JP2001129325A

JP2001129325A - 濾過装置

Info

Publication number: JP2001129325A
Application number: JP31203299A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yamagishi; 茂夫山岸
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】従来は、二回目以降の逆洗操作で下室１１Ａ
内を満水にする際に、その都度第２ベントノズル１１
Ｇ、空気抜き配管１８Ｄ及び自動弁１９Ｅを用いて下室
１１Ａ内の残留空気を排気しているが、空気抜き機構の
割には構造的に複雑でコスト的に高くなり、しかも自動
弁１９Ｅについてはメンテナンスが必要になるため、メ
ンテナンスコストも余分に掛かる。【解決手段】本発明の濾過装置１０は、各チューブ１
３のうち、下室１１Ａの側壁に近い少なくとも一つのチ
ューブ１３に空気抜き用の排気用ベント１３Ａをチュー
ブシート１２の間近に配置して設け、逆洗用空気を用い
てプリコート型エレメント１５を逆洗した後、下室１１
Ａ内を逆洗用水で満水にする際にこの逆洗用水により下
室１１Ａ内の残留空気を排気用ベント１３Ａを介して上
室１１Ｂ側へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過装置に関し、
更に詳しくは、例えば原子力発電所や火力発電所におい
て好適に用いられるプリコート型濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から原子力発電所や火力発電所等の
発電所では、原子力や火力を利用して蒸気を作り、この
蒸気で発電タービンを駆動して発電するようにしてい
る。例えば、沸騰水型原子力発電所（ＢＷＲ）では、原
子炉で発生した水蒸気を高圧タービン、低圧タービンの
順に送り、各タービンで発電機を回転させて発電し、発
電後の蒸気を復水器で冷却して復水として復水浄化系へ
送り、繰り返し使用している。復水浄化系では復水を復
水濾過装置、復水脱塩装置の順に送り、これら両者にお
いて原子炉等の機器類や配管等の配管材料から発生した
酸化鉄微粒子等の懸濁物質やＦｅイオン、Ｃｕイオン等
の種々のイオン成分を除去した後、復水を原子炉へ送
る。また、原子炉には復水浄化系の他に、原子炉冷却材
浄化系や燃料プール冷却浄化系が付設されている。これ
らの浄化系においても系内で発生した懸濁物質やイオン
成分を濾過装置を用いて除去している。

【０００３】復水浄化系、原子炉冷却材浄化系あるいは
燃料プール冷却浄化系には例えば図２に示すプリコート
型濾過装置が設置されている。この濾過装置１０Ａは、
例えば図２に示すように、濾過容器１１内を下室１１Ａ
と上室１１Ｂに区画する仕切板（以下、「チューブシー
ト」と称す。）１２と、このチューブシート１２の複数
箇所を貫通して下室１１Ａと上室１１Ｂを連通する複数
の連通管（以下、「チューブ」と称す。）１３と、これ
らのチューブ１３の上端に着脱可能にそれぞれ連結され
且つ上端が支持部材１４で支持されて上室１１Ｂ内で林
立する複数のプリコート型エレメント１５（図２では１
本だけ図示してある）とを備えている。また、図２に示
すように上記下室１１Ａの底面中央には入口ノズル１１
Ｃが取り付けられ、この入口ノズル１１Ｃは下室１１Ａ
を貫通し上室１１Ｂ側で開口している。この開口部はチ
ューブシート１２に取り付けられたバッフルプレート１
７によって被われている。下室１１Ａの底面には出口ノ
ズル１１Ｄが入口ノズル１１Ｃの近くに配置して取り付
けられている。

【０００４】従って、被処理水が配管１６Ａ及び入口ノ
ズル１１Ｃを介して上室１１Ｂ内へ流入すると、被処理
水はバッフルプレート１７を介して上室１１Ｂ全体に分
散し、全てのプリコート型エレメント１５に均等に行き
渡る。そして、被処理水が各プリコート型エレメント１
５の外側から内側へ通過する間にプリコート材を介して
濾過、脱塩されて処理水となり、この処理水は各プリコ
ート型エレメント１５の内側からチューブ１３及び下室
１１Ａを経由して出口ノズル１１Ｄから流出して採水さ
れ、配管１６Ｂを介して次工程（例えば、復水脱塩装
置）へ供給される。

【０００５】濾過装置１０Ａにより処理水を所定期間採
水し、採水工程においてプリコート型エレメント１５の
差圧が所定の値（例えば、１７５ｋＰａ）に達すると、
逆洗工程においてプリコート型エレメント１５を逆洗し
てプリコート材を除去した後、図示しないプリコート設
備を用いたプリコート工程において新しいプリコート材
をプリコート型エレメント１５表面にプリコートした
後、新たな採水を行う。

【０００６】上記逆洗工程では逆洗用水及び逆洗用空気
を用いてプリコート型エレメント１５を逆洗し、その表
面から粉末状イオン交換樹脂等からなるプリコート材を
除去する。この逆洗操作は以下の機構を用いて通常複数
回繰り返して行われる。即ち、下室１１Ａの出口ノズル
１１Ｄには逆洗用水配管１８Ａを介して逆洗用水源（例
えば、復水タンク）が接続され、この逆洗用水源から下
室１１Ａ内へ逆洗用水を供給し下室１１Ａを満水状態に
する。下室１１Ａの側壁には逆洗用空気の供給口となる
給気ノズル１１Ｅが取り付けられている。この給気ノズ
ル１１Ｅには給気配管１８Ｂを介して逆洗用空気源（例
えば、圧力タンク）が接続され、この逆洗用空気源から
下室１１Ａ内へ逆洗用空気を短時間圧送する。これによ
り下室１１Ａからチューブ１３を通ってプリコート型エ
レメント１５の内側から外側へ逆洗用水と逆洗用空気が
一緒に吹き出してプリコート型エレメント１５表面から
プリコート材を剥離、除去する、いわゆるエアサージ逆
洗を行う。更に、上室１１Ｂの上面には第１ベントノズ
ル１１Ｆが取り付けられ、上室１１Ｂ内の水分を含んだ
逆洗用空気は第１ベントノズル１１Ｆ及び配管１８Ｃを
介して、また逆洗排水及び剥離したプリコート材は配管
１６Ａ、２１Ａを介して逆洗水受けタンク（図示せず）
へ排出される。エアサージ逆洗後に下室１１Ａ内に残留
する空気は下室１１Ａの側壁に取り付けられた第２ベン
トノズル１１Ｇが用いられる。この第２ベントノズル１
１Ｇには空気抜き配管１８Ｄを介して配管１８Ｃに接続
されている。そして、下室１１Ａ内の残留空気は逆洗用
水で下室１１Ａ内を満水にする時の増水に連れて第２ベ
ントノズル１１Ｇから排出される。尚、図２において、
１９Ａ〜１９Ｆは制御装置の制御下で開閉する自動弁で
ある。

【０００７】従って、例えば制御盤の逆洗操作ボタンを
押すと、被処理水及び処理水の各配管１６Ａ、１６Ｂの
自動弁１９Ａ、１９Ｂが自動的に閉じて採水工程から逆
洗工程に切り替わる。自動弁１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｆを
開いた状態で逆洗用空気を下室１１Ａ内へ短時間圧送す
ると、逆洗用水と逆洗用空気とが一緒になった流体とな
り、チューブ１３を通って上室１１Ｂ内のプリコート型
エレメント１５の内側から外側へ吹き出しエアサージ逆
洗が行われ、プリコート材がプリコート型エレメント１
５表面から剥離する。上室１１Ｂ内の水分を含んだ逆洗
用空気は第１ベントノズル１１Ｆ及び配管１８Ｃを介し
て、また逆洗排水及び剥離したプリコート材は配管１６
Ａ、２１Ａを介して逆洗水受けタンクへ排出され、一回
目の逆洗操作が終了する。

【０００８】引き続き、二回目の逆洗操作を行うために
逆洗用水を出口ノズル１１Ｄから下室１１Ａ内へ供給し
て下室１１Ａ内を満水にする。この際自動弁１９Ｃは自
動的に閉じ、自動弁１９Ｅが自動的に開くため、下室１
１Ａ内で逆洗用水が増水するに連れて下室１１Ａ内の残
留空気を第２ベントノズル１１Ｇを介して排気し、下室
１１Ａ内が満水になった状態で自動弁１９Ｅを閉じる。
後は上述した要領でエアサージ逆洗操作が自動的に行わ
れる。エアサージ逆洗操作、満水操作が所定回数繰り返
されることでプリコート型エレメント１５のプリコート
材が確実に除去され、逆洗用水、逆洗用空気及び剥離プ
リコート材は逆洗水受けタンクによって回収される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
濾過装置１０Ａの場合には、前述のように二回目以降の
逆洗操作で下室１１Ａ内を満水にする際に、その都度第
２ベントノズル１１Ｇ、空気抜き配管１８Ｄ及び自動弁
１９Ｅを用いて下室１１Ａ内の残留空気を排気している
が、空気抜きのためには第２ベントノズル１１Ｇ、空気
抜き配管１８Ｄ及び自動弁１９Ｅが必要となり構造的に
複雑でコスト的に高くなり、しかも自動弁１９Ｅについ
てはメンテナンスが必要になるため、メンテナンスコス
トも余分に掛かるという課題があった。更に、発電所で
は復水系統の濾過装置は一つのプラントに対して１０数
系列と数も多く、しかも原子炉冷却材浄化系や燃料プー
ル冷却浄化系の濾過装置はそれぞれ一つのプラントに対
して２系列あるため、エアサージ逆洗後の空気抜き機構
としてはコストが掛かり過ぎるという課題があった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、プリコート型エレメントのエアサージ逆洗
後の空気抜き機構を簡素化し、装置コスト及びメンテナ
ンスコストを削減することができる濾過装置を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の濾過装置は、濾過容器内を下室と上室に区画する仕切
板と、この仕切板の複数箇所を貫通して取り付けられて
下室と上室を連通する複数の連通管と、これらの連通管
の上端にそれぞれ連結されて上室内で林立する複数のプ
リコート型エレメントと、これらのプリコート型エレメ
ントの逆洗用空気を供給するために上記下室の壁面に設
けられた通気部とを備えた濾過装置において、上記各連
通管のうち、少なくとも一つの上記連通管の下室側に空
気抜き用の通気孔を上記仕切板の間近に配置して設け、
上記逆洗用空気を用いて上記プリコート型エレメントを
逆洗した後、上記下室内を逆洗用水で満水にする際にこ
の逆洗用水により上記下室内の残留空気を上記通気孔を
介して上記上室側へ排出することを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、本発明の請求項２に記載の濾過装置
は、請求項１に記載の発明において、上記通気孔を上記
連通管の下室壁面側に設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、本発明の請求項３に記載の濾過装置
は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上
記プリコート型エレメントは粉末状イオン交換樹脂によ
り被覆されていることを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図１の（ａ）、（ｂ）に示
す実施形態に基づいて従来の濾過装置と同一または相当
部分には同一符号を附して本発明を説明する。尚、図１
は本発明の濾過装置の一実施形態を示す図で、（ａ）は
濾過容器の内部の概要を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の
要部を示す部分断面図である。

【００１５】本実施形態のプリコート型濾過装置１０は
例えば図１に示すようにエアサージ逆洗後の空気抜き機
構を異にする以外は図２に示すものと同様に構成され、
原子力発電所の復水浄化系、原子炉冷却材浄化系あるい
は燃料プール冷却浄化系の濾過装置として好適に用いら
れる。即ち、濾過容器１１内は、図１に示すように、チ
ューブシート１２によって下室１１Ａと上室１１Ｂに区
画されている。チューブシート１２には複数のチューブ
１３が上下に貫通して固定され、それぞれのチューブ１
３を介して下室１１Ａと上室１１Ｂとが連通している。
各チューブ１３の上端にはプリコート型エレメント１５
がそれぞれ着脱可能に連結され、これらのプリコート型
エレメント１５は例えば糸巻き型のフィルタエレメント
として形成され、それぞれの表面には例えば粉末状イオ
ン交換樹脂がプリコート材として被覆されている。ま
た、下室１１Ａの底面には入口ノズル１１Ｃ及び出口ノ
ズル１１Ｄが取り付けられている。

【００１６】また、上記下室１１Ａの側壁には逆洗用空
気を供給する給気ノズル１１Ｅが取り付けられ、エアサ
ージ逆洗を行う時に給気ノズル１１Ｅから下室１１Ａ内
へ空気を圧送する。上室１１Ｂの上面には第１ベントノ
ズル１１Ｆが取り付けられ、エアサージ逆洗後に第１ベ
ントノズル１１Ｆから水分を含んだ逆洗用空気を、また
は配管１６Ａ、２１Ａから逆洗排水及びプリコート材を
排出するようにしている。尚、１８Ａは逆洗用水配管、
１８Ｂは給気配管、１８Ｃは逆洗後の逆洗用空気等が流
れる配管、１６Ａ、２１Ａは逆洗排水及びプリコート材
が流れる配管、１９Ａ〜１９Ｄ及び１９Ｆは制御装置の
制御下で開閉する自動弁である。

【００１７】さて、本実施形態では図１の（ｂ）に拡大
して示すように複数のチューブ１３のうち、少なくとも
一本には排気用ベント１３Ａが設けられている。この排
気用ベント１３Ａはチューブシート１２の下側、即ち下
室１１Ａ側に設けられている。また、チューブシート１
２は下方に湾曲して形成され、濾過容器１１との接続部
が最も高くなっている場合が多く、エアサージ逆洗後の
空気は逆洗用水で下室１１Ａ内を満水にしてもチューブ
シート１２の接続部近傍に残留し易い。そこで、排気用
ベント１３Ａは下室１１Ａの側壁に最も近いチューブ１
３の最もチューブシート１２に接近させて配置すること
が好ましい。排気用ベント１３Ａの排気量を規定する大
きさや数はエアサージ逆洗時に下室１１Ａ内を逆洗用水
で満水にするための所要時間を勘案して適宜設定するこ
とができ、一本のチューブ１３に対して複数の排気用ベ
ント１３Ａを設けても良い。従って、排気量に応じて下
室１１Ａの側壁に最も近い複数のチューブ１３に排気用
ベント１３Ａを一箇所ないし数カ所ずつ設けることもで
きる。また、チューブシート１２は湾曲し外周が中央部
より高くなっている場合には、排気用ベント１３Ａをチ
ューブ１３に設ける位置は下室１１Ａの側壁側に設ける
ことが好ましい。このようにチューブ１３に排気用ベン
ト１３Ａを設けるだけで、従来の第２ベントノズル、自
動弁及び配管と同等の機能を発揮し、しかもエアサージ
逆洗後の満水操作時に用いられる空気抜き機構を簡素化
することができる。

【００１８】次に、動作について説明する。採水工程で
は図１に実線の矢印で示すように被処理水が配管１６Ａ
から入口ノズル１１Ｃを介して上室１１Ｂ内に流入す
る。この被処理水はバッフルプレート１７によって上室
１１Ｂ内全体へ均等に分散され上室１１Ｂ内の各プリコ
ート型エレメント１５に万遍なく行き渡る。そして、被
処理水が各プリコート型エレメント１５の外側から内側
へ通過する間にプリコート材によって濾過、脱塩され、
処理水としてチューブ１３から下室１１Ａ内へ流れ込
む。下室１１Ａ内の処理水は出口ノズル１１Ｄから流出
し、図１に実線の矢印で示すように配管１６Ｂを流れて
次工程へ供給される。所定期間採水を継続すると各プリ
コート型エレメント１５の内外の差圧が所定値に達する
ため、逆洗工程で各プリコート型エレメント１５を逆洗
する。

【００１９】逆洗工程では被処理水及び処理水用の自動
弁１９Ａ、１９Ｂを閉じ、逆洗用の自動弁１９Ｃ、１９
Ｄ、１９Ｆを開いた状態で逆洗用空気を配管１８Ｂから
給気ノズル１１Ｅを介して下室１１Ａ内へ短時間圧送し
て各プリコート型エレメント１５のエアサージ逆洗を行
う。この操作で下室１１Ａ内の逆洗用水が減水してチュ
ーブ１３の下端に達すると逆洗用空気のみが上室１１Ｂ
側へ流れるため、各プリコート型エレメント１５の逆洗
作用が不十分になる。そこで、逆洗用水をその配管１８
Ａから出口ノズル１１Ｄを介して下室１１Ａ内へ図１に
破線の矢印で示すように供給する。これにより下室１１
Ａ内の逆洗用水が徐々に増水し、下室１１Ａ内の残留空
気がチューブ１３に設けられた排気用ベント１３Ａから
チューブ１３内を通過し、プリコート型エレメント１５
から上室１１Ｂへ徐々に抜け出す。そして、下室１１Ａ
内が逆洗用水で満水になると下室１１Ａ内の残留空気は
殆どなくなる。この状態で逆洗用空気を上述した場合と
同様に短時間圧送し、各プリコート型エレメント１５の
エアサージ逆洗を行う。このエアサージ逆洗、満水操作
を所定回数繰り返すことでプリコート材が各プリコート
型エレメント１５から除去され、一連の逆洗工程を終了
する。

【００２０】逆洗工程後にはプリコート工程へ移行す
る。プリコート工程では図１の全ての自動弁１９Ａ〜１
９Ｄ、１９Ｆを全て閉じた状態にする。この状態でプリ
コートタンク（図示せず）内で希釈水によりスラリー状
に調整されたプリコート材が図１に一点鎖線の矢印で示
すように配管２０Ａから入口ノズル１１Ｃを介して上室
１１Ｂ内へ供給すると、プリコート材はバッフルプレー
ト１７を介して上室１１Ｂ内全体に拡散し、上室１１Ｂ
内の水が各プリコート型エレメント１５を外側から内側
へ通過する間にプリコート材が各プリコート型エレメン
ト１５の表面を被覆する。各プリコート型エレメント１
５を通過した水は下室１１Ａを経由して出口ノズル１１
Ｄから配管１８Ａを図１の一点鎖線の矢印で示すように
プリコートタンクへ戻る。プリコート型エレメント１５
を通過した水の一部はプリコートタンク内のプリコート
材の同伴水として濾過容器１１とプリコートタンクを循
環する間にプリコートタンク内の全てのプリコート材が
各プリコート型エレメント１５表面に均等にプリコート
される。その後、濾過容器１１内の水が保持ポンプ（図
示せず）を介して上室１１Ｂと下室１１Ａを循環する間
にプリコート材は各プリコート型エレメント１５表面に
保持される。その後、待機工程を経て採水工程に移行す
る。

【００２１】以上説明したように本実施形態によれば、
チューブシート１２を貫通する複数のチューブ１３のう
ち、少なくとも一つのチューブ１３に、排気用ベント１
３Ａをチューブシート１２の間近に配置して設け、逆洗
用空気を用いてプリコート型エレメント１５のエアサー
ジ逆洗を行った後に、下室１１Ａ内を満水にする時に排
気用ベント１３Ａを介して下室１１Ａ内に残留する空気
を上室１１Ｂ側へ排出するようにしたため、図２に示す
従来の濾過装置１０Ａに必要とされた第２ベントノズル
１１Ｇ、空気抜き配管１８Ｄ、自動弁１９Ｅ及びこれら
に関連する部材が一切不要で空気抜き機構を簡素化する
ことができると共に濾過装置の製造コストを削減するこ
とができ、しかも排気用の自動弁のメンテナンスコスト
を削減することができる。

【００２２】また、本実施形態によれば、排気用ベント
１３Ａをチューブ１３の下室１１Ａの壁面側に設けたた
め、チューブシート１２が下方に湾曲していると排気用
ベント１３Ａがチューブ１３のより高い位置に存在し、
下室１１Ａ内の残留空気をより確実に排気することがで
きる。また、プリコート型エレメント１５は粉末状イオ
ン交換樹脂により被覆されているため、被処理水の濾過
処理及び脱塩処理を同時に行うことができる。

【００２３】尚、上記実施形態では原子力発電所内の復
水浄化系、原子炉冷却材浄化系あるいは燃料プール冷却
浄化系に設置される濾過装置について説明したが、火力
発電所の濾過装置についても本発明を適用することがで
きる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項３に記載の発
明によれば、プリコート型エレメントのエアサージ逆洗
後の空気抜き機構を簡素化し、装置コスト及びメンテナ
ンスコストを削減することができる濾過装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過装置の一実施形態を示す図で、
（ａ）は濾過容器の内部の概要を示す断面図、（ｂ）は
（ａ）の要部を示す部分断面図である。

【図２】従来の濾過装置の濾過容器の内部の概要を示す
断面図である。

【符号の説明】

１０濾過装置１１濾過容器１１Ａ下室１１Ｂ上室１２チューブシート（仕切板）１３チューブ（連通管）１３Ａ排気ベント（通気孔）１５プリコート型エレメント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過容器内を下室と上室に区画する仕切
板と、この仕切板の複数箇所を貫通して取り付けられて
下室と上室を連通する複数の連通管と、これらの連通管
の上端にそれぞれ連結されて上室内で林立する複数のプ
リコート型エレメントと、これらのプリコート型エレメ
ントの逆洗用空気を供給するために上記下室の壁面に設
けられた通気部とを備えた濾過装置において、上記各連
通管のうち、少なくとも一つの上記連通管の下室側に空
気抜き用の通気孔を上記仕切板の間近に配置して設け、
上記逆洗用空気を用いて上記プリコート型エレメントを
逆洗した後、上記下室内を逆洗用水で満水にする際にこ
の逆洗用水により上記下室内の残留空気を上記通気孔を
介して上記上室側へ排出することを特徴とする濾過装
置。
【請求項２】上記通気孔を上記連通管の下室壁面側に
設けたことを特徴とする請求項１に記載の濾過装置。
【請求項３】上記プリコート型エレメントは粉末状イ
オン交換樹脂により被覆されていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の濾過装置。