JPH0271893A - 復水脱塩装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は発電プラントの復水脱塩装置に係り、特に復水
脱塩塔内のイオン交換樹脂の再生を行う発電プラントの
復水脱塩装置に関する。

（従来の技術） 一般に、従来の原子力発電プラントでは原子炉の信頼性
の高い運転を行い、−水冷却材の健全性を保つために、
復水及び給水の浄化が行なわれている。

従来の原子力発電プラントの一般系統図を第３図に示す
。第３図において符号１は原子炉であり、原子炉１で発
生した高温、高圧蒸気はタービン２に送られ、そこで仕
事を行い発電機３を駆動する。

このタービン２で仕事を行った蒸気は主復水器４で海水
冷却によって復水となり、低圧復水ポンプ５により、空
気抽出器６、グランド蒸気復水器７を経て復水脱塩装置
８へ送られる。この復水脱塩装置８内に装荷されている
粒状の陽及び陰イオン交換樹脂（直径０．４＋ｃｍ〜Ｌ
　、　２　ｔｍ　）によって復水中の溶解性金属イオン
不溶解性不純物（クラッド）。

海水リーク時のＣｌ２−等の不純物が浄化される。その
後、給水は高圧復水ポンプ９により低圧給水加熱器１０
に送られ、さらに給水ポンプ１１及び高圧給水加熱器１
２を経て昇圧、昇温され原子炉１へ環流される。

第４図にこの復水脱塩装置８の構造を示す。この復水脱
塩装置８は第４図に示すように複数の復水脱塩塔１３と
再生系１４とで構成される。この復水脱塩塔１３内には
粒状のイオン交換樹脂１５が積層されている。そして復
水入口配管１６を通して塔頂部から復水が供給され、こ
の復水に含まれるクラッド及びイオン不純物がイオン交
換樹脂１５により捕獲される。さらに浄化された復水は
復水出口配管１７により樹脂ストレーナ１８を通って次
の装置に送られる。ここで、復水脱塩塔１３内のイオン
交換樹脂１５はクラッドの捕獲により入・口部と出口部
の圧力差圧の上昇及び浴出口へのクラッドのリーク量の
増大を来たすためにイオン交換樹脂１５に付着したクラ
ッドを除去し、さらに系外排出するため水及び空気によ
る逆洗再生が行なわれている。またイオン不純物の捕獲
によりイオン交換能力を消費した場合には薬品により、
イオン交換能力を回復させる化学再生が行なわれている
。

イオン交換樹脂１５は、復水脱塩塔１３から樹脂入口配
管１９を経由して陽イオン交換樹脂再生塔２０へ送られ
て逆洗を行った後、各々比重差を利用し陽イオン交換樹
脂層と陰イオン交換樹脂層に分離され、上方に積層され
た陰イオン交換樹脂は陰イオン交換樹脂再生塔２１へ送
られる。陽イオン交換樹脂再生塔２０と陰イオン交換樹
脂再生塔２１に分けられたそれぞれの樹脂は再度逆洗を
行った後、硫酸を陰イオン交換樹脂再生塔２１へ、苛性
ソーダを陽イオン交換樹脂再生塔２０へ通薬することに
より化学再生が行なわれ、その後それぞれの樹脂は樹脂
貯槽２２へ送られる。そこで混合洗浄した後樹脂戻し配
管２３を通して、復水脱塩塔１３に戻され復水浄化が再
び行われる。

尚、陽イオン交換樹脂再生塔２０、陰イオン交換樹脂再
生塔２１、樹脂貯槽２２からの廃液はドレンストレーナ
２４を通して廃棄物処理設備２５に送られ濾過説塩若し
くは濃縮処理される。

この陽イオン交換樹脂再生塔２０、陰イオン交換樹脂再
生塔２１．樹脂貯槽２２及びドレンストレーナ２４によ
って復水脱塩装置８の再生系１４が構成されている。

第５図に従来の陽イオン交換樹脂再生塔２０の構造を示
す。陽イオン交換樹脂再生塔２０には、復水脱塩塔１３
から移送される樹脂を供給する樹脂入口配管１９、樹脂
を展開させ分離するための水を導く水注入配管２６、分
離後上層の陰イオン交換樹脂を抜き出す陰イオン交換樹
脂出口配管２７、陽イオン交換樹脂の再生薬品である硫
酸を導く硫酸入口配管２９及び陽イオン交換樹脂を樹脂
貯槽２２へ送るための陽イオン交換樹脂出口配管２８が
接続されている。陽イオン交換樹脂再生塔２０に移送さ
れた樹脂は、水注入配管２６から注入された上昇水流に
より上昇展開される。水注入配管２６からの注水を停止
し樹脂を自然沈降させ陽及び陰イオン交換樹脂の比重差
を利用することにより両樹脂は分離される。

次に第６図に陽イオン交換樹脂再生塔２０内のイオン交
換樹脂層の分離面を示す。陽イオン交換樹脂再生塔２０
内の上方部には、陰イオン交換樹脂層Ａが、その下方部
には陽イオン交換樹脂層Ｂが樹脂分離面の極く近傍にお
いて陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が相互に混在
している混合樹脂層Ｃが形成される。

（発明が解決しようとする課題） このように陽イオン交換樹脂再生塔２０内には陽イオン
交換樹脂と陰イオン交換樹脂の混合樹脂層Ｃが形成され
る。これは両樹脂の比重粒径分布の特性から避けられな
いものである。このためある程度の量の陽イオン交換樹
脂が陰イオン交換樹脂再生塔２１へ混入し、さらにある
程度の量の陰イオン交換樹脂が陽イオン交換樹脂再生塔
２０に残留することになる。この混入あるいは残留した
樹脂は苛性ソーダ、硫酸の薬品に接触し逆再生されて次
の形となる。

陽イオン交換樹脂（Ｒｅ）　　：　　Ｒ，ｚ−Ｎａ”陰
イオン交換樹脂（ＲＡ）　　：　　ＲＡ＝ＳＯ４”−Ｉ
　　ＲＡ　　Ｈ３Ｏ４−この逆再生された両樹脂が、復
水脱塩塔１３へ戻され復水を処理すると加水分解により
、次の反応が進行する。

ＲＣ−Ｎａ　＋　Ｉ！”　＝　ＲＣ−Ｈ＋　Ｎａ”又は ＲＡＨ５Ｏ４＋　ＯＨ−：　ＲＡ−０）１　＋Ｈ３Ｏ４
−即ち、処理水中へＮａ−、５Ｏ４−イオンがリークし
水質の恐れの要因となる。

本発明は、かかる現状に鑑みなされたもので、樹脂の分
離を改善し、逆再生を防ぎ処理水質を向上させることの
できる復水脱塩装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、復水脱塩塔から供給された陰イオン交換樹脂
および陰イオン交換樹脂の逆洗ならびに陰イオン交換樹
脂の化学再生を行うレベル計が設置された陰イオン交換
樹脂再生塔と、この陰イオン交換樹脂再生塔の下部の２
個の止め弁および水供給管を有する配管で接続された陽
イオン交換樹脂を受け入れる陰イオン樹脂量より若干少
ない容量の陽イオン交換樹脂受塔と、前記陰イオン交換
樹脂再生塔および陽イオン交換樹脂受塔を連絡する前記
配管の下部から分岐し、陽イオン交換樹脂および陰イオ
ン交換樹脂の混合樹脂を移送する止め弁設置された混合
樹脂移送配管と、前記混合樹脂を受け入れ、逆洗２分離
を行うあらかじめ陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
の入った樹脂分離塔と、前記陽イオン交換樹脂受塔から
陽イオン交換樹脂を移送する配管を通して陽イオン交換
樹脂を受け入れ、逆洗および化学再生を行う陽イオン交
換樹脂再生塔と、この陽イオン交換樹脂再生塔および前
記陰イオン交換樹脂再生塔で逆洗および化学再生を完了
した樹脂を移送する混合配管と、この混合配管からの樹
脂を受け入れ、混合洗浄し、再び前記復水脱塩塔に陽イ
オン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を戻すための樹脂
貯槽とから成る事を特徴とする。

（作　用） 本発明によると、復水脱塩塔から供給された陽イオン交
換樹脂と陰イオン交換樹脂の混合樹脂が陰イオン交換樹
脂再生塔内で逆洗１分離される際に、比重の大きい陽イ
オン交換樹脂は開状態の２個の止め弁の設置された連絡
配管内を自然落下する。陰イオン交換樹脂は陰イオン交
換樹脂再生塔に、　ＰＭイオン交換樹脂は陽イオン交換
樹脂受塔にそれぞれ分離され、混合樹脂層は連絡配管内
に堆積する。その後、連絡配管の２個の止め弁を閉状態
とし、連絡配管内に堆積した混合樹脂は樹脂分離塔に送
られ、塔内に予め貯めてあった陽イオン交換樹脂、陰イ
オン交換樹脂と共に逆洗９分離を行う。そして陰イオン
交換樹脂再生塔と陽イオン交換樹脂受塔の連絡管によっ
て樹脂分離塔に送られて、不足した樹脂量分が陰イオン
交換樹脂は樹脂分離塔の上方から、陽イオン交換樹脂は
下方からそれぞれの樹脂再生塔に送られる。

以上の操作により、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂が完全に分離されそれぞれ化学再生。

混合された後再び復水脱塩塔に戻される。

（実施例） 以下、第１図および第２図を参照して本発明の一実施例
について説明する。第１図は再生塔廻りの系統図、第２
図は樹脂の状態を示す部分系統図である。

図面において、復水脱塩塔１３の上部には復水入口配管
１６が接続され、その下部には樹脂ストレーナ１８が設
けられた復水出口配管１７が接続されている。通常運転
中、復水入口配管１６によって供給された復水は、復水
脱塩塔１３内に装荷されたイオン交換樹脂１５の間を流
れる事により、不純物が浄化される。浄化された復水は
復水出口配管１７からプラント系統に戻される。

本運転により、イオン交換能力を消費したイオン交換樹
脂１５は、イオン交換能力を回復させるため、再生系１
４に送られる。

再生系１４は陰イオン交換樹脂再生塔２１、陽イオン交
換樹脂受塔３０、樹脂分離塔３１．陽イオン交換樹脂再
生塔２０、樹脂貯槽２２から成る。陰イオン交換樹脂再
生塔２Ｉの下方に陽イオン交換樹脂受塔３０を配置する
。この両塔２１．３０は陰イオン交換樹脂再生塔出口止
め弁３２と陽イオン交換樹脂受塔入口止め弁３３が設置
された連絡管３４により陰イオン交換樹脂再生塔２１下
端部と陽イオン交換樹脂受塔３０上端部が接続されてい
る。連絡管３４の下部からは混合樹脂移送配管３５が分
岐している。この移送配管３５の他端は樹脂分離塔３１
の上部に接続され、混合樹脂移送配管３５の途中の分岐
点近くに樹脂分離塔前止め弁３６が設けられている。樹
脂分離塔３１には陰イオン交換樹脂供給配管３７と陽イ
オン交換樹脂供給配管３８が接続され、それぞれ陰イオ
ン交換樹脂再生塔２１と陽イオン交換樹脂再生塔２０に
接続されている。また陽イオン交換樹脂受塔３０の底部
と陽イオン交換樹脂再生塔２０は陽イオン交換樹脂移送
配管３９により接続されている。更に陽イオン交換樹脂
再生塔２０底部と樹脂貯槽２２は陽イオン樹脂混合配管
４０で、陰イオン交換樹脂再生塔２１底部と樹脂貯槽２
２は陰イオン樹脂混合配管４１でそれぞれ接続されてい
ると共に樹脂貯槽２２の底部と復水脱塩塔１３は樹脂戻
し配管２３により接続されている。

また、陰イオン交換樹脂再生塔２１、連絡管３４、樹脂
分離塔３１、陽イオン交換樹脂再生塔２０には水注入配
管２６が接続しており、更に陰イオン交換樹脂再生塔２
１には硫酸入口配管２９、陽イオン交換樹脂再生塔２０
には苛性ソーダ入口配管４２が接続し、両塔２０．２１
には樹脂レベル計４３が設置されている。

陰イオン交換樹脂再生塔２１．陽イオン交換樹脂受塔３
０、樹脂分離塔３１．陽イオン交換樹脂再生塔２０、樹
脂貯槽２２にはドレン配管４４が接続されており、ドレ
ンストレーナ２４を経由して廃棄物処理設備２５に接続
されている。

このような構成からなる本実施例の作用について説明す
る。復水脱塩塔１３内のイオン交換樹脂１５は樹脂入口
配管１９を経由して陰イオン交換樹脂再生塔２１へ移送
される。ここで、陰イオン交換樹脂再生塔２１に接続さ
れている水注入配管２６から水が供給され、逆洗を行っ
た後、逆洗まで閉であった陰イオン交換樹脂再生塔出口
止め弁３２と陽イオン交換樹脂受塔入口止め弁３３を開
とする。この時、各々の比重差で上層と下層に分離して
いたイオン交換樹脂の内、下層の陽イオン交換樹脂は連
絡管３４を通り、下部に接続された陽イオン交換樹脂受
塔３０に送られる。この時の各樹脂の状態を第２図に示
す。比重の小さい陰イオン交換樹脂Ａは陰イオン交換樹
脂再生塔２１内に、比重の大きい陽イオン交換樹脂Ｂは
陽イオン交換樹脂受塔３０内に分離される。

尚、陽イオン交換樹脂受塔３０の容量は混合樹脂Ｃが連
絡管３４の陰イオン交換樹脂再生塔出口止め弁３２、陽
イオン交換樹脂受塔入口止め弁３３間に位置するよう決
定しておく。

連絡管３４内に位置した混合樹脂Ｃは陰イオン交換樹脂
再生塔出口止め弁３２、陽イオン交換樹脂受塔入口止め
弁３３を閉とし、閉状態であった樹脂分離塔前止め弁を
開として水注入配管２６から水を供給する事によって混
合樹脂移送ＩＷ３５から樹脂分離塔３１に送られる。樹
脂分離塔３１ではあらかじめ内包していた混合樹脂と移
送された樹脂とが混合する。ここで水注入配管２６から
の水によって、逆洗が行われ、比重差を利用して上部に
陰イオン交換樹脂、下部に陽イオン交換樹脂にそれぞれ
分離される。

以後再び第１図に戻って説明を行う。陽イオン交換樹脂
受塔３０内に分離された陽イオン交換樹脂は次に陽イオ
ン交換樹脂移送配管３９により陽イオン交換樹脂再生塔
２０に送られる。連絡管３４から樹脂分離塔３１に送ら
れた不足分の陽イオン交換樹脂は樹脂分離塔３１下部か
ら陽イオン交換樹脂供給配管３８により、陽イオン交換
樹脂再生塔２０に補給され、樹脂レベル計４３で補給量
を管理する。

一方、陰イオン交換樹脂再生塔２１の不足分陰イオン交
換樹脂は樹脂分離塔３１上部から陰イオン交換樹脂供給
配管３７により陰イオン交換樹脂再生塔２１に補給され
、樹脂レベル計４３で補給量を管理する。

この時点で陽イオン交換樹脂再生塔２０、陰イオン交換
樹脂再生塔２１にそれぞれの樹脂が完全に分離された事
になる。

次に陰イオン交換樹脂は硫酸入口配管２９から供給され
た硫酸で、陽イオン交換樹脂は苛性ソーダ入口配管４２
から供給された苛性ソーダでそれぞれ化学再生が行われ
た後、陰イオン樹脂混合配管４１゜陽イオン樹脂混合配
管４０により樹脂貯槽２２に送られ、混合洗浄した後、
樹脂戻し配管２３を通して復水脱塩塔１３に戻され、復
水浄化が再び行われる。

また、逆洗、再生を行った後の水、硫酸、苛性ソーダは
各省の下部に設けられたドレン配管４４によりドレンス
トレーナ２４を介して廃棄物処理設備２５で処理される
。

このように本実施例によると、陰イオン交換樹脂再生塔
２１の下部に連絡管３４で接続された陽イオン交換樹脂
受塔３０を設け、連絡管３４内の混合樹脂を樹脂分離塔
３１で分離させる事によって陽イオン交換樹脂と陰イオ
ン交換樹脂を完全に分離した状態で化学再生を行う事が
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、逆再生されたイオン交換樹脂を復水脱
塩塔に持ち込まないために処理水質を良好に維持できる
ので、プラント構成材の腐蝕性生成物が減少し、プラン
トの放射能レベルが下がり、放射線被曝量を低減する事
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す復水脱塩装置と再生系
の系統図、第２図は第１図における樹脂の状態を示す部
分系統図、第３図は従来の原子力発電プラントの一般系
統図、第４図はその復水脱塩装置の再生系の系統図、第
５図はその復水脱塩装置の陽イオン交換樹脂の再生塔の
縦断面図、第６図はその再生塔内のイオン交換樹脂の分
離面模式図である。 １・・・原子炉 ２・・・タービン ３・・・発電機 ４・・・主復水器 ５・・・低圧復水ポンプ ６・・・空気抽出器 ７・・・グランド蒸気復水器 ８・・・復水脱塩装置 ９・・・高圧復水ポンプ １０・・・低圧給水加熱器 １１・・・給水ポンプ １２・・・高圧給水加熱器 １３・・・復水脱塩塔 １４・・・再生系 １５・・・イオン交換樹脂 １６・・・復水入口配管 １７・・・復水出口配管 １８・・・樹脂ストレーナ １９・・・樹脂入口配管 ２０・・・陽イオン交換樹脂再生塔 ２１・・・陰イオン交換樹脂再生塔 ２２・・樹脂貯槽 ２３・・・樹脂戻し配管 ２４・・・ドレンストレーナ ２５・・・廃棄物処理設備 ２６・・・水注入配管 ２７・・・陰イオン交換樹脂出口配管 ２８・・陽イオン交換樹脂出口配管 ２９・・・硫酸入口配管 ３０・・・陽イオン交換樹脂受塔 ３１・・・樹脂分踵塔 ３２・・・陰イオン交換樹脂再生塔出口止め弁３３・・
・陽イオン交換樹脂受塔入口止め弁３４・・・連絡管 ３５・・・混合樹脂移送配管 ３６・・・樹脂分離塔前止め弁 ３７・・・陰イオン交換樹脂供給配管 ３８・・・陽イオン交換樹脂供給配管 ３９・・・陽イオン交換樹脂移送配管 ４０・・陽イオン樹脂混合配管 ４１・・陰イオン樹脂混合配管 ・１２・・苛性ソーダ入口配管 ４３・・・樹脂レベル計 ４４・・・ドレン配管 Ａ・・・陰イオン交換樹脂層 Ｂ・・陽イオン交換樹脂層 Ｃ・・・混合樹脂層 （８７３３）代理人弁理士 猪 股 晃（ほか１名） 第 図 りＰ′ 仁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 復水脱塩塔から供給された陽イオン交換樹脂および陰イ
   オン交換樹脂の逆洗ならびに陰イオン交換樹脂の化学再
   生を行う陰イオン交換樹脂再生塔と、この陰イオン交換
   樹脂再生塔の下部の２個の止め弁および水供給管を有す
   る配管で接続された陽イオン交換樹脂を受け入れる陽イ
   オン交換樹脂受塔と、前記陰イオン交換樹脂再生塔およ
   び陽イオン交換樹脂受塔を連絡する配管の下部から分岐
   し、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂の混合樹
   脂を移送する混合樹脂移送配管と、前記混合樹脂を受け
   入れ、逆洗、分離を行う樹脂分離塔と、前記陽イオン交
   換樹脂受塔から陽イオン交換樹脂を移送する配管を通し
   て陽イオン交換樹脂を受け入れ、逆洗および化学再生を
   行う陽イオン交換樹脂再生塔と、この陽イオン交換樹脂
   再生塔および前記陰イオン交換樹脂再生塔で逆洗および
   化学再生を完了した樹脂を移送する混合配管と、この混
   合配管からの樹脂を受け入れ、混合洗浄し、再び前記復
   水脱塩塔に陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を
   戻すための樹脂貯槽とから成る事を特徴とする復水脱塩
   装置。