JPS63258687A - 復水浄化方法及び装置 - Google Patents

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、火力発電用プラントや原子カプラント等にお
ける復水浄化方法及び装置、特に原子カプラントにおけ
る海水リークの際に好適に適用される復水浄化方法及び
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ＢＷＲ原子カプラントの復水浄化システムでは、
プリコート型濾過脱塩器と脱塩器でそれぞれクラッドと
呼ばれる放射性腐食生成物と溶解性塩類の除去を行って
いた。

これを、第７図に示すＢＷＲ原子カプラントの一次冷却
水の復水浄化システムの例で具体的に説明する。同図に
おいて、原子炉１で発生した蒸気は高圧タービン２、湿
分分離器３を経て、低圧タービン４とこれに付属する復
水器５で復水になる。

この復水中には放射性腐食生成物と溶解性イオンがわず
かに含まれるので再び原子炉に戻る前に濾過脱塩器６、
脱塩器７で浄化される。一方、原子炉内の不純物の除去
には炉内を再循環して浄化する濾過脱塩器８が設置され
ている。

そして、前記従来の復水浄化システムにおける脱塩器は
本来イオン除去で導電率を下げるためのものである。し
かし近年のプラントでは復水の導電率は十分に低い所ま
できており、主に復水器コンデンサからの海水リーク対
策用として位置づけられている。

そこで、クラッド浄化を主体とする濾過脱塩器の機能を
海水リーク時を想定して対処できれば脱塩器の設置をな
くすことが可能となる。しかし、その場合には、従来の
粉末イオン交換樹脂による濾過脱塩器のクラッド捕捉と
脱塩の機能に加えて、海水リーク時に対応して塩素イオ
ンを吸着除去できる機能を強化することが必要となる。

上記要請に応えるものとして、本発明者らは、先に、海
水リーク時に脱塩器の濾過エレメント上に重畳的にイオ
ン交換樹脂層をプリコートするようにした復水処理設備
を開発したが（特開昭５８−１９６８８６号公報参照）
、プリコートされるイオン交換樹脂は直径２０〜３０μ
ｍ程度の大きさの微細な粉末樹脂であり、これが前記濾
過エレメント上に重畳的にプリコートされることにより
、復水移送経路における圧力損失が大きくなるという問
題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消した復水
浄化方法及び装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の復水浄化方法及び装置においては、上記目的を
達成するために次の技術手段を用いる。

まず不測の不純物の混入、特に海水リークを早い機会に
検出する手段として、復水器中の復水の導電率及び／又
は塩素イオン濃度を計測する手段、例えば導電率計と塩
素イオン検出器、を復水器のホットウェル内に設置する
。これより海水リーク等により復水中の復水の導電率及
び／又は塩素イオン濃度が設定値を超えた場合、ただち
にこれが検出される。さらに、前記検出結果に対応して
信号を発する演算制御手段、及び、この信号に対応して
イオン交換樹脂あるいはイオン交換繊維等からなる所要
量の吸着材を濾過脱塩器内に注入し、浮遊せしめる手段
を設置する。それによって、復水への塩素イオンを中心
とする不純物の混入に対応して、遅滞なく前記吸着材が
濾過脱塩器内に注入浮遊せしめられ、前記不純物を吸着
除去するものであり、これにより海水リーク等に対応し
た不純物イオンは原子炉に入る前に浄化される。しかし
、本システムはあくまでも緊急的な処置であり、原子炉
の停止あるいはリーク部分の修復等を短時間に行なうこ
とが前提となることは云うまでもない。

〔作　用〕

本発明の復水浄化方法及び装置は上記のような構成のも
のであるから、海水リーク等の不測の不純物の混入によ
り復水中の塩素イオン濃度が設定値を超えた場合、濾過
脱塩器内に所要量のイオン吸着材が注入、浮遊せしめら
れ、それにより塩素イオンを中心とするイオン状の不純
物がイオン交換によって効率的に除去される。また、吸
着材は前記のように濾過脱塩器内を浮遊せしめられるて
いるものであるから、特開昭５８−９６８８６号の発明
におけるような復水移送経路における圧力損失を大きく
するような問題もない。そして、前記イオン吸着材によ
って吸着除去されなかった不純物は、さらに、粉末イオ
ン交換樹脂からなるプリコート層による吸着除去作用を
受け、復水の浄化がより完全となる。なお、本発明の塩
素イオンに関する浄化性能としては、１００ｐｐｂ塩素
イオンを２０時間前後除去できるものである。

〔実施例〕

本発明による原子カプラントの復水浄化装置を第１図に
示す。本発明では復水浄化を濾過脱塩器９だけで行なお
うとするものである。これに付帯する機器、設備として
復水器氷室に導電率計１０と塩素イオン濃度計１１が設
置されており、濾過脱塩器の上流側にはイオン交換樹脂
粒子を貯蔵したイ吸着材槽１２が置かれている。これら
の装置では、復水器内の異常を導電率計と塩素イオン濃
度計で検出し、途中で演算制御回路１３を介して、吸着
材槽内の吸着材粒子を適宜ポンプ１４で添加できるよう
になっている。

次に濾過脱塩器周辺の装置とその機能について第２図に
示す。濾過脱塩器９は内部に高分子繊維あるいは金網等
で巻いた中空状のエレメント１５が設置されている。こ
のエレメントにプリコート材として直径２０〜３０μｍ
の大きさの粉末状イオン交換樹脂をプリコートカチオン
樹脂槽１６とプリコートアニオン樹脂槽１７から添加す
る。プリコート層部でクラッド粒子の捕捉を堆積濾過で
分離する。

この際溶解性イオンも１部除去される。これらの通常の
濾過脱塩器構造に対して、本発明ではイオン交換樹脂粒
子あるいはイオン交換繊維等からなるイオン吸着材を貯
槽１２より制御ポンプ１４を介して添加する。添加され
た吸着材は塔内に流動し、不純物イオンを吸着除去する
。一方、吸着材の添加は復水中に不純物が混入した場合
、最も想定されるのはコンデンサの海水リークであり、
導電率と塩素イオン濃度検出の一方あるいは両方から添
加量を制御されることになる。

なお吸着材の添加量並びに吸着材の形態割合については
適宜決定される。吸着材の材質をイオン交換樹脂とした
場合、アニオン交換樹脂をカチオン交換樹脂より多くな
るようにして塩素イオン他のアニオン種を吸着できるよ
うにするのが望ましい。

次に本発明を実証するための試験結果を実施例として下
記に示す。

用いた試験装置の構成を第３図に示す。濾過脱塩器１８
には５０φ×１００のエレメント（有効面積１５０ｄ）
が設置されており、プリコートイオン交換樹脂槽１９か
らプリコート粉末がエレメント上にプリコートされる。

その後原水槽２０がら溶解性塩類として塩化ナトリウム
液を通液し、その間にイオン吸着材槽２１から粒状イオ
ン交換樹脂を添加できるようになっている。塩素イオン
測定は原水槽２ｏと処理水槽２２に設置されている。本
装置でのプリコート樹脂量はエレメント断面積当り１ｋ
ｇ／ｍであり、カチオン樹脂とアニオン樹脂の比率は１
である。また供試水には脱塩水に塩素イオン約１００ｐ
ｐｂと５ｏｐｐｂを含む水を用いた。流量は１２０１　
／ｈである。

実施例１ イオン吸着材に粒状イオン交換樹脂をカチオン樹脂とア
ニオン樹脂の比率を１にして用い、その添加量を変えた
結果を第４図に示す。イオン交換樹脂を添加しないでプ
リコート用の粉末樹脂だけでも３０％程度の除去率かえ
られる。樹脂添加量を増加するにしたがい除去率が向上
する。原水濃度５０ｐｐｂでは、樹脂添加量５０ｇ／ｈ
で完全に除去できることがわかる。なお添加イオン交換
樹脂は粒径が大きいのでプリコート層にはほとんど付着
しないで槽内に浮遊している。

実施例２ イオン吸着材にイオン交換繊維をカチオン繊維とアニオ
ン繊維の比率を１にして用いた時の特性を第５図に示す
。第４図に示したイオン交換樹脂とほぼ同じ特性を示す
が、イオン交換繊維の方が吸着速度が大きく添加量が少
なくとも除去率が大きくなっている。この場合にも全体
では浮遊しているが一部はプリコート層に付着している
。なおイオン交換繊維添加時の時間変化では、塩素イオ
７１００ｐｐｂ、添加１５０ｇ／ｈ　”ｉｌ’除去率９
５％以上が１００時間まで処理できる。

なお、上記記載においては、本発明において必要時に濾
過脱塩器に添加するイオン吸着材として粒状イオン交換
樹脂、イオン交換繊維をとり上げたが、他にも塩素イオ
ン等のアオニンを吸着できる材料、例えば無機性の反応
吸着材等も使用可能である。

一方、ＢＷＲ原子カプラントの冷却水系統を第７図に示
したが、最近のプラントでは第６図に示すサイトスリー
ム方式という浄化システムがとられる場合がある。この
方式では復水器のホントウェル内の水を循環浄化する循
環系統２３を設けて、これより溢流する冷却水を従来の
系統で原子炉へ送られている。この方式においても導電
率計ｌＯにより計測された導電率並びに塩素イオン計１
１により計測された塩素イオン濃度が設定値を超えた場
合、その計測結果に基づいて所要量の吸着材がポンプ１
４により濾過脱塩器９内に注入されることになる。

〔発明の効果〕

本発明は、従来の脱塩器を省略した簡略化した浄化シス
テムにおいて、原子カプラントの海水リーク等による復
水への不測の不純物の混入に対して、復水中の前記不純
物、特に塩素イオン中心とするイオン状不純物を効率的
に除去でき、しかも、特開昭５８−１９６８８６号の発
明における如き復水移送経路における圧力損失も生じな
いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における原子カプラントの一次冷却水の
復水浄化系統を示す図、第２図は本発明の濾過脱塩器と
その付帯設備の配列を示す図、第３図は本発明を実証す
るに用いた実験装置の概略構成図、第４図は本発明にお
ける脱塩性能を示す特性図、第５図は本発明における脱
塩性能を示す特性図、第６図は本発明の他の浄化システ
ムを示す図、第７図は従来のＢＷＲ型プラントの一次冷
却水の復水浄化系統を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、濾過助剤をプリコートした濾過エレメントを有する
   濾過脱塩器により復水を浄化する方法において、復水器
   中の復水の導電率及び／又は塩素イオン濃度が設定値を
   超えた場合、それに対応して所要量のイオン吸着材を前
   記濾過脱塩器内に注入し、浮遊せしめ、前記濾過脱塩器
   内を浮遊するイオン吸着材により復水中のイオン状不純
   物を吸着除去することを特徴とする復水浄化方法。 ２、イオン吸着材が、イオン交換樹脂粒子であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の復水浄化方法。 ３、イオン交換樹脂粒子が、平均粒径１００μｍ以上の
   アニオン樹脂粒子とカチオン樹脂粒子からなることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の復水浄化方法。 ４、アニオン樹脂粒子とカチオン樹脂粒子との混合比率
   が０．５以上であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の復水浄化方法。 ５、イオン吸着材が、イオン交換繊維であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の復水浄化方法。 ６、イオン吸着材が、無機性の反応吸着材であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項の復水浄化方法。 ７、所要量のイオン吸着材が、塩素イオン濃度に比例し
   た量のイオン吸着材であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第６項のいずれかの項記載の復水浄化方
   法。 ８、濾過助剤をプリコートした濾過エレメントを有する
   濾過脱塩器において、復水器中の復水の導電率及び／又
   は塩素イオン濃度を計測する手段、前記計測手段の計測
   結果が入力され、復水の導電率及び／又は塩素イオン濃
   度が設定値を超えた場合に所要の信号を発する演算制御
   手段、前記演算制御手段からの信号に基づいて所要量の
   イオン吸着材を前記濾過脱塩器内に注入し、浮遊せしめ
   る手段とを設け、前記濾過脱塩器内を浮遊するイオン吸
   着材により復水中のイオン状不純物を吸着除去するよう
   に構成したことを特徴とする復水浄化装置。 ９、イオン吸着材が、イオン交換樹脂粒子であることを
   特徴とする特許請求の範囲第８項記載の復水浄化装置。 １０、イオン交換樹脂粒子が、平均粒径１００μｍ以上
   のアニオン樹脂粒子とカチオン樹脂粒子からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第９項記載の復水浄化装置。 １１、アニオン樹脂粒子とカチオン樹脂粒子との混合比
   率が０．５以上であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１０項記載の復水浄化装置。 １２、イオン吸着材が、イオン交換繊維であることを特
   徴とする特許請求の範囲第８項記載の復水浄化装置。 １３、イオン吸着材が、無機性の反応吸着材であること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項の復水浄化装置。 １４、所要量のイオン吸着材が、塩素イオン濃度に比例
   した量のイオン吸着材であることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項乃至第１３項のいずれかの項記載の復水浄
   化装置。