JP4367815B2

JP4367815B2 - 復水脱塩装置の運転方法

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Publication number: JP4367815B2
Application number: JP2000139794A
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Inventors: 克巳奥川; 亮深水
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Publication date: 2009-11-18
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、復水脱塩装置の運転方法に関し、とくに、加圧水型原子力発電所（以下、ＰＷＲ原子力発電所と略称することもある。）の２次系統における復水浄化処理を行うに際し、処理水質の向上をはかりつつイオン交換樹脂を効率よく再生できるようにした復水脱塩装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原子力発電所の復水の処理においては、Ｈ型強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性陰イオン交換樹脂の混合樹脂で復水を処理するＨ−ＯＨ型復水脱塩装置が用いられている。また、火力発電所の復水の処理においては、ＮＨ₄型強酸性陽イオン交換樹脂とＯＨ型陰イオン交換樹脂の混合樹脂で復水を処理するアンモニア型復水脱塩装置が用いられている。
【０００３】
原子力発電所では、発生させた高温高圧の蒸気を蒸気タービンに供給し、タービンを駆動させ発電を行っている。タービンを駆動させ仕事を終了した蒸気は、復水器により冷却し、水の状態に戻した後、再び加温しながらボイラ、原子炉等に供給し再使用循環される。復水器で冷却された水は復水というが、この復水には蒸気配管等の系統から発生する酸化鉄等の不純物が混入するため、復水濾過装置あるいは復水脱塩装置により浄化処理されている。
【０００４】
原子力発電所の原子炉の炉内構造物はステンレス鋼であり、また蒸気発生器の細管はニッケル合金であるため、アルカリと酸成分により応力腐食割れを起こすおそれがある。このため、原子力発電所では、水質管理を特に厳しく行っている。
【０００５】
浄化装置である復水脱塩装置から、腐食因子成分を微量でも溶出させることはプラント安全対策上極力避けなければならず、浄化装置であるなら本来溶出物はゼロにする必要がある。このため、従来から原子力発電所ではＨ−ＯＨ型復水脱塩装置が用いられている。
【０００６】
ＰＷＲ原子力発電所では、蒸気系統の配管、機器の腐食防止のため２次系統内の水にアンモニアを添加してｐＨ９．２程度に調整するとともに、ヒドラジンをも添加し脱酸素処理をも行っている。
【０００７】
このような運用においては、ｐＨ９．２に設定した場合、アンモニア濃度は約１ｐｐｍ程度となるため、復水脱塩装置で復水処理を行ったとき、通常復水脱塩装置は複数の脱塩塔を備えているから、一つの脱塩塔については約１０日に一度薬品再生処理を行う必要が生じる。一般的な発電プラントにおける脱塩塔の塔数は６〜１０基であることから、１〜２日毎に再生が行われることになる。
【０００８】
そして、復水脱塩装置に使用する強酸性型陽イオン交換樹脂は、通常、スチレン−ジビニルベンゼンの共重合体をスルホン化したものである。母体ポリマーは酸・アルカリあるいは有機溶媒にも強い安定した材料である。しかしながら、有機高分子材料の宿命である酸化劣化に関してはこの母体ポリマーも例外ではない。
【０００９】
復水脱塩装置の陽イオン交換樹脂には、復水中に含まれる鉄、銅のイオンあるいはその酸化物を除去するため、それらの金属が付着している。また、アンモニアとともにヒドラジンもイオン交換により吸着している。
【００１０】
前記陽イオン交換樹脂の酸化は、主に再生時の操作で使用する水、空気との接触により発生するが、特に、酸素、金属の存在下におけるヒドラジンの自己酸化により発生する過酸化水素の影響が大きい。陽イオン交換樹脂からは、酸化劣化により母体ポリマーより脱離したポリスチレンスルホン酸が溶出する。溶出したポリスチレンスルホン酸は、熱分解により硫酸イオンを放出する。このため、復水脱塩装置から流出したポリスチレンスルホン酸は、蒸気発生器において熱分解し、硫酸イオンとなる。この硫酸イオンは、ニッケル基合金の応力腐食に多大な影響を及ぼし、その影響度は塩素イオン以上であることが判明している。従って、蒸気発生器にニッケル基合金であるインコネル等の伝熱管を使用しているＰＷＲ原子力発電所では、腐食損傷防止、安全対策から硫酸イオンの低減は水質管理上最も重要な項目の一つとなっている。
【００１１】
一方復水脱塩装置では、イオン交換樹脂を再生するために脱塩塔の他に再生設備が設けられている。再生するにあたり、イオン交換樹脂と水と空気力を利用し脱塩塔から再生設備に移送し、再生設備で付着物を物理的に剥離除去するとともに通常酸・アルカリで再生を行い、洗浄した後再び再生設備から脱塩塔にイオン交換樹脂を移送する。脱塩塔に移送された再生済イオン交換樹脂は、脱塩塔で再度充分混合し、洗浄を行った後通水する。イオン交換樹脂はこのような再生操作により、機械的損傷、化学的酸化を繰返し受けるため、再生回数が多いと劣化により樹脂寿命が短くなる、あるいは溶出物等が再生直後の通水時に流出し易くなり、水質悪化を引き起こす等種々の問題を発生させている。
【００１２】
再生時の酸化劣化を防止する方法として、空気の代りに窒素ガスを使用する等種々の対策があるが、再生操作そのものによる機械的損傷等を低減し水質悪化を防止するには、再生回数を低減することが最も近道である。再生回数を低減する方法には、例えば復水を全量処理しないでバイパスし脱塩塔の通水量を低減する方法、陽イオン交換樹脂量あるいはイオン交換容量の増加等が考えられる。しかしながら、バイパス通水する方法は、復水器伝熱管の損傷により海水リークが発生した場合、特別な緊急操作が必要となり、元々全量を処理することで設計された復水脱塩装置の設計思想にも反する。また、イオン交換樹脂量の増加等による方法には、製造コスト、設置スペースから限度がある。
【００１３】
そこで、再生回数を低減する他の方法として、火力発電所の復水処理に適用されているＮＨ₄型陽イオン交換樹脂とＯＨ型陰イオン交換樹脂の混合樹脂で復水を処理するアンモニア型運転が挙げられる。
【００１４】
しかしながら、プラントの水質管理で、火力発電所と同様にアンモニアによるｐＨ制御を行っているにもかかわらず、ＰＷＲ原子力発電所で復水脱塩装置のアンモニア型運転が従来から用いられてこなかった理由は、再生後の陽イオン交換樹脂中のナトリウム分率（全交換基に対するＮａ型交換基のモル分率）と復水中のアンモニア濃度とのイオン交換平衡により溶出するＮａイオン量が大きいため、蒸気発生器のＮａ水質管理基準値を満足できなかったためである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、とくにＰＷＲ原子力発電所の復水処理において、イオン交換樹脂の再生回数を低減するとともに処理水質の向上を可能とするために、蒸気発生器のＮａ水質管理基準値を満足させながら復水脱塩装置を主としてアンモニア型で運転できるようにした復水脱塩装置の運転方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る復水脱塩装置の運転方法は、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合したイオン交換樹脂を充填した複数の脱塩塔を備えた加圧水型原子力発電所の復水脱塩装置に復水を通水して復水の処理を行うようにした復水脱塩装置の運転方法において、任意に選定した１ないし２塔の脱塩塔はＨ−ＯＨ型運転を行って、繰返し酸とアルカリで再生するとともに、他の脱塩塔はアンモニア型運転を行い、該アンモニア型運転を行った脱塩塔に対しては、直接濃アンモニア水により陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両樹脂を再生し、前記Ｈ−ＯＨ型に選定した脱塩塔の１塔の復水処理流量を、前記アンモニア型に選定した脱塩塔のうちのいずれの１塔の復水処理流量よりも小さく設定することを特徴とする方法からなる。
【００１７】
すなわち、本発明は、次のような技術思想に基づくものである。アンモニア型復水脱塩装置に使用する陽イオン交換樹脂のＮａ分率は、２次系統水質管理ｐＨと蒸気発生器のＮａ水質管理基準値により異なる。一般的に、ｐＨ＝９．２では０．０１％以下、ｐＨ＝９．８では０．００１％以下のＮａ分率とする必要がある。また、陰イオン交換樹脂の塩化物イオン（Ｃｌ）分率は、同様に０．１％以下、０．０１％以下とする必要がある。
【００１８】
この必要とされるＮａ分率、Ｃｌ分率は極めて小さく、復水脱塩装置の再生設備で従来方法により再生を行った場合、通常、達成できる値ではない。したがって、必要とされるＮａ分率等を達成するためには、イオン交換樹脂の製造、精製段階でＮａ分率並びにＣｌ分率を目標値以下に低減した陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂を復水脱塩塔に充填するとともに、アンモニア型で運転する脱塩塔については、使用済のイオン交換樹脂を塩酸あるいは苛性ソーダ等の酸とアルカリ薬品で再生せず、濃アンモニア水のみで再生を行うことにより達成可能となり、この思想を利用したのが本発明方法である。
【００１９】
従来のアンモニア型復水脱塩装置では、イオン交換樹脂の再生はＨ−ＯＨ型復水脱塩装置と同様に再生設備で陽および陰イオン交換樹脂を分離した後、陽イオン交換樹脂は硫酸あるいは塩酸、陰イオン交換樹脂は苛性ソーダで再生している。このため、分離操作時の陰イオン交換樹脂中への陽イオン交換樹脂の混入は避けられず、また薬品を充分洗浄しても洗いきれずに残留する酸・アルカリをゼロにすることは不可能である。このため、陽イオン交換樹脂のＮａ分率は、再生を繰返すと、上昇して０．００１％以下に保持することができなくなり、とくにＰＷＲ原子力発電所においては復水脱塩装置のアンモニア型運転ができなくなる。再生を繰返しても、陽イオン交換樹脂のＮａ分率が上昇しないようにするためには、再生に、直接アンモニア水、とくに濃アンモニア水を使用し、陽イオン交換樹脂に吸着された微量のＮａイオン、金属イオン等を再生除去することにより達成される。また、このとき、混合樹脂における陰イオン交換樹脂が濃アンモニア水により再生が可能であることは言うまでもない。
【００２０】
一方、復水脱塩装置の複数の脱塩塔全塔をアンモニア型で運転すると、復水脱塩装置ではアンモニアを除去しないため、脱酸素剤として２次系統に添加したヒドラジンが分解しアンモニアとなることから、プラント運転を継続すれば２次系統のアンモニア濃度が増加し、ｐＨ調整ができなくなって、通常の復水処理におけるアンモニア型運用ができなくなるという問題が生じる。
【００２１】
プラント２次系統からアンモニアを除去し、ｐＨ調整を行う方法として、復水脱塩装置以外の系統で、アンモニアを除去する装置、たとえば電気式脱塩装置、逆浸透膜装置等を蒸気発生器ブローダウン系統に設置することが考えられるが、設備の増加とコストアップを伴うため好ましくない。
【００２２】
本発明では、このような設備の増加、コスト増をもたらさないで２次系統からアンモニアを除去することを、複数の復水脱塩塔のうちの１塔ないしは２塔をアンモニア型運転でなく、Ｈ−ＯＨ型運転とすることで達成している。つまり、このＨ−ＯＨ型運転を行う脱塩塔で復水中のアンモニアを吸着除去し、吸着量が飽和に達した陽イオン交換樹脂を再生設備により薬品再生を行い、アンモニアを除去したのち再使用するのである。ここでＨ−ＯＨ型運転を継続する脱塩塔は、再生により陽イオン交換樹脂中のＮａ分率が増加するため、アンモニア型運転をしないことを原則とし、Ｈ−ＯＨ型運転専用の脱塩塔として限定する必要がある。
【００２３】
このように、本発明に係る方法では、複数の復水脱塩塔の内１塔ないしは２塔以上をＨ−ＯＨ型復水脱塩装置の運転に限定し、残りの脱塩塔をアンモニア型復水脱塩装置の運転に限定し、しかもアンモニア型運転を行う脱塩塔のイオン交換樹脂は濃アンモニア水で再生を行う。
【００２４】
アンモニア型で運転される脱塩塔は、再生回数が大幅に低減するとともに従来のような再生でないため（つまり、直接アンモニア水による再生であるため）、再生による陽イオン交換樹脂の酸化劣化がなくなり、再生後の溶出物が発生せず、硫酸イオン成分を排出しない復水脱塩装置となる。
【００２５】
また、Ｈ−ＯＨ型で運転される脱塩塔は、通常約１０日に１回薬品再生をするように設計されている。したがって、このＨ−ＯＨ型脱塩塔の通水量をたとえば１／２にすると、２０日に１回の再生となり、再生頻度を大幅に低減することも可能である。ただし、通水量は、２次系統のｐＨ即ちアンモニア濃度と除去を必要とするアンモニア量の関係から決められる量であり、ヒドラジンの分解によるアンモニア量が少ない場合には、通水量はさらに大幅に低減することができる。
【００２６】
また、本発明に係る方法によれば、２次系統を現状のｐＨ９．２以上にする高ｐＨ水質管理にも対応が可能である。ｐＨの増加によりＨ−ＯＨ型脱塩塔へのアンモニアの負荷が大きくなり、再生頻度が従来の１０日より短くなるが、上記のようにＨ−ＯＨ型脱塩塔への通水量を低減することにより再生頻度（再生周期）を延ばすことが可能である。
【００２７】
このように、本発明に係る方法においては、Ｎａ分率、Ｃｌ分率の低いイオン交換樹脂を充填して運転することにより、まず基本的に蒸気発生器のＮａ水質管理基準値を満たすことができる。そして、アンモニア型運転を行う脱塩塔は、従来と比較し再生回数は大幅に低減され、しかも濃アンモニア水でのみ再生が行われるために、イオン交換樹脂の酸化劣化が少なく、イオン交換樹脂の寿命が大幅に延長され、しかも、硫酸イオン成分の放出のない復水脱塩塔になる。また、Ｈ−ＯＨ型で運転する脱塩塔の数は、従来の１／３〜１／１０（たとえば、６塔のうちの２塔〜１０塔のうちの１塔）に減少し、しかも、通水流量の調整（低減）により再生頻度も大幅に低減できるから、再生の度に発生する硫酸イオン成分の放出も大幅に低減される。加えて、再生回数が大幅に低減することから、再生による陽イオン交換樹脂の酸化劣化が防止され、樹脂寿命が大幅に延長する利点がもたらされる。その結果、復水脱塩装置全体として、イオン交換樹脂の再生頻度、再生量、交換量が大幅に低減されるとともに、処理水質が向上される。
【００２８】
なお、本発明に係る復水脱塩装置の運転方法では、以下のような考慮をはらうことが望ましい。復水器から海水が漏洩し復水に海水が混入するケースを海水リークと呼んでいるが、海水リークが発生した場合、Ｎａイオン、Ｃｌイオンの脱塩塔イオン交換樹脂への負荷が増加し、Ｎａ分率、Ｃｌ分率が上昇するため、復水脱塩装置はアンモニア型運転を長時間継続することができなくなる。このため、一般的にはアンモニア型復水脱塩装置で海水リークが発生したときは、速やかにＨ−ＯＨ型運転に切り替え、また海水リークが無くなった場合には再びアンモニア型運転に戻す対応を行うのが通常である。しかしながら、本発明で対象とするＰＷＲ原子力発電所の復水脱塩装置では、処理水質を極めて高純度に保つ必要があることから、アンモニア型脱塩塔を海水リークがあった後、Ｈ−ＯＨ型運転に切り替えても、再びアンモニア型運転に戻すことができない。再びアンモニア型運転を行う場合は、新たにＮａ分率０．００１％以下、Ｃｌ分率０．１％以下の陽および陰イオン交換樹脂を用意し、充填する必要がある。
【００２９】
ｐＨを９．２以上の高い値で２次系統の水質管理を行っているときに海水リークが発生すると、Ｎａ分率が僅かに上がっても脱塩塔からＮａがリークし易くなるため、可及的すみやかに、２次系統のｐＨを下げる必要がある。ｐＨを下げるには、２次系統への調整用に添加しているアンモニアの注入を停止するとともに、Ｈ−ＯＨ型脱塩塔の塔数を増加させアンモニアの除去量を増やす必要があり、このためにはたとえば再生設備や予備塔にＨ−ＯＨ型運転に用いるイオン交換樹脂を保管しておき、海水リークが発生した場合、速やかにアンモニア型脱塩塔のイオン交換樹脂と交換することが好ましい。
【００３０】
また、アンモニア型運転を実施した脱塩塔のイオン交換樹脂は、前述の如く従来法による再生を実施しないため、酸化劣化を受け難く、長寿命である。しかしながら、長期使用に伴い樹脂中のＮａ分率が増加し、アンモニア型運転ができなくなった場合には、特別な再生設備によりＮａ分率を０．００１％以下にして再使用するか、あるいは、Ｈ−ＯＨ型で使用した脱塩塔の樹脂は酸化劣化から定期的に交換が必要となり、アンモニア型運転の樹脂よりも交換頻度が高いから、アンモニア型脱塩塔で使用したイオン交換樹脂をＨ−ＯＨ型脱塩塔用樹脂として充当することも可能である。後者の場合には、アンモニア型脱塩塔で使用済のＮａ分率の高くなったイオン交換樹脂を酸・アルカリで再生処理した後、Ｈ−ＯＨ型脱塩塔に充填すればよい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る復水脱塩装置の運転方法を実施するための復水浄化系を示している。図１において、１は複数の脱塩塔２を有する復水脱塩装置を示しており、図示を省略した復水器から送液されてくる復水の脱塩処理を行う。各脱塩塔２には、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合したイオン交換樹脂が充填されるが、このうち任意に選定した１塔以上の脱塩塔２（図１における脱塩塔ｄ）は、Ｈ−ＯＨ型運転が行われ、使用済のイオン交換樹脂が繰返し酸とアルカリで再生される。残りの脱塩塔２（図１における脱塩塔ａ、ｂ、ｃ）は、アンモニア型運転が行われ、使用済のイオン交換樹脂が直接アンモニア水、とくに濃アンモニア水で再生処理される。
【００３２】
復水器からの復水は、ライン３を介して各脱塩塔２に送られ、脱塩処理後にライン４を介して蒸気発生器へと循環される。
【００３３】
５はイオン交換樹脂の再生設備を示しており、本実施態様では、再生設備５は、混合樹脂受入槽６、カチオン再生塔７、アニオン再生塔８を有している。
【００３４】
アンモニア型運転を行う脱塩塔２ａ、ｂ、ｃで使用済のイオン交換樹脂は、いずれかの脱塩塔出口弁９を開き、ライン１０を介してカチオン再生塔７に移送される。カチオン再生塔７には、濃アンモニア水が送液され、酸や苛性ソーダ等のアルカリを使用せずに再生処理される。再生済のイオン交換樹脂は、弁１１、いずれかの脱塩塔入口弁１２を開き、ライン１３を介して脱塩塔２ａ、ｂ、ｃのいずれかに戻される。
【００３５】
Ｈ−ＯＨ型運転の脱塩塔２ｄからの使用済のイオン交換樹脂は、脱塩塔出口弁１４、受入槽入口弁１５を開いて一旦混合樹脂受入槽６に送られ、該槽６内に残存していた混合樹脂とともに、混合樹脂受入槽６内に一旦収容される。混合樹脂受入槽６からは、弁１６を開いてカチオン再生塔７に送られ、ここで陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂が分離され、上層側が陰イオン交換樹脂、下層側が陽イオン交換樹脂となる。この時、上層の陰イオン交換樹脂と下層の陽イオン交換樹脂との境界部分には、不完全分離の混合樹脂層が残る。分離された陰イオン交換樹脂は弁１７を開きライン１８を介してアニオン再生塔８に送られ、陽イオン交換樹脂層の上部に位置していた不完全分離樹脂層の混合樹脂は、ライン２２を介して混合樹脂受入槽６に戻され、次の再生用樹脂の受け入れに備えられる。一方、下層の陽イオン交換樹脂はカチオン再生塔７内に残される。この状態でカチオン再生塔７に酸が注入され、陽イオン交換樹脂が再生されるとともに、アニオン再生塔８に苛性ソーダ（アルカリ）が注入され、陰イオン交換樹脂が再生される。再生済の陰イオン交換樹脂は、弁１９を開きライン２０を介してカチオン再生塔７に送られ、再生済の陽イオン交換樹脂と混合された後、ライン１２を介して脱塩塔２ｄに戻される。
【００３６】
アンモニア型脱塩塔２ａ、ｂ、ｃ、Ｈ−ＯＨ型脱塩塔２ｄのいずれについても、再生済のイオン交換樹脂はカチオン再生塔７から移送されるようになっているので、アンモニア型脱塩塔で使用済のイオン交換樹脂を再生後Ｈ−ＯＨ型脱塩塔２ｄに移送、充填することもできるようになっている。
【００３７】
また、本実施態様では、Ｈ−ＯＨ型脱塩塔２ｄの１塔の復水処理流量は、アンモニア型脱塩塔２ａ、ｂ、ｃの１塔の復水処理流量よりも小さく設定されている。
【００３８】
さらに、本実施態様では、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の混合イオン交換樹脂の予備樹脂を待機、充填しておく予備塔２１が設けられている。この予備塔２１には、Ｈ−ＯＨ型脱塩塔の１塔分のイオン交換樹脂が充填され、前述の如く海水リーク等の緊急時に備えられている。
【００３９】
このようなＰＷＲ原子力発電所の復水処理系においては、たとえば、Ｎａ分率０．０１％以下の陽イオン交換樹脂、Ｃｌ分率０．１％以下の陰イオン交換樹脂が脱塩塔２ａ、ｂ、ｃに充填されてアンモニア型運転が行われ、再生は濃アンモニア水で実施される。また、脱塩塔２ｄの１塔以上が限定され、その脱塩塔２ｄだけはＨ−ＯＨ型運転が行われて、通常の酸・アルカリで再生が行われる。
【００４０】
アンモニア型運転を行う脱塩塔２ａ、ｂ、ｃは、従来法と比較し再生回数は大幅に低減され、しかも濃アンモニア水でのみ再生が行われるために、イオン交換樹脂の酸化劣化が少なく、イオン交換樹脂の寿命が大幅に延長し、しかも、硫酸イオン成分の放出のない復水脱塩塔になる。Ｈ−ＯＨ型で運転する脱塩塔２ｄについては、その数が従来の１／３〜１／１０と少なくなることから、硫酸イオン成分の放出も塔数に比例して抑制され、処理水質が向上するとともに、イオン交換樹脂交換量も１／３〜１／１０に低減される。また、通水量の調整（低減）により、再生頻度も低減される。
【００４１】
さらに、予備塔２１に待機されているイオン交換樹脂により、海水リーク時に対しても、迅速な対応が可能になる。
【００４２】
上記のような本発明に係る復水脱塩装置の運転方法における、とくに直接アンモニア水によるイオン交換樹脂の再生処理を行うことの効果を確認するために、以下のような比較試験を行った（実施例１、比較例１）。
【００４３】
実施例１
図２に示す装置で脱塩塔カラム１０１の通水を行った。脱塩塔カラム１０１にはＮａ分率を０．００１％に調整した陽イオン交換樹脂とＣｌ分率を０．１％に調整した陰イオン交換樹脂を樹脂比２：１で混合し、充填した（混合樹脂１０２）。循環水タンク１０３に収容した通水液には、アンモニア５４０μｇ／Ｌとヒドラジン２５０μｇ／Ｌとナトリウムイオン１０ｎｇ／Ｌを薬液タンク１０４からポンプ１０５を介してそれぞれ純水に添加し、ｐＨ９．２に調整した液を用いた。また、処理水路１０６を、循環ポンプ１０７、各弁Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃を介して通水し、通水流速は８０ｍ／ｈｒとした。
【００４４】
予備のサイクルとしての第１通水サイクルについては、処理水中にアンモニアがリークし始めた時点で通水を終了し、その樹脂を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂とに分離することなく両イオン交換樹脂の混合状態のままで１２％アンモニア水により再生した。この再生した樹脂を再び脱塩塔カラム１０１に充填、混合し、通水を行った。第２通水サイクルは、処理水中にアンモニアがリークする状態で通水を継続し、このアンモニア型運転塔の通水結果をみるために、処理水の分析を行った。処理水の分析は紫外線照射装置により有機成分を紫外線分解した後にイオンクロマト装置により行った。結果を表１に示した。
【００４５】
比較例１
図２に示す装置で脱塩塔カラム１０１の通水を行った。脱塩塔カラム１０１の充填樹脂、樹脂比、通水液、通水流速は実施例１と同様とした。実施例１と同様に、第１通水サイクルはアンモニアがリークした時点で通水を終了し、その後陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を分離し、陽イオン交換樹脂は７％塩酸で、陰イオン交換樹脂は７％苛性ソーダにより各々再生した後、再び脱塩塔カラムに充填、混合し通水を行った。第２通水サイクルは、陽イオン交換樹脂がアンモニウムイオンで飽和し、アンモニアブレークした後も通水を継続し、その時の処理水の分析を行った。アンモニアブレーク後の処理水の分析は実施例１と同様とした。結果を表１に示した。
【００４６】
【表１】

【００４７】
表１より、本発明によれば、濃アンモニア水により陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の再生を行うことで、分離操作時の陰イオン交換樹脂中への陽イオン交換樹脂の混入がなく陰イオン交換樹脂のナトリウム分率が上昇しないため、従来の分離再生でのアンモニア型運転（つまり、酸・アルカリ再生処理を伴う運転）に比べ著しく良好な処理水を得ることができることが明らかになった。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の復水脱塩装置の運転方法によるときは、ＰＷＲ原子力発電所の復水処理系において、アンモニア型脱塩塔の運転と、限定したＨ−ＯＨ型脱塩塔の運転との併用とするとともに、アンモニア型脱塩塔のイオン交換樹脂の再生をアンモニア水のみで行うようにしたので、処理水質について蒸気発生器のＮａ水質管理基準値を満足させながら復水脱塩装置を主としてアンモニア型で運転することができ、復水脱塩装置全体に関してイオン交換樹脂の再生頻度を大幅に低減することができるとともに、硫酸イオン成分の放出を抑制して処理水質を向上することができる。再生頻度の低減により、使用するイオン交換樹脂の酸化劣化を抑えて樹脂の寿命を延長することができ、硫酸イオン成分放出の抑制により、ＰＷＲ原子力発電所での脱塩塔のアンモニア型運転を可能にするとともに、処理復水の水質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る復水脱塩装置の運転方法を実施するための復水処理系の機器系統図である。
【図２】本発明に係るアンモニア型運転の効果を確認するために行った実験装置の機器系統図である。
【符号の説明】
１復水脱塩装置
２脱塩塔
５再生設備
６混合樹脂受入槽
７カチオン再生塔
８アニオン再生塔
２１予備塔
１０１脱塩塔カラム
１０２混合樹脂
１０３循環水タンク
１０４薬液タンク
１０５ポンプ
１０６処理水路
１０７循環ポンプ
Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₃ 弁

Claims

陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合したイオン交換樹脂を充填した複数の脱塩塔を備えた加圧水型原子力発電所の復水脱塩装置に復水を通水して復水の処理を行うようにした復水脱塩装置の運転方法において、任意に選定した１ないし２塔の脱塩塔はＨ−ＯＨ型運転を行って、繰返し酸とアルカリで再生するとともに、他の脱塩塔はアンモニア型運転を行い、該アンモニア型運転を行った脱塩塔に対しては、直接濃アンモニア水により陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両樹脂を再生し、前記Ｈ−ＯＨ型に選定した脱塩塔の１塔の復水処理流量を、前記アンモニア型に選定した脱塩塔のうちのいずれの１塔の復水処理流量よりも小さく設定することを特徴とする、復水脱塩装置の運転方法。
アンモニア型運転を行った脱塩塔のイオン交換樹脂を交換するに際し、使用済イオン交換樹脂をＨ−ＯＨ型脱塩塔用のイオン交換樹脂として再使用することを特徴とする、請求項１の復水脱塩装置の運転方法。
混合したイオン交換樹脂の予備樹脂として、Ｈ−ＯＨ型脱塩塔用の１塔分を保管しておくことを特徴とする、請求項１または２に記載の復水脱塩装置の運転方法。