の発生に備えて、系統の能力としては、ろ
過説塩器１台を原子炉浄化系として機能させる運転も可
能である。

尚、従来、原子炉浄化系と燃料プール浄化系で濾過脱塩
装置を共用化した場合に問題とされていた事項について
、下記にその対応策を示す。

（ａ）処理水質の違い→イオン交換樹脂比の選定（ｂ）
圧力条件の違い→圧力仕様の選定（ｃ）放射線量の違い
→高放射線量領域の拡大防止以下に各対応策の具体的内容を示す。

（ａ）イオン交換樹脂比の選定水質基準を厳しく管理している原子炉浄化系とそれより
基準をゆるくしている燃料プール浄化系に対応するろ過
説塩器のイオン交換樹脂比を以下の如く選定する。

イオン交換樹脂は、主に重金属類であるプラスイオン及
びクラッドを除去するカチオン樹脂とＣΩ−等のマイナ
スイオンを除去するアニオン樹脂の混合物である。従っ
て、イオン交換樹脂比は冷却材に含まれるプラスイオン
及びクラッドとマイナスイオンとの比率に合わせると効
率の良いものとなる。

原子炉浄化系及び燃料プール浄化系とも水質を悪化させ
る要因はクラッドであることが確認されており、配管、
機器に悪影響を与えるＣＱ−は近年の技術向上１例えば
復水器のチタンチューブを使用するなどし、復水に海水
リークがほとんどなく、原子炉にＣλ−が持ち込まれな
くなっている。

このことより原子炉浄化系及び燃料プール浄化系のろ過
脱塩装置はクラッド除去能力を有するのみで十分であり
、実験においてもカチオン樹脂のみで浄化が可能なこと
が確認されていヤ、従い、カチオン樹脂の配分を多くし
た樹脂比を選定することにより、原子炉浄化系と燃料プ
ール浄化系の双方に使用可能な濾過脱塩装置を構成でき
る。

また、濾過脱塩装置で捕集するクラッドも以下に述べる
最近の技術革新によ？、その発生が低減されており、浄
化能力として余裕を見ることができ、本発明による冷却
材浄化系統の運転方法が実際の浄化能力に見合った合理
的なものであることがわかる０本実施例の装置において
は。

（ｉ）材料として耐候性鋼を使用するなどして、耐食性
を向上させている。

（五）復水浄化系に粉末フィルタを採用することにより
脱塩器の除鉄率を向上させている。

（ｉｆｆｌ）給水に酸素を注入し、炭素鋼の防食を高め
ている。

（汁）原子炉停止中の系統保管対策がなされて錆の発生
を抑制している。

（ｂ）圧力仕様の選定圧力仕様に関して、原子炉浄化系が高圧仕様となるため
濾過脱塩装置も高圧仕様とする。

燃料プール浄化系は運転圧力が原子炉浄化系より低く、
間歇的に濾過脱塩器に通水するのであるから濾過脱塩装
置を高圧仕様で統一することで原子炉浄化系と燃料プー
ル浄化系の相方に使用可能となる。

（ｃ）高放射線量領域の拡大防止原子炉浄化系の放射線量は燃料プール浄化系のそれより
高いため、原子炉浄化系として使用しているが過説塩器
を燃料プール浄化系として使用する際は、逆洗、プリコ
ートの再生操作を行ってから燃料プールの浄化運転を行
う運転方法を採用する。

逆に、燃料プール浄化系に使用しているが通説塩器を原
子炉浄化系として使用する場合は直ちに切換えても問題
はない。

以上のように原子炉浄化系で捕集した高放射線量の不純
物が付着している濾過脱塩器に燃料プール水を通水する
前に、逆洗、プリコート操作を行うことにより、燃料プ
ール水への高放射線量領域の拡大を防止することが可能
となる。

第１図に示した本発明装置の一実施例によれば、原子炉
浄化系の浄化運転に対する信頼性の向上。

燃料プール浄化系としてのろ過脱塩装置稼働率の向上濾
過脱塩器の台数削減により浄化設備容量の低減浄化設備
の一系列化に伴い系統運転の操作性の向上の効果がある
。

第４図、及び第５図はそれぞれ本発明の１実施例を示す
。

第４図の発明は減圧弁２０が設置されている原子炉浄化
系と燃料プール浄化系を組合せた冷却材浄化系統であり
、第１図と異なるのは減圧弁２０下流にｒ過脱塩装置３
０を設けていることである。

この実施例では、濾過脱塩器を低圧仕様にすることがで
き、ろ過脱塩装置のコスト低減の効果がある。

第５図に示した他の実施例が第１図と異なるのは、第１
図が原子炉浄化系冷却材処理能力５０％のろ過脱塩器を
３台設置したのに対して第５図では原子炉浄化系冷却材
処理能力１００％のろ過脱塩器を２台設置したこである
。これらの実施例の装置（第４図、第５図）においても
、第１図の実施例の装置と同様の考え方で本発明方法を
実施することができる。そして、これらの実施例では、
さらに連絡配管、弁等の削減、構成の簡略化、操作性向
上の効果がある。

以上に説明した実施例においては、次記（イ）〜（ニ）
の効果が得られる。

（イ）系統の信頼性の向上従来、ｙＫ子炉浄化系が浄化処理能力５０％容量のろ過
脱塩器を２台運転し、１台が処理不能になった場合は、
１台を系統から切り離し、再生操作を行ってから系統に
復帰させていた。再生操作の間、原子炉浄化系は５０％
運転となる。しかし、本実施例では、原子炉浄化系とし
て決過脱塩Ｉａ２台運転時に１台が処理不能になっても
、残り１台を直ちに原子炉浄化系として運転することが
可能であり、常時１００％運転が達成できるため、浄化
能力に対する系統の信頼性が向上する。

（ロ）系統の操作性の向上従来、各系統に設置していた浄化設備を１系統にまとめ
、一箇所で集中した監視、操作を行うことが可能になる
ため、浄化設備の運転が容易になり操作性が向上する。

（ハ）浄化設備容量の低減従来、低圧型濾過脱塩器２台とプリコート設備及びホー
ルディング設備の補助設備一式と高圧型濾過脱塩器２台
と補助設備一式であったものを本発明の一例では高圧型
濾過脱塩器３台と補助設備一式に削減できる。また、燃
料プール浄化系のろ過説塩器に関して、従来は通常運転
時の浄化処理能力１００％容量のものを２台設置し、１
台予備とし、原子炉ウェル水抜時に２台使用していたが
。

本発明では原子炉浄化系で使用していた濾過脱塩器を原
子炉ウェル水抜時に燃料プール浄化系として機能させる
ため予備機は不要となる。従って燃料プール浄化系のろ
通説塩器容量としては５０％低減となる。

（ニ）設備稼働率の向上従来、燃料プール浄化系のろ過脱塩器は２台設置され、
燃料交換作業等で燃料プール水の水質が悪化した場合又
は原子炉ウェルの浄化も同時に行う場合に対応できる浄
化能力を有しており、燃料プール水水質の悪化の可能性
が無くかつ浄化対象が燃料プールのみである原子炉通常
運転中には、濾過脱塩器は１台のみ連続運転を行ってい
た。つまり、原子炉停止中のみ濾過脱塩器が２台必要な
だけで、設備稼働率としては低いものとなっていた。し
かし本実施例では燃料プール浄化系として機能する濾過
脱塩器を原子炉通常運転中は１台。

また、原子炉停止中は原子炉浄化系として不要となる濾
過脱塩器を切換えることで２台とそれぞれ確保でき、燃
料プール浄化系統の浄化能力を損なわずに濾過脱塩器の
予備巻を削減できるため、設備稼働率が向上する。

〔発明の効果〕

以上詳述したように１本発明の方法によれば原子炉１次
冷却材浄化系統と使用済燃料貯蔵プール水浄化系統との
双方の浄化系統に対して同一の清適脱塩装置を共用する
ことができるので設備コストの低減に貢献するところ多
大である。

また１本発明の装置によれば上記の発明方法を容易に実
施して、その効果を充分に発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の１実施例を示す概略的な配管系
統図、第２図は同じく燃料交換時の系統概略図、第３図
は同じく原子炉ウェル水抜時の系統機略図である。第４図および第５図はそれぞれ上記と異なる実施例を示
す橿要的な配管系統図である。第６図は従来の原子炉の系統図、第７図及び第８図は公
知の原子炉の系統を具体的に表わした系統図である。工・・・原子炉、２・・・原子炉浄化系ポンプ、３・・
・原子炉浄化系熱交換器、４・・・原子炉浄化系ろ過説
塩器、５・・・燃料プール浄化系ポンプ、６・・・燃料
プール浄化系熱交換器、７・・・燃料プール浄化系ろ過
説塩器。１０・・・原子炉ウェル、１１・・・使用済燃料貯蔵プ
ール、１２・・・スキマサージタンク、１５・・・復水
貯蔵タンク、２０・・・減圧弁、３０・・・演過脱塩装
置、４０・・・濾過脱塩器、５０，５１，５２，５３゜
５４・・・開閉弁。

Claims

【特許請求の範囲】１、同一のろ過脱塩装置を、原子炉１次冷却材の浄化と
、使用済燃料貯蔵プール水の浄化とに共用し、上記いず
れか一方の浄化に切り替え使用することを特徴とする原
子炉冷却材の浄化方法。２、ろ過脱塩装置と熱交換器とポンプとを管路によつて
連結した原子炉１次冷却材浄化系統、並びに、ろ過脱塩
装置と熱交換器とポンプとを管路で連結した使用済燃料
貯蔵プール水浄化系統を備えた原子炉冷却材浄化装置に
おいて、前記双方の浄化系統のろ過脱塩装置を相互に、
弁を備えた管路で連結し、前記ろ過脱塩装置を前記双方
の浄化系統の何れか一方から遮断して他方に連通した状
態と、前記の一方に連通して前記の他方から遮断した状
態との２種類の状態の切替使用が可能なように構成した
ことを特徴とする原子炉冷却材の浄化装置。