JPS6345595A - Method and device for purifying reactor cooling water - Google Patents

Method and device for purifying reactor cooling water

Info

Publication number
JPS6345595A
JPS6345595A JP61156074A JP15607486A JPS6345595A JP S6345595 A JPS6345595 A JP S6345595A JP 61156074 A JP61156074 A JP 61156074A JP 15607486 A JP15607486 A JP 15607486A JP S6345595 A JPS6345595 A JP S6345595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling water
exchange resin
resin
ion exchange
cation exchange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP61156074A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0631848B2 (en
Inventor
将省 松田
清美 船橋
高志 西
小森 至
務 馬場
遊座 英夫
俊介 内田
三浦 英一
安達 哲朗
大角 克巳
知弘 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of JPS6345595A publication Critical patent/JPS6345595A/en
Publication of JPH0631848B2 publication Critical patent/JPH0631848B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は原子力発電所における原子炉の冷却水を浄化す
る原子炉冷却水浄化方法及び装置に関し。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a reactor cooling water purification method and apparatus for purifying reactor cooling water in a nuclear power plant.

特に粉末状イオン交換樹脂を用いる濾過脱塩装置を備え
るものにおいて、原子力発電所での作業員の被ばく量を
低減でき、かつ廃棄物処理が容易なイオン交換樹脂を用
いた浄化方法と装置に関するものである。
Particularly related to purification methods and devices using ion exchange resins that can reduce radiation exposure for workers at nuclear power plants and facilitate waste disposal, especially those equipped with filtration and desalination equipment that uses powdered ion exchange resins. It is.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年、原子力発電所の稼動基数増加に伴い、通常運転時
及び定期点検時の作業員の被ばく量低減が強く望まれて
いる。このため、yX子千切却水中の放射性物質、すな
わちクラッドと呼ばれる酸化鉄を主成分とする微粒子(
粒径3μma度)や”Co”+・2111 F e Z
+などの放射性金属イオンを効率的に除去することが必
要となる。
In recent years, with the increase in the number of operating nuclear power plants, there is a strong desire to reduce the amount of radiation exposure of workers during normal operation and periodic inspections. For this reason, the radioactive substances in the yX ion water, that is, the fine particles mainly composed of iron oxide called cladding (
(particle size 3 μma degree) and “Co”+・2111 Fe Z
It is necessary to efficiently remove radioactive metal ions such as +.

従来、沸騰水型原子炉において、タービンを駆動し、復
水器により回収された冷却水は、粉末状のイオン交換樹
脂をプリコートした濾過脱塩器と、粒状の陽イオン交換
樹脂と陰イオン交換樹脂を混床で用いた通常の脱塩器と
により浄化され原子炉へ給水されている。濾過脱塩器で
使用する粉末状のイオン交換樹脂は陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂とを粉砕して粉末状としたものである
Conventionally, in boiling water reactors, the cooling water that drives the turbine and is recovered by the condenser is passed through a filtration demineralizer pre-coated with powdered ion exchange resin, and granular cation exchange resin and anion exchange. The water is purified by a conventional desalter using a mixed bed of resin and then supplied to the reactor. The powdered ion exchange resin used in the filtration demineralizer is obtained by pulverizing a cation exchange resin and an anion exchange resin.

なお通常は、濾過脱塩器と脱塩器を総称して、原子炉冷
却水浄化装置と呼んでいる。
Usually, the filtration demineralizer and the demineralizer are collectively referred to as a reactor cooling water purification system.

原子炉冷却水浄化装置が作業員の被ばく量低減に大きな
効果をもつ理由を以下詳しく説明する。
The reason why reactor cooling water purification systems are so effective in reducing radiation exposure for workers will be explained in detail below.

被ばくの主原因は、放射性のクラッドや放射性の”Go
”十が配管に付着し、配管線景率を上昇させているため
である。また、放射性のクラッドや”Go”十を生成す
る原因は、復水器や配管から冷却水中に溶出した非放射
性の鉄やコバルトが、原子炉内で中性子照射を受は放射
化するためである。
The main cause of exposure is radioactive crud and radioactive “Go”.
This is because "Go" adheres to the pipes and increases the piping line visibility. Also, the cause of the generation of radioactive crud and "Go" is non-radioactive substances leached into the cooling water from the condenser and pipes. This is because iron and cobalt become radioactive when exposed to neutron irradiation inside a nuclear reactor.

したがって、放射性、非放射性を問わず、冷却水中の鉄
やコバルト(クラッドとイオン両者を含む)を除去する
ことにより、被ばく量の低減を計ることができる。この
ため、従来は濾過脱塩器と脱塩器を組み合せた原子炉冷
却水浄化装置が用いられていた。この装置において、上
流に設けられた濾過脱塩器では、冷却水中の放射性物質
であるクラッドと金属イオンを同時に除去し、脱塩器で
は濾過脱塩器で完全に除去されなかった残りの金属イオ
ンを除去するようにしている。また、前記従来例では濾
過脱塩器及び脱塩器に粉末状または粒状のイオン交換樹
脂として、陽イオン交換樹脂がベンゼンスルホン酸系樹
脂、陰イオン交換樹脂が四級アンモニウム系樹脂を用い
ている。各々の分子構造を下式示す。
Therefore, by removing iron and cobalt (including both cladding and ions) from cooling water, whether radioactive or non-radioactive, the amount of exposure can be reduced. For this reason, a reactor cooling water purification system that combines a filtration desalter and a desalter has conventionally been used. In this equipment, the filtration demineralizer installed upstream simultaneously removes radioactive crud and metal ions from the cooling water, and the demineralizer removes the remaining metal ions that were not completely removed by the filtration demineralizer. I am trying to remove it. Furthermore, in the conventional example, the cation exchange resin is a benzenesulfonic acid-based resin, and the anion exchange resin is a quaternary ammonium-based resin as a powdered or granular ion exchange resin in the filtration demineralizer and the demineralizer. . The molecular structure of each is shown below.

(a)陽イオン交換樹脂(ベンゼンスルホン酸系樹脂) 0a− (b)陰イオン交換樹脂(四級アンモニウム系樹脂)C
Ha CHa 多種類のイオン交換樹脂の中から、陽イオン交換樹脂に
ベンゼンスルホン酸系樹脂、陰イオン交換樹脂に四級ア
ンモニウム系樹脂を用いている理由は、これらが耐熱性
・耐放射線性にすぐれ、かつベンゼンスルホン酸系樹脂
は強酸性で、四級アンモニウム系樹脂は強塩基性である
ため、冷却水中にNaCQなどの中性塩が存在(これは
復水器から海水がリークした時に起こる)しても、これ
を除去する能力が高いためである。
(a) Cation exchange resin (benzenesulfonic acid resin) 0a- (b) Anion exchange resin (quaternary ammonium resin) C
Ha CHa Among the many types of ion exchange resins, benzenesulfonic acid resins are used as cation exchange resins, and quaternary ammonium resins are used as anion exchange resins because they have excellent heat resistance and radiation resistance. , and benzenesulfonic acid resins are strongly acidic, and quaternary ammonium resins are strongly basic, so neutral salts such as NaCQ are present in the cooling water (this occurs when seawater leaks from the condenser). This is because it has a high ability to remove even if it is removed.

上述したように、冷却水浄化装置(濾過脱塩器と脱塩器
の併用)を用いれば、原子力発電所内での作業員の被ば
く量をかなり低減することができる。しかし、最近では
より一層の被ばく量低減が望まれている。
As mentioned above, by using a cooling water purification system (combined use of a filtration demineralizer and a demineralizer), the amount of radiation exposure of workers within a nuclear power plant can be significantly reduced. However, in recent years, there has been a desire to further reduce the amount of radiation exposure.

従来、特開昭58−761.46号公報により弱酸性の
イオン交換樹脂例えばカルボキシル基をイオン交換基と
して有する弱酸性陽イオン交換樹脂を原子放射性金属イ
オンを結合した弱酸性陽イオン交換うに、燃料棒に付着
し、前記非放射性金属イオンが放射性化され、再び冷却
水中に溶出し、これが配管に付着し、放射線線量率の上
昇につながることを発見した。そこで1本発明者らは、
その原因を明らかにするために、種々研究した結果、次
の点が明らかになった。即ち、弱酸性陽イオン交換樹脂
のうち、イオン交換基がベンゼン環に直接結合したよう
なものは、イオン交換基の結合エネルギーが比較的大き
いため、前記スルホン酸型の樹脂と同様の現象を示すこ
とが明らかになった。そして、さらに検討の結果、イオ
ン交換基の結合エネルギーが300KJ/mol以下の
弱酸性陽イオものである。
Conventionally, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-761.46, a weakly acidic cation exchange resin having a carboxyl group as an ion exchange group was used as a fuel for a weakly acidic cation exchange resin in which an atomic radioactive metal ion was bonded. It was discovered that the non-radioactive metal ions that adhered to the rod became radioactive and were eluted into the cooling water again, which then adhered to the pipes and led to an increase in the radiation dose rate. Therefore, the inventors of the present invention
As a result of various studies to clarify the cause, the following points were clarified. That is, among weakly acidic cation exchange resins, those in which the ion exchange group is directly bonded to the benzene ring exhibit the same phenomenon as the sulfonic acid type resins because the bonding energy of the ion exchange group is relatively large. It became clear. As a result of further investigation, it was found that the ion exchange group is a weakly acidic cation with a binding energy of 300 KJ/mol or less.

〔発明の目的〕 本発明の目的は、原子力発電所での作業員の被ばく址を
低減できかつ廃棄物処理が容易なイオン交換樹脂を用い
た浄化方法と装置を提供することにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a purification method and apparatus using an ion exchange resin that can reduce the amount of radiation exposure for workers at a nuclear power plant and facilitate waste disposal.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の原子炉冷却水の浄化方法は芳香族環を含む高分
子の主鎖に結合したイオン交換基の結合エネルギーが3
00KJ/mol以下の陽イオン交換樹脂に原子炉の冷
却水を接触させて該冷却水中のクラッド又は陽イオンを
捕捉して浄化することを特徴とする原子炉冷却水の浄化
方法である。ところで発明者らは現在使用されている原
子炉冷却水浄化装置を改良することにより、更に作業員
の被ばく量を低減できることを解明した。すなわち、濾
過脱塩器には、粉末状イオン交換樹脂を用いてはt登μ
m程度であるものの、その粒径分布が大交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂の混合物)を濾過脱塩器に用いた場合、粒
径が5μm以下と小さいものは、その一部が濾過脱塩器
からリークして冷却水中に混入する。リークした粉末状
イオン交換樹脂はそのまま原子炉内に持ち込まれ、これ
が作業具の被ばく量を増加させることを見出した。以下
、第3図及び第4図を用いて詳細に説明する。
In the method for purifying nuclear reactor cooling water of the present invention, the bond energy of the ion exchange group bonded to the main chain of the polymer containing an aromatic ring is 3.
This is a method for purifying nuclear reactor cooling water, which is characterized by bringing reactor cooling water into contact with a cation exchange resin of 00 KJ/mol or less to capture and purify crud or cations in the cooling water. By the way, the inventors have discovered that by improving the reactor cooling water purification system currently in use, it is possible to further reduce the amount of radiation exposure to workers. In other words, if a powdered ion exchange resin is used in a filtration demineralizer,
If a mixture of exchange resin and anion exchange resin with a large particle size distribution (about 5 μm or less) is used in a filtration demineralizer, if the particle size is as small as 5 μm or less, some of the particles will be used in the filtration demineralizer. leaks and gets mixed into the cooling water. It was discovered that the leaked powdered ion-exchange resin was carried into the reactor as it was, increasing the amount of radiation exposure of working tools. A detailed explanation will be given below using FIGS. 3 and 4.

最初に、冷却水3中にリークしたイオン交換樹脂がなく
、配管等から溶出したコバルトなどの非放射性の金属イ
オンのみが冷却水中に含まれ、この冷却水が原子炉内に
流入した場合を考える。原子炉内には燃料棒8が装荷さ
れており、この燃料棒8の表面は酸化膜でおおわれてい
る。炉内に流入した金属イオン7と燃料棒8表面の電荷
状態を考えると、金属イオンは当然プラスに帯電してお
り、燃料棒8表面も表面電位はプラスになっている。こ
の理由は、一般に知られているように、pH5〜8の水
中では酸化膜のゼータ電位がプラスになるためである。
First, consider the case where there is no ion exchange resin leaked into the cooling water 3, and the cooling water contains only non-radioactive metal ions such as cobalt eluted from piping, etc., and this cooling water flows into the reactor. . A fuel rod 8 is loaded inside the nuclear reactor, and the surface of the fuel rod 8 is covered with an oxide film. Considering the charge state of the metal ions 7 that have flowed into the furnace and the surfaces of the fuel rods 8, the metal ions are naturally positively charged, and the surface potential of the fuel rods 8 is also positive. The reason for this is that, as is generally known, the zeta potential of the oxide film becomes positive in water with a pH of 5 to 8.

この状態では金属イオン7も燃料棒8の表面もプラスに
帯電しているため、第3図に示すように金属イオン7が
燃料棒8表面にほとんど付着しない。
In this state, since both the metal ions 7 and the surfaces of the fuel rods 8 are positively charged, the metal ions 7 hardly adhere to the surfaces of the fuel rods 8, as shown in FIG.

次に、第4図に示すように、冷却水3中に濾過脱塩器か
らリークしたイオン交換樹脂(陽イオン交換樹脂9およ
び陰イオン交換樹脂10)が混入した場合を考えると、
陽イオン交換樹脂9はマイナスに、陰イオン交換樹脂1
0はプラスに帯電している。燃料棒8の表面はプラスに
帯電しているため、マイナスに帯電した陽イオン交換樹
脂9の一部は燃料棒8の表面に付着する。付着した陽イ
オン交換樹脂9には、非放射性のコバルトなどの金属イ
オンがイオン吸着されている。また、この陽イオン交換
樹脂9は2通常、金属イオンを飽和状態で吸着している
わけではないので、冷却水3中に浮遊している金属イオ
ン7もイオン吸着してしまう。このように、冷却水中に
陽イオン交換樹脂がリークすると、燃料棒8の表面に付
着する非放射性の金属イオンの量が増加することがわか
った。すなわち、冷却水中に陽イオン交゛換樹脂がリー
クすると、非放射性金属イオンの原子炉内での平均滞留
時間が長くなることがわかった。
Next, consider the case where ion exchange resins (cation exchange resin 9 and anion exchange resin 10) leaked from the filtration demineralizer are mixed into the cooling water 3, as shown in FIG.
Cation exchange resin 9 is negative, anion exchange resin 1
0 is positively charged. Since the surface of the fuel rod 8 is positively charged, a portion of the negatively charged cation exchange resin 9 adheres to the surface of the fuel rod 8. Non-radioactive metal ions such as cobalt are adsorbed on the attached cation exchange resin 9. Further, since the cation exchange resin 9 does not normally adsorb metal ions in a saturated state, the metal ions 7 floating in the cooling water 3 will also be adsorbed. As described above, it has been found that when the cation exchange resin leaks into the cooling water, the amount of non-radioactive metal ions adhering to the surface of the fuel rod 8 increases. In other words, it was found that when the cation exchange resin leaks into the cooling water, the average residence time of non-radioactive metal ions in the reactor becomes longer.

冷却水3中に含まれる非放射性の金属イオンの代表的な
ものとしてはコバルト59(15IlGo)があるが、
この”Coは原子炉6内で中性子照射を受けるとその一
部が放射性のコバルト60 (”Go)に変化する。こ
のように、冷却水3中に陽イオン交換樹脂9がリークす
ると、”Goなどが原子炉内で滞留時間が長くなり、そ
の結果、”Goなど放射性金属の生成量が増加すること
がねがった。
Cobalt-59 (15IlGo) is a typical non-radioactive metal ion contained in the cooling water 3.
When this "Co" is irradiated with neutrons in the nuclear reactor 6, a part of it changes into radioactive cobalt-60 ("Go"). In this way, when the cation exchange resin 9 leaks into the cooling water 3, the residence time of Go and other substances in the reactor becomes longer, and as a result, the amount of radioactive metals such as Go produced increases. .

このため作業員の被ばく量が増加する結果となっていた
This resulted in increased radiation exposure for workers.

以上説明したように、陽イオン交換樹脂が濾過脱塩器か
らリークすることにより、原子炉内での放射性金属の生
成量が増加し、また放射化した金属の一部は燃料棒8か
ら剥離して再び冷却水中に溶出する。この結果、冷却水
の放射能濃度も高くなる。冷却水中の放射性金属イオン
はその一部が配管に付着するため、配管の線量率が高く
なる。
As explained above, when the cation exchange resin leaks from the filtration demineralizer, the amount of radioactive metals generated within the reactor increases, and some of the radioactive metals are peeled off from the fuel rods 8. and elute again into cooling water. As a result, the radioactivity concentration of the cooling water also increases. Some of the radioactive metal ions in the cooling water adhere to the pipes, increasing the dose rate of the pipes.

また、配管への放射性金属イオンの付着量も、第3図及
び第4図で説明したものと同じ理由で、陽イオン交換樹
脂が存在することにより増加する。
Furthermore, the amount of radioactive metal ions adhering to the pipe increases due to the presence of the cation exchange resin for the same reason as explained in FIGS. 3 and 4.

このように、冷却水中に陽イオン交換樹脂がリークする
と、放射性金属の生成量が増加し、また配管への放射性
金属の付着量も増加する。この結果、作業員の被ばく量
が増加することになる。
As described above, when the cation exchange resin leaks into the cooling water, the amount of radioactive metal produced increases, and the amount of radioactive metal attached to the pipes also increases. As a result, the amount of radiation exposure for workers will increase.

なお、前記陰イオン交換樹脂10はプラスに帯電してい
るため、燃料棒表面や配管(いずれも表面はプラスに帯
電)には付着しにくく、陽イオン交換樹脂のような害は
ない。
In addition, since the anion exchange resin 10 is positively charged, it is difficult to adhere to the surface of the fuel rod or piping (both surfaces are positively charged), and is not as harmful as the cation exchange resin.

本願発明者らは、次のような実験によって本発明の知見
を得た。すなわち、第5図に示す実験装置を用い、純水
11を加熱装置12により280℃、70気圧に加熱し
て沸騰水型原子炉の炉水条件に相当する環境を作り、ポ
ンプ13により配管14に通水した。また、純水11中
には1ppb程度の80coを溶かしておき1通水後、
配管14に付着した”Cotを測定した結果、純水中に
0、lppm程度の陽イオン交換樹脂を混入すると、8
0 COの配管への付着量が1.5〜2倍に増加するこ
とを解明した。また、陰イオン交換樹脂を混入した場合
には、5OGoの配管への付着量増加は見られなかった
The inventors of the present invention obtained the knowledge of the present invention through the following experiments. That is, using the experimental apparatus shown in FIG. Water was passed to. In addition, about 1 ppb of 80co is dissolved in pure water 11, and after one water passage,
As a result of measuring "Cot" attached to the pipe 14, it was found that when about 0.1 ppm of cation exchange resin is mixed into pure water, 8.
It was found that the amount of 0 CO adhering to piping increased by 1.5 to 2 times. Further, when an anion exchange resin was mixed, no increase in the amount of 5OGo attached to the piping was observed.

上述の結果から、作業員の被ばく量を低減するためには
、冷却水中への陽イオン交換樹脂のリークを防止するこ
とが有効であることがわかる。なお、イオン交換樹脂は
、原子炉冷却水浄化装置を構成する濾過脱塩器と脱塩器
の両者で用いられており、いずれも陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂を混合して使用しているが、脱塩器に
おいては粒径が約500μm8度と大きい粒状イオン交
換樹脂を用いているため、イオン交換樹脂の冷却水中へ
のリークはほとんど生じない、これに対し、濾過脱塩器
においてはイオン交換樹脂の平均粒径が約さ一8μm程
度と小さく、かつ粒径分布が数μmから100μm程度
と大きく分布しているため、粒径の小さいイオン交換樹
脂が冷却水中にリークしやすい、このため、濾過脱塩器
における陽イオン交換樹脂のリーク防止策が必要となる
The above results show that it is effective to prevent leakage of cation exchange resin into cooling water in order to reduce radiation exposure to workers. Ion exchange resins are used in both the filtration demineralizer and the demineralizer that make up the reactor cooling water purification system, and both use a mixture of cation exchange resin and anion exchange resin. However, since demineralizers use granular ion exchange resin with a large particle size of approximately 500 μm and 8 degrees, there is almost no leakage of ion exchange resin into the cooling water.On the other hand, in filtration demineralizers The average particle size of the ion exchange resin is small, about 8 μm, and the particle size distribution is widely distributed, from several μm to about 100 μm, so the ion exchange resin with a small particle size easily leaks into the cooling water. Therefore, it is necessary to take measures to prevent leakage of the cation exchange resin in the filtration demineralizer.

リーク防止策としては、粉末状イオン交換樹脂として一
定粒径以上(例えば5μm以上)のもののみを用いる方
法が考えられる。この方法はリーク防止上有効ではある
が、コスト的に不利である。
As a measure to prevent leakage, a method of using only powdered ion exchange resins having a particle size of a certain size or more (for example, 5 μm or more) can be considered. Although this method is effective in preventing leakage, it is disadvantageous in terms of cost.

すなわち、粉末状イオン交換樹脂は1粒状イオン交換樹
脂を粉砕して製造するため1粒径が1μm程度のものが
混入することは避けられず、その中から一定粒径以上の
ものだけを使用したい場合には製造した粉末状イオン交
換樹脂の中から一定粒径以下のものをふるい分ける工程
が必要となる。
In other words, since powdered ion exchange resin is manufactured by pulverizing a single particle of ion exchange resin, it is inevitable that particles with a particle size of about 1 μm will be mixed in, so it is desirable to use only those with a certain particle size or more. In some cases, a step is required to sift out particles with a certain particle size or less from the produced powdered ion exchange resin.

また、ふるい分けるべき粒径が数μmと小さいため、こ
の工程はきわめて複雑となり、コストが高くなる。
In addition, since the particle size to be sieved is as small as a few μm, this process becomes extremely complicated and increases the cost.

そこで本願発明者らは、冷却水中へ陽イオン交換樹脂が
リークしても、作業員の被ばく量を増加させない陽イオ
ン交換樹脂の存在を検討した。その結果、陽イオン交換
樹脂中のイオン交換基が。
Therefore, the present inventors investigated the existence of a cation exchange resin that would not increase the radiation exposure of workers even if the cation exchange resin leaked into cooling water. As a result, the ion exchange groups in the cation exchange resin.

ベンゼン環を構成する炭素以外の元素と結合した陽イオ
ン交換樹脂を用いることが有効であることを究明した。
We have found that it is effective to use a cation exchange resin that is bonded to an element other than carbon that constitutes the benzene ring.

以下、これを詳細に説明する。This will be explained in detail below.

前述したように、陽イオン交換樹脂が冷却水3中にリー
クすると、陽イオン交換樹脂が燃料棒の表面に付着し、
これに伴い非放射性金属イオン(159Go等)の原子
炉内での平均滞留時間も長くなり、放射性金属の生成量
が増加する。従来、陽イオン交換樹脂としてはイオン交
換基(SO3−)がベンゼン環に直接結合したベンゼン
スルホン酸系樹脂が用いられていたが、これは耐熱性・
耐放射線性が高く、原子炉−次系で使用しても分解しに
くいことがわかった。
As mentioned above, when the cation exchange resin leaks into the cooling water 3, the cation exchange resin adheres to the surface of the fuel rod,
Along with this, the average residence time of non-radioactive metal ions (159Go, etc.) in the reactor becomes longer, and the amount of radioactive metal produced increases. Conventionally, benzenesulfonic acid resins in which an ion exchange group (SO3-) is directly bonded to a benzene ring have been used as cation exchange resins, but this resin has heat resistance and
It was found that it has high radiation resistance and is difficult to decompose even when used in a nuclear reactor system.

陽イオン交換樹脂が燃料棒8に付着しやすい理由は、陽
イオン交換樹脂9がマイナスに帯電しているためである
が、陽イオン交換樹脂がマイナスに帯電している理由は
次の通りである。すなわち、高分子基体(スチレンとジ
ビニルベンゼンの共重合体)は電気的に中性であるが、
イオン交換基が電気的にマイナスの性質をもっているた
め、陽イオン交換樹脂全体としてもマイナスになるため
である。
The reason why the cation exchange resin tends to adhere to the fuel rods 8 is because the cation exchange resin 9 is negatively charged, but the reason why the cation exchange resin is negatively charged is as follows. . In other words, the polymer base (a copolymer of styrene and divinylbenzene) is electrically neutral, but
This is because since the ion exchange group has electrically negative properties, the cation exchange resin as a whole also becomes negative.

ところで、陽イオン交換樹脂は原子炉内に入ると、高温
、高放射線下にさらされるため、分解しやすくなるが、
陽イオン交換樹脂が分解する順序は化学的な結合エネル
ギーの最も小さいイオン交換基の部分からであり、化学
式で表わすと次のようになる。
By the way, when cation exchange resins enter a nuclear reactor, they are exposed to high temperatures and high radiation, making them easy to decompose.
The order in which a cation exchange resin decomposes is from the ion exchange group part with the smallest chemical bonding energy, and is expressed in the chemical formula as follows.

上式のように、陽イオン交換樹脂が分解した場合を仮定
すると、電気的に中性の高分子基体と、マイナスに帯電
した亜硫酸イオン(SOaz−)になる、このうち、亜
硫酸イオンは可溶性のため直ちに冷却木本中に移動し、
残った高分子基体は電気的に中性となるから、燃料棒8
の表面に付着しにくくなる。仮りに、付着してもイオン
交換能力がないため、冷却水中の非放射の金属イオンを
燃料棒表面に長期間滞留させるようなことはなくなる。
Assuming that the cation exchange resin decomposes as shown in the above equation, it becomes an electrically neutral polymer base and a negatively charged sulfite ion (SOaz-), of which the sulfite ion is a soluble Immediately move the wood into the cooled wood,
The remaining polymer base becomes electrically neutral, so the fuel rod 8
becomes difficult to adhere to the surface. Even if they adhere, they do not have ion exchange ability, so non-radiative metal ions in the cooling water will not remain on the surface of the fuel rods for a long period of time.

また、イオン交換基が分解した後の陽イオン交換樹脂は
電気的に中性のため、配管にも付着しにくくなっており
、この結果、放射性金属(80C0など)の配管付着を
促進することもなくなる。
In addition, the cation exchange resin after the ion exchange group is decomposed is electrically neutral, making it difficult to adhere to piping, and as a result, it may also promote the adhesion of radioactive metals (80C0, etc.) to piping. It disappears.

以上陽イオン交換樹脂からイオン交換基が分解した場合
を説明したが、従来は陽イオン交換樹脂として耐熱性・
耐放射線性の高いベンゼンスルホン酸系樹脂を用いてい
たため、陽イオン交換樹脂からイオン交換基が分解しに
くく、上述した作業員の被ばく低減効果が得られない、
したがって、熱的に分解しやすい陽イオン交換樹脂を用
いれば。
The case where the ion exchange group decomposes from the cation exchange resin has been explained above, but conventional cation exchange resins have
Because a benzenesulfonic acid resin with high radiation resistance was used, the ion exchange groups from the cation exchange resin were difficult to decompose, making it impossible to achieve the above-mentioned effect of reducing radiation exposure for workers.
Therefore, if a cation exchange resin that is easily decomposed thermally is used.

作業員の被ばく低減効果を達成することができる。It is possible to achieve the effect of reducing radiation exposure for workers.

次に、熱的に分解しやすい陽イオン交換樹脂について説
明する。
Next, a cation exchange resin that is easily decomposed thermally will be explained.

陽イオン交換樹脂は、イオン交換基が結合している元素
により、次の2つに大別することができる。1つはイオ
ン交換基がベンゼン環を構成する炭素原子と結合してい
るもので、以下これをベンゼン環型と呼ぶ。第2は、イ
オン交換基がベンゼン環を構成する炭素原子以外の元素
と結合しているもので、以下これを直鎖型と呼ぶ、第1
表は。
Cation exchange resins can be roughly divided into the following two types depending on the element to which the ion exchange group is bonded. One type is one in which an ion exchange group is bonded to a carbon atom constituting a benzene ring, and this is hereinafter referred to as a benzene ring type. The second type is one in which the ion exchange group is bonded to an element other than the carbon atom constituting the benzene ring, and is hereinafter referred to as a linear type.
The table is.

ベンゼン環型と直鎖型の陽イオン交換樹脂の例を示した
ものである。
Examples of benzene ring type and linear type cation exchange resins are shown.

第1表に示した7種類の陽イオン交換樹脂を用いて、熱
的に弱い樹脂を実験的に調べた。実験方法は、7種類の
陽イオン交換樹脂を各々280℃。
Using seven types of cation exchange resins shown in Table 1, thermally weak resins were experimentally investigated. The experimental method involved using seven types of cation exchange resins at 280°C.

70気圧の高温水中に浸せきし、イオン交換基が時間と
共にどのように分解するかを調べるため、イオン交換容
量変化を求めた。第6図にその実験結果を示す。図にお
いて、横軸は高温水中での浸せき時間、縦軸はイオン交
換容量の変化を対数−で示している。この結果から、熱
的に分解しやすい陽イオン交換樹脂は■、  O,OG
であり、第1表から直鎖型のイオン交換樹脂が熱的に分
解しやすいものであることがわかった。直鎖型が熱的に
分解しやすい理由は、イオン交換基と高分子基体との結
合エネルギー(第1表参照)によるものと考えられる。
The sample was immersed in high-temperature water at 70 atm, and the change in ion exchange capacity was determined to examine how the ion exchange group decomposes over time. Figure 6 shows the experimental results. In the figure, the horizontal axis shows the immersion time in high-temperature water, and the vertical axis shows the change in ion exchange capacity in logarithm -. From this result, the cation exchange resins that are easily decomposed thermally are ■, O, OG.
From Table 1, it was found that linear ion exchange resins are easily thermally decomposed. The reason why the linear type is easily thermally decomposed is thought to be due to the bonding energy between the ion exchange group and the polymer substrate (see Table 1).

すなわち、ベンゼン環の炭素と結合したイオン交換基(
ベンゼン環型)は、結合エネルギーが大きいために熱的
に分解しにくく、これに対し、ベンゼン環の炭素以外の
元素と結合したイオン交換基(直鎖型)は、結合エネル
ギーが小さいために、熱的に分解しやすくなるものと考
えられる。
In other words, the ion exchange group bonded to the carbon of the benzene ring (
Benzene ring type) has a large bond energy and is difficult to decompose thermally.On the other hand, an ion exchange group (linear type) bonded to an element other than carbon in the benzene ring has a small bond energy, so It is thought that it becomes easier to decompose thermally.

第7図は、第6図に示したイオン交換容量の変化の図か
ら各樹脂に対して、イオン交換容量が1/10になる時
間t□/1+1を求めたものである8図において、縦軸
にはt1八。を、横軸には、対応するイオン交換樹脂に
おけるイオン交換基の結合エネルギーを示している。こ
の図から結合エネルギーが300KJ/mol以下であ
れば、ti/ioは1時間以下となり、熱的に分解しや
すいことがわかる。特に、直鎖型樹脂は通常、結合エネ
ルギーが300KJ/+mo12以下のため分解しやす
く、またベンゼン環型樹脂であっても結合エネルギーが
300 K J /rioQ以下であれば、容易に分解
可能であることがわかる。
Figure 7 shows the time t□/1+1 for which the ion exchange capacity becomes 1/10 for each resin from the graph of changes in ion exchange capacity shown in Figure 6. T18 on the axis. The horizontal axis shows the binding energy of the ion exchange group in the corresponding ion exchange resin. From this figure, it can be seen that when the binding energy is 300 KJ/mol or less, ti/io is 1 hour or less, and it is easy to thermally decompose. In particular, linear resins usually have a bond energy of 300 KJ/+mo12 or less and are therefore easily decomposed, and even benzene ring type resins can be easily decomposed if their bond energy is 300 KJ/rioQ or less. I understand that.

以上のことから1作業員の被ばく量をより低減するため
には、濾過脱塩i4に用いる陽イオン交換樹脂として直
鎖型あるいはイオン交換基の結合エネルギーの小さいも
のを使用することが有効である。なお、陽イオン交換樹
脂としては100種類以上のものか知られているが、現
在使用されているものの大半はベンゼン環型であり、直
鎖型は少ない、特に、原子炉冷却水浄化装置に直鎖型の
陽イオン交換樹脂を使用した例はない、直鎖型の陽イオ
ン交換樹脂としては次のようなものがある。
Based on the above, in order to further reduce the radiation exposure per worker, it is effective to use a linear type or one with low binding energy of ion exchange groups as the cation exchange resin used for filtration and desalination i4. . Although more than 100 types of cation exchange resins are known, the majority of those currently in use are benzene ring types, and there are only a few straight chain types, especially those used directly in reactor cooling water purification systems. There are no examples of using chain type cation exchange resins, but the following are examples of straight chain type cation exchange resins.

(1)オキシベンジルスルホン酸型:第1表■に示すタ
イプのもの。
(1) Oxybenzyl sulfonic acid type: Type shown in Table 1 ■.

(2)アクリル系カルボン酸型:第1表■に示すタイプ
のもの。
(2) Acrylic carboxylic acid type: Type shown in Table 1 ■.

(3)メタクリル系カルボン酸型:このタイプの分子構
造は次の通り。
(3) Methacrylic carboxylic acid type: The molecular structure of this type is as follows.

CH。CH.

(4)芳香族系カルボン酸型:このタイプの分子構造は
次の通り。
(4) Aromatic carboxylic acid type: The molecular structure of this type is as follows.

(5)キレート樹脂と呼ばれるもの:第1表■に示すタ
イプの他、次に示す分子構造ものなどがある。
(5) What are called chelate resins: In addition to the types shown in Table 1, there are also those with the following molecular structures.

本発明においては、ジビニルベンゼンを分子構成成分と
した陽イオン交換樹脂の場合、共重合させる量は1〜2
0wt%、特に2〜16wt%が適当である。
In the present invention, in the case of a cation exchange resin containing divinylbenzene as a molecular component, the amount to be copolymerized is 1 to 2.
0 wt%, especially 2 to 16 wt% is suitable.

次に、後に詳述する第1図に示した濾過脱塩器4と脱塩
器5にどのようなイオン交換樹脂を用いるのが最適かを
、以下詳細に述べる。
Next, what kind of ion exchange resin is best to use for the filtration demineralizer 4 and demineralizer 5 shown in FIG. 1, which will be described in detail later, will be described in detail below.

冷却水中に含まれる不純物としてはクラッドなどの微粒
子状のもの(以下、不純物aと呼ぶ)、材料の腐食によ
るGo”÷、Fe”◆g M n ”十などの陽イオン
(以下不純物すと呼ぶ)、炭酸イオンやケイ酸イオンな
どの陰イオン(以下不純物Cと呼ぶ)があり、さらに復
水器2から海水がリークした場合にはNaCQなどの中
性塩(以下不純物dと呼ぶ)が不純物として存在する。
Impurities contained in cooling water include fine particles such as cladding (hereinafter referred to as impurity a), and cations such as Go''÷, Fe''◆g M n ''10 (hereinafter referred to as impurity A) due to material corrosion. ), anions such as carbonate ions and silicate ions (hereinafter referred to as impurity C), and if seawater leaks from condenser 2, neutral salts such as NaCQ (hereinafter referred to as impurity d) are impurities. It exists as.

従来は、前述のように濾過脱塩器に強酸性イオン交換樹
脂であるベンゼンスルホン酸系樹脂と強塩基性イオン交
換樹脂である四級アンモニウム系樹脂を混合して用いて
おり、この場合には前記不純物a = dのすべてを濾
過脱塩器で除去することができ、脱塩器は補助的意味あ
いで設置されていた。これに対し1本発明においては、
脱塩器が重要な役割を果す、すなわち、直鎖型の陽イオ
ン交換樹脂は、一般に弱酸性イオン交換樹脂のため、不
純物d (中性塩)を分解(N a CQ →N a+
+CQ−”)してイオン吸着する能力が低い、このため
、復水器2から海水がリークした場合、濾過脱塩器4で
陽イオン交換樹脂として直鎖型イオン交換樹脂を使用す
るとこの濾過脱塩器では中性塩を完全に除去することは
できなくなる。したがって。
Conventionally, as mentioned above, a mixture of benzenesulfonic acid resin, which is a strongly acidic ion exchange resin, and quaternary ammonium resin, which is a strong basic ion exchange resin, is used in the filtration desalter. All of the impurities a = d could be removed by a filtration demineralizer, and the demineralizer was installed for supplementary purposes. On the other hand, in the present invention,
The desalter plays an important role. In other words, since linear cation exchange resins are generally weakly acidic ion exchange resins, they decompose the impurity d (neutral salt) (N a CQ → Na +
Therefore, if seawater leaks from the condenser 2, if a linear ion exchange resin is used as the cation exchange resin in the filtration demineralizer 4, the ability to adsorb ions is low. A salter will not be able to completely remove neutral salts.Therefore.

復水器2から海水がリークする可能性がある場合には、
脱塩器5において、ベンゼンスルホン酸系樹脂などの強
酸性粒状イオン交換樹脂と、四級アンモニウム系樹脂な
どの強塩基性粒状イオン交換′樹脂を用いるのがよい、
これによって、脱塩Ja5において、中性塩を完全に除
去することができる。
If there is a possibility of seawater leaking from condenser 2,
In the desalter 5, it is preferable to use a strongly acidic particulate ion exchange resin such as a benzenesulfonic acid resin and a strongly basic particulate ion exchange resin such as a quaternary ammonium resin.
Thereby, neutral salts can be completely removed in desalination Ja5.

なお、上述の説明では、濾過脱塩器4で使用する粉末状
イオン交換樹脂のうち、陰イオン交換樹脂についてはほ
とんど言及していないが、陰イオン交換樹脂は冷却水3
中にリークしても作業員の被ばく量を増加させろ結果と
ならないので、従来と同じ四級アンモニウム系樹脂を用
いてもよいし。
In addition, in the above explanation, there is almost no mention of anion exchange resin among the powdered ion exchange resins used in the filtration demineralizer 4, but the anion exchange resin is used in the cooling water 3.
Even if leakage occurs, it will not result in an increase in the radiation exposure of workers, so you can use the same quaternary ammonium resin as in the past.

これ以外の樹脂を用いても全く不都合はない、前記以外
の陰イオン交換樹脂としては1〜3級アミン系陰イオン
交換樹脂などがあり、以下に示すようなものがある。
There is no problem in using resins other than these. Examples of anion exchange resins other than those mentioned above include primary to tertiary amine type anion exchange resins, such as those shown below.

−CH−CH2−CH− CH2N (CHす2 従来、濾過脱塩器に用いる陰イオン交換樹脂としては四
級アンモニウム系樹脂が用いられてきたが、この四級ア
ン干ニウム系樹脂は強塩基性イオン交換樹脂であるため
1強酸性のベンゼンスルホン酸系樹脂と混合して使用す
ると、濾過脱塩器での中性塩の除去率が高くなるためで
ある。しかし、本発明では、中性塩(不純物d)の除去
は脱塩器5で行うこととしているから、これによって濾
過脱塩器4に使用する陰イオン交換樹脂は四級アン千ニ
ウム系樹脂に限る必要はない。
-CH-CH2-CH- CH2N (CH2) Conventionally, quaternary ammonium-based resins have been used as anion exchange resins for filtration demineralizers, but this quaternary ammonium-based resin has strong basicity. This is because since it is an ion exchange resin, if it is mixed with a strongly acidic benzenesulfonic acid resin, the removal rate of neutral salts in the filtration demineralizer will increase.However, in the present invention, the neutral salt removal rate will increase. Since the removal of (impurity d) is carried out in the demineralizer 5, the anion exchange resin used in the filtration demineralizer 4 does not need to be limited to quaternary anthenium resin.

以ヒ述べたように、粉末状イオン交換樹脂を用いる濾過
脱塩器4において、陽イオン交換樹脂として、イオン交
換基がベンゼン環を構成する炭素以外の元素と結合した
ちの矢用いることにより、作業員の被ばく量を大幅に低
減することが可能となる。
As described below, in the filtration demineralizer 4 using powdered ion exchange resin, by using a cation exchange resin in which the ion exchange group is bonded to an element other than carbon constituting the benzene ring, It becomes possible to significantly reduce the amount of radiation exposure for workers.

さらシこ、本発明によれば、前述した構成とすること4
.−よって、次のような効果も得られろ。
According to the present invention, the above-mentioned configuration 4
.. - Therefore, the following effects can also be obtained.

濾過脱塩器4にプリコートされている粉末状イオン交換
樹脂は、長期間(10〜50 )1 )使用されると、
冷却水3中のクラッドを捕捉して樹脂層が目づまりを起
こし、濾過層の圧力損失が増大する。圧力損失が一定値
に達すると、逆洗してイオン交換樹脂だけを新しいもの
と交換するが、使用済のイオン交換樹脂は放射性廃棄物
となる。現在、沸騰水型原子炉から発生する放射性廃棄
物のうち約半分は、この濾過脱塩器4から発生する使用
済イオン交換樹脂(以下、廃樹脂と呼ぶ)で占められて
いる。廃樹脂の体積を減少させる手段として特開昭59
−107300号公報に開示されたような熱分解法や焼
却法が開発されている。しかし、本発明のイオン交換樹
脂を用いることにより、前記熱分解法や焼却法などによ
る廃樹脂処理を容易に行うことができる。その理由を、
ベンゼンスルホン酸系樹脂(第1表の)とアクリル系カ
ルボン酸樹脂(第1表O)とを熱分解処理した場合を比
較して説明する。
When the powdered ion exchange resin pre-coated on the filtration demineralizer 4 is used for a long period of time (10 to 50),
The cladding in the cooling water 3 is trapped, causing clogging of the resin layer, increasing the pressure loss of the filtration layer. When the pressure loss reaches a certain value, the ion exchange resin is backwashed and only the ion exchange resin is replaced with a new one, but the used ion exchange resin becomes radioactive waste. Currently, about half of the radioactive waste generated from boiling water nuclear reactors is occupied by spent ion exchange resin (hereinafter referred to as waste resin) generated from this filter demineralizer 4. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983 (1983) as a means to reduce the volume of waste resin
A thermal decomposition method and an incineration method as disclosed in Japanese Patent No. 107300 have been developed. However, by using the ion exchange resin of the present invention, waste resin treatment by the above-mentioned thermal decomposition method, incineration method, etc. can be easily performed. The reason is
A case where a benzenesulfonic acid resin (Table 1) and an acrylic carboxylic acid resin (O in Table 1) are thermally decomposed will be compared and explained.

第8図は、ベンゼンスルホン酸系樹脂(曲線■)とアク
リル系カルボン酸樹脂(曲線■)を窒素雰囲気中で熱分
解処理した場合の熱重量変化を示す図である。この図か
ら明らかなように、ベンゼンスルホン酸系樹脂は耐熱性
が高いため、500℃以上で熱分解しても、50wt%
程度の残渣が残る。これに対し、アクリル系カルボン酸
樹脂は、耐熱性が低いために450℃以上で熱分解した
場合95wt%以上分解でき、わずかの残渣しか残らな
い0本発明で使用する廃樹脂を熱分解処理した場合、廃
棄物量を著しく低減できることを示している。
FIG. 8 is a graph showing thermogravimetric changes when a benzenesulfonic acid resin (curve ■) and an acrylic carboxylic acid resin (curve ■) are thermally decomposed in a nitrogen atmosphere. As is clear from this figure, benzenesulfonic acid resin has high heat resistance, so even if it is thermally decomposed at 500°C or higher, 50wt%
Some residue remains. On the other hand, acrylic carboxylic acid resin has low heat resistance, so when it is thermally decomposed at 450°C or higher, it can be decomposed by 95 wt% or more, leaving only a small amount of residue.The waste resin used in the present invention was thermally decomposed. This shows that the amount of waste can be significantly reduced.

また、本発明に基づく他の陽イオン交換樹脂についても
熱分解特性を調べた結果、窒素雰囲気において500℃
で熱分解を実施すると、メタクリル系カルボン酸樹脂、
芳香族カルボン酸樹脂及びキレート樹脂は95 w t
%以上分解し、オキシベンジルスルホン酸でも70wt
%程度分解した。
In addition, as a result of investigating the thermal decomposition characteristics of other cation exchange resins based on the present invention, it was found that
When thermal decomposition is carried out, methacrylic carboxylic acid resin,
Aromatic carboxylic acid resin and chelate resin are 95 wt
% or more, even oxybenzyl sulfonic acid is 70wt
% decomposed.

本発明で使用する陽イオン交換樹脂はいずれもベンゼン
スルホン酸系樹脂よりも熱分解しやすくなる。
All of the cation exchange resins used in the present invention are more easily thermally decomposed than benzenesulfonic acid resins.

酸素含有雰囲気中で焼却処理した場合も結果は同じにな
る。すなわち、従来のベンゼンスルホン酸系樹脂は高耐
熱性のためなかなか焼却できず、かつ生成した残渣の一
部が炉壁に付着して炉材の寿命を短くする。これは焼却
が800℃以上で行われるため、イオン交換樹脂の一部
が溶融して炉壁付着が起こりやすいためである。これに
対し。
The results are the same when incinerated in an oxygen-containing atmosphere. That is, conventional benzenesulfonic acid resins have high heat resistance and are difficult to incinerate, and some of the generated residue adheres to the furnace walls, shortening the life of the furnace material. This is because incineration is carried out at a temperature of 800° C. or higher, which tends to cause some of the ion exchange resin to melt and adhere to the furnace wall. Against this.

本発明で使用される陽イオン交換樹脂は容易に焼却する
ことができる。
The cation exchange resin used in the present invention can be easily incinerated.

また、従来使用されていたベンゼンスルホン酸系樹脂を
熱分解あるいは焼却すると、樹脂中に硫黄を含んでいる
ため、Hz S やSoxなどの有害ガスを発生する。
Furthermore, when conventionally used benzenesulfonic acid resins are thermally decomposed or incinerated, harmful gases such as Hz S and Sox are generated because the resin contains sulfur.

これに対し、本発明に基づくアクリル系カルボン酸樹脂
や芳香族カルボン酸樹脂などは硫黄原子を含まないため
、これを熱分解あるいは焼却処理した場合でもHz S
 やSOxを発生せず、ガス処理系を簡単化できると共
に、Hx S等による材料腐食も防止できる。
On the other hand, the acrylic carboxylic acid resin and aromatic carboxylic acid resin based on the present invention do not contain sulfur atoms, so even when they are thermally decomposed or incinerated, the Hz S
The gas treatment system can be simplified without generating SOx or SOx, and material corrosion caused by Hx, S, etc. can be prevented.

このように、本発明に基づく前記陽イオン交換樹脂を濾
過脱塩器4に用いると1作業員の被ばく量を低減できる
のみでなく、放射性廃棄物の処理も容易となる。
As described above, when the cation exchange resin according to the present invention is used in the filtration demineralizer 4, it is possible not only to reduce the amount of radiation exposure per worker, but also to facilitate the disposal of radioactive waste.

なお、脱塩器5に用いる粒状の陽イオン交換樹脂として
は従来と同様ベンゼンスルホン酸系樹脂を使用している
ためその廃棄物処理が容易となる効果はないが、脱塩器
5から発生する廃棄物量は。
Note that as the granular cation exchange resin used in the demineralizer 5 is a benzenesulfonic acid resin as in the past, it does not have the effect of facilitating waste disposal; What is the amount of waste?

濾過脱塩器4から発生する廃棄物量に対し1/10以下
であり、問題はない、また、脱塩器5がら発生する廃樹
脂と濾過脱塩器4から発生する廃樹脂とを混合して処理
(熱分解や焼却処理など)することにより、脱塩器5か
ら発生するベンゼンスルホン酸系樹脂の処理時の弊害を
緩和することができる。
It is less than 1/10 of the amount of waste generated from the filtration demineralizer 4, so there is no problem. Also, the waste resin generated from the demineralizer 5 and the waste resin generated from the filtration demineralizer 4 are mixed. By processing (thermal decomposition, incineration, etc.), it is possible to alleviate the adverse effects during processing of the benzenesulfonic acid resin generated from the desalter 5.

すなわち、ベンゼンスルホン酸系樹脂から発生するSO
xやHx S の濃度が混合処理により相対的に低下す
るために、単独で処理した場合に比べ、材料腐食などの
問題が緩和されることになる。
In other words, SO generated from benzenesulfonic acid resin
Since the concentration of x and Hx S is relatively reduced by the mixing treatment, problems such as material corrosion are alleviated compared to when they are treated alone.

本説明では、濾過脱塩器4で使用する粉末状陽イオン交
換樹脂として、イオン交換基がベンゼン環を構成する炭
素以外の元素と結合したものが望ましいことを説明した
が、製造法などの理由でイオン交換基の一部がベンゼン
環を構成する炭素と直接結合したものを使用することは
やむを得ない。
In this explanation, it has been explained that it is desirable for the powdered cation exchange resin used in the filtration demineralizer 4 to have an ion exchange group bonded to an element other than carbon constituting the benzene ring. It is unavoidable to use one in which a part of the ion exchange group is directly bonded to the carbon forming the benzene ring.

以上述べた本発明の好適な例をまとめると次の通りであ
る。
The preferred examples of the present invention described above are summarized as follows.

(])原子炉冷却水浄化装置の濾過脱塩器に用いる粉末
状の陽イオン交換樹脂として、イオン交換基がベンゼン
環を構成する炭素以外の元素と結合したもの(直鎖型)
を用いる。
(]) A powdered cation exchange resin used in the filtration demineralizer of the reactor cooling water purification system, in which the ion exchange group is bonded to an element other than carbon that constitutes the benzene ring (linear type)
Use.

(2)原子炉冷却水浄化装置の脱塩器に使用する粒状イ
オン交換樹脂としては、陽イオン交換樹脂としてベンゼ
ンスルホン酸系樹脂を、陰イオン交換樹脂としては四級
アンモニウム系樹脂を混合して用いる。
(2) The granular ion exchange resin used in the demineralizer of the reactor cooling water purification system is a mixture of benzenesulfonic acid resin as the cation exchange resin and quaternary ammonium resin as the anion exchange resin. use

以下、本発明の具体的実施例を図面を引用して詳細に説
明する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

実施例1 第1図及び第2図は本発明の第1実施例を示すもので、
第1図は沸騰水型原子炉における冷却水浄化装置を示す
系統図、第2図は該系統に用いられたろ過脱塩器の一部
詳細断面図である。
Example 1 Figures 1 and 2 show a first example of the present invention.
FIG. 1 is a system diagram showing a cooling water purification system in a boiling water reactor, and FIG. 2 is a partially detailed cross-sectional view of a filtration desalination device used in the system.

タービン1を駆動し復水器2により回収された原子炉冷
却水3は、濾過脱塩器4と脱塩器5により浄化され、給
水ポンプ15と給水加熱器16を通って原子炉6内に戻
る。前記脱塩器5においては、前記粒状のベンゼンスル
ホン酸系樹脂と四級アンモニウム系樹脂を2=1の割合
で混合して装荷している。また濾過脱塩器4には、粉末
状イオン交換樹脂がプリコートされている。すなわち、
まずプリコートタンク17に、粉末状陽イオン交換樹脂
として平均粒径約30μmのアクリル系カルボン酸樹脂
(第1表■)と、粉末状陰イオン交換樹脂として粒径約
30μmの四級アンモニウム系樹脂とを重量比で2=1
の割合で投入し、さらに、水溶性の高分子電解質(ポリ
アクリル酸。
The reactor cooling water 3 that drives the turbine 1 and is recovered by the condenser 2 is purified by the filtration demineralizer 4 and the demineralizer 5, and then passes through the feed water pump 15 and the feed water heater 16 into the reactor 6. return. The demineralizer 5 is loaded with the granular benzenesulfonic acid resin and quaternary ammonium resin mixed in a ratio of 2=1. Further, the filtration demineralizer 4 is pre-coated with powdered ion exchange resin. That is,
First, in the pre-coating tank 17, an acrylic carboxylic acid resin with an average particle size of about 30 μm as a powdered cation exchange resin (Table 1 ■) and a quaternary ammonium resin with a particle size of about 30 μm as a powdered anion exchange resin are added. The weight ratio is 2=1
In addition, a water-soluble polymer electrolyte (polyacrylic acid) was added.

重合マレイン酸など)を若干(0,05〜1wt%程度
)添加して、攪拌機18により攪拌する。その結果、陽
イオン交換樹脂9と陰イオン交換樹脂10とが混合され
たフロックが形成される。このフロックをバルブ19を
介してプリコートポンプ20により、濾過脱塩器4に送
る。濾過脱塩器4内にはナイロン製又はステンレス製の
濾過エレメント21が図のように設けられており、ここ
に前記フロック22がプリコートされる。
A small amount (about 0.05 to 1 wt%) of polymerized maleic acid, etc.) is added, and the mixture is stirred using a stirrer 18. As a result, a floc in which the cation exchange resin 9 and the anion exchange resin 10 are mixed is formed. This floc is sent to the filtration demineralizer 4 via a valve 19 by a precoat pump 20. A filtration element 21 made of nylon or stainless steel is provided in the filtration demineralizer 4 as shown in the figure, and the flock 22 is precoated thereon.

以上のような冷却水浄化装置を有する沸騰水型原子炉を
1年間運転し、各種配管での表面線量率を測定した結果
、再循環配管23での線量率が最も高く、20mR/h
であった。なお、濾過脱塩器4にベンゼンスルホン酸系
樹脂と四級アンモニウム系樹脂を使用した従来の冷却水
浄化装置を用いた場合には、再循環配管23の表面線量
率は30mR/hであった。また、濾過脱塩器4に用い
る粉末状イオン交換樹脂の種類を種々変化させて原子炉
6を運転し、再Wi環配管の表面線量率を測定した結果
、第2表に示す結果が得られた。
As a result of operating a boiling water reactor equipped with a cooling water purification device as described above for one year and measuring the surface dose rate in various pipes, the dose rate in the recirculation pipe 23 was the highest, at 20 mR/h.
Met. Note that when a conventional cooling water purification device using a benzenesulfonic acid resin and a quaternary ammonium resin was used in the filtration demineralizer 4, the surface dose rate of the recirculation pipe 23 was 30 mR/h. . In addition, the reactor 6 was operated with various types of powdered ion exchange resin used in the filtration demineralizer 4, and the surface dose rate of the re-Wi ring pipe was measured, and the results shown in Table 2 were obtained. Ta.

第    2   表 この第2表から明らかなように、本発明によれば作業員
の被ばく景を従来のものより1/3〜1/6の址だけ低
減できる。ちなみに、再循環配管の表面線量率が20m
R/hになると、作業具の年間被ばく量は60〜100
マンレム程度になる。
Table 2 As is clear from Table 2, according to the present invention, the radiation exposure of workers can be reduced by 1/3 to 1/6 compared to the conventional method. By the way, the surface dose rate of the recirculation piping is 20m.
At R/h, the annual exposure from working tools is 60 to 100
It will be about Manrem.

また、本発明によれば、濾過脱塩器4で使用する粉末状
イオン交換樹脂の寿命を伸ばすこともできることがわか
った。以下これを第9図により説明する。図において、
破線の曲線Aはアクリル系カルボン酸樹脂と四級アンモ
ニウム系樹脂を2=1の割合で混合してプリコートし、
原子炉冷却水3を浄化した場合の差圧上昇曲線であり、
実線の曲線Bは、従来の粉末状イオン交換樹脂(ベンゼ
ンスルホン酸系と四級アミン系樹脂との混合物)を用い
た場合の差圧上昇曲線である。この図から本発明の方が
差圧上昇カーブの立上がりが遅くなり、寿命が約1.5
倍に伸びることがわかる。
Furthermore, it has been found that according to the present invention, the life of the powdered ion exchange resin used in the filtration demineralizer 4 can be extended. This will be explained below with reference to FIG. In the figure,
The broken line curve A is pre-coated by mixing acrylic carboxylic acid resin and quaternary ammonium resin at a ratio of 2=1.
It is a differential pressure increase curve when reactor cooling water 3 is purified,
A solid curve B is a differential pressure increase curve when a conventional powdered ion exchange resin (a mixture of a benzenesulfonic acid resin and a quaternary amine resin) is used. This figure shows that the rise of the differential pressure rise curve is slower in the present invention, and the life is approximately 1.5
You can see that it doubles.

したがって、本発明によれば、粉末状イオン交換樹脂の
濾過寿命が長くなり、コスト低減を計れるだけでなく、
樹脂を長期間使用できることによって廃樹脂の発生量も
少なくなるから、放射性廃棄物も低減できる効果がある
Therefore, according to the present invention, the filtration life of the powdered ion exchange resin is extended, and the cost can be reduced.
Since the resin can be used for a long period of time, the amount of waste resin generated is reduced, which has the effect of reducing radioactive waste.

なお、上述の説明では濾過脱塩器4に使用する粉末状イ
オン交換樹脂として、アクリル系カルボン酸樹脂と四級
アンモニウム系樹脂との組み合わせの場合を例にとり説
明したが、本発明に基づく他の種類のイオン交換樹脂の
組み合わせであっても同等の効果が得られる。すなわち
、粉末状陽イオン交換樹脂として、オキシベンジルスル
ホン酸樹脂、アクリル系カルボン酸樹脂、メタクリル系
カルボン酸樹脂など5種類、粉末状陰イオン交換樹脂と
して、四級アンモニウム系樹脂、3級アミン樹脂など4
種類を選び、任意の組み合せとし、その濾過寿命を実験
的に求めた。その実験により第3表の結果を得た。第3
表は、従来の粉末状イオン交換樹脂を使用した場合の濾
過寿命を1とし、本発明における各組合せにおけろ濾過
寿命をその相対値で示している。
In addition, in the above explanation, the case where a combination of an acrylic carboxylic acid resin and a quaternary ammonium resin is used as the powdered ion exchange resin used in the filtration demineralizer 4 has been explained as an example, but other methods based on the present invention may also be used. Similar effects can be obtained by combining different types of ion exchange resins. That is, there are five types of powdered cation exchange resins such as oxybenzyl sulfonic acid resins, acrylic carboxylic acid resins, and methacrylic carboxylic acid resins, and five types of powdered anion exchange resins such as quaternary ammonium resins and tertiary amine resins. 4
We selected various types, combined them into arbitrary combinations, and experimentally determined their filtration lives. The results shown in Table 3 were obtained from the experiment. Third
In the table, the filtration life when using a conventional powdered ion exchange resin is assumed to be 1, and the filtration life in each combination according to the present invention is shown as a relative value.

第   3   表 拳 濾過寿命:従来法を1とする。Table 3 Fist filtration life: 1 for the conventional method.

この第3表から明らかなように、本発明においてはいず
れの組み合せを用いても濾過寿命を1.1〜1.8倍に
伸ばすことができる。
As is clear from Table 3, in the present invention, the filtration life can be extended by 1.1 to 1.8 times no matter which combination is used.

以上説明したように、本実施例によれば、作業員の被ば
く量を従来と比べて1/3〜1/6だけ低減することが
できるだけでなく、濾過脱塩器におけるイオン交換樹脂
の寿命も1.5倍程度伸ばすことができるため、コスト
及び放射性廃棄物の発生量も1/3程度低減できる。
As explained above, according to this example, not only can the radiation exposure of workers be reduced by 1/3 to 1/6 compared to conventional methods, but also the lifespan of the ion exchange resin in the filtration demineralizer can be reduced. Since it can be extended by about 1.5 times, costs and the amount of radioactive waste generated can also be reduced by about 1/3.

なお、本発明装置において、復水器2から冷却水3中に
海水がリークした場合を想定して実験を行ったが、トラ
ブルは発生しなかった。復水器2から海水がリークした
時、従来装置における濾過脱塩器4では、原子炉冷却水
中のNaCl2などの中性塩を除去することができるが
、本発明では、濾過脱塩器4に弱酸性の陽イオン交換樹
脂を使用しているため、中性塩を除去することはできな
い。
In addition, in the apparatus of the present invention, an experiment was conducted on the assumption that seawater leaked from the condenser 2 into the cooling water 3, but no trouble occurred. When seawater leaks from the condenser 2, the filtration demineralizer 4 in the conventional device can remove neutral salts such as NaCl2 from the reactor cooling water, but in the present invention, the filtration demineralizer 4 Since a weakly acidic cation exchange resin is used, neutral salts cannot be removed.

しかし、この実施例では脱塩器5に、強酸性のベンゼン
スルホン酸系樹脂と強塩基性の四級アンモニウム系樹脂
を使用しているので、濾過脱塩器4で除去できなかった
中性塩も、脱塩器5で完全に除去することができるから
、海水リークが起っても何ら問題は生じない。
However, in this embodiment, since a strongly acidic benzenesulfonic acid resin and a strongly basic quaternary ammonium resin are used in the demineralizer 5, the neutral salts that could not be removed by the filtration demineralizer 4 are Since seawater can be completely removed by the desalination device 5, no problem will occur even if seawater leaks.

本実施例では、プリコートタンク17において陽イオン
交換樹脂と陰イオン交換樹脂と高分子電解質の王者を混
合したが、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両者
あるいはそのどちらか一方に、表面処理等によりあらか
じめ高分子電解質を添加したものを使用すればプリコー
トタンク17では陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
の二者を混合するだけで良い。
In this example, a cation exchange resin, an anion exchange resin, and the king of polymer electrolytes were mixed in the precoat tank 17, but surface treatment etc. If a polymer electrolyte is added in advance, it is sufficient to mix the cation exchange resin and the anion exchange resin in the precoat tank 17.

実施例2 この実施例における基本構成は前記実施例1と同じであ
るが、濾過脱塩器4で用いる粉末状の陽イオン交換樹脂
と陰イオン交換樹脂の割合を前記実施例の場合とは変え
た場合の実施例である。
Example 2 The basic configuration of this example is the same as that of Example 1, but the ratio of powdered cation exchange resin and anion exchange resin used in the filtration demineralizer 4 was changed from that of the example described above. This is an example in which

前記実施例1において、本発明によれば、濾過脱塩器4
で使用する粉末状イオン交換樹脂の寿命を長くできるこ
とを述べた6本実施例では粉末状の陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂との割合を変え、寿命の変化を検討し
た。実験の方法は、第9図の場合と同様であり、差圧上
昇曲線を実験的に調べて、寿命を求めた。第10図はそ
の実験結果を示す図で、横軸は樹脂の割合、縦軸は濾過
寿命を示した。縦軸の濾過寿命は、従来装置における濾
過脱塩器の粉状イオン交換樹脂(ベンゼンスルホン酸系
樹脂を67 w t%、4級アンモニウム系樹脂を33
wt%で混合したもの)の寿命を1とした場合に対する
相対寿命で示している。図において、実線の曲線Cは、
アクリル系カルボン酸樹脂と4級アンモニウム系樹脂を
組み合わせた粉状イオン交換樹脂の場合、破線の曲線り
はメタクリル系カルボン酸樹脂と3級アミン樹脂を組み
合わせた粉状イオン交換樹脂の場合を示している。
In the first embodiment, according to the present invention, the filtration demineralizer 4
In this example, the ratio of powdered cation exchange resin to anion exchange resin was changed and changes in the life span were examined. The experimental method was the same as in the case of FIG. 9, and the lifespan was determined by experimentally examining the differential pressure increase curve. FIG. 10 is a diagram showing the experimental results, where the horizontal axis shows the resin ratio and the vertical axis shows the filtration life. The filtration life on the vertical axis is the powdery ion exchange resin (67 wt% for benzenesulfonic acid resin, 33 wt% for quaternary ammonium resin) in the filtration demineralizer in the conventional device.
The lifespan is expressed as a relative lifespan when the lifespan of the mixture (mixed at wt%) is set to 1. In the figure, the solid curve C is
In the case of a powdered ion exchange resin that is a combination of an acrylic carboxylic acid resin and a quaternary ammonium resin, the curve of the broken line indicates the case of a powdered ion exchange resin that is a combination of a methacrylic carboxylic acid resin and a tertiary amine resin. There is.

第10図から明らかなように、濾過寿命を長くするため
には、陽イオン交換樹脂の割合を50wt%以上90w
t%以下(陰イオン交換樹脂は50wt%以下10wt
%以上)にすれば良いことがわかった。陰陽両イオン交
換樹脂の混合割合によって濾過寿命が変化する理由は次
のように考えられる。すなわち、冷却水3中に含まれる
不純物はGo”+、Fe”十などの陽イオンが陰イオン
に比べて圧倒的に多く、陽イオン交換樹脂と陰イオン交
換樹脂の割合を等しくしておくと、陽イオン交換樹脂が
陰イオン交換樹脂に比べ多数のイオンを吸着することに
なる。陰陽イオン交換樹脂のうち少なくともいずれか一
方が多量のイオンを吸着すると、濾過性能は低下すると
考えられ、したがって濾過寿命を長くするには、陽イオ
ン交換樹脂の割合を50wt%以上にした方が良い、従
来は濾過脱塩器4で海水リーク時のNaCΩなどの中性
塩も除去することを考えており、このため、陽イオン(
Nap)と陰イオンCCU″″)を等当量除去しなけれ
ばならず、陽イオン交換樹脂の割合をあまり大きくする
ことはできなかった。しかし、本発明では、中性塩を濾
過脱塩器4で除去せず、脱塩器5で除去するようにして
いるから、濾過脱塩器4での陽イオン交換樹脂の割合を
相当大きくしても問題ない。
As is clear from Figure 10, in order to extend the filtration life, the proportion of cation exchange resin should be increased to 50wt% or more.
t% or less (anion exchange resin: 50wt% or less 10wt
% or more). The reason why the filtration life changes depending on the mixing ratio of the anionic and anionic ion exchange resins is considered to be as follows. In other words, the impurities contained in the cooling water 3 are overwhelmingly more cations such as Go"+ and Fe"+ than anions, and if the ratio of cation exchange resin and anion exchange resin is equalized, , the cation exchange resin adsorbs more ions than the anion exchange resin. If at least one of the anion and cation exchange resins adsorbs a large amount of ions, filtration performance is thought to decrease. Therefore, in order to extend the filtration life, it is better to increase the proportion of the cation exchange resin to 50 wt% or more. , Conventionally, the filtration desalination device 4 was considered to remove neutral salts such as NaCΩ when seawater leaks, and for this reason, cations (
The proportion of cation exchange resin could not be increased too much, since equal equivalents of the anion CCU'') and the anion CCU'''' had to be removed. However, in the present invention, the neutral salts are not removed by the filtration demineralizer 4 but are removed by the demineralizer 5, so the proportion of cation exchange resin in the filtration demineralizer 4 is considerably increased. No problem.

なお、第10図から、陽イオン交換樹脂の割合が90w
t%以上になった場合も、濾過寿命は短くなることが分
る。これは、陰イオン交換樹脂が少なすぎるために濾過
に最適なフロック(陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂の凝集体)を形成できないためである。
Furthermore, from Figure 10, the proportion of cation exchange resin is 90w.
It can be seen that the filtration life is also shortened when the concentration exceeds t%. This is because there is too little anion exchange resin to form a floc (an aggregate of cation exchange resin and anion exchange resin) that is optimal for filtration.

以上説明したように、粉末状の陽イオン交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂の割合は前者が50〜90wt%、好まし
くは60〜85wt%であることが望ましく、これによ
り濾過寿命を相当伸ばすことが可能となる。
As explained above, it is desirable that the ratio of the powdered cation exchange resin and anion exchange resin is 50 to 90 wt%, preferably 60 to 85 wt%, and this can significantly extend the filtration life. becomes.

実施例3 この実施例は、加圧木型原子炉の冷却水浄化装置に本発
明を実施した場合の実施例で、その系統図を第11図に
示す。
Embodiment 3 This embodiment is an embodiment in which the present invention is implemented in a cooling water purification system for a pressurized wooden nuclear reactor, and a system diagram thereof is shown in FIG. 11.

原子炉6で加熱された冷却水3は、蒸気発生器24.1
次冷却水ポンプ25を介して、原子炉6に循環されるが
、原子炉冷却水3の一部は熱交換器26を介して濾過脱
塩器4に供給される。濾過脱塩器4には粉末状イオン交
換樹脂として、下記の分子構造をもつ陽イオン交換樹脂
と陰イオン交換樹脂を3:1の割合で混合して用いた。
The cooling water 3 heated in the nuclear reactor 6 is transferred to the steam generator 24.1.
The reactor cooling water 3 is circulated to the reactor 6 via the secondary cooling water pump 25, and a portion of the reactor cooling water 3 is supplied to the filtration demineralizer 4 via the heat exchanger 26. In the filtration demineralizer 4, a cation exchange resin and an anion exchange resin having the following molecular structure were mixed at a ratio of 3:1 and used as a powdered ion exchange resin.

従来、加圧木型原子炉では濾過脱塩器4の代りに1粒状
イオン交換樹脂を用いた温床式脱塩器を使用していたが
、本実施例のように濾過脱塩器を用いることにより、冷
却水3中のクラッドの除去性能が大幅に向上し、作業員
の被ばく量を大幅に他系にも適用することができる。従
来、沸騰水型原子炉では原子炉再循環系の冷却水の一部
を濾過脱塩器により浄化していたが、濾過脱塩器には粉
末状イオン交換樹脂として、ベンゼンスルホン酸系樹脂
と4級アミン系樹脂を混合して用いていた。
Conventionally, in pressurized wooden nuclear reactors, a hotbed type demineralizer using a single granular ion exchange resin was used instead of the filtration demineralizer 4, but it is possible to use a filtration demineralizer as in this example. As a result, the removal performance of crud in the cooling water 3 is greatly improved, and the radiation exposure of workers can be significantly reduced and the method can be applied to other systems. Conventionally, in boiling water reactors, part of the cooling water in the reactor recirculation system was purified using a filtration demineralizer. A mixture of quaternary amine resins was used.

しかし、この濾過脱塩器でもイオン交換樹脂の一部が冷
却水中にリークし、その結果作業員の被ばく量を増加さ
せる可能性がある。したがって、再循環系の冷却水の一
部を浄化する炉水浄化系の濾過脱塩器に本発明に基づく
イオン交換樹脂を使用すれば、イオン交換樹脂がリーク
した場合でも、作業員の被ばく量増加を最小にすること
ができる。
However, even with this filtration demineralizer, some of the ion exchange resin may leak into the cooling water, potentially increasing radiation exposure for workers. Therefore, if the ion exchange resin based on the present invention is used in the filtration demineralizer of the reactor water purification system that purifies a portion of the cooling water in the recirculation system, even if the ion exchange resin leaks, the amount of radiation exposure to workers will be reduced. increase can be minimized.

また、前記実施例と同様に、炉水浄化系に用いる濾過脱
塩器の寿命も伸ばすことができ、廃棄物処理も容易にな
る。
Further, as in the above embodiment, the life of the filtration demineralizer used in the reactor water purification system can be extended, and waste disposal becomes easier.

実施例4 実施例1では、原子炉冷却水浄化装置として、濾過脱塩
器4と脱塩器5をシリーズに組合せて用いた例を示した
が、脱塩器5は必ずしも必要なものではなく、濾過脱塩
器4のみとすることも可能である。すなわち、濾過脱塩
器4でも脱塩器5と同様にイオン交換樹脂を用いており
、濾過脱塩器4の部分で大半のイオンとクラッドを除去
することが可能であって、脱塩器5はバックアップ的機
能しか持っていないためである。しかし、本発明に基づ
くイオン交換樹脂を濾過脱塩器4に用いた場合、中性塩
を完全に除去することはできないから、脱塩器5を省略
して使用するのは、復水器2からの海水リークの可能性
がきわめて低い場合例えば復水器に耐食鋼などの材料を
採用した場合や、その可能性が全くない場合例えば復水
器用の冷却水として海水ではなく河川水や井戸水を使用
する場合に限った方がよい。
Example 4 In Example 1, an example was shown in which the filtration demineralizer 4 and the demineralizer 5 were combined in series as a reactor cooling water purification system, but the demineralizer 5 is not necessarily necessary. , it is also possible to use only the filtration demineralizer 4. That is, the filtration demineralizer 4 also uses an ion exchange resin like the demineralizer 5, and it is possible to remove most of the ions and crud in the filtration demineralizer 4, and the demineralizer 5 can remove most of the ions and crud. This is because it only has a backup function. However, when the ion exchange resin according to the present invention is used in the filtration demineralizer 4, neutral salts cannot be completely removed, so the demineralizer 5 is omitted and used in the condenser 2. If the possibility of seawater leakage from the condenser is extremely low, for example if the condenser is made of materials such as corrosion-resistant steel, or if there is no possibility at all, for example, use river water or well water instead of seawater as the cooling water for the condenser. It is better to use it only when it is used.

この実施例によれば、実施例1と同等の効果が得られる
他、脱塩器5を省略できるのでより一層のコスト低減が
可能となる。
According to this embodiment, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also the demineralizer 5 can be omitted, thereby making it possible to further reduce costs.

実施例5 浄化装置に用いられたイオン交換樹脂が寿命になると、
それは使用済イオン交換樹脂として放射性廃棄物になる
。このような放射性廃棄物は現在原子力発電所内に貯蔵
保管されているが、この廃棄物量は年々増加する傾向に
ある。本実施例は、実施例1に示した濾過脱塩器4から
発生する使用済イオン交換樹脂(廃樹脂)を熱分解処理
する場合の実施例であり、第12図に示す処理系統図に
より説明する。
Example 5 When the ion exchange resin used in the purification device reaches the end of its lifespan,
It becomes radioactive waste as used ion exchange resin. Such radioactive waste is currently stored and stored within nuclear power plants, and the amount of this waste tends to increase year by year. This example is an example in which the used ion exchange resin (waste resin) generated from the filtration demineralizer 4 shown in Example 1 is thermally decomposed, and is explained using the processing system diagram shown in FIG. do.

廃樹脂27は濾過脱塩器4から逆洗操作により廃棄され
るためスラリー状になっており、これは廃樹脂タンク2
8に一時貯蔵される。廃樹脂タンク28内の廃樹脂は約
10%のスラリー状態でバルブ29を介しスラリーポン
プ30により熱分解装置31に定量供給される。また1
本実施例で使用した廃樹脂の組成は、アクリル系カルボ
ン酸樹脂が60wt%、4級アンモニウム系樹脂が30
wt%、クラッドなどの不純物が10wt%であった。
The waste resin 27 is discarded from the filtration demineralizer 4 through a backwashing operation, so it is in the form of slurry, which is transferred to the waste resin tank 2.
Temporarily stored at 8. The waste resin in the waste resin tank 28 is supplied in a constant amount to the pyrolysis device 31 by a slurry pump 30 via a valve 29 in a slurry state of approximately 10%. Also 1
The composition of the waste resin used in this example was 60 wt% acrylic carboxylic acid resin and 30 wt% quaternary ammonium resin.
impurities such as cladding were 10 wt%.

熱分解装置31は連続処理方式のロータリーキルンであ
り、運転温度は500℃になっている。また熱分解装置
31内は窒素ガスでパージされ不活性雰囲気になってい
る。この熱分解装置31に供給された廃樹脂27は乾燥
と熱分解が同時に行なわれ、熱分解残渣32となって粉
体ホッパー35に一時貯蔵される。また、熱分解時に発
生する水蒸気と炭化水素を主成分とする排ガスは、バル
ブ33を介して排ガス処理装置34に送られ処理される
。熱分解残渣32は粉体ホッパー35に一時貯蔵された
後、混練器36内でセメント37またはプラスチックな
どと混合され、混合終了後、バルブ38を介してドラム
缶39に注入して固化体にする0次に本実施例による作
用、効果を説明する。
The thermal decomposition device 31 is a continuous processing type rotary kiln, and the operating temperature is 500°C. Further, the inside of the thermal decomposition device 31 is purged with nitrogen gas to create an inert atmosphere. The waste resin 27 supplied to the thermal decomposition device 31 is simultaneously dried and thermally decomposed, and is temporarily stored in a powder hopper 35 as a thermal decomposition residue 32. Further, exhaust gas mainly composed of water vapor and hydrocarbons generated during thermal decomposition is sent to an exhaust gas treatment device 34 via a valve 33 and treated. The pyrolysis residue 32 is temporarily stored in a powder hopper 35, then mixed with cement 37 or plastic in a kneader 36, and after the mixing is completed, it is injected into a drum 39 through a valve 38 to be solidified. Next, the functions and effects of this embodiment will be explained.

まず、廃樹脂27を熱分解装置31により熱分解したと
ころ、廃樹脂27は重量で20wt%、容積で10vO
α%にまで減少できた。これに対し、廃樹脂27中の陽
イオン交換樹脂が従来のベンゼンスルホン酸系樹脂であ
る場合には、熱分解しても、廃樹脂全体で重量が40w
t%、容積も25van%にまでしか減少しなかった。
First, when the waste resin 27 was thermally decomposed by the thermal decomposition device 31, the waste resin 27 was 20wt% by weight and 10vO by volume.
It was possible to reduce it to α%. On the other hand, if the cation exchange resin in the waste resin 27 is a conventional benzenesulfonic acid resin, the total weight of the waste resin will be 40w even if it is thermally decomposed.
t% and volume also decreased to only 25van%.

さらに、本実施例で用いた廃樹脂の場合は、熱分解によ
り発生するガスが炭化水素のみであるのに対し、ベンゼ
ンスルホン酸系樹脂の場合には、前記構造から明らかな
ように、硫黄原子を含むため、熱分解により炭化水素の
他にSOxやHz Sを発生する。
Furthermore, in the case of the waste resin used in this example, the gas generated by thermal decomposition is only hydrocarbons, whereas in the case of benzenesulfonic acid resin, as is clear from the above structure, sulfur atoms Because of this, thermal decomposition generates SOx and HzS in addition to hydrocarbons.

S OxやHz S は有害ガスのため、これを除去す
るためにアルカリスクラバー等が必要となり、排ガス処
理装置34が複雑になるが、本発明においてはそのよう
な欠点がない。
Since SOx and Hz S are harmful gases, an alkaline scrubber or the like is required to remove them, which complicates the exhaust gas treatment device 34. However, the present invention does not have such drawbacks.

このように、本発明に基づくイオン交換樹脂を用い、こ
れを熱分解することにより、廃樹脂を大幅に減容できる
だけでなく、排ガス処理装置も簡単化することができる
という効果がある。
As described above, by using the ion exchange resin according to the present invention and thermally decomposing it, there is an effect that not only the volume of waste resin can be significantly reduced, but also the exhaust gas treatment device can be simplified.

本実施例では沸騰水型原子炉の濾過脱塩器から発生する
廃樹脂を処理する例を示したが、実施例3に示した加圧
水型原子炉の濾過脱塩器から発生する廃樹脂の処理に対
しても同様に適用できる。
In this example, an example of processing waste resin generated from a filtration desalination device of a boiling water reactor was shown, but in contrast to the treatment of waste resin generated from a filtration desalination device of a pressurized water reactor shown in Example 3. The same applies to

実施例6 実施例5では廃樹脂27を熱分解処理する場合を示した
が、熱分解の代りに焼却処理しても同様の効果が得られ
る。この場合には、熱分解装置31の代りに焼却炉を用
い、空気雰囲気中で600℃以上で廃樹脂を焼却すれば
良い。本発明に基づくイオン交換樹脂であれば大幅減容
が可能であり、かつ排ガス処理装置も簡単化できる。
Example 6 Although Example 5 shows the case where the waste resin 27 is subjected to thermal decomposition treatment, the same effect can be obtained by incineration treatment instead of thermal decomposition. In this case, an incinerator may be used instead of the thermal decomposition device 31, and the waste resin may be incinerated at 600° C. or higher in an air atmosphere. With the ion exchange resin based on the present invention, it is possible to significantly reduce the volume, and the exhaust gas treatment device can also be simplified.

本実施例ではさらに次のような効果もある。焼却の場合
には600℃以上、通常は800〜1500℃にて廃樹
脂を処理するため、廃樹脂の一部が溶融してこれが炉壁
に付着し、焼却炉の寿命を縮めるという問題があったが
、本発明に基づくイオン交換樹脂を用いれば、耐熱性が
低いため、600℃以下で容易にガス化でき、はとんど
溶融しない。
This embodiment also has the following effects. In the case of incineration, waste resin is processed at temperatures above 600°C, usually 800 to 1500°C, so there is a problem that some of the waste resin melts and adheres to the furnace walls, shortening the life of the incinerator. However, if the ion exchange resin according to the present invention is used, it can be easily gasified at temperatures below 600° C. and hardly melts because of its low heat resistance.

このため、炉壁への廃樹脂付着という問題も著しく軽減
でき、焼却炉の寿命を伸ばすことができる。
Therefore, the problem of waste resin adhering to the furnace wall can be significantly reduced, and the life of the incinerator can be extended.

実施例7 前記実施例では、直鎖型陽イオン交換樹脂を濾多 過脱塩器に用いた例を示したが、中空票フィルタなどク
ラッドを機械的に除去する膜構造のフィルタにイオン交
換基を持たせたものも濾過脱塩器として用いることがで
きる。この実施例では、イオン交換樹脂のように冷却水
中にリークすることがなく、配管の表面線量率を増大さ
せるような作用はない、また、イオン交換基を持つ膜構
造のフィルタとして、ベンゼン環を構成する炭素以外の
元素とイオン交換基を結合させた高分子を使用すること
によって、それが使用済となり、廃棄物処理する場合、
高い減容効果が期待できる。すなわち、第1表中の■■
 0などの直鎖型高分子を用いるために、前記実施例5
,6と同様の作用効果がある。このように、直鎖にイオ
ン交換基が結合した高分子を膜構造フィルタとして用い
る本実施例でも前記実施例と同等以上の効果が得られる
Example 7 In the above example, an example was shown in which a linear cation exchange resin was used in a filtration demineralizer. A device equipped with this can also be used as a filtration demineralizer. In this example, unlike ion exchange resin, it does not leak into the cooling water and does not have the effect of increasing the surface dose rate of piping, and as a filter with a membrane structure that has ion exchange groups, benzene rings are used. By using a polymer in which an element other than carbon and an ion exchange group are combined, it becomes used and is disposed of as waste.
A high volume reduction effect can be expected. In other words, ■■ in Table 1
In order to use a linear polymer such as 0, the above Example 5
, 6 has the same effect. In this way, even in this example in which a polymer having an ion-exchange group bonded to a linear chain is used as a membrane structure filter, an effect equivalent to or better than that of the above-mentioned example can be obtained.

ところで、前記実施例1では、平均粒径約30μmの粉
状の直鎖型陽イオン交換樹脂を用いたが、本発明はこの
粒径に限定されるものではない。例えば、m雄状の一方
向のみに長い直鎖型の陽イオン交換樹脂を用いてもよく
、このような繊維状の直鎖型の陽イオン交換樹脂を用い
れば、濾過脱塩器からのリークをより少なくできる効果
を奏する。
Incidentally, in Example 1, a powdered linear cation exchange resin having an average particle size of about 30 μm was used, but the present invention is not limited to this particle size. For example, a long linear cation exchange resin may be used in only one direction of the male shape, and if such a fibrous linear cation exchange resin is used, leakage from the filtration demineralizer can be avoided. This has the effect of reducing the amount of

繊維状イオン交換樹脂は陽イオン交換樹脂と陰イオン交
換樹脂の両方でも、あるいはいずれか一方でもよい。
The fibrous ion exchange resin may be both a cation exchange resin and an anion exchange resin, or either one.

また、繊維状の陽イオン交換樹脂がナイロンやステンレ
ス製の濾過エレメントを通過しない程度の長い繊維を用
いれば、陽イオン交換樹脂単独でもよい。すなわち、除
去対象のクラッドはプラスに帯電しており、またcoな
どのイオンもプラスであるから、陽イオン交換樹脂のみ
でそれらを除去することができる。このようにすれば、
陰イ第ン交換樹脂め使用しなくてもよく廃棄物発生量を
大幅に低減できる。
Further, as long as the fibrous cation exchange resin is long enough to not pass through a nylon or stainless steel filter element, the cation exchange resin alone may be used. That is, since the cladding to be removed is positively charged and ions such as co are also positively charged, they can be removed using only the cation exchange resin. If you do this,
There is no need to use anion exchange resin, and the amount of waste generated can be significantly reduced.

また、直鎖型陽イオン交換樹脂は、ベンゼン環に結合し
たスルホン酸に比べ、解離度が小さくなり(pK^が小
さくなる。PK^は解離定数の逆数の対数)、弱酸型と
なる。このため、前述したように中性塩分解能力が低下
し、海水リーク時のNaCQの除去が難しくなる。そこ
で、直鎖型陽イオン交換樹脂で解離度の大きい(pK^
が3以下)のイオン交換基をつければ、復水脱塩器を後
置しなくてもNaCnの除去が可能となる。すなわち、
今後原子力発電所の機器の信頼性向上により大量の海水
リークの可能性がほとんどなくなった場合には、解離性
の高いイオン交換基を持つ直鎖型陽イオン交換樹脂を濾
過脱塩器に使用することによって復水脱塩器5(第1図
参照)を省くことができる。
Moreover, the linear cation exchange resin has a lower degree of dissociation (lower pK^, where PK^ is the logarithm of the reciprocal of the dissociation constant) than a sulfonic acid bonded to a benzene ring, and becomes a weak acid type. For this reason, as described above, the ability to decompose neutral salts decreases, making it difficult to remove NaCQ when seawater leaks. Therefore, linear cation exchange resins with a high degree of dissociation (pK^
By attaching an ion exchange group with 3 or less), it becomes possible to remove NaCn without installing a condensate demineralizer afterwards. That is,
In the future, if the possibility of a large amount of seawater leaking is almost eliminated due to improvements in the reliability of nuclear power plant equipment, linear cation exchange resins with highly dissociable ion exchange groups will be used in filtration demineralizers. This allows the condensate demineralizer 5 (see FIG. 1) to be omitted.

実施例8 本発明にもとづくイオン交換樹脂は、その粒径を最適化
したり、繊維を添加したりすることにより、濾過脱塩器
4の性能を向上することが可能である。
Example 8 The performance of the filtration and demineralizer 4 can be improved by optimizing the particle size or adding fiber to the ion exchange resin according to the present invention.

ろ過脱塩器4で要求される性能は以下の2点である。第
1点は、ろ過寿命が長いことである。すなわち、ろ適時
間が長くなると、プリコート層でクラッドが吸着除去さ
れる量が増加するために、プリコート層で目詰まりが起
こり、ろ過差圧が上昇する。この差圧が一定値(通常は
1.75 kg/口2−)に達すると、プリコート材で
ある粉末状イオン交換樹脂を逆洗・廃棄し、新しいプリ
コート材と取換える。したがって、コスト低減及び廃棄
物発生量低減のためには、差圧の上昇が遅いこと。
The performance required of the filtration demineralizer 4 is the following two points. The first point is that the filtration life is long. That is, as the filtration time becomes longer, the amount of crud adsorbed and removed by the precoat layer increases, which causes clogging in the precoat layer and increases the filtration pressure difference. When this differential pressure reaches a certain value (usually 1.75 kg/mouth 2-), the powdered ion exchange resin that is the precoat material is backwashed and discarded, and replaced with a new precoat material. Therefore, in order to reduce costs and waste generation, the differential pressure must rise slowly.

すなわち、ろ過寿命が長いことが望ましい。第2の要求
性能は被処理水からのクラッド除去率が高いことであり
、通常は、除去率90%以上が必要とされている。
In other words, it is desirable that the filtration life is long. The second required performance is a high crud removal rate from the water to be treated, and usually a removal rate of 90% or more is required.

基礎実験の結果1本発明にもとづく陽イオン交換樹脂を
用いた場合には、ろ過寿命は従来の強酸性のスルホン酸
系樹脂より長くなり望ましい結果となるが、ろ過の過程
でプリコート層にクラックを発生しクラッド除去率が6
0〜90%と低くなり、そのままではろ過脱塩器に使用
するのが不適当な場合のあることがわかった。
Basic experiment results 1 When using the cation exchange resin according to the present invention, the filtration life is longer than that of conventional strongly acidic sulfonic acid resins, which is a desirable result, but cracks may occur in the precoat layer during the filtration process. The crud removal rate was 6.
It was found that the ratio was as low as 0 to 90%, and that it was sometimes inappropriate to use it as it was in a filtration demineralizer.

本発明の陽イオン交換樹脂には、カルボン酸系am、キ
レート性樹脂などがあるが、まずカルボン酸系樹脂を用
いた場合について説明する。
The cation exchange resin of the present invention includes carboxylic acid type am, chelating resin, etc., and first, the case where carboxylic acid type resin is used will be explained.

カルボン酸系樹脂としては、メタクリル系カルボン酸樹
脂、アクリル系カルボン酸樹脂などが知られているが、
これらをプリコート材として用いた場合の性能はほぼ同
等であるため、以下では一括してカルボン酸系樹脂と呼
ぶ。また、カルボン酸系樹脂は、粒径が500μm程度
のいわゆる粒状樹脂が知られている。しかしこのような
粒状樹脂では粒子径が大きいためにプリコートに適さな
いばかりか、ろ過効果は不十分であり、かつそのイオン
交換反応の効率が低いため実用的でない。
As carboxylic acid resins, methacrylic carboxylic acid resins, acrylic carboxylic acid resins, etc. are known.
When these are used as precoat materials, their performance is almost the same, so they will be collectively referred to as carboxylic acid resins below. Furthermore, so-called granular resins having a particle size of about 500 μm are known as carboxylic acid resins. However, such granular resins have large particle diameters, making them unsuitable for precoating, as well as insufficient filtration effects and low efficiency of ion exchange reactions, making them impractical.

そこで、カルボン酸系樹脂を粉砕して平均粒径約50μ
mの粉末状カルボン酸系樹脂を製造し、これと粉末状の
陰イオン交換樹脂を2対1の割合で混合し、さらに若干
量の高分子凝集剤(ポリアクリル酸アミド等)を添加し
、プリコート材とした。これを用いて、クラッドを含む
、水のろ過処理を行った。その結果を、陽イオン交換樹
脂として従来のスルホン酸系樹脂を用いた場合と比較し
て、第13図に示す。これより、ろ適時間と共にろ過差
圧は上昇するが、カルボン酸系樹脂ではスルホン酸系樹
脂よりろ過差圧の上昇がゆるやかで、ろ過寿命が約1.
5倍(但し、ろ過差圧が1.75結果の得られることが
わかる。
Therefore, the carboxylic acid resin was pulverized and the average particle size was approximately 50 μm.
m of powdered carboxylic acid resin, mixed this with powdered anion exchange resin at a ratio of 2:1, and further added a small amount of polymer flocculant (polyacrylic acid amide, etc.), It was made into a pre-coated material. Using this, water including cladding was filtered. The results are shown in FIG. 13 in comparison with the case where a conventional sulfonic acid resin was used as the cation exchange resin. From this, the filtration differential pressure increases with the filtration time, but with carboxylic acid resins, the filtration differential pressure increases more slowly than with sulfonic acid resins, and the filtration life is about 1.
5 times (however, it can be seen that the filtration pressure difference is 1.75).

しかし、クラッド除去率はろ適時間と共に低下し、カル
ボン酸系樹脂ではろ過差圧が1.75kgZ■2となる
時点では、約75%となり、一般に必要と考えられてい
る90%以上を確保できない。
However, the crud removal rate decreases with the filtration time, and in the case of carboxylic acid resins, it becomes about 75% when the filtration pressure difference reaches 1.75 kgZ2, and it is not possible to secure the 90% or more that is generally considered necessary.

この原因は、ろ適時間の経過と共に、プリコート層にク
ラックを発生するためであることがわがつた。この詳細
を第14図により説明する。
It was found that the cause of this was that cracks were generated in the precoat layer as the filtration time passed. The details will be explained with reference to FIG.

一般にはろ過エレメント21上に厚さ2〜20■のプリ
コート層41を形成した後、被処理水42のろ過が行わ
れる。このプリコート層は、ろ適時間の経過と共に収縮
するため、第14図(b)に示すようにクラック43を
発生し、クラッド除去率が低下する。このような現象は
、従来のスルホン酸系樹脂に対しても知られており、ク
ラック43の防止策としては、繊維添加が有効であるこ
とも知られている。なお、第13図のスルホン酸系樹脂
に対する結果も、繊維を添加したものである。従来のス
ルホン酸系樹脂では、繊維の添加量は30〜60 w 
t%が適当であり、好適には50wt%が望ましいこと
が知られている。そこで、カルボン酸系樹脂と陰イオン
交換樹脂を混合した後、さらに繊維の割合が50wt%
となるよう。
Generally, after forming a precoat layer 41 with a thickness of 2 to 20 cm on the filter element 21, the water to be treated 42 is filtered. This precoat layer shrinks as the filtration time passes, so that cracks 43 are generated as shown in FIG. 14(b), and the cladding removal rate is reduced. Such a phenomenon is also known for conventional sulfonic acid resins, and it is also known that addition of fibers is effective as a measure to prevent cracks 43. Incidentally, the results for the sulfonic acid resin shown in FIG. 13 are also those in which fibers were added. With conventional sulfonic acid resins, the amount of fiber added is 30 to 60 w.
It is known that t% is suitable, and preferably 50wt%. Therefore, after mixing the carboxylic acid resin and anion exchange resin, the fiber ratio was further increased to 50 wt%.
So that it becomes.

アクリル系繊維(太さが約10μm、長さが数100μ
m)を添加し、これをプリコート材に用いてろ過実験を
行った。その結果を、繊維無添加の場合と比較して第1
5図に示す、これより、繊ことがわかる。
Acrylic fiber (approximately 10 μm in thickness, several 100 μm in length)
m) was added and a filtration experiment was conducted using this as a precoat material. The results are compared with the case without fiber added.
As shown in Figure 5, it can be seen that the fibers are fine.

しかし、スルホン酸系樹脂で最適と考えられている繊維
割合5’ Ow t%の時でも、第15図より明らかな
ように、一般に必要と考えられているクラッド除去率9
0%以上を常時は達成できないとの問題がある。そこで
、本発明者はこの原因を明らかにすると共に、対策方法
を見出した。
However, even when the fiber ratio is 5'Ow t%, which is considered to be the optimum for sulfonic acid resins, as is clear from Figure 15, the crud removal rate, which is generally considered necessary, is 9.
There is a problem in that it is not always possible to achieve 0% or more. Therefore, the inventor of the present invention clarified the cause of this problem and also found a countermeasure.

カルボン酸系樹脂を用いた場合に、プリコート層でクラ
ックを発生する原因を明らかにするため、まず、従来の
スルホン酸系樹脂でクラックを発生する原因を調べた。
In order to clarify the cause of cracks in the precoat layer when carboxylic acid resin is used, we first investigated the cause of cracks in conventional sulfonic acid resins.

その結果、クラック発生原因は、プリコート層41の収
縮に起因しており、またプリコートM41が収縮する原
因は、以下の2て゛ つの因子の相乗効果〆あることがわかった。すなわち第
1の因子は、イオン交換樹脂は、粒子の表面は陽イオン
交換樹脂ではマイナス、陰イオン交換樹脂ではプラスに
帯電しており、両者を混合して用いているプリコート層
では電気的な反発力により、フロック状とよばれる疎な
層を形成している。しかし、クラッドを吸着すると表面
電荷が打ち消されるために、電気的反発力が減少し、プ
リコート層は収縮すると共に、ち密な層となる。第2の
因子は、従来のスルホン酸系樹脂はクラッドを吸着する
と樹脂粒子が収縮する収縮性樹脂であるため、これによ
ってもプリコート層が収縮し。
As a result, it was found that the cause of crack generation was due to the shrinkage of the precoat layer 41, and that the cause of the shrinkage of the precoat M41 was a synergistic effect of the following two factors. In other words, the first factor is that the particle surface of ion exchange resins is negatively charged for cation exchange resins and positively charged for anion exchange resins, and electrical repulsion occurs in the precoat layer that uses a mixture of both. The force forms a loose layer called a flock. However, when the cladding is adsorbed, the surface charge is canceled out, so the electrical repulsion force decreases, and the precoat layer contracts and becomes a dense layer. The second factor is that conventional sulfonic acid resins are shrinkable resins whose resin particles shrink when they adsorb cladding, so this also causes the precoat layer to shrink.

クラック発生原因となる。このように、従来のスルホン
酸系樹脂では、クラッド吸着時の電気的反発力の低下と
、樹脂自身の収縮性により、クラックを発生し、これを
防止するための方法として、繊維を添加していることが
わかった。
This may cause cracks to occur. In this way, with conventional sulfonic acid resins, cracks occur due to a decrease in electrical repulsion when the cladding is adsorbed and the shrinkage of the resin itself, and as a way to prevent this, fibers are added. I found out that there is.

これに対し、カルボン酸系樹脂ではクラック発生機構が
異なることが新たにわかった。すなわち、前記した第1
の因子(i!!圧的反発力の低下)は全く同じであるが
、第2の因子が異なる。すなわち。
In contrast, it has been newly discovered that the crack generation mechanism is different in carboxylic acid resins. That is, the first
The factor (i!! reduction in pressure repulsion) is exactly the same, but the second factor is different. Namely.

カルボン酸系樹脂はクラッドを吸着しても、樹脂粒子は
収縮せず、むしろ膨張する膨張性樹脂である。このため
、第2の因子はプリコート層の収縮を緩和する方向に動
き、カルボン酸系樹脂はスルホン酸系樹脂よりもプリコ
ート層収縮量が小さいことがわかった。このため、スル
ホン酸系樹脂では繊維の好適な割合が30〜60wt%
であるのに対し、もつと少ない繊維割合でもカルボン酸
系樹脂ではプリコート層でのクラック発生を防止できる
のではないかと考えた。そこで繊維割合を変化してろ過
実験を行った。第16図は、プリコート層でのろ過差圧
が1 、75 kg/ cm”になった時の、クラッド
除去率を、繊維割合の関数として示したものである。ス
ルホン酸系樹脂では繊維割合が30wt%以下では、プ
リコート層にクラックを生じクラッド除去率が急激に低
下するのに対し、カルボン酸系樹脂では予想通り繊維割
合がすくなくてもクラックが発生せず、$a維割合10
wし%でもクラッド除去率が90%となることが確認で
きた。一方、繊維割合が大きい領域でも、第16図に示
すようにクラッド除去率が再び低下する。
Carboxylic acid resin is an expandable resin in which the resin particles do not contract but rather expand even when the cladding is adsorbed. Therefore, it was found that the second factor moves in the direction of relaxing the shrinkage of the precoat layer, and that the amount of shrinkage of the precoat layer is smaller in the carboxylic acid resin than in the sulfonic acid resin. For this reason, the preferred proportion of fibers in sulfonic acid resins is 30 to 60 wt%.
On the other hand, we thought that carboxylic acid-based resin could prevent cracks from occurring in the precoat layer even with a low fiber content. Therefore, a filtration experiment was conducted by changing the fiber ratio. Figure 16 shows the crud removal rate as a function of the fiber percentage when the filtration pressure difference in the precoat layer is 1.75 kg/cm''.For sulfonic acid resins, the fiber percentage is At 30wt% or less, cracks occur in the precoat layer and the crud removal rate drops sharply, whereas with carboxylic acid resins, as expected, cracks do not occur even if the fiber ratio is small, and the fiber ratio is 10%.
It was confirmed that the crud removal rate was 90% even with %w. On the other hand, even in the region where the fiber ratio is large, the crud removal rate decreases again as shown in FIG. 16.

この原因は、繊維割合が増加するに従い、高いろ過性能
を有するイオン交換樹脂の割合が低下するためである。
This is because as the fiber ratio increases, the ratio of ion exchange resin having high filtration performance decreases.

また、スルホン酸系樹脂の場合には。Also, in the case of sulfonic acid resins.

繊維割合が60wt%以上でクラッド除去率が90%以
下となるが、カルボン酸系樹脂では繊維割合40wt%
以上で除去率が90%を切る。この理由は、スルホン酸
系樹脂は強酸性樹脂であるためにクラッド除去能力が高
く、そのため繊維割合が少々大きくなっても所定の性能
を維持できるのに対し、カルボン酸系樹脂は弱酸性樹脂
であるためにクラッド除去能力が若干低く、そのため繊
維割合をあまり大きくできない。
When the fiber ratio is 60wt% or more, the crud removal rate is 90% or less, but for carboxylic acid resins, the fiber ratio is 40wt%.
With this, the removal rate is less than 90%. The reason for this is that sulfonic acid resins are strongly acidic resins and have a high ability to remove crud, so they can maintain the desired performance even if the fiber ratio increases slightly, whereas carboxylic acid resins are weakly acidic resins. Therefore, the ability to remove crud is somewhat low, and therefore the fiber ratio cannot be increased very much.

以上示したように、カルボン酸系樹脂とスルホン酸系樹
脂はその物性が異なるために最適な繊維の添加量も異な
ることがわかった。すなわち、カルボン酸系樹脂では、
繊維割合が10〜40wt%の範囲にあれば、クラッド
除去率90%以上を確保でき、ろ過脱塩器として極めて
好ましいことがわかった。なお、繊維としては、アクリ
ル系繊維、ナイロン繊維、植物繊維、炭素繊維等どのよ
うなものでも良く、また繊維の太さは数μmから数十μ
mの範囲、長さは数十μmから数Iの範囲であればよい
ことは、従来と同じである。
As shown above, it has been found that carboxylic acid resins and sulfonic acid resins have different physical properties, and therefore the optimum amount of fiber added is also different. In other words, in carboxylic acid resin,
It was found that when the fiber ratio is in the range of 10 to 40 wt%, a crud removal rate of 90% or more can be ensured, which is extremely preferable as a filter demineralizer. Note that the fibers may be of any type, such as acrylic fibers, nylon fibers, vegetable fibers, carbon fibers, etc., and the thickness of the fibers may be from several μm to several tens of μm.
As in the conventional case, the range of m and the length may be in the range of several tens of μm to several I.

以上により、最適な繊維の添加量は明らかになったが、
すでに記したようにカルボン酸系樹脂は弱酸性のためク
ラッド除去能力が若干低いとの本質的な欠点がある。即
ち、第16図からもわかるように、カルボン酸系樹脂で
は繊維割合が約2゜wt%でクラッド除去率が最大値9
3%を示すのに対し、スルホン酸系樹脂では最大97%
となる。
From the above, the optimal amount of fiber added has been clarified, but
As already mentioned, carboxylic acid resins have an essential drawback of being weakly acidic and have a slightly low crud removal ability. That is, as can be seen from Fig. 16, in the case of carboxylic acid resin, the crud removal rate reaches the maximum value of 9 when the fiber ratio is about 2 wt%.
3%, whereas sulfonic acid resin shows a maximum of 97%.
becomes.

この理由を更に詳細に調べるため、プリコート層内に吸
着されたクラッドの分布を調べた。
In order to investigate the reason for this in more detail, we investigated the distribution of cladding adsorbed within the precoat layer.

第17図はその結果を示したものであり、縦軸は吸着さ
れたクラッドの濃度、横軸はプリコート層41の表面か
らろ過エレメント21の方向にはかった深さを示す。こ
れよりスルホン酸系樹脂では、これが強酸性樹脂のため
クラッド除去能力が高く、プリコート層41の表面近く
でクラッドの大半が吸着されていることがわがった。こ
れにたいし、弱酸性樹脂であるカルボン酸系樹脂の場合
には、クラッドは、プリコート層の全域で吸着されてお
り、クラッドの一部はろ過エレメント21にまで達して
いることがわかった。すなわち、カルボン酸系樹脂は弱
酸性のためクラッドをプリコート層で完全に吸着するこ
とができずに、一部がろ過エレメントに達することから
クラッド除去率の低いことがわかった。
FIG. 17 shows the results, where the vertical axis shows the concentration of the adsorbed cladding, and the horizontal axis shows the depth measured from the surface of the precoat layer 41 in the direction of the filtration element 21. From this, it was found that the sulfonic acid resin has a high crud removal ability because it is a strong acid resin, and most of the crud is adsorbed near the surface of the precoat layer 41. On the other hand, in the case of carboxylic acid resin, which is a weakly acidic resin, the cladding was adsorbed throughout the precoat layer, and it was found that a portion of the cladding reached the filtration element 21. In other words, since the carboxylic acid resin is weakly acidic, the cladding cannot be completely adsorbed by the precoat layer, and some of it reaches the filtration element, resulting in a low cladding removal rate.

このようなカルボン酸系樹脂に、従来のスルホン酸系樹
脂と同等のクラッド除去能力を持たせるには、樹脂の粒
径を小さくすることも良い方法ではないかと発明者は考
えた。すなりち従来のスルホン酸系樹脂はプリコート性
等の観点から、60〜400メツシユ、すなわち平均粒
径で50〜150μmの粉末状樹脂を使用している。し
かしクラッド除去能力の若干低いカルボン酸系樹脂に対
しては、粒径をもつと小さくすることにより反応表面積
を増加すれば、実効的なりラッド除去能力が高くなり、
その結果、スルホン酸系樹脂以上のクラッド除去率が得
られるのではないかと考えた。そこでさらに、カルボン
酸系樹脂の粒径を変化させ、ろ過実験を行った。その結
果を第18図に示すが、この場合には、m維割合は常に
20wt%とした。
In order to give such a carboxylic acid resin the same crud removal ability as conventional sulfonic acid resins, the inventor thought that reducing the particle size of the resin would be a good method. For conventional sulfonic acid resins, powdered resins having a mesh size of 60 to 400, that is, an average particle size of 50 to 150 μm, are used from the viewpoint of precoating properties. However, for carboxylic acid resins that have a slightly low crud removal ability, increasing the reaction surface area by reducing the particle size will increase the effective crud removal ability.
As a result, we thought that a crud removal rate higher than that of sulfonic acid resins could be obtained. Therefore, we further conducted a filtration experiment by changing the particle size of the carboxylic acid resin. The results are shown in FIG. 18, and in this case, the m-fiber ratio was always 20 wt%.

第18図に示したクラッド除去率は、ろ過差圧が1 、
75 kg/ C11”になった時の実験値を示してお
り、またろ過寿命は以下のように定義した。すなわち、
従来のスルホン酸系樹脂では60〜400meshの粉
末状、好適には特公昭47−44903号にあるように
100〜200 abash、すなわち平均粒径80μ
m程度のものが用いられている。そこで平均粒径80μ
mのスルホン酸系樹脂を用いた場合のろ過寿命を1とし
、それに対する相対値として、カルボン酸系樹脂のろ過
寿命を示した。第18図より予想通り平均粒径が小さく
なるほど反応表面積が大きくなり、クラッド除去率は向
上することがわかった。また、クラッド除去率が90%
以上となるためには、平均粒径は60μm以下であるこ
とが望ましいこともわかった。一方、ろ過寿命は平均粒
径が大きくなるほど長くなるが、この理由は、平均粒径
が小さいほどクラッド吸着時にプリコート層での目詰ま
りが起こりやすく、その結果、ろ過差圧の上昇が速くな
ることによる。したがって、ろ過寿命を従来のスルホン
酸系樹脂と同等以上とするためには、カルボン酸系樹脂
の平均粒径は30μm以上であることが望ましい、した
がって、クラッド除去率90%以上でかつ、ろ過寿命も
従来のスルホン酸系樹脂以上であるためにはカルボン酸
系樹脂の平均粒径は30〜60μmであることが望まし
い。
The crud removal rate shown in Figure 18 is when the filtration pressure difference is 1,
The experimental value is shown when the filter reaches 75 kg/C11", and the filtration life is defined as follows. That is,
Conventional sulfonic acid resins have a powder form of 60 to 400 mesh, preferably 100 to 200 abash, that is, an average particle size of 80 μm, as described in Japanese Patent Publication No. 47-44903.
A size of about m is used. Therefore, the average particle size is 80μ
The filtration life when using a sulfonic acid resin of m is set as 1, and the filtration life of the carboxylic acid resin is shown as a relative value to that. As expected from FIG. 18, it was found that the smaller the average particle diameter, the larger the reaction surface area, and the higher the crud removal rate. In addition, the crud removal rate is 90%.
It has also been found that in order to achieve the above, it is desirable that the average particle diameter is 60 μm or less. On the other hand, the filtration life increases as the average particle size increases, and the reason for this is that the smaller the average particle size, the more likely the pre-coat layer will be clogged during cladding adsorption, and as a result, the filtration differential pressure will rise faster. by. Therefore, in order to have a filtration life equal to or higher than that of conventional sulfonic acid resins, it is desirable that the average particle size of the carboxylic acid resin is 30 μm or more. It is desirable that the average particle size of the carboxylic acid resin is 30 to 60 μm in order to have a particle diameter greater than that of conventional sulfonic acid resins.

説明をさらに補足すると、従来のスルホン酸系樹脂では
平均粒径50〜150 fi m (60〜400me
sh )が望ましいのに対し、カルボン酸系樹脂では3
0〜60μmが望ましい理由は以下のようにまとめるこ
とができる5すなわち、カルボン酸系樹脂は弱酸性(ス
ルホン酸系は強酸性)のため、高いクラッド除去率を得
るには反応表面積を大きくしなければならず、そのため
従来のスルホン酸系樹脂よりも平均粒径が小さい方が望
ましい。ま均粒径が50μm以下になるとろ過寿命が急
激に短くなるが、カルボン酸系樹脂は逆の膨張性樹脂の
ために、平均粒径が30μm程度でも、従来のスルホン
酸系樹脂と同等のろ過寿命が得られる。
To further supplement the explanation, conventional sulfonic acid resins have an average particle size of 50 to 150 fi m (60 to 400 me
sh ) is desirable, whereas for carboxylic acid resins 3
The reason why 0 to 60 μm is desirable can be summarized as follows5: In other words, carboxylic acid resins are weakly acidic (sulfonic acid resins are strongly acidic), so in order to obtain a high crud removal rate, the reaction surface area must be increased. Therefore, it is desirable that the average particle diameter be smaller than that of conventional sulfonic acid resins. However, when the average particle size becomes 50 μm or less, the filtration life rapidly shortens, but because carboxylic acid resins have the opposite expansion property, even if the average particle size is around 30 μm, they can still achieve the same filtration as conventional sulfonic acid resins. You can get longevity.

なお、第18図には、繊維割合20wt%の場合につい
て示したが、第16図で説明した繊維割合10〜40w
t%の範囲では、やはり平均粒径を30〜60μmとす
ることにより、高いろ過性能の得られることを確認した
。これを第19図により パ説明する。
Although FIG. 18 shows the case where the fiber ratio is 20 wt%, the fiber ratio explained in FIG. 16 is 10 to 40 wt%.
In the t% range, it was confirmed that high filtration performance could be obtained by setting the average particle size to 30 to 60 μm. This will be explained with reference to FIG.

まず横軸に示したm維割合に関しては、これが10wt
%以下になるとクラックが発生しクラッド除去率が90
%以下になり、また40wt%以上でも相対的にイオン
交換樹脂の割合が低下し、クラッド除去率が低くなる。
First, regarding the m-fiber ratio shown on the horizontal axis, this is 10wt.
% or less, cracks will occur and the crud removal rate will be 90%.
% or less, and even if it is 40 wt% or more, the proportion of the ion exchange resin decreases relatively, resulting in a low crud removal rate.

また、縦軸に示した平均粒径については、60μm以上
では反応表面積が不足しクラッド除去率が低く、30p
m以下ではプリコート層での目詰まりが起こりろ過寿命
が短くなる。このようにカルボン酸系樹脂7は膨張性か
つ弱酸性であり、従来のスルホン酸系樹脂とはその物性
が異なるため、最適な粉末状イオン交換樹脂の条件も異
なることがわかった。
Regarding the average particle size shown on the vertical axis, if it is 60 μm or more, the reaction surface area is insufficient and the crud removal rate is low;
If it is less than m, clogging will occur in the precoat layer and the filtration life will be shortened. As described above, carboxylic acid resin 7 is expandable and weakly acidic, and its physical properties are different from those of conventional sulfonic acid resins, so it was found that the optimum conditions for the powdered ion exchange resin are also different.

以上の説明はカルボン酸系樹脂を例に説明したが、他の
イオン交換樹脂であっても、本発明にもとづくものであ
れば、同じ結果となる。このような例としては、第1表
Oに示すキレート樹脂などがあり、第1表■に示した陽
イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を1:1の割合で混
合し、これに繊維を添加した場合の実験結果を第20図
に示す、即ち、第20図は、太さ約5μm、長さ数10
μmの植物繊維を0から60 w t%の範囲で変化さ
せたときのクラッド除去率(但し、ろ過差圧が1.75
kg/ロ2の時点)を平均粒径30゜τ”eF、100
μmのキレート性陽イオン交換樹脂について示す、この
場合にも、第16図と同じく繊維割合が10から40w
t%でクラッド除去率が最も高くなり、かつ陽イオン交
換樹脂の粒径が30から60μmであればクラッド除去
率がほぼ90%以上となることがわかった。
Although the above explanation has been made using carboxylic acid resin as an example, the same results can be obtained with other ion exchange resins as long as they are based on the present invention. Examples of this include the chelate resins shown in Table 1 O, and the cation exchange resins and anion exchange resins shown in Table 1 ■ are mixed at a ratio of 1:1, and fibers are added to this. The experimental results in the case of
The crud removal rate when changing the μm plant fiber in the range of 0 to 60 wt% (however, the filtration differential pressure is 1.75
kg/ro2) with an average particle diameter of 30°τ”eF, 100
μm chelating cation exchange resin. In this case as well, the fiber proportion is 10 to 40 w as in Figure 16.
It was found that the crud removal rate was highest at t%, and if the particle size of the cation exchange resin was 30 to 60 μm, the crud removal rate was approximately 90% or more.

また粉末状イオン交換樹脂をプリコート材として用いる
場合には、弱酸性の陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂を一定の比率(通常は陽イオン交換樹脂と陰イオン交
換樹脂の比率は4対1から1対2の範囲)で混合して用
いるが、陰イオン交換樹脂には、粉末状の第4級、第3
級、第2級。
In addition, when using powdered ion exchange resin as a precoat material, use a weakly acidic cation exchange resin and an anion exchange resin at a certain ratio (usually the ratio of cation exchange resin to anion exchange resin is 4 to 1). However, anion exchange resins include powdered quaternary and tertiary resins.
Class, 2nd class.

または第1級アミン系樹脂などを用いることができるの
は従来と同じである。
Alternatively, primary amine resins and the like can be used as in the past.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.

(1)I5I!Goなど非放射性金属を原子炉内で長時
間滞留させることがなくなり、したがってBOcOなど
の生成が抑制され、放射性金属の配管への付着も抑制で
きるから、原子力発電所内での作業員の被ばく量を大幅
に低減することが可能になる。
(1) I5I! Non-radioactive metals such as Go are no longer allowed to remain in the reactor for long periods of time, thereby suppressing the production of BOcO and other substances, and also suppressing the adhesion of radioactive metals to piping, reducing the amount of radiation exposure of workers inside nuclear power plants. It becomes possible to significantly reduce the amount.

(2)原子炉冷却水中のイオンやクラッドを捕獲しても
差圧上昇やクラックの発生を抑制でき、濾過脱塩器の寿
命を伸ばすことができる。したがって、コスト低減を計
れるばかりでなく廃棄物の発生旦も低減できる。
(2) Even if ions and crud are captured in the reactor cooling water, the increase in differential pressure and the occurrence of cracks can be suppressed, and the life of the filtration demineralizer can be extended. Therefore, not only can costs be reduced, but also the amount of waste generated can be reduced.

(3)不発明で使用する陽イオン交換樹脂は、イオン交
換基の結合エネルギーが小さいために、熱的に簡単に分
解でき、したがって廃棄物処理が容易で大幅な減容が計
れる。しかもその廃棄物処理時に有害ガスを発生するこ
ともなく、処理設備を簡単化できる効果がある。
(3) The cation exchange resin used in the invention can be thermally easily decomposed because the bond energy of the ion exchange group is small, so waste disposal is easy and the volume can be reduced significantly. Moreover, no harmful gas is generated during waste treatment, which has the effect of simplifying treatment equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

一部詳細断面図、第3図および第4図はそれぞれ原子炉
内での金属イオンの挙動を説明する図、第5図は本発明
を説明するための実験装置を示す系統図、第6図および
第7図はそれぞれ様々な陽イオン交換樹脂の耐熱性を説
明する図、第8図は陽イオン交換樹脂の熱分解特性を説
明する図、第9図は本発明における濾過脱塩器の差圧上
昇を従来と比較して説明する図、第10図は陰陽両イオ
ン交換樹脂の混合割合に対する濾過寿命の関係を示す図
、第11図は本発明の他の実施例を示す原子カプラント
の系統図、第12図は本発明で使用し去率の経時変化を
示す図、第14図はプリコート層断面の様子を示す図、
第15図はクラッド捕捉量とクラッド除去率との関係を
示す図、第161司は最適な繊維割合を示す図、第17
図はプリコート層断面のクラッド分布を示す図、第18
図は最適な粒径範囲を示す図、第19図は最適な平均粒
径と繊維割合との関係を示す図、第20図は繊維割合を
変化した時のクラッド除去率を示す図である。 1・・・タービン、2・・・復水器、3・・・原子炉冷
却水、4・・・濾過脱塩器、5・・・脱塩器、6・・・
原子炉、9・・・15・・・給水ポンプ、16・・・給
水加熱器、17・・・プリコートタンク、20・・・プ
リコートポンプ、22・・・フロック・
A partially detailed sectional view, FIGS. 3 and 4 are diagrams each explaining the behavior of metal ions in a nuclear reactor, FIG. 5 is a system diagram showing an experimental apparatus for explaining the present invention, and FIG. 6 Figure 7 is a diagram explaining the heat resistance of various cation exchange resins, Figure 8 is a diagram explaining the thermal decomposition characteristics of cation exchange resins, and Figure 9 is a diagram explaining the differences in the filtration demineralizer in the present invention. Figure 10 is a diagram illustrating the relationship between the filtration life and the mixing ratio of negative and positive ion exchange resins, and Figure 11 is a diagram illustrating an atomic couplant system showing another embodiment of the present invention. , FIG. 12 is a diagram showing the change over time in the removal rate used in the present invention, and FIG. 14 is a diagram showing a cross section of the precoat layer.
Fig. 15 is a diagram showing the relationship between crud capture amount and crud removal rate, Fig. 161 is a diagram showing the optimal fiber ratio, and Fig. 17 is a diagram showing the relationship between crud capture amount and crud removal rate.
The figure shows the cladding distribution in the cross section of the precoat layer, No. 18.
The figure shows the optimum particle size range, Figure 19 shows the relationship between the optimum average particle size and fiber proportion, and Figure 20 shows the crud removal rate when changing the fiber proportion. 1... Turbine, 2... Condenser, 3... Reactor cooling water, 4... Filtration desalination device, 5... Desalination device, 6...
Nuclear reactor, 9...15...Water pump, 16...Feed water heater, 17...Precoat tank, 20...Precoat pump, 22...Flock

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、芳香族環を含む高分子の主鎖に結合したイオン交換
基の結合エネルギーが300KJ/mol以下の陽イオ
ン交換樹脂に原子炉の冷却水を接触させて該冷却水中の
クラッド又は陽イオンを捕捉して該冷却水を浄化するこ
とを特徴とする原子炉冷却水の浄化方法。 2、前記陽イオン交換樹脂はイオン交換基がベンゼン環
を構成する炭素以外の元素と結合した直鎖型のイオン交
換樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の原子炉冷却水の浄化方法。 3、前記陽イオン交換樹脂はイオン交換基の結合エネル
ギーが300KJ/mol以下であり、かつ平均粒径が
30−60μmであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の原子炉冷却水の浄化方法。 4、前記イオン交換樹脂は、膜構造の樹脂フィルタにイ
オン交換基を持たせたものであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の原子炉冷却水の浄化方法。 5、膜構造の樹脂フィルタは中空糸フィルタであること
を特徴とする特許請求の範囲第4項記載の原子炉冷却水
の浄化方法。 6、芳香族環を含む高分子の主鎖に結合したイオン交換
基の結合エネルギーが300KJ/mol以下である陽
イオン交換樹脂50〜90wt%及び陰イオン交換樹脂
10〜50wt%とを含むイオン交換樹脂に、原子炉の
冷却水を接触させて該冷却水中のクラッド又は陽イオン
を捕捉して該冷却水を浄化することを特徴とする原子炉
冷却水の浄化方法。 7、陽イオン交換樹脂として、オキシベンジルスルホン
酸樹脂、アクリル系カルボン酸樹脂、メタクリル系カル
ボン酸樹脂、芳香族カルボン酸樹脂、キレート樹脂のう
ちいずれか1つまたはそれらを組合せて用いることを特
徴とする特許請求の範囲第6項記載の原子炉冷却水の浄
化方法。 8、芳香族環を含む高分子の主鎖に結合したイオン交換
基の結合エネルギーが300KJ/mol以下であり、
かつ繊維状である陽イオン交換樹脂に原子炉の冷却水を
接触させて該冷却水中のクラッド又は陽イオンを捕捉し
て該冷却水を浄化することを特徴とする原子炉冷却水の
浄化方法。 9、平均粒径が30−60μmであることを特徴とする
特許請求の範囲第8項記載の原子炉冷却水の浄化方法。 10、芳香族環を含む高分子の主鎖に結合したイオン交
換基の結合エネルギーが300KJ/mol以下の陽イ
オン交換樹脂と補強用繊維とを含む陽イオン交換樹脂に
原子炉の冷却水を接触させて該冷却水中のクラッド又は
陽イオンを捕捉して該冷却水を浄化することを特徴とす
る原子炉冷却水の浄化方法。 11、前記繊維の割合が10−40wt%(樹脂と繊維
との乾燥重量基準)であることを特徴とする特許請求の
範囲第10項記載の原子炉冷却水の浄化装置。 12、芳香族環を含む高分子の主鎖に結合したイオン交
換基の結合エネルギーが300KJ/mol以下の陽イ
オン交換樹脂に、原子炉の冷却水を接触させて該冷却水
からクラッド又は陽イオンを捕捉すること、所定期間使
用後、該陽イオン交換樹脂を前記冷却水から分離し、そ
の一部ないし全部を熱分解又は焼却して該樹脂の体積を
減少させることを含む原子炉冷却水の浄化方法。 13、原子炉冷却水浄化装置に芳香族環を含む高分子の
主鎖に結合したイオン交換基の結合エネルギーが300
KJ/mol以下の陽イオン交換樹脂を充填したことを
特徴とする原子炉冷却水浄化装置。 14、原子炉冷却水浄化装置に、芳香族環を含む高分子
の主鎖に結合したイオン交換基の結合エネルギーが30
0KJ/mol以下の陽イオン交換樹脂50〜90wt
%と陰イオン交換樹脂10〜50wt%とを充填したこ
とを特徴とする原子炉冷却水浄化装置。 15、原子炉冷却水浄化装置に、芳香族環を含む高分子
の主鎖に結合したイオン交換基の結合エネルギーが30
0KJ/mol以下であり、かつ平均粒径が30−60
μmの陽イオン交換樹脂を充填したことを特徴とする原
子炉冷却水浄化装置。
[Scope of Claims] 1. Cooling water of a nuclear reactor is brought into contact with a cation exchange resin whose ion exchange group bonded to the main chain of a polymer containing an aromatic ring has a binding energy of 300 KJ/mol or less, and the cooling water is A method for purifying nuclear reactor cooling water, the method comprising purifying the cooling water by capturing crud or cations. 2. The nuclear reactor cooling according to claim 1, wherein the cation exchange resin is a linear ion exchange resin in which an ion exchange group is bonded to an element other than carbon constituting a benzene ring. How to purify water. 3. The reactor cooling water according to claim 1, wherein the cation exchange resin has a bond energy of ion exchange groups of 300 KJ/mol or less and an average particle size of 30 to 60 μm. purification method. 4. The method for purifying nuclear reactor cooling water according to claim 1, wherein the ion exchange resin is a membrane-structured resin filter having an ion exchange group. 5. The method for purifying nuclear reactor cooling water according to claim 4, wherein the resin filter having a membrane structure is a hollow fiber filter. 6. Ion exchange containing 50 to 90 wt% of a cation exchange resin and 10 to 50 wt% of an anion exchange resin whose ion exchange group bonded to the main chain of a polymer containing an aromatic ring has a binding energy of 300 KJ/mol or less 1. A method for purifying nuclear reactor cooling water, which comprises bringing reactor cooling water into contact with a resin to capture crud or cations in the cooling water to purify the cooling water. 7. As the cation exchange resin, any one or a combination of oxybenzyl sulfonic acid resins, acrylic carboxylic acid resins, methacrylic carboxylic acid resins, aromatic carboxylic acid resins, and chelate resins are used. A method for purifying nuclear reactor cooling water according to claim 6. 8. The bonding energy of the ion exchange group bonded to the main chain of the polymer containing an aromatic ring is 300 KJ/mol or less,
A method for purifying nuclear reactor cooling water, which comprises bringing reactor cooling water into contact with a fibrous cation exchange resin to trap crud or cations in the cooling water and purifying the cooling water. 9. The method for purifying nuclear reactor cooling water according to claim 8, wherein the average particle size is 30-60 μm. 10. Contacting reactor cooling water with a cation exchange resin containing a cation exchange resin whose ion exchange group bonded to the main chain of a polymer containing an aromatic ring has a binding energy of 300 KJ/mol or less and reinforcing fibers. A method for purifying nuclear reactor cooling water, the method comprising purifying the cooling water by trapping crud or cations in the cooling water. 11. The reactor cooling water purification device according to claim 10, wherein the proportion of the fibers is 10-40 wt% (based on the dry weight of resin and fibers). 12. A cation exchange resin whose ion exchange group bonded to the main chain of a polymer containing an aromatic ring has a binding energy of 300 KJ/mol or less is brought into contact with reactor cooling water to extract cladding or cations from the cooling water. separating the cation exchange resin from the cooling water after a predetermined period of use, and reducing the volume of the resin by thermally decomposing or incinerating part or all of it. Purification method. 13. The bond energy of the ion exchange group bonded to the main chain of the polymer containing aromatic rings in the reactor cooling water purification system is 300.
A nuclear reactor cooling water purification device characterized in that it is filled with a cation exchange resin of KJ/mol or less. 14. In the reactor cooling water purification system, the bond energy of the ion exchange group bonded to the main chain of the polymer containing the aromatic ring is 30.
Cation exchange resin 50-90wt below 0KJ/mol
% and an anion exchange resin of 10 to 50 wt %. 15. In the reactor cooling water purification system, the bond energy of the ion exchange group bonded to the main chain of the polymer containing the aromatic ring is 30.
0KJ/mol or less, and the average particle size is 30-60
A nuclear reactor cooling water purification device characterized by being filled with μm cation exchange resin.
JP61156074A 1985-07-10 1986-07-04 Method for purifying reactor cooling water, purifying apparatus, and ion-exchange resin composition used therefor Expired - Lifetime JPH0631848B2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15025185 1985-07-10
JP60-150251 1986-04-11
JP61-82086 1986-04-11
JP8208686 1986-04-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6345595A true JPS6345595A (en) 1988-02-26
JPH0631848B2 JPH0631848B2 (en) 1994-04-27

Family

ID=26423113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61156074A Expired - Lifetime JPH0631848B2 (en) 1985-07-10 1986-07-04 Method for purifying reactor cooling water, purifying apparatus, and ion-exchange resin composition used therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0631848B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127949A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Electric Power Research Inst Inc Light water reactor primary coolant radioactivity cleanup

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5551479A (en) * 1978-10-09 1980-04-15 Japan Organo Co Ltd Treating aqueous solution by using both cation and anion exchange fiber
JPS5567384A (en) * 1978-10-09 1980-05-21 Japan Organo Co Ltd Treatment of aqueous solution using ion exchange fiber and ion exchange resin fine particle
JPS5876146A (en) * 1981-10-30 1983-05-09 Hitachi Ltd Filtering and desalting system
JPS5936586A (en) * 1982-08-25 1984-02-28 Japan Organo Co Ltd Method for removing impurity from liquid
JPS62232598A (en) * 1986-04-02 1987-10-13 オルガノ株式会社 Method of processing water containing radioactive substance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5551479A (en) * 1978-10-09 1980-04-15 Japan Organo Co Ltd Treating aqueous solution by using both cation and anion exchange fiber
JPS5567384A (en) * 1978-10-09 1980-05-21 Japan Organo Co Ltd Treatment of aqueous solution using ion exchange fiber and ion exchange resin fine particle
JPS5876146A (en) * 1981-10-30 1983-05-09 Hitachi Ltd Filtering and desalting system
JPS5936586A (en) * 1982-08-25 1984-02-28 Japan Organo Co Ltd Method for removing impurity from liquid
JPS62232598A (en) * 1986-04-02 1987-10-13 オルガノ株式会社 Method of processing water containing radioactive substance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012127949A (en) * 2010-12-15 2012-07-05 Electric Power Research Inst Inc Light water reactor primary coolant radioactivity cleanup

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0631848B2 (en) 1994-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101883895B1 (en) Decontamination and Rad-waste treatment method and a kit therefor reducing the radioactive waste remarkably
EP0209048B1 (en) Process and apparatus for cleaning nuclear reactor cooling water
JP2008232773A (en) Treater for water containing radioactive material in nuclear power plant
JP2012229998A (en) Radioactive substance decontamination device and decontamination method, from radioactively contaminated water incorporating salt such as seawater
Abbas et al. Decontamination of aqueous nuclear waste via pressure-driven membrane application–A short review
JPS6345595A (en) Method and device for purifying reactor cooling water
JP2001133594A (en) Method of removing radionuclide from reactor cooling water
JP2004045371A (en) Processing method and device for liquid including radionuclide
JP6049403B2 (en) Decontamination waste liquid treatment method
Okoshi et al. Radioactive waste treatment technologies
JP2925413B2 (en) Treatment of radioactive liquid waste
KR100764904B1 (en) METHOD FOR RECOVERING OF THE SPENT ION EXCHANGE MATERIALS SELECTIVE FOR THE Cs AND Sr ION SORPTION
JP2007003270A (en) Radioactive waste liquid treatment apparatus and method
JPS62250923A (en) Filtering method
JP2679726B2 (en) Reactor cooling water cleaning agent and cleaning method
JPH0447280B2 (en)
Shon et al. Targeted separation of radionuclides from contaminated concrete waste generated from decommissioning of nuclear power plants
KR102360529B1 (en) Method for decontaminating oxide layer
Charlesworth et al. The Canadian development program for conditioning CANDU reactor wastes for disposal
Semmler et al. Chemical cleaning processes-Present and future
JP2021094518A (en) Ion adsorbent, ion adsorption method, method for producing ion adsorbent, and ion adsorption device
Najmy New ion exchange resin designs and regeneration procedures yield improved performance for various condensate polishing applications
Lancey et al. Radwaste filtration and particle distribution
Reizin et al. Unit for electromagnetic filter automation and power supply
Chang et al. A mechanistic study of phosphinocarboxylic acid for boiler deposit control