JPH08313692A - 脱塩装置内イオン交換樹脂の再生方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通水直後の高ＴＯＣの系外排出を可能とし、イ
オン交換樹脂の酸化劣化を防止して、水質の健全性を確
保する。 【構成】原子力発電プラントの復水脱塩装置において、
復水と同程度の温度の脱気された温水により脱塩塔内の
粒状イオン交換樹脂を洗浄する。これにより脱塩塔20内
に通水直後の高ＴＯＣ（全有機炭素）を低減する。この
洗浄用脱気温水を供給するための温水供給装置27と温水
入口31，32，33および脱気用窒素供給装置36を陽イオン
交換樹脂再生塔22および陰イオン交換樹脂再生塔23に接
続する。脱塩塔20の復水入口管29には復水温度計34を設
ける。これにより、温度上昇直後の急激なＴＯＣ溶出お
よび高溶存酸素水と接触し、酸化劣化によるイオン交換
樹脂からのＴＯＣ溶出を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば沸騰水型原子力発
電プラントに設置されている脱塩装置内イオン交換樹脂
の再生方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】沸騰水型原子力発電プラントでは、原子
炉内を常に清浄な状態にしなければならないので、復水
器から原子炉内に流入する復水を脱塩装置によって浄化
処理して高度に浄化した後、原子炉への冷却水として利
用している。

【０００３】従来の原子力発電プラントの例を図３によ
り説明する。図３において、原子炉圧力容器１内で発生
した蒸気は主蒸気管２を介してタービン３に送られ、こ
のタービン３によって発電機４を起動し発電をなすよう
に構成されている。このタービン３を駆動した蒸気は復
水器５で凝縮され復水となる。

【０００４】復水は低圧復水ポンプ６によって昇圧さ
れ、空気抽出器７を流れグランド蒸気復水器８で凝縮し
て復水浄化系に設置された復水ろ過装置９，復水脱塩装
置10により不純物が除去される。

【０００５】復水ろ過装置９および復水脱塩装置10で浄
化された復水は下流側の高圧復水ポンプ11で昇圧され、
低圧ヒータ12に送られて加熱され、さらに給水ポンプ13
で昇圧され、高圧ヒータ14でさらに加熱されて原子炉圧
力容器１内に給水され炉心（図示せず）を冷却する。

【０００６】なお、タービン抽気15は高圧ヒータ14で凝
縮され高圧ヒータドレンとなり、高圧ドレンタンク16を
経由し給水系戻り配管18により給水系へ戻される。ま
た、低圧ヒータ12で凝縮された低圧ヒータドレンは低圧
ドレンタンク17を経由し復水系戻り配管19により復水脱
塩装置10の入口に戻される。

【０００７】復水脱塩装置10は図４に示したように脱塩
塔20で構成されており、この脱塩塔20内にはイオン交換
樹脂21が陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が混合状
態で充填されている。このイオン交換樹脂21を再生する
場合、まず脱塩塔20内の混合状態のイオン交換樹脂21を
陽イオン交換樹脂再生塔22へ移送し、陽イオン交換樹脂
と陰イオン交換樹脂との比重差を利用し分離する。

【０００８】分離した陰イオン交換樹脂は、陰イオン交
換樹脂再生塔23へ移送される。硫酸供給装置25から移送
された硫酸は硫酸希釈装置24により所定値まで希釈され
た後、陽イオン交換樹脂再生塔22へ供給される。これに
より、陽イオン交換樹脂再生塔内の陽イオン交換樹脂の
再生が行われる。

【０００９】苛性ソーダ供給装置28から移送された苛性
ソーダは、温度調節機能を有する温水供給装置27から送
られた温水で加温され、苛性ソーダ希釈装置26で希釈さ
れた後、陰イオン交換樹脂再生塔23へ供給される。これ
により、陰イオン交換樹脂再生塔内の陰イオン交換樹脂
の再生が行われる。

【００１０】再生された陰イオン交換樹脂は、陽イオン
交換樹脂再生塔22へ戻され、最終洗浄混合を行い脱塩塔
20へ移送される。この後、脱塩塔20は復水入口管29から
復水を導入し、イオン交換樹脂21でイオン交換し復水出
口管30へ供給し復水浄化運転を開始する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】復水脱塩装置10に流入
する復水の温度は、従来ヒータドレンを復水器５に回収
している場合の復水温度約30℃〜40℃から復水温度約50
℃程度と高くなる。上記復水脱塩装置10の脱塩塔20は、
粒状イオン交換樹脂を有しているため、復水温度が上記
の如く上昇することは、イオン交換樹脂の酸化劣化を促
進し、樹脂母体から溶出するＴＯＣ（全有機炭素）が増
加し、出口水質を悪化させ、延いては、原子炉水の水質
を悪化させる原因となる。

【００１２】その傾向は、図５に示すように温度変化に
対し温度の上昇直後急激な溶出量の増加の後、定常値を
示す傾向を有している。また、イオン交換樹脂再生後、
脱塩塔の満水用水として復水貯蔵槽から供給された水を
使用している。

【００１３】この満水用水は溶存酸素濃度が高く、イオ
ン交換樹脂が酸化劣化し、イオン交換樹脂母胎から全有
機炭素（ＴＯＣ）が発生し、この全有機炭素は脱塩塔20
の出口における水質を悪化させる課題がある。この傾向
は図６に示したように溶存酸素濃度が高いほど全有機炭
素が多く溶出する傾向を有している。図６はたて軸がＴ
ＯＣで、よこ軸が時間で、図中、○印は高溶存酸素水、
●は脱気水（低溶存酸素）を示している。

【００１４】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、温度上昇直後の急激なＴＯＣ溶出および高溶
存酸素水と接触し、酸化劣化することによるイオン交換
樹脂からのＴＯＣ溶出を抑えることができる復水脱塩装
置内イオン交換樹脂の再生方法およびその装置を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は被浄化処
理水の入口管および出口管を有する脱塩塔内のイオン交
換樹脂を陽イオン交換樹脂再生塔と陰イオン交換樹脂再
生塔に移して再生または逆洗し、その再生または逆洗し
たイオン交換樹脂を前記脱塩塔に戻した後、前記被浄化
処理水の温度と同等の脱気温水を前記脱塩塔に供給して
前記再生または逆洗したイオン交換樹脂の脱気温水洗浄
を行うことを特徴とする。

【００１６】本発明の装置はイオン交換樹脂を充填した
被浄化処理水入口管を有する脱塩塔と、この脱塩塔に接
続した陽イオン交換樹脂再生塔と、この陽イオン交換樹
脂再生塔に接続した陰イオン交換樹脂再生塔と、前記脱
塩塔，陽イオン交換樹脂再生塔および陰イオン交換樹脂
再生塔にそれぞれ接続した温水入口管と、この温水入口
管に接続した温水供給装置と、前記陽イオン交換樹脂再
生塔および陰イオン交換樹脂再生塔に接続した脱気用ガ
ス供給装置とを具備したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】脱塩塔内のイオン交換樹脂を陽イオン交換樹脂
再生塔に移送する。そして、陽イオン交換樹脂再生塔で
陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂に分離されてそれ
ぞれ再生または逆洗され、その再生または逆洗されたイ
オン交換樹脂を脱塩塔に戻したのち、温度検知し、検知
された被浄化処理水温度と同等の脱気温水を供給する。

【００１８】ここで、脱気温水は、陽イオン交換樹脂再
生塔と陰イオン交換樹脂再生塔内に温水と窒素ガスを供
給してバブリングにより得られる。この脱気温水を脱塩
塔へ導入してイオン交換樹脂を洗浄し、イオン交換樹脂
から急激に溶出するＴＯＣを含む脱塩塔内の温水を放射
性廃棄処理系へ排出する。

【００１９】ＴＯＣ溶出が定常値になった時点で被浄化
処理水を導入し、イオン交換樹脂でイオン交換し、被浄
化処理水出口配管から流出する。これにより、通水以前
の脱気温水洗浄により高濃度ＴＯＣ水を排出し、通水時
にはＴＯＣ濃度を低くすることができる。

【００２０】

【実施例】図１により本発明に係る復水脱塩装置内イオ
ン交換樹脂の再生方法およびその装置の実施例を説明す
る。なお、図１中、図４と同一部分には同一符号を付し
ており、被浄化処理水としてはタービンからの復水を例
にしている。

【００２１】図１において、復水脱塩装置を構成する脱
塩塔20内にはイオン交換樹脂21が充填されている。イオ
ン交換樹脂21は陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が
混合されたものである。脱塩塔20の下部には陽イオン交
換樹脂再生塔22と復水出口管30と排液出口管35が接続し
ている。

【００２２】また、脱塩塔20の上部には復水入口管29と
温水入口管31の一端が接続しており、復水入口管29には
復水温度計34が取り付けられている。陽イオン交換樹脂
再生塔29は下部に前記温水入口管31の他端が接続し、ま
た上部に温水入口管32が接続している。この温水入口管
32から分岐した管が脱塩塔20の上部側面に接続してい
る。

【００２３】陽イオン交換樹脂再生塔22は上部側面に脱
塩塔20と接続する管と、陰イオン交換樹脂再生塔23の下
部と接続する管が接続しており、中間部側面に陰イオン
交換樹脂再生塔23の上部側面に接続する管と硫酸希釈装
置24に接続する管が接続している。硫酸希釈装置24は硫
酸供給装置25に接続している。陽イオン交換樹脂再生塔
22と陰イオン交換樹脂再生塔23の下部には脱気用ガス供
給装置として、例えば窒素供給装置36と接続する管が接
続している。

【００２４】陰イオン交換樹脂再生塔23の上部には温水
入口管33が接続し、温水入口管33は温水供給装置27に接
続している。この温水供給装置27はまた苛性ソーダ希釈
装置26に接続している。苛性ソーダ希釈装置26は陰イオ
ン交換樹脂再生塔23の下部と配管接続している。苛性ソ
ーダ希釈装置26は苛性ソーダ供給装置28と接続してい
る。

【００２５】つぎに上記実施例の作用を説明する。上記
構成のイオン交換樹脂再生装置において、脱塩塔20内の
イオン交換樹脂21を陽イオン交換樹脂再生塔22へ移送す
る。陽イオン交換樹脂再生塔22から再生または逆洗され
たイオン交換樹脂を脱塩塔20に戻し待機状態とする。

【００２６】温水供給装置27から温水入口管32を通して
陽イオン交換樹脂再生塔22へ温水を導入し、ここでさら
に窒素供給装置36から窒素を供給し、バブリングにより
脱気温水とした後、温水入口管31を通して脱塩塔20へ脱
気温水を導入する。なお、窒素の代りに非酸化性中性ガ
スを使用できる。

【００２７】この脱気温水の温度は復水温度計34により
検知された復水温度と同等の脱気温水となるように温水
供給装置27において温度調節を行う。脱塩塔20へ脱気温
水を導入しイオン交換樹脂21から急激に溶出するＴＯＣ
を含む脱塩塔20内の水を放射性廃棄物処理系へ排液出口
管35を経由し排出する。

【００２８】ＴＯＣ溶出が定常値になった時点で復水入
口配管29から復水を導入し、イオン交換樹脂21によりイ
オン交換し、復水出口配管30から流出する。これによ
り、図２に示すように通水以前の脱気温水洗浄により高
濃度ＴＯＣ水（図中ａ部）を系外に排出し通水時にはＴ
ＯＣ濃度を低くすることができる。

【００２９】図２は本実施例によるＴＯＣ溶出挙動を示
すグラフで、たて軸に温度（℃）と脱塩塔出口ＴＯＣ濃
度（ｐｐｂ）をとり、よこ軸に再生，温水洗浄，通水の
工程をとっている。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、(1) 陽イオン交換樹脂再生塔22へ直接脱気
温水を供給して脱気温水洗浄する場合、(2) 陽イオン交
換樹脂再生塔22および陰イオン交換樹脂再生塔23へそれ
ぞれ直接供給して脱気温水洗浄する場合、(3) 脱塩塔20
に直接脱気温水を供給して保管水として使用する場合に
も適用できる。

【００３１】本発明の実施態様を要約すればつぎのとお
りである。 (1) 脱塩装置において、被浄化処理水と同程度の温度の
脱気された温水により脱塩塔内のイオン交換樹脂を洗浄
することによって、脱塩塔，通水直後の高ＴＯＣ（全有
機炭素）を低減することを特徴とする再生方法。

【００３２】(2) 脱塩塔に被浄化処理水と同程度の温度
の洗浄用脱気温水を供給するための温水供給装置および
脱気用ガス供給装置を設けたことを特徴とする。 (3) 陽イオン交換樹脂再生塔に被浄化処理水と同程度の
温度の洗浄用脱気温水を供給するための温水供給装置お
よび脱気用ガス供給装置を設けたことを特徴とする。

【００３３】(4) 陽イオン交換樹脂再生塔および陰イオ
ン交換樹脂再生塔に被浄化処理水と同程度の温度の洗浄
用脱気温水を供給するための温水供給装置および脱気用
ガス供給装置を設けたことを特徴とする。 (5) 脱塩塔は沸騰水型原子力発電プラントに設置される
復水脱塩装置からなること。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、温度上昇直後の急激な
ＴＯＣ溶出および高溶存酸素水と接触し酸化劣化するこ
とによるイオン交換樹脂からのＴＯＣ溶出を抑えること
ができ、もって水質の健全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る脱塩装置用イオン交換樹脂の再生
方法とその再生装置の一実施例を説明するための系統
図。

【図２】図１における再生方法によるＴＯＣ溶出挙動を
示す線図。

【図３】従来例を説明するための原子炉プラントの一次
系を示す系統図。

【図４】従来の脱塩装置用イオン交換樹脂の再生装置を
示す系統図。

【図５】図４の装置におけるイオン交換樹脂の温度変化
に対するＴＯＣ溶出挙動を示す線図。

【図６】同じく溶存酸素濃度によるイオン交換樹脂から
のＴＯＣ溶出挙動（溶存酸素による影響）特性を示す線
図。

【符号の説明】

20…脱塩塔、21…イオン交換樹脂、22…陽イオン交換樹
脂再生塔、23…陰イオン交換樹脂再生塔、24…硫酸希釈
装置、25…硫酸供給装置、26…苛性ソーダ希釈装置、27
…温水供給装置、28…苛性ソーダ供給装置、29…復水入
口管、30…復水出口管、31…温水入口管、32…温水入口
管、33…温水入口管、34…復水温度計、35…廃液出口
管、36…窒素供給装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被浄化処理水の入口管および出口管を有
   する脱塩塔内のイオン交換樹脂を陽イオン交換樹脂再生
   塔と陰イオン交換樹脂再生塔に移して再生または逆洗
   し、その再生または逆洗したイオン交換樹脂を前記脱塩
   塔に戻した後、前記被浄化処理水の温度と同等の脱気温
   水を前記脱塩塔に供給して前記再生または逆洗したイオ
   ン交換樹脂の脱気温水洗浄を行うことを特徴とする脱塩
   装置内イオン交換樹脂の再生方法。
2. 【請求項２】 前記脱気温水は窒素ガスで脱気した洗浄
   用脱気温水からなることを特徴とする請求項１記載の脱
   塩装置内イオン交換樹脂の再生方法。
3. 【請求項３】 イオン交換樹脂を充填した被浄化処理水
   入口管を有する脱塩塔と、この脱塩塔に接続した陽イオ
   ン交換樹脂再生塔と、この陽イオン交換樹脂再生塔に接
   続した陰イオン交換樹脂再生塔と、前記脱塩塔，陽イオ
   ン交換樹脂再生塔および陰イオン交換樹脂再生塔にそれ
   ぞれ接続した温水入口管と、この温水入口管に接続した
   温水供給装置と、前記陽イオン交換樹脂再生塔および陰
   イオン交換樹脂再生塔に接続した脱気用ガス供給装置と
   を具備したことを特徴とする脱塩装置内イオン交換樹脂
   の再生装置。
4. 【請求項４】 前記被浄化処理水入口管に復水温度計を
   設けてなることを特徴とする請求項３記載の脱塩装置内
   イオン交換樹脂の再生装置。