[发明专利]冷凝水脱盐方法及冷凝水脱盐装置

说明书

技术领域

本发明涉及采用离子交换树脂对沸水型(以下记作BWR)原子能发 电设备的冷凝水进行脱盐处理的冷凝水脱盐方法，尤其是涉及能够长期稳 定地获得来自从阳离子交换树脂中溶出的有机性杂质的硫酸根离子浓度 和来自从阴离子交换树脂溶出的有机性杂质的硝酸根离子浓度均低的、高 纯度的处理水质的冷凝水脱盐方法及冷凝水脱盐装置。

背景技术

对于BWR原子能发电设备而言，用在原子炉内产生的蒸汽发电后， 用海水将该蒸汽冷却，将该冷凝水采用使用离子交换树脂的冷凝水脱盐装 置进行处理，向原子炉供水。该冷凝水中有可能会混入流入冷凝水系统中 的海水成分、以由设备构成材料产生的铁氧化物为主体的悬浮性腐蚀生成 物(以下称为包覆物)、离子性杂质等。为了将该冷凝水中的杂质除去， 得到高纯度的处理水质，在原子能发电设备中设置有采用离子交换树脂对 冷凝水进行脱盐处理的冷凝水脱盐装置。冷凝水脱盐装置中使用的离子交 换树脂，有吸附阳离子的阳离子交换树脂和吸附阴离子的阴离子交换树 脂，以阳离子交换树脂∶阴离子交换树脂体积比计，通常以1∶2～3∶1的 范围使用它们，且以混合后的状态使用。使用的离子交换树脂的粒径分布 广泛使用：直径存在于350～1200μm范围，且平均值为700～800μm左右 的、所谓的高斯分布。

离子交换树脂，由于随着被处理水的通入，离子负荷增加、交换容量 慢慢减少，因此在使用了某种程度的时刻，使用化学品实施化学用药再生 (通薬再生)。此时，利用阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的比重差， 通过上向流进行反洗分离。为了提高其分离效率，在冷凝水脱盐装置中广 泛使用市售的粒径分布均一的凝胶型离子交换树脂。这是由于，当使用高 斯分布的离子交换树脂时，由于无法充分分离比重轻的大粒径阴离子交换 树脂和比重重的小粒径阳离子交换树脂，因此为了使其分离性能提高，就 要进行均一粒径化。从这些理由出发，以往在冷凝水脱盐装置中使用的离 子交换树脂，使用均一粒径树脂之间的组合，或者在化学用药再生频率低 的冷凝水脱盐装置中使用如以往使用的高斯分布树脂之间的组合。

在原子能发电设备的冷凝水脱盐装置中使用的离子交换树脂对经上游 侧流入的以NaCl为代表的海水成分等离子成分的除去能力高，但是存在 如下问题，以聚苯乙烯磺酸为主体的有机性杂质(以下称为TOC)会从阳 离子交换树脂溶出，而且三甲胺等TOC会从阴离子交换树脂溶出。从阳 离子交换树脂溶出的TOC进入原子炉内时产生硫酸根离子，而从阴离子 交换树脂溶出的TOC会产生硝酸根离子，因此成为使原子炉水质降低的 原因。

因此，为了使原子炉水质达到高纯度，必须要减少从填充有离子交换 树脂的脱盐塔中溶出的TOC的渗漏量。

作为解决这些问题的方法，提出了如下方案：如专利文献1(特开平 11-352283号公报)中所公开，应用交联度比通常使用的8％～10％范围 高的12～16％的强酸性凝胶型阳离子交换树脂的方法，如专利文献2(特 开2001-314855号公报)中所公开，将阴离子交换树脂配置在离子交换树 脂床下层部，从而吸附从阳离子交换树脂溶出的TOC的方法，如专利文 献3(特开平8-224579号公报)中所公开，形成强酸性凝胶型阳离子交 换树脂和粒径分布为高斯分布的多孔型阴离子交换树脂的混床的方法，如 专利文献4(特开2007-64646号公报)中所公开，形成高交联度均一粒 径凝胶型阳离子交换树脂和高斯分布凝胶型阴离子交换树脂的混床的方 法等。

【专利文献1】特开平11-352283号公报

【专利文献2】特开2001-314855号公报

【专利文献3】特开平8-224579号公报

【专利文献4】特开2007-64646号公报

发明内容

然而，即使是使用交联度高的强酸性凝胶型阳离子交换树脂，经长时 间的使用，也会开始氧化劣化，TOC的溶出慢慢增加，因此与使用开始初 期相比，不可避免水质的降低。

此外，将阴离子交换树脂配置在离子交换树脂床下层部的方法，由于 从阳离子交换树脂溶出的TOC主要是带负电的聚苯乙烯磺酸，因此在某 种程度上可以降低，但是相反地，从阴离子交换树脂溶出的三甲胺等带正 电的TOC不会被阳离子交换树脂除去，其从脱盐塔中渗漏，在原子炉内 被分解而产生硝酸根离子等，因此仍然会引起水质降低。