JPS5835096B2 - 流出イオン交換樹脂の捕獲方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、復水脱塩装置からの使用済イオン交換樹脂の
再生に関し、詳しくはたとえば軽水型原子力発電所など
からの冷却済蒸気の復水の浄化により汚染されたイオン
交換樹脂の再生の際、再生廃液とともに流出する健全樹
脂、不健全樹脂の適切な捕獲を行い、復水脱塩装置の円
滑な運転、廃棄物処理系の円滑な運転、廃液の減少を行
い得るようにしたイオン交換樹脂再生装置からの流出イ
オン交換樹脂の捕獲方法に関する。

一般に原子力発電所では、蒸気化した一次冷却水ないし
は二次冷却水を海水により冷却し、得られた復水中の塩
分をイオン交換により除去することが行われている。

特に沸騰水型原子力発電所の復水器では、主蒸気を復水
とするために多数のチューブに海水を通しこの海水によ
って主蒸気を凝縮させているが、チューブに穴があき、
海水中の成分、特に塩素が復水中に混入すると、原子炉
系構成材料に悪影響を及ぼすため、原子炉系への循環に
先立って復水脱塩装置においてイオン交換により塩分を
除去する必要がある。

またこの海水リーク量が多い場合は、脱塩容量が短時間
で消耗するので、復水脱塩装置は、複数の脱塩塔な組み
にし、切替使用するとともに、使用済イオン交換樹脂を
再生装置系で逆洗再生ならびに薬液再生により再生して
から復水脱塩装置に循環することが行われている。

ここで逆洗再生とは、復水脱塩塔のイオン交換樹脂に固
形物が付着して出入口間の差圧が規定値以上になった場
合に再生装置に移送して水と空気により逆洗洗浄する操
作をいう。

また薬液再生とは、復水脱塩等のイオン交換樹脂のイオ
ン交換容量が規定値以上になった場合に、再生装置に移
送して、上記の水と空気による逆洗洗浄後、酸およびア
ルカリ薬剤によってイオン交換樹脂の再生を行う操作を
いう。

このような再生操作は、従来、第１図に系統図を示すよ
うな装置系において、以下のようにして行われていた。

第１図において、通常の操作においては、複数基のうち
の１基のみを図示する復水脱塩塔１には配管２ａから復
水が流入しイオン交換樹脂により脱塩されたのち配管２
ｂから流出して原子炉系へと循環される。

そして前述したように復水の流通に際しての圧損失また
はイオン交換樹脂のイオン交換容量が一定値以上に達す
ると逆洗再生または薬液再生のために使用済イオン交換
樹脂を再生系へと移送する。

すなわち、復水脱塩塔１を復水脱塩系から切離しその内
部の使用済イオン交換樹脂を配管５を通じてまず陽イオ
ン樹脂再生塔６へと移送する。

逆洗再生および薬塩再生はそれぞれ以下のようにして行
われる。

逆洗再生および薬液再生に際しては、まず使用済イオン
交換樹脂を収容する陽イオン樹脂再生塔６において使用
済イオン交換樹脂を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂に分離し、陰イオン交換樹脂のみを配管７を通じて陰
イオン樹脂再生塔８へと移送する。

このように分離した陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂のそれぞれについて、逆洗再生に際しては、陽イオン
樹脂再生塔６と陰イオン交換樹脂再生塔８のそれぞれの
塔から配管３ａおよび４ａならびに配管３ｂおよび４ｂ
を通じて、それぞれ水および空気を装入し、イオン交換
樹脂に付着した腐食生成物などの固形物ならびにイオン
交換樹脂自体の破砕物を分離除去する。

また薬液再生に際しては、陽イオン樹脂再生塔６および
陰イオン樹脂再生塔８の塔底より配管９および１０を通
じて、それぞれ硫酸および苛性ソーダ水溶液を供給して
イオン交換することにより陽イオン交換樹脂および陰イ
オン交換樹脂を再生する。

逆洗再生および薬液再生の終った陽イオン交換樹脂およ
び陰イオン交換樹脂は、それぞれ配管１１および１２を
通じて樹脂貯槽１３に貯えられ、更に必要な段階で配管
１４を通じて復水脱塩塔１に充填される。

逆洗再生および薬液再生の廃液は、陽イオン樹脂再生塔
６、陰イオン樹脂再生塔８より配管１５．１６および配
管１７を通じてドレンストレーナ１８を通り、電導度計
１９により、その電導度を測定し、高電導度の廃液は制
御弁２０ａ、配管２１ａをへて高電導度受タンク２２ａ
に移送され、また低電導度の廃液は制御弁２０ｂ、配管
２１ｂをへて低電導度受タンク２２ｂに移送される。

ドレンストレーナ１８においては、逆洗再生および薬液
再生の廃液に同伴してくる健全なイオン交換樹脂を捕獲
し、また再生系の誤操作（たとえば逆洗水洗における過
大な水量）により再生塔６および８からのイオン交換樹
脂を捕獲するためのものであり、捕獲樹脂量が多くなっ
たことは、ストレーナ１８前後の圧力損失を差圧計２３
により測定して感知し、圧力損失が一定値以上に達した
場合には、再生操作を中断し、配管３ｃを通じて水を供
給して捕獲樹脂を配管２４を通じて陽イオン樹脂再生塔
６へと循環する。

しかし、通常の再生運転にてドレンストレーナを通過し
たイオン交換樹脂は、そのまま廃液タンク２２ａまたは
２２ｂに排出される。

一方、所定回数以上イオン交換による復水脱塩処理を行
ったイオン交換樹脂あるいは所定回数未満でも再生によ
りイオン交換能力を回復できないイオン交換樹脂は、配
管２５゜２６．２γ、２８および２９を通じて復水脱塩
塔１、再生塔６，８、樹脂貯槽１３より廃樹脂受タンク
３０へと排出する。

以上のように、従来の再生装置ではドレンストレーナに
比較的大きな開口の金網を用い逆洗再生あるいは薬液再
生において再生廃液とともに流出する破砕樹脂はそのほ
とんどを廃液とともに放射性廃棄物処理系の廃液タンク
２２ａ、２２ｂに排出し、誤操作あるいは上流機器の故
障によりドレンストレーナに健全樹脂が詰まり差圧が上
昇した場合にのみ、樹脂を陽イオン樹脂再生塔に回収す
るようにしていた。

これは廃液とともに排出される樹脂が多いため、全ての
樹脂をドレンストレーナで捕獲していたのではドレンス
トレーナの洗浄のために再生操作を中断する時間が長く
なるので、再生操作を規定時間内に終了させ、復水処理
に早く復帰させ原子炉系へ送る冷却水の水質を向上させ
るためである。

しかしながら、本発明者らの研究によれば、上述のよう
にほとんどの廃樹脂を放射性廃液処理系に送ることは極
めて不都合であることがわかった。

すなわち、本来はビーズ状樹脂の処理を主眼においてな
い高電導度廃液処理装置で濃縮脱塩処理をするに際し濃
縮器でビーズ樹脂が分解してアンモニアを発生１〜回収
水の水質を低下する欠点がある。

また低電導度受タンクの低部に沈積したイオン交換樹脂
は放射線量増加の原因となる。

一方、このような欠点をドレンストレーナの金網の開口
を小さくすることにより解決することは、上述したよう
にイオン交換樹脂の再生時間が長くなることによる欠点
の他に、ストレーナに詰った樹脂を陽イオン樹脂再生塔
に回収するための水量が増大し、これが必然的に放射性
廃液処理系の負荷を増大する欠点がある。

本発明は、上述した復水脱塩装置からのイオン交換樹脂
の再生方法の欠点を除き、廃液処理系の負荷の増大なら
びに再生操作の中段を招くことなく、再生廃液中の廃樹
脂を効率的に捕獲し処理する方法に関する。

本発明者らは、このような目的が上述した従来の再生装
置系において再生廃液の処理のためのドレンストレーナ
を直列に配したそれぞれ大きなおよび小さな開口を有す
る二段のストレーナに分け、大開口ストレーナで捕獲さ
れたイオン交換樹脂を再生系に送るとともに小開ロスト
レーナで捕獲されたイオン交換樹脂を廃樹脂槽に回収す
ることにより達成されることを見出して本発明を完成す
るに到った。

以下本発明の実施例にかかる装置系を、第２図を参照し
て説明する。

第２図において、第１図と同一部分については同一符号
を付する。

第２図に示す装置系を用いて行う、復水脱塩操作ならび
に逆洗再生および薬液再生操作ならびにそのための装置
は第１図において説明したと全く同様である。

ただし、第１図の装置におけるドレンストレーナは、第
２図の装置においては、配管３１で結合された大開口ス
トレーナ１８ａおよび並列に配置された一対の小開ロス
トレーナ３２ａ。

３２ｂに分離されており、それらの前後の配管にはそれ
ぞれ流動圧力損失測定のための差圧計２１および３３が
結合されている。

第２図の装置を用いて行う再生廃液中の流出イオン交換
樹脂の捕獲操作を説明すると、逆洗再生および薬液再生
の廃液は、陽イオン樹脂再生塔６および陰イオン樹脂再
生塔８より配管１５，１６および１７を経て大開口スト
レーナ１８ａに導入され、更に配管３１ならびに分岐管
３４ａ。

３４ｂのいずれか一方を通して、小開ロストレーナ３２
ａ、または３２ｂに導入され、ここで破砕樹脂等の廃樹
脂を捕獲除去されたのち、電導度計１９によりその電導
塵を測定され、高電導度の廃液は、制御弁２０ａ、配管
２１ａを通じて高電導度受タンクに移送され、また低電
導度の廃液は制御弁２０ｂ、配管２１ｂを通じて低電導
度受タンク２２ｂに移送される。

小開ロストレーナ３２ａを使用していたとして、廃樹脂
がたまって差圧計３３によるその前後の差圧が一定値を
超えた場合は、ストレーナを３２ｂに切替え、使用済の
ストレーナ３２ａ中の廃樹脂は配管３ｄより小量の洗浄
水を供給して配管３５ａ、３６を通じて廃樹脂受タンク
３０または廃樹脂ドラム管に移送する。

このように小開ロストレーナ３２ａまたは３２ｂからの
廃樹脂は、復水脱塩塔１あるいは再生塔６，８等からの
使用済樹脂と同様に廃樹脂受タンクに回収してもよいし
、その後の処理を容易とするために直接ドラム詰めして
もよい。

一方、大開口ストレーナ１８ａにたまったイオン交換樹
脂は、差圧計２１による測定値が一定値以上になった時
点で再生操作を中断し、配管３ｃからの洗浄水により洗
浄して、配管２４を通じて陽イオン樹脂再生塔６へと移
送する。

大開口ストレーナでは、開口径を使用イオン交換樹脂径
とほぼ同等に定めて正常な再生操作で廃液に同伴してく
る正常なイオン交換樹脂をも捕獲するように開口を定め
てもよい。

しかし、通常は再生サイクルを短縮し廃液処理系の負荷
を低減するために、大開口ストレーナの開口は誤操作や
上流機器の故障による大量樹脂のみを捕獲するようにす
るのがより好ましい。

小開ロストレーナの開口径は、廃液樹脂系への破砕樹脂
等の不健全樹脂の流出を実質的に防止する程度とする。

小開ロストレーナ３２ａ 、３２ｂは、一つの小開ロス
トレーナのみで操作することもできる。

しかし、この例のように一対の並列配置として切替運転
することにより、その詰りにより再生操作が中断しない
ようにすることが好ましい。

上述したように本発明では、復水脱塩装置再生廃液の廃
液処理系への流路に設けるドレンストレーナを大開口お
よび小開口の直列の二段のストレーナとすることにより
大開口ストレーナでは非常時の流出健全樹脂のみを捕獲
し、小開ロストレーナで不健全樹脂を捕獲し、別途廃棄
することにより、廃液処理系の円滑な運転を可能にし、
その負荷を軽減するとともに、更に小開ロストレーナを
切替運転とすることにより非常時以外は、再生操作を全
く中断する必要がな（、再生サイクルを短縮化できる。

また大開口ストレーナでは不健全樹脂を完全に通過させ
、陽イオン樹脂再生塔へ循環することがないので、再生
済樹脂中に不健全樹脂が混入して復水脱塩塔に循環して
差圧の増大により脱塩能力が低下することがない。

更にストレーすを二段としたので小開ロストレーナを廃
棄物処理系に近い任意の位置におくことができ、樹脂が
詰ったときに切替えて廃樹脂受タンクに移送するための
洗浄水の使用量を著しく減少することができる。

また廃樹脂受タンクの代りに廃棄物保存用ドラムに直接
ドラム詰めすれば、廃樹脂処理系の負荷が軽減される。

上述の総合結果として、復水脱塩塔の操作が改善される
ことに加えて、廃液および廃樹脂を含む廃棄物の全体量
を減少し、廃棄物処理系の操作が合理化される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ従来および本発明の一
実施例にかかる復水脱塩装置からの使用済イオン交換樹
脂の再生処理装置の系統図を示す。 １・・・・・・復水脱塩塔、６−・・・・・陽イオン樹
脂再生塔、８・・・・・・陰イオン樹脂再生塔、１３・
・・・・・再生樹脂貯槽、１８・・・・・・ドレンスト
レーナ、１８ａ・・・・・・大開口ストレーナ、１９・
・・・・・電導度計、２２ａ・・・・・・高電導度廃液
タンク、２２ｂ・・・・・・低電導度廃液受タンク、２
３，３３・・・・・・ストレーナ差圧計、３２ａ。 ３２ｂ・・・・・・小開ロストレーナ、３０・・・・・
・廃樹脂受タンク、３３・・・・・・廃樹脂量ドラム缶
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン交換により復水中の塩分を除去する復水脱塩
   塔からの使用済イオン交換樹脂を再生搭に送って再生す
   るに際して、再生搭からの排液中に含まれるイオン交換
   樹脂を直列に配したそれぞれ大きなおよび小さな開口を
   有する二段のストレーナにより捕獲し、大開口ストレー
   ナで捕獲されたイオン交換樹脂を再生搭に送るとともに
   小開ロストレーナで捕獲されたイオン交換樹脂を廃樹脂
   槽に回収することを特徴とする、復水脱塩装置再生廃液
   中の流出イオン交換樹脂の捕獲方法。 ２ 小開ロストレーナを並列の二基構成として切替使用
   し、イオン交換樹脂の回収による再生操作の中断を防止
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。