JPH0640081B2 - 汽力発電プラントにおける水質監視方法 - Google Patents

汽力発電プラントにおける水質監視方法

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JPH0640081B2
JPH0640081B2 JP63107315A JP10731588A JPH0640081B2 JP H0640081 B2 JPH0640081 B2 JP H0640081B2 JP 63107315 A JP63107315 A JP 63107315A JP 10731588 A JP10731588 A JP 10731588A JP H0640081 B2 JPH0640081 B2 JP H0640081B2
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  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は原子力または火力等の汽力発電プラントのター
ビン復水および給水の水質監視方法に係り、特に、復水
脱塩器イオン交換樹脂の取替え或いは薬品再生時期を判
断するに好適な水質監視方法に関する。
[従来の技術] 従来の沸騰水型原子力発電プラントの汽水循環系の水質
管理項目には、例えば通商産業省資源エネルギー庁編:
原子力発電便覧:電力新報社(1979)に記載されているよ
うに導電率、金属不純物濃度、溶存酸素濃度、塩化物イ
オン濃度、水素イオン濃度があり、これらを日常的に管
理してプラントの運用を行なっており、濃度監視手段と
しては例えば特開昭62-106367号公報に記載のように自
動連続オンライン装置がある。
沸騰水型原子力発電プラントでは復水器からの復水を復
水脱塩器を通して再び原子炉に戻すが、復水器に海水リ
ークがあった場合に塩化物イオンが原子炉内に流入する
可能性があるため、該復水脱塩器はこの海水リークに対
処することが設置目的の1つとなっている。復水脱塩器
内に充填されたイオン交換樹脂は、復水中の各種のイオ
ン成分を吸着して、プラントの運転経過に伴ってその吸
着性能が低下するので、定期的に(普通は一年間に2
回)薬品による再生が行なわれている。
他方、従来、復水脱塩器のイオン交換樹脂の吸着負荷量
(吸着したイオンの量)を次のような方法で評価するこ
とが知られていた。すなわち、復水脱塩器入口および出
口での復水導電率を測り、この入口、出口での導電率の
差は復水脱塩器で除去された塩濃度によるものと見做
し、これを塩化ナトリウム濃度に換算して、その濃度に
通水量を乗じて吸着負荷量と評価する方法である。
[発明が解決しようとする課題] 本発明者らは、海水リークがない状態での実プラントに
おいて、運転開始前と1年間運転した後の復水脱塩器の
イオン交換樹脂を第5図に示したように細分化した各個
所から採取して分析し、運転中にイオン交換樹脂に吸着
されたイオンの種類とその吸着量を求めた。その結果、
第1表に示したように陽イオンは鉄、ニッケル等のプラ
ント構成材料から溶出したと考えられる成分であり、そ
の吸着量は全陽イオン交換容量(新品のイオン交換樹脂
の陽イオン交換容量)の約2.5%であった。陰イオンは、
炭酸イオンだけが認められ、その吸着量は全陰イオン交
換容量(新品のイオン交換樹脂の陰イオン交換容量)の
約8.3%であった。
第1表に示した1年間運転での吸着量からすれば、1年
間運転後でもイオン交換樹脂は十分にイオン交換容量を
残しており、薬品再生頻度を通常の年2回の頻度より少
なくすることが可能と考えられる。復水脱塩器イオン交
換樹脂の薬品再生によって発生する廃液は濃縮処理をし
て放射性廃棄物としてドラム缶に詰め保管するので、薬
品再生の頻度を少なくし得れば放射性廃棄物ドラム缶の
発生量を減らすことができる。
適切な薬品再生時期は、上記のような実機におけるイオ
ン交換樹脂の採取・分析からそのイオン吸着量を評価す
ることによって決めることができるが、この評価方法は
復水脱塩器全体の性能を評価するために復水脱塩器内の
数多くの個所からイオン交換樹脂試料を採取することが
必要なこと、定検等のプラント停止中でなければ試料を
採取できないこと等、実施上の制約がある。
他方、復水脱塩器の入口および出口での導電率の差を測
定して復水脱塩器イオン交換樹脂の吸着負荷量を評価す
る前記従来の方法を用いてイオン交換樹脂の薬品再生時
期を決めることには、下記の問題がある。すなわち、こ
の評価方法では、復水中に炭酸のような弱電解質が存在
する場合は、陽イオン負荷が過大に評価され、薬品再生
時期が早まり過ぎるという問題がある。すなわち、復水
中に存在する成分がNaCl等のような強電解質のみであれ
ば導電率はイオン交換樹脂への負荷となる成分の濃度を
正しく示すが、炭酸が存在する場合は CO2+H2O → H++ HCO3 -……(1) となって水素イオン(H+)を遊離する。H+はイオン交換樹
脂への負荷とはならないにもかかわらず導電率への寄与
が大きいので、導電率をNaCl濃度に換算すると陽イオン
負荷が過大に評価されることになる。
本発明の目的は、汽力発電プラントの復水脱塩器内のイ
オン交換樹脂への負荷となるイオンの濃度を正しく検出
し、ひいては、該イオン交換樹脂の吸着負荷量、吸着性
能を正しく評価し、その薬品再生時期もしくは交換時期
を適切に決定することを可能とする方法を提供すること
にある。
[課題を解決するための手段] 復水脱塩器のイオン交換樹脂への負荷となる復水中のイ
オンの濃度は特許請求の範囲の第1項記載の方法によっ
て知ることができ、該イオン交換樹脂への吸着負荷量は
請求項2記載の方法によって知ることができる。
[作 用] 復水の一部分を採取し、その導電率と炭酸濃度とを夫々
導電率計および炭酸濃度計で測ることによって、イオン
交換樹脂への真の負荷となる該復水中のイオン濃度は次
のようにして知られる。復水の導電率aは一般に次の式
で表せる。
a=Σ cαΛ……(2) ただし、 a:復水の導電率(μs/cm) c:各成分の濃度(mg当量/) α:各成分の解離度 Λ:各イオンの当量導電率 (μs/cm・mg当量/) Σ:合計の記号 各イオンのΛの値は第2表に示す。
NaCl等の強電解質が溶解している場合はそのαはα=1
であり、H+,OH-は共に10-7mol/である。CO2が溶解し
ている場合は が既知であるから、炭酸(CO2あるいはH2CO3)のいろいろ
な濃度によって炭酸の解離度αが(4)式によって求めら
れ、〔H+〕,〔HCO3 -〕がわかる。
すなわち、導電率計で得られた復水の導電率の値をa(μ
s/cm)とすると、炭酸濃度計で得られた全炭酸濃度か
ら、(3)、(4)式によって(1)式のH+濃度がわかり、復水
の導電率aへの炭酸寄与b(μs/cm)がわかる。したがっ
て、 a−b=d(μs/cm)……(5) を計算すれば、このdは復水の導電率aへのNaCl等の強
電解質の寄与となり、この差し引きの導電率dをNaCl濃
度に換算することにより、イオン交換樹脂への真の負荷
となるイオンの濃度が正しく評価できる。
復水脱塩器の入口側と出口側で夫々復水の一部分を採取
し、その導電率と炭酸濃度を測定し、その測定値に基づ
き上記の演算をすれば、復水脱塩器入口および出口にお
ける復水中の該イオンの濃度が求まり、その差に復水脱
塩器の通水量を乗ずれば復水脱塩器のイオン交換樹脂の
イオン吸着負荷量(吸着したイオンの量)を正しく評価で
きる。これにより、該イオン交換樹脂の薬品再生時期を
適切に決めることができる。
[実施例] 以下、沸騰水型原子力発電プラントの場合について、本
発明の一実施例を第1図により説明する。
1は復水器、2は復水濾過器、3は復水脱塩器(イオン
交換樹脂21が充填されている)、4は給水加熱器、5
は原子炉、6はタービンである。復水器1からの復水
は、その全量が復水脱塩器3を通過してイオン成分がイ
オン交換樹脂21に吸着除去された後、給水加熱器4を
経て原子炉5に給水される。復水脱塩器3入口の試料水
採水配管7および復水脱塩器3出口の試料水採水配管8
から復水の一部を夫々試料水として採り入れ、夫々炭酸
濃度計9と導電率計10および炭酸濃度計11と導電率
計12に導き、炭酸濃度および導電率を連続的あるいは
間欠的に測定する。
炭酸濃度計9(または11)の原理的構成の例を第2図で
説明する。試料水採水配管7(または8)から導入した試
料水は、流路切り換えバルブ13を通って、陰イオン交
換樹脂20を充填した濃縮カラム14を通り、水素イオ
ン濃度計(pH計)15を通り、流量計16を通って排出さ
れる。一方、溶離液17が、定流量ポンプ18によっ
て、流量切り換えバルブ13を通して濃縮カラム14に
流れるようにする。試料水を濃縮カラム14に一定時間
流し、試料水中の炭酸を陰イオン交換樹脂20に吸着濃
縮した後、流路切り換えバルブ13の流路を切り換えて
溶離液17が濃縮カラム13に流れるようにする。溶離
液17は塩化ナトリウム(NaCl)のような中性塩溶液を用
いる。溶離液17はイオン交換樹脂20に(6)式のように吸
着された炭酸を(7)式のように溶離する。式中、Rは樹脂
を表している。
吸着 R・Cl+H2CO3→R・CO3+HCl……(6) 溶離 R・CO3+NaCl→R・Cl+Na2CO3……(7) 溶離液中のNa2CO3は Na2CO3NaOH+H2CO3……(8) のように強アルカリと弱酸になり、溶液はアルカリ性と
なる。このときのpHは、イオン交換樹脂20に吸着されて
いた炭酸の量が多いほど高くなる。吸着された炭酸が完
全に溶離されるとpHは中性に戻るので、再び流路切り換
えバルブ13を切り換え、濃縮カラム14に試料水を流
す。この操作をくり返した場合、pH計15の記録は第3
図に示したようになる。pH計15の指示と炭酸の量の関
係は、あからじめ既知濃度の標準溶液を用いて求めてお
く。このようにして得られた炭酸の量を、濃縮カラム1
4に通した試料水量で除して試料水中の炭酸濃度を知る
ことができる。
復水脱塩器3の入口の水中に含まれる成分のうち該復水
脱塩器3内のイオン交換樹脂21への負荷となるイオン
成分の濃度は、炭酸濃度計9で得られる炭酸濃度と導電
率計10で得られる導電率とから、(1) 〜(5)式に基づ
いて計算できる。同様に復水脱塩器3の出口の炭酸濃度
計11と導電率計12とから復水脱塩器3の出口水中の
上記と同じイオン成分の濃度が計算できる。
このようにして得た復水脱塩器入口と出口でのイオン濃
度の差と、復水脱塩器の復水通水量の積算値から復水脱
塩器イオン交換樹脂への吸着負荷量がわかる。これによ
り、復水脱塩器のイオン交換樹脂の薬品再生時期が的確
に判断できる。
さらに、次の方法で復水脱塩器のイオン交換樹脂の吸着
速度劣化の程度を知ることができる。イオン交換樹脂層
でのイオン吸着モデルを第4図に示す。樹脂層23は、
飽和吸着帯24と、吸着が進行している破過帯25とに
分けて考えることができる。破過帯25においては、水
中の任意のイオンの濃度および樹脂への吸着量は次のよ
うに表すことができる。
但し、 C1:樹脂層出口イオン濃度(eq/) Co:樹脂層入口イオン濃度(eq/) Z :樹脂層入口からの距離(cm) β:樹脂層1cm当りの脱塩率 q0:樹脂層1cm当りのイオン交換容量(eq/cm樹脂) a :積分定数 また、飽和吸着帯の吸着量Q1は Q1=q(Z2−Z1)……(13) したがって、全吸着量Qは Q=Q1+Q2……(14) また、入口イオン濃度Coのとき、出口濃度がC1に達する
までの時間Tは 但し V:通水流速(cm/h) となる。
ここで、炭酸濃度計9および11で夫々得られた復水脱
塩器3の入口および出口の炭酸濃度を(9)〜(12)式に代
入することにより、炭酸の脱塩率βが求められ、復水脱
塩器の炭酸の吸着性能を経時的に追跡できる。
なおプラント運転中に、万一の復水器海水リークが生じ
た場合、原子炉内への塩化物イオンの流入を防止するた
めに、次の対応が可能となる。復水中の塩化物イオン濃
度は導電率計10と炭酸濃度計9を用いて (5)式から求
めることができ、この濃度をCoとし、復水脱塩器出口の
塩化物イオン濃度C1が規制値に達するまでの時間は、本
発明者らが実験で求めた(16)式により塩化物イオンの脱
塩率を求め、それぞれ(9)〜(15)式の脱塩率に代入する
ことによって、計算できる。
[発明の効果] 本発明によれば、復水脱塩器イオン交換樹脂への負荷と
なるイオンの濃度、更には該イオン交換樹脂への吸着負
荷量が正確に求められるのでイオン交換樹脂の吸着能力
を効率良く使用するために適切なイオン交換樹脂の交換
あるいは薬品再生時期が定量的に決定できる。このた
め、再生薬品廃液の発生が低減でき。原子力発電プラン
トでは放射性廃棄物発生量および廃樹脂発生量が低減で
きる効果がある。
さらに、復水脱塩器イオン交換樹脂の脱塩性能がわかる
ので、万一海水リークが生じたとき、復水脱塩器出口で
の塩化物濃度が規制値に達するまでの時間を知ることが
できるので海水リークに対するプラト運用方法を事前に
検討でき、安全性の向上に貢献し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す概要図、第2図は炭
酸濃度計の1例を示す原理的概要図、第3図は第2図で
得られるpH記録の1例を示す図、第4図はイオン交換樹
脂層のイオン吸着モデルを示す図、第5図は復水脱塩器
イオン交換樹脂のサンプリング位置を示す図である。 1……復水器、2……復水濾過器 3……復水脱塩器、4……給水加熱器 5……原子炉、6……タービン 7……復水脱塩器入口試料水採水配管 8……復水脱塩器出口試料水採水配管 9……復水脱塩器入口炭酸濃度計 10……復水脱塩器入口導電率計 11……復水脱塩器出口炭酸濃度計 12……復水脱塩器出口導電率計 13……流路切り換えバルブ 14……濃縮カラム、15……pH計 16……流量計、17……溶離液 18……送液ポンプ、19……制御器 20……イオン交換樹脂 21……復水脱塩器イオン交換樹脂 22……サンプリング個所、23……樹脂層 24……飽和吸着帯、25……破過帯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大角 克巳 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 伊藤 久雄 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 五十嵐 裕夫 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 新藤 紀一 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タービン復水器からの復水をイオン交換樹
    脂を充填した復水脱塩器に通した後に蒸気発生装置に戻
    す汽力発電プラントにおいて、復水の一部を採取してそ
    の導電率および炭酸濃度を連続もしくは間欠的に経時的
    に測定し、該炭酸濃度の測定値に基づき上記導電率の測
    定値への炭酸に起因する遊離水素イオンの寄与を算出
    し、該寄与を上記導電率の測定値から減算した残りの導
    電率の値をNaCl濃度に換算することにより、復水中の前
    記イオン交換樹脂への負荷となるイオンの濃度を評価す
    ることを特徴とする汽力発電プラントにおける水質監視
    方法。
  2. 【請求項2】タービン復水器からの復水をイオン交換樹
    脂を充填した復水脱塩器で処理した後に蒸気発生装置に
    戻す汽力発電プラントにおいて、復水脱塩器の入口側と
    出口側における復水の一部分を採取してその夫々の導電
    率および炭酸濃度を連続もしくは間欠的に経時的に測定
    し、これらの測定値に基づき上記請求項1中に記載した
    演算を行なうことにより、復水脱塩器入口側および出口
    側における復水中の前記イオン交換樹脂への負荷となる
    イオンの濃度を夫々評価し、かくて得られた復水脱塩器
    入口側および出口側における復水中の該イオンの濃度の
    差をとり、該差に復水脱塩器の復水通水量を乗ずること
    により、前記イオン交換樹脂の吸着負荷量を評価するこ
    とを特徴とする汽力発電プラントにおける水質監視方
    法。
  3. 【請求項3】前記炭酸濃度の測定は、炭酸を吸着する陰
    イオン交換樹脂を充填したカラムに復水を流した後、該
    カラムに塩化ナトリウムのような強電解質溶液よりなる
    溶離液を流し、該溶離液の水素イオン濃度を検知するこ
    とにより、行なわれる請求項1または2記載の汽力発電
    プラントにおける水質監視方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013132962A1 (ja) * 2012-03-09 2013-09-12 三菱重工業株式会社 劣化物濃度測定装置及び酸性ガス除去装置

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4600617B2 (ja) * 2000-08-07 2010-12-15 オルガノ株式会社 陰イオン交換樹脂の性能評価方法及び装置並びに復水脱塩装置
JP5645551B2 (ja) * 2010-08-27 2014-12-24 東芝プラントシステム株式会社 オンライン型サンプル分析装置の前処理装置及びオンライン型サンプル分析装置の前処理装置の制御方法
CN112857713B (zh) * 2021-02-26 2025-10-24 大唐秦岭发电有限公司 一种发电厂监测凝结水精处理混床树脂泄漏系统及方法
CN114660129B (zh) * 2022-03-15 2025-02-28 西安热工研究院有限公司 一种水汽中腐蚀性离子联用监测系统及方法
CN115902004B (zh) * 2022-11-08 2023-08-18 中科特肯(山东)智能科技有限公司 一种脱气氢电导率的测量装置及测量方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132962A1 (ja) * 2012-03-09 2013-09-12 三菱重工業株式会社 劣化物濃度測定装置及び酸性ガス除去装置
JP2013186091A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 劣化物濃度測定装置及び酸性ガス除去装置
CN104160268A (zh) * 2012-03-09 2014-11-19 三菱重工业株式会社 降解产物浓度测定装置及酸性气体去除装置
US9782720B2 (en) 2012-03-09 2017-10-10 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Degradant concentration measurement device and acidic gas removal device

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