JPH0569480B2 - - Google Patents

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JPH0569480B2
JPH0569480B2 JP62335614A JP33561487A JPH0569480B2 JP H0569480 B2 JPH0569480 B2 JP H0569480B2 JP 62335614 A JP62335614 A JP 62335614A JP 33561487 A JP33561487 A JP 33561487A JP H0569480 B2 JPH0569480 B2 JP H0569480B2
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JP
Japan
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exchange resin
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resin
dvb
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JP62335614A
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Taku Ootani
Yoshitake Morikawa
Masahiro Hagiwara
Hideo Kawazu
Takeshi Izumi
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Ebara Corp
Toshiba Corp
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Ebara Corp
Toshiba Corp
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    • 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

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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、混床式濾過脱塩装置による懸濁不純
物除去方法に関し、特に従来より架橋度を小さく
した陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を用い
てなる混床式濾過脱塩装置による懸濁不純物除去
方法に関するものである。
(従来の技術) BWR型原子力発電所では原子炉の内部を常に
清浄な状態に維持しなければならないので、復水
器から炉内へ流入する復水を復水脱塩塔によつて
浄化処理し高度に浄化したのち炉内への冷却水と
して利用している。この復水脱塩塔は、陰イオン
交換樹脂と陽イオン交換樹脂とが混合して充填さ
れた所謂混床式脱塩塔であつて、復水中のイオン
成分と懸濁固形成分(クラツドと通称される)と
をイオン交換・濾過及び吸着によつて分離し、復
水を浄化するものである。
そして、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂
とを混合して混床を形成する方法としては、ゲ
ル型陽イオン交換樹脂とゲル型陰イオン交換樹脂
とを用いる方法、ポーラス型陽イオン交換樹脂
とポーラス型陰イオン交換樹脂とを用いる方法が
提案され、これらにおいては、先行プラントでの
使用実績、イオン交換能力が比較的大きいこと、
並びに比較的強度が大きいことによる取扱いの容
易さ等から従来の陽イオン交換樹脂及び陰イオン
交換樹脂とも架橋度がDVB含率で約8%と比較
的高いものが使用されている。
最近、復水からのイオン成分及びクラツドの分
離について、クラツドの分離機能を強化すること
により、冷却水から原子炉へ持ち込まれるクラツ
ドの量を低減し、プラント定検時の被曝線量を減
らすことが求められており、従来の粒状イオン交
換樹脂を用いる方法にあつては、イオン交換樹脂
に捕捉されたクラツドを逆洗再生により除去して
イオン交換樹脂を清浄化しイオン交換樹脂のクラ
ツド分離機能を回復していた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、原子力発電所の冷却水に要求さ
れるクラツドの精製度が高度化されたために、イ
オン交換樹脂は高いクラツド捕捉能力を持つこと
が求められるが、イオン交換樹脂におけるその捕
捉能力はイオン交換樹脂におけるクラツド吸着領
域の大きさ、及びイオン交換樹脂表面から粒内へ
の拡散速度に支配されることから、従来より使用
されている架橋度の比較的高いイオン交換樹脂は
樹脂相内の細孔(ミクロポア)が比較的小さく、
クラツドの樹脂粒内への拡散速度が遅いこと及び
樹脂が硬く、弾性に乏しく、通水時樹脂表面の弾
性変形によるクラツド吸着作用が小さいために、
クラツドの分離の高度化要求には対応できない現
状にある。
本発明者は、このような現状に鑑み鋭意研究を
重ね、本発明に想到したものであつて、本発明
は、復水の処理操作においてクラツドの分離能力
が大きい混床式濾過脱塩装置による懸濁不純物除
去方法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、BWR型原子力発電プラントの一次
冷却水の処理の際に、粒状又は粉末状陽イオン交
換樹脂及び陰イオン交換樹脂からなる混床によつ
て濾過脱塩する方法において、 陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の架
橋度をジビニルベンゼン(DVB)含率7.5%〜
3%と小さくした樹脂により混床を形成する第
一の手段。
陽イオン交換樹脂又は陰イオン交換樹脂のど
ちらか一方の架橋度をDVB含率7.5%〜3%と
小さくした樹脂により混床を形成する第二の手
段。
陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂によ
る混床の上層部に架橋度をDVB含率7.5%〜3
%と小さくした陽イオン交換樹脂を積層させる
第三の手段。
のうちのいずれかの手段によつて樹脂床を形成
し、BWR型原子力発電プラントの一次冷却水処
理時の懸濁不純物を除去することを特徴とする混
床式濾過脱塩装置による懸濁不純物除去方法であ
る。
本発明においては、従来の混床式濾過脱塩方法
に比較し、使用する陰・陽イオン交換樹脂の架橋
度が低いため、樹脂相内の細孔(ミクロポア)が
比較的大きく、クラツドの樹脂粒内の拡散速度が
速いこと、及び樹脂が比較的硬くなく弾性があ
り、通水時樹脂表面の弾性変形によるクラツド吸
着効果が大きいことより濾過脱塩操作に際し、よ
りクラツド濃度の低い高純度の水を得ることがで
きる。
以下、本発明を従来技術と対比して述べれば、
第1図は、強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂の架橋
度(DVB%)を横軸に細孔の平均直径〔Å〕を
縦軸に表わしたものであり、これによれば、架橋
度(DVB%)を低下させるほど細孔の平均直径
〔Å〕は大きくなる。たとえば、架橋度8%の標
準品と、架橋度6%品の細孔平均直径を比較する
と、 8%品 (H型):7.8Å 6%品 (H型):9.5Å となり、細孔は6%品の方が20%程度大きくな
る。また、陰イオン交換樹脂についても同様の傾
向が見られる。
第2図は、強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂及び
強塩基型ゲル型陰イオン交換樹脂の架橋度
(DVB%)を横軸に、樹脂の破砕強度(g/粒)
を縦軸に表わしたものであり、これによれば架橋
度を低下させるほど樹脂の破砕強度は低下し、そ
れに伴ない樹脂の弾性は増加する。
第3図は、強酸性陽イオン交換樹脂の架橋度
(DVB%)を横軸に、総交換容量を縦軸に表わし
たものであり、これによれば架橋度(DVB%)
を低下させるほど総交換容量(meg/ml.R)は
低下する。
第4図は、強塩基性陰イオン交換樹脂の架橋度
(DVB%)と総交換容量の関係であり、第3図と
同様な傾向が見られる。
以上によれば、イオン交換樹脂の架橋度
(DVB%)を従来品より低下させると、細孔の平
均直径が増大し、クラツドの除去を十分に行うこ
とができる。しかし、その反面イオン交換樹脂の
架橋度(DVB%)が低下すると、破砕強度、総
交換容量等の性質が劣化する傾向にあり、イオン
交換樹脂の使用が実運用上困難となるため、実際
に適用する際にはその架橋度(DVB%)の大き
さは、クラツドの分離効果と濾過脱塩操作時に必
要とされるその他の諸性質を考慮してその範囲を
定める必要がある。本発明においては使用する陽
イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂は架橋度が
DVB含率で7.5%〜3%とするもので、好ましく
は6%〜4%の範囲がよい。
本発明の懸濁不純物除去方法におけるクラツド
分離効果を単床ミニカラム試験により、従来の濾
過脱塩操作におけるクラツド分離効果と比較す
る。
単床ミニカラム試験 試験条件 第5図の試験装置を使用し、以下の試験条件に
より試験を行つた。
* 樹脂仕様:強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂
(H型)の架橋度(DVB)4%,6%,8
%,10%,12%,のものを使用 * 樹脂量:上記陽イオン交換樹脂 15ml * カラム諸元:内径12mmφ×200mm * 通水線流速:LV=108m/hr * 通水期間:各試験 約2週間 試験結果 陽イオン交換樹脂のみの単床ミニカラム試験の
結果は、第6図の通りであり、これによれば架橋
度(DVB%)を低下させた方がクラツド分離効
果が向上することが確認できた。
単床ミニカラム試験 試験条件 第5図の試験装置を使用し、以下の試験条件に
より試験を行つた。
* 樹脂仕様:強塩基性ゲル型陰イオン交換樹
脂(OH型)の架橋度(DVB)6%,7%,
7.5%,8%のものを使用 * 樹脂量:上記陰イオン交換樹脂 15ml * カラム諸元:内径12mmφ×200mm * 通水線流速:LV=108m/hr * 通水期間:各試験 約2週間 試験結果 陰イオン交換樹脂のみの単床ミニカラム試験の
結果は第7図の通りであり、これによれば架橋度
(DVB%)を低下させた方がクラツド分離効果が
向上することが確認できた。
以上の単床ミニカラム試験及びの試験結果
によれば陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂と
もに架橋度(DVB%)を変化させたときに架橋
度が小さくなるにつれてクラツドの分離効果が大
きくなることが認められ、一般に陰イオン交換樹
脂の場合、架橋度のクラツド分離効果に及ぼす影
響は陽イオン交換樹脂の場合に比して小さい傾向
が認められる。また、架橋度の小さい陽イオン交
換樹脂を同様な陰イオン交換樹脂との混床にして
用いれば、濾過脱塩操作におけるクラツド分離効
果は一層向上し、従来の濾過脱塩方法よりも大幅
に優れている。
したがつて、本発明は、以下の態様において実
施することができる。
(1) 陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の架
橋度(DVB%)を従来品よりも低くした樹脂
の混床による濾過脱塩方法。
(2) 陰イオン交換樹脂の架橋度(DVB%)を従
来品よりも低下させた樹脂と従来品の陽イオン
交換樹脂との混床による濾過脱塩方法。
(3) 従来品のイオン交換樹脂による混床の上層部
に従来品よりも架橋度(DVB%)を低下させ
た陽イオン交換樹脂を積層させた樹脂床による
濾過脱塩方法。
これらは、いずれも実用上極めて有利な方法で
ある。
(実施例) 以下、実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれにのみ限定されるものではな
い。
本発明の効果を確認するために混床実機長カラ
ム試験を行つた。
混床実機長カラム試験 試験条件 第8図の試験装置を使用し、以下の試験条件に
より試験を行つた。
* 樹脂仕様:強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂
(H型)の架橋度(DVB%)4%,6%,8
%,10%,12%のもの並びに強塩基性ゲル型
陰イオン交換樹脂(OH型)の架橋度(DVB
%)8%のものを組合わせて混床状態で使
用。
* 樹脂量:陽イオン交換樹脂/陰イオン交換
樹脂比=1.66/1.0で層高90cm相当分(約2
)を混合して充填。
* 通水線粒量:LV=108m/hr * 通水期間:1サイクル14日間で3サイクル
実施 試験結果 陰イオン交換樹脂の架橋度(DVB%)を8%
で固定し、陽イオン交換樹脂の架橋度(DVB%)
を変化させた混床による混床実機長カラム試験の
結果は第9図のサイクル1及びサイクル2の通り
であり、これによれば陽イオン交換樹脂の架橋度
(DVB%)を7.5%〜3%と低下させた方がクラ
ツド分離効果(平衡到達時DF値)が向上するこ
とを確認した。ここでDF値は入口クラツド濃度
(ppb)/出口クラツド濃度で表わす。
以上の試験結果は、いずれも陽イオン交換樹脂
の架橋度(DVB%)を変化させたものであり、
本発明の濾過脱塩操作におけるクラツド分離効果
は従来の濾過脱塩方法よりも大幅に優れている。
(発明の効果) 本発明はイオン交換樹脂を用いる混床式濾過脱
塩装置で懸濁不純物を除去するさいに、クラツド
を十分に除去することができる。陽イオン交換樹
脂又は陰イオン交換樹脂の架橋度(DVB%)が
小さい方がクラツドの分離効果が大きい。しか
し、架橋度(DVB%)をあまり小さくすると、
樹脂の破砕強度、総交換容量が小さくなつて、取
扱いが困難になるので3%が実用的な下限であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂の架
橋度と細孔の大きさの関係を示すものであり、第
2図は、強酸性ゲル型陽イオン交換樹脂及び強塩
基性ゲル型陰イオン交換樹脂の架橋度と破砕強度
との関係を示すものであり、第3図は、強酸性陽
イオン交換樹脂のDVB%と総交換容量との関係
を示すものであり、第4図は、強塩基性陰イオン
交換樹脂(I型)のDVB%と総交換容量との関
係を示すものであり、第5図は、通水ミニカラム
試験装置を示し、第6図は、強酸性ゲル型陽イオ
ン交換樹脂の架橋度とクラツド捕捉能の関係を示
すものであり、第7図は、強塩基性ゲル型陰イオ
ン交換樹脂の架橋度とクラツド捕捉能の関係を示
すものであり、第8図は、混床実機長カラム試験
装置を示し、第9図は、強酸性ゲル型陽イオン交
換樹脂と強塩基性ゲル型陰イオン交換樹脂との混
床実機長カラムにおいて、陽イオン交換樹脂の架
橋度(DVB%)を変化させた場合の架橋度とDF
値との関係を示すものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 BWR型原子力発電プラントの一次冷却水の
    処理の際に、粒状又は粉末状陽イオン交換樹脂及
    び陰イオン交換樹脂からなる混床によつて濾過脱
    塩する方法において、 陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂の架
    橋度をジビニルベンゼン(DVB)含率7.5%〜
    3%と小さくした樹脂により混床を形成する第
    一の手段。 陽イオン交換樹脂又は陰イオン交換樹脂のど
    ちらか一方の架橋度をDVB含率7.5%〜3%と
    小さくした樹脂により混床を形成する第二の手
    段。 陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂によ
    る混床の上層部に架橋度をDVB含率7.5%〜3
    %と小さくした陽イオン交換樹脂を積層させる
    第三の手段。 のうちのいずれかの手段によつて樹脂床を形成
    し、BWR型原子力発電プラントの一次冷却水処
    理時の懸濁不純物を除去することを特徴とする混
    床式濾過脱塩装置による懸濁不純物除去方法。
JP62335614A 1987-12-29 1987-12-29 混床式濾過脱塩装置による懸濁不純物除去方法 Granted JPH01174998A (ja)

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JP4943376B2 (ja) * 2008-05-22 2012-05-30 株式会社荏原製作所 復水脱塩方法及び復水脱塩装置
JP4943378B2 (ja) 2008-05-22 2012-05-30 株式会社荏原製作所 復水脱塩方法及び復水脱塩装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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