JPS62209392A

JPS62209392A - 一次系水補給系統

Info

Publication number: JPS62209392A
Application number: JP61052222A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　善晃; 勇作西村; 直志碓井; 俊彦福本; 大角　克巳; 新藤　紀一
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1987-09-14

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、原子炉の一次系水補給系統に係り、特に補給
水中に混入した有機物を除去するのに好適な一次系水補
給系統に関する。

〔従来の技術〕

従来の沸騰水型原子炉（以下、ＢＷＲという）の系統構
成の一例を第４図に示す０図において、原子炉圧力容器
５から流出した蒸気は、高圧タービン２．湿分分離器３
．および低気タービン４を経て復水器６に至り、ここで
凝縮され復水となる。

復水中の不純物は、復水脱塩器７で除去される。

復水は、さらに給水ヒータ９を経て原子炉圧力容器５に
流入し、以降はこれと同様の過程で循環される。８は、
炉浄化系である。

復水脱塩器７には、イオン交換樹脂が充填され。

通常時は復水中の不純物を除去しているが、万一。

復水器の冷却管チューブが破損して海水リークが生じた
ときには、復水中に混入した塩素イオン。

ナトリウムイオン等を除去し、炉内への流入を防止する
。このため、イオン交換樹脂には常に一定のイオン交換
容量が必要であり、イオン交換容量の経年的劣化に伴い
、樹脂交換が行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

イオン交換容量の劣化は、処理水中の有機物および無機
物による樹脂汚染によって起こるといわれている１通常
のイオンは、イオン交換樹脂に可逆的に吸脱着されるが
、場合によって樹脂に吸着はされるが脱着され難いもの
（高分子の有機物やコロイドを生成しやすい鉄イオンな
どの無機イオン）がある、これらは、樹脂内に経年的に
蓄積してイオン交換基を覆い、イオン交換容量および反
応速度の低下を招くとされている。

第７図は、復水脱塩器に使用されているイオン交換樹脂
の貫流イオン交換容量の経年変化の発明者らによる調査
結果を示している。カチオン樹脂と比較し、アニオン樹
脂の劣化が著しいことが判明した。一方、第８図は、ア
ニオン樹脂中のＴＯＣ（全有機体炭素）を測定したもの
である。これは使用年数とともに増加してお、す、有機
物が復水脱塩器樹脂のイオン交換容量劣化の一因である
ことが確認された。

第４図の系統で、−次冷却水中に流入する有機物の発生
源と考えられるものには、炉浄化系８゜復水浄化系７．
補給水１．復水器６における海水リーク、ポンプ１０の
オイルなどがある。一次系水中の有機物の挙動を調べた
結果、次のことがわかった。

（１）一次系水中の有機物は微量であり、各浄化系前後
での有機物の変動はさほど顕著なものでない。

（２）想定される復水器の海水リーク量では、復水中の
有機物量に変化は認められない。

（３）復水貯蔵タンク水の有機物は、炉水や復水に比べ
若干多く、一時的に多量に検出されることがあった・以上のことから、一次系水における有機物の流入経路は
、復水貯蔵タンクからの補給水であることが明確となっ
た。

第６図は、復水貯蔵タンクへの供給系統を示したもので
ある。供給源には２つの系統があり、原水を前処理装置
２３．純水製造処理装置２４により処理し、純水タンク
１３を経由して供給する系統と、プラント内で発生する
種々のドレンをドレンタンク１７，１８，１９に回収し
、ろ過器２０゜脱塩器２１で処理し供給する系統である
。なお。

図において、１７は機器ドレンタンク、１８は床ドレン
タンク、１９は化学廃液ドレンタンク。

２２はサンプルタンク、２５はろ過水タンクを示す。

水中に含まれる有機物の除去方法としては、その水中で
の形態により種々の操作を組み合わせる必要があること
が一般に知られている。原水の処理工程では、凝集沈澱
法や活性炭吸着法などを組み合わせているため、大部分
の有機物は除去されていると考えられ、前述の調査にお
いても有機物は検出されなかった。

しかし、従来のプラント内で発生した廃液の処理工程は
、濾過器および脱塩器のみであり、固形物およびイオン
性物質の除去を目的とし、その他の性状の物質に関して
は配慮されていない。このため、有機物が廃棄物処理系
に持ち込まれた場合。

復水貯蔵タンクを経由し、一次系水中に持ち込まれてい
ると考えられる。

前述は、主に通常運転時における有機物の一次系混入を
示したものであるが、誤操作等により有機物が廃棄物処
理系に多量に流入した場合は、炉水水質に悪影響を及ぼ
し、プラント停止等になる惧れがある。その例として、
次のような事例が報゛　告されている。

（１）　Ｆｉｔｚｐａｔｒｉｃｋ１９８１年１０月１０日、１００％出力運転中に。

炉水の導電率（通常、約０．３　　μＳ　／　ａｍ　）
が急上昇していることに運転員が気付いた。導電率はピ
ークに達し、約７．１　μＳ　／　ａｎとなった。調査
の結果、原因は次のとおりであった。廃液収集タンクか
ら廃液濾過・脱塩装置を通り、廃液サンプルタンクへと
温水が流れるプロセスで、これら装置に使用されるイオ
ン交換樹脂が分解された。その分解に気付かぬまま運転
を継続したことにより、復水貯蔵タンクを経由してこれ
ら分解生成物（有機物）が炉内に入った。そして、炉水
の導電率を上げ、ｐＨを下げることになった。この対策
として、数時間炉出力を低下させた。

（２）　Ｑｕａｄ　Ｃ１ｔｅｓ１９８１年１０月３０日、１号機の定格出力運転中、炉
水の導電率、復水の導電率、排ガスの流量放射線量、そ
して主蒸気の放射線量の異常を観測した。

また、補給水をホットウェルに供給したときに限り、異
常がみられた。調査の結果、以下のことが明らかとなっ
た。気体廃棄物処理系排ガス冷却器（冷媒ニゲリコール
）のバルブの誤動作によって。

３３％グリコール溶液３０００ガロンが床ドレン系へ排
出された。グリコールは、非電解質の有機物であるため
、廃棄物処理系の脱塩装置では除去されずに移送され、
復水貯蔵タンクを経由して一次系に混入した。このため
、炉出力は定格から８０％に落ち、約２８００００ガロ
ンの復水貯蔵タンク水を放出した。

以上の事例以外にも、除染・洗浄に使用した有機物が混
入したことなどがある。いずれにしても、大部分の有機
物は、非電解質として存在しているため、既存のイオン
交換法等による廃液処理装置では除去されず、復水貯蔵
タンクに移送され、一次系へ流入している。

多量の有機物が一次系へ流入した場合は１次の影響があ
る。

（１）炉水の化学的性質が水質基準の限界を越え、運転
プラントの停止を余儀なくされる。

（２）ステンレス鋼の粒界応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）
発生の可能性が高くなる。

（３）主蒸気ラインの放射線量により、主蒸気隔離弁閉
に伴うスクラム／トリップが発生する。

（４）排ガス系水素濃度での水素再結合器のトリップに
よる主復水器の喪失がおこる。

このようなことから、イオン交換樹脂の脱塩性能劣化を
及ぼすような微量の有機物汚染、およびプラント停止の
ような重大な影響を及ぼす一次系水中への多量の有機物
混入等は、いずれも補給水系から持ち込まれたものが原
因であり、この対策を施すことがプラントの健全な運転
には、必要不可欠なものである。

なお、補給水系または復水貯蔵タンク水の浄化装置に関
連するものとしては、特開昭５５−１２８１９号がある
。その系統図を第５図に示す０図において、２６はメイ
ンポンプ、２７はクラッドセパレータ、２８はろ過装置
、２９は昇圧ポンプである。

この公知例は、復水貯蔵タンク１内のクラッドおよびス
ラッジを除去するために考案されたものであり、タンク
底部からクラッド、スラッジを吸引し、メインポンプ２
６で昇圧後、クラッドセパレータ２７．ろ過装置！２８
で処理し、昇圧ポンプ２９でさらに昇圧したのち、再び
タンクに戻す構成としたものである。この例では、固形
物となっている有機物は除去されるが、復水貯蔵タンク
水に混入している溶解性の有機物を除去するという点に
ついては配慮していない。

本発明の目的は、補給水中に混入している有機物を除去
し、有機物が一次系に混入することを防止して、復水脱
塩器樹脂の有機物汚染による脱塩性能劣化を防ぐことが
可能な一次系水補給系統を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成すめために、主復水器への補
給水ラインに有機物除去装置を設置した一次系水補給系
統を提案するものである。

この有機物除去装置は、復水器へ流入する補給水のみを
処理するように配置すれば、処理容量が最小で済むが、
復水貯蔵タンク１の復水を利用する他の系統においても
、有機物の影響を排除できるように、有機物発生源と考
えられる廃棄物処理系から復水貯蔵タンクへのラインに
配置してもよい。

〔作用〕

従来、一次系水中における有機物の挙動は、その存在が
極微量なため、特に注意が払われていないかった。また
、復水脱塩器のイオン交換樹脂の脱塩性能劣化に関して
も、復水中に含まれる極微量の不純物が樹脂に付着蓄積
し、影響を及ぼしていると推定されていたが、イオン交
換基の薬品による再生によっても回復できないことから
、この劣化防止は不可ｔｍであると考えられていた。し
かし、プラント全般および樹脂に吸着されている有機物
を詳細に調査した結果、既に述べたように、有機物と樹
脂の脱塩性能劣化の因果関係が明確になるとともに、そ
の発生源が補給水系であることが明らかとなった。

すなわち、Ｈ子炉一次系の補給水源は、復水貯蔵タンク
水であり、一次系に存在する有機物は。

補給水系から持ち込まれている。復水貯蔵タンク水は、
一次系の補給水源以外にも多目的に使用されているため
、より上流の流入源と考えられる廃棄物処理系と復水貯
蔵タンクとの間に有機物除去装置を設置すれば、復水貯
蔵タンク水を使用するすべての系について対策がたてら
れたことになる。

しかし、補給水系にのみ有機物除去装置を設置すれば、
小容量の浄化設備で、本発明の最小の目的である一次系
への有機物流入防止が達成されることになる。

〔実施例〕

次に１本発明の一実施例を第１図により説明する１本実
施例が第４図の従来例と異なるのは、復水貯蔵タンク１
と主復水器６とを結ぶ補給水ライン１２に有機物除去装
置１１を設け、一次系に補給する水は全て処理後に供給
する系統構成とした点である。これにより、復水貯蔵タ
ンク１を水源としている系統は多岐にわたるが、一次系
へ供給する分だけ処理すればよく、処理設備は最小容量
となる。有機物処理装置としては、上記の凝集沈澱装置
または活性炭吸着装置等が有効である。

第２図は、有機物処理装置まわりのさらに具体的な系統
構成の一例を示す図である１図において、１４は電動弁
、１５は有機物検出器、１６は有機物検出器１５の出力
により電動弁１４を切換えて有機物処理装置１１に通水
するかこれをバイパスるかを制御するコントローラであ
る０本例では。

復水貯蔵タンク１からの補給水中の有機物量が復水脱塩
器７の入口における有機物量よりも多くなった場合に、
コントローラ１６から各電動弁１４に制動信号を送り、
有機物除去装置１１に通水して処理した水を復水器６に
補給する。補給水中の有機物量が復水脱塩器入口のそれ
と同等または以下の場合は、有機物除去装置を介さずに
直接補給するから、有機物除去装置の寿命が延び、運転
コストを下げることができる。

本発明の他の実施例を第３図により説明する。

復水貯蔵タンク１の水源は、純水タンク１３と廃棄物処
理系であるが、有機物の発生源が廃棄物処理系であるこ
とから、廃棄物処理系と復水貯蔵タンク１を結ぶ系統に
有機物除去装置１１１１を設置したものである１本実施
例によれば、復水貯蔵タンク１への有機物の混入が全て
防止されるため、補給水ライン１２から一次系に供給さ
れる系統を含め、復水貯蔵タンク水を使用する他の系統
においても、有機物流入を防止できる。

なお１本実施例においても、第２図のような電動弁と有
機物検出器とコントローラとを採用できることは、容易
に理解されよう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、原子炉一次系に持ち込まれる有機物量
が大幅に低減されるため、復水脱塩器に使用されるイオ
ン交換樹脂の脱塩性能の劣化を防止または緩和できる効
果がある。従来のイオン交換樹脂は、５〜７年程度で交
換されており、プラント運転寿命３０年間には約５回の
交換が必要であったが、有機物汚染がない場合に、この
交換は不要と予測される。１回の樹脂交換費用が２億円
〜４億円であるので、プラント運転寿命全体では、１０
億円〜１５億円のコスト低減が可能となる。

また、事故等により廃棄物処理系に多量の有機物が混入
した場合でも、一次系への流入を防止できるため、プラ
ントの運転を安全に継続できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一次系水補給系統を備えた沸騰水
型原子炉の系統図、第２図は第１図実施例のさらに具体
的な実施態様を示す系統図、第３図は他の実施例を示す
系統図、第４図は従来の沸騰水型原子炉の一例を示す系
統図、第５図は従来の一次系水補給系統の一例を示す図
、第６図は復水貯蔵タンク水の供給系統を示す図、第７
図は復水脱塩器のイオン交換樹脂の貫流イオン交換容量
の経年変化を示す図、第８図はアニオン樹脂中の全有機
体炭素の経年変化を示す図である。１・・・復水貯蔵タンク、２・・・高圧タービン、３・
・・湿分分離器、４・・・低圧タービン、５・・・原子
炉、６・・・復水器、７・・・復水脱塩器、８・・・炉
浄化系、９・・・給水加熱系、１０・・・ポンプ、１１
・・・有機物除去装置。１２・・・補給水ライン、１３・・・純水タンク、１４
・・・電動弁、１５・・・有機物検出器、１６・・・コ
ントローラ、１７・・・機器ドレンタンク、１８・・・
床ドレンタンク、１９・・・化学廃液タンク、２０・・
・ろ過器。２１・・・脱塩器、２２・・・サンプルタンク、２３・
・・前処理装置、２４・・・純水製造装置、２５・・・
ろ過水タンク、２６・・・メインポンプ、２７・・・・
クラッドセパレータ、２８・・・ろ過装置、２９・・・
昇圧ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】１、復水器と復水脱塩器とを含む原子炉一次系に冷却材
としての水を復水貯蔵タンクから補給する一次系水補給
系統において、復水器への補給水ラインに有機物除去装
置を設けたことを特徴とする一次系水補給系統。２、特許請求の範囲第１項において、有機物除去装置を
前記復水貯蔵タンクと復水器との間の補給水ラインに設
けたことを特徴とする一次系水補給系統。３、特許請求の範囲第２項において、前後に電動弁を配
置した有機物除去装置と同じく電動弁を配置したバイパ
ス路とを前記補給水ラインに並列に設けるとともに、前
記復水器から復水脱塩器への一次系および前記復水貯蔵
タンクと前記並列流路との間に有機物検出器を設け、一
次系の有機物よりも前記補給水ラインの有機物が多くな
つたときのみ前記電動弁を制御し補給水を前記有機物除
去装置に通水処理させるコントローラを備えたことを特
徴とする一次系水補給系統。４、特許請求の範囲第１項において、有機物除去装置を
前記復水貯蔵タンクとそれよりも上流の廃棄物処理系と
の間の補給水ラインに設けたことを特徴とする一次系水
補給系統。５、特許請求の範囲第４項において、前後に電動弁を配
置した有機物除去装置と同じく電動弁を配置したバイパ
ス路とを前記補給水ラインに並列に設けるとともに、前
記復水器から復水脱塩器への一次系および前記廃棄物処
理系と前記復水貯蔵タンクとの間に有機物検出器を設け
、一次系の有機物よりも前記補給水ラインの有機物が多
くなつたときのみ前記電動弁を制御し補給水を前記有機
物除去装置に通水処理させるコントローラを備えたこと
を特徴とする一次系水補給系統。