原子力プラント水処理装置およびその水処理方法
【課題】 復水浄化系配管または原子炉浄化系配管にＴＯＣを含む水を晒さずに、イオン交換樹脂からＴＯＣを溶出させ除去する。
【解決手段】 原子力プラント水処理装置１は、原子力プラント１００の復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２から循環水２１を導入してイオン交換を行い、復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に導出するイオン交換樹脂２と、有機物除去槽３と、イオン交換樹脂２から水を導入し有機物除去槽３に導出する有機物除去槽入口配管６と、有機物除去槽３から水を導入しイオン交換樹脂２に導出する有機物除去槽出口配管７とを備え、イオン交換樹脂２、有機物除去槽入口配管６、有機物除去槽３、有機物除去槽出口配管７を流通する閉ループを形成し、この閉ループ内で浄化水２２を循環させ、イオン交換樹脂２から浄化水２１に溶出する全有機炭素を有機物除去槽３によって除去する。
【解決手段】 原子力プラント水処理装置１は、原子力プラント１００の復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２から循環水２１を導入してイオン交換を行い、復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に導出するイオン交換樹脂２と、有機物除去槽３と、イオン交換樹脂２から水を導入し有機物除去槽３に導出する有機物除去槽入口配管６と、有機物除去槽３から水を導入しイオン交換樹脂２に導出する有機物除去槽出口配管７とを備え、イオン交換樹脂２、有機物除去槽入口配管６、有機物除去槽３、有機物除去槽出口配管７を流通する閉ループを形成し、この閉ループ内で浄化水２２を循環させ、イオン交換樹脂２から浄化水２１に溶出する全有機炭素を有機物除去槽３によって除去する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換樹脂から溶出する全有機炭素を除去する原子力プラント水処理装置およびその水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントの炉内構造物や配管は、主にステンレス鋼やニッケル基合金等の金属材料が適用される。これら金属材料はプラント運転時や起動、停止時における様々な環境下において応力腐食割れが発生する可能性がある。さらに、この応力腐食割れは水質に大きく影響を受け、特にイオン性不純物がその感受性を高めることが知られている。
【０００３】
そこで、原子力プラントの復水器内には復水浄化系配管が接続され、この復水浄化系配管にカチオン樹脂を内部に充填したイオン交換樹脂を設け、塩素イオンや硫酸イオンを除去している。しかし、特に原子力プラントの起動時において、イオン交換樹脂から全有機炭素（Ｔｏｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ 以下、ＴＯＣと称す。）が溶出して炉内に流入し、炉内の熱や放射線分解によって上述したイオン性不純物が発生する可能性がある。
【０００４】
そこで、イオン交換樹脂から溶出したＴＯＣを除去するために以下の技術が開発されている。イオン交換樹脂を充填した脱塩塔内の保有水を循環させる循環ラインを形成し、この循環ラインに有機物分解装置を設け、保有水に溶出したＴＯＣを除去する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、イオン交換樹脂で処理された補給水中に含まれるＴＯＣを除去するために、補給水を収容する貯水槽に有機物分解装置を有するＴＯＣ除去の循環系を接続する技術が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４７８４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、ＴＯＣ除去のための循環ラインが脱塩塔の出口から復水浄化系配管の一部を通って脱塩塔の入口に戻るように形成されているため、復水浄化系配管がＴＯＣの溶出した保有水に晒され、侵食されるおそれがある。また上述した特許文献２に記載の技術は、プラント運転に用いる補給水に溶出したＴＯＣを分解除去しているため、有機物分解装置における処理液量が増大し、さらに貯水槽内のＴＯＣが除去していない補給水が復水浄化系配管に流入するおそれがある。
【０００８】
そこで本発明では、プラント停止時において復水浄化系配管または原子炉浄化系配管にＴＯＣの溶出した水を晒さずに、イオン交換樹脂からＴＯＣを溶出させ除去することができる原子力プラント水処理装置およびその水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の原子力プラント水処理装置は、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管によって原子力プラント内の循環水を内部に導入してイオン交換を行い、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管によって循環水を前記原子力プラントに再び導出するイオン交換樹脂と、内部に導入した水に含まれる有機物を除去する有機物除去槽と、イオン交換樹脂から水を導入し、有機物除去槽に導出する有機物除去槽入口配管と、有機物除去槽から水を導入し、イオン交換樹脂に導出する有機物除去槽出口配管とを備え、イオン交換樹脂から有機物除去槽入口配管を通り、有機物除去槽を経て、有機物除去槽出口配管からイオン交換樹脂に戻る閉ループを形成し、この閉ループ内で浄化水を循環させてイオン交換樹脂から浄化水に全有機炭素を溶出させ、この全有機炭素を有機物除去槽によって除去することを特徴とする。
【００１０】
さらに上記目的を達成するために、本発明の原子力プラントの水処理方法は、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管に流通する循環水をイオン交換樹脂に導入し、循環水に含まれるイオンを除去する工程と、イオン交換樹脂から有機物除去槽に水を導入し、この有機物除去槽からイオン交換樹脂へ水を導出する閉ループを形成する工程と、閉ループで浄化水を循環させてイオン交換樹脂から浄化水に溶出した全有機炭素を有機物除去槽において除去する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プラント停止時において、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管にＴＯＣを含む水を晒さずに、イオン交換樹脂からＴＯＣを溶出させ除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント通常運転時の作用を示す概略縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置が設けられる原子力プラントを示す概略系統図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント通常運転時の作用を示す概略縦断面図である。
【００１５】
原子力プラント水処理装置１は、イオン交換樹脂２と、有機物除去槽３と、イオン交換樹脂入口配管４と、イオン交換樹脂出口配管５と、有機物除去槽入口配管６と、有機物除去槽出口配管７と、弁８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、加熱器１１と、循環ポンプ１２とから構成される。
【００１６】
イオン交換樹脂２は、内部にポリスチレンスルホン酸を重合したカチオン樹脂が充填される。または、アミン基を重合したアニオン樹脂をカチオン樹脂と交互に積層したものを充填してもよい。さらにイオン交換樹脂２は、内部に水を導入する導入口２ａと、外部へ水を導出する導出口２ｂとを有する。また有機物除去槽３は、内部に活性炭１３が充填され、入口から内部に水を導入し、出口から外部へ水を導出する。
【００１７】
イオン交換樹脂入口配管４の一端４ａはイオン交換樹脂２の導入口２ａに接続される。また、イオン交換樹脂出口配管５の一端５ａはイオン交換樹脂２の導出口２ｂに接続される。さらに弁８ａ、８ｂがそれぞれイオン交換樹脂入口配管４の一端４ａ、イオン交換樹脂出口配管５の一端５ａの近傍に設けられる。
【００１８】
さらに、有機物除去槽入口配管６の一端６ａはイオン交換樹脂２の導出口２ｂに接続され、有機物除去槽出口配管７の一端７ａはイオン交換樹脂２の導入口２ａに接続される。また、有機物除去槽入口配管６の他端６ｂは有機物除去槽３の入口に接続され、有機物除去槽出口配管７の他端７ｂは有機物除去槽３の出口に接続される。加熱器１１および循環ポンプ１２は、有機物除去槽入口配管６または有機物除去槽出口配管７のいずれかにおいて設けられる。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置が設けられる原子力プラントを示す概略系統図である。図２に示すように原子力プラント１００は主な構成として、原子炉３１と、再循環ポンプ３２と、高圧タービン３３と、湿分分離器３４と、低圧タービン３５と、復水器３６と、低圧給水加熱器３７と、高圧給水加熱器３８とを有する。図２に示す再循環系配管４０には、再循環ポンプ３２が設けられ、原子炉３１内の炉水を強制循環させる構成となっている。また、原子炉給水配管４３には、低圧給水加熱器３７ならびに高圧給水加熱器３８から原子炉３１内へ復水を給水する構成となっている。
【００２０】
原子力プラント水処理装置１のうちイオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５は、原子炉浄化系配管４１または復水浄化系配管４２を構成する。イオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５が原子炉浄化系配管４１を構成する場合は、イオン交換樹脂入口配管４の他端４ｂを再循環系配管４０に接続し、イオン交換樹脂出口配管５の他端５ｂを原子炉給水配管４３に接続する。このとき、原子力プラント水処理装置１は主に原子炉３１の循環水２１を浄化する原子炉浄化系として作用する。
【００２１】
また、イオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５が復水浄化系配管４２を構成する場合は、イオン交換樹脂入口配管４の他端４ｂを復水器３６に接続し、イオン交換樹脂出口配管５の他端５ｂを低圧給水加熱器３７に接続する。このとき、原子力プラント水処理装置１は主に復水器３６内の水を浄化する復水浄化系として作用する。さらに、原子炉浄化系配管４１および復水浄化系配管４２には水の導入および導出を促すポンプを適宜設けることができる。
【００２２】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。以下、原子力プラント水処理装置１のイオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５が原子炉浄化系配管４１を構成する場合を代表して説明する。まず、プラント運転時の作用について説明し、プラント停止時の作用については後述する。
【００２３】
プラント運転時において、図１に示すように弁８ａ、８ｂを開放し、弁８ｃ、８ｄを閉鎖することによって、イオン交換樹脂入口配管４からイオン交換樹脂２を経てイオン交換樹脂出口配管５へ循環水２１を流通させる流路を形成する。このとき、弁８ｃ、８ｄは閉鎖されているため、循環水２１が有機物除去槽入口配管６および有機物除去槽出口配管７内に導入されて循環水３１の流れが阻害されることが抑制される。
【００２４】
循環水２１は、プラント運転中に原子力プラント１００内を循環する水である。循環水２１は、原子炉３１内で加熱されて蒸気化し、高圧タービン３３および低圧タービン３５に仕事を与えた後、復水器３６で再び復水として凝縮する。さらに循環水２１は、低圧給水加熱器３７および高圧給水加熱器３８によって原子炉３１に給水される。また循環水３１は、再循環ポンプ３２によって再循環系配管内を循環される。
【００２５】
循環水２１は、上述したように原子力プラント１００内で循環するとともに、図１に示すように再循環系配管４０からイオン交換樹脂入口配管４を経てイオン交換樹脂２内に導入される。イオン交換樹脂２内では、カチオン樹脂のイオン交換作用によって塩素イオンや硫酸イオン等のイオン分が除去される。イオン分を除去した後、循環水２１はイオン交換樹脂出口配管５を経て原子炉給水配管４３に導出される。
【００２６】
次に、プラントの停止時の作用について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図である。プラント停止時において、弁８ａ、８ｂを閉鎖し、弁８ｃ、８ｄを開放することによって、イオン交換樹脂２から有機物除去槽入口配管６を通り、有機物除去槽３を経て、有機物除去槽出口配管７からイオン交換樹脂２に戻る閉ループを形成し、この閉ループにおいて浄化水２２を循環させる。このとき循環水２１は、弁８ａ、８ｂが閉鎖されているためイオン交換樹脂２および有機物除去槽３内には流入しない。ここで浄化水２２は、循環水２１を閉ループに導入することによって浄化水２２として利用してもよいし、外部の水供給手段から閉ループに設けた水導入弁（図示せず。）を介して浄化水２２を供給してもよい。
【００２７】
この状態で循環ポンプ１２を起動し、イオン交換樹脂２内の浄化水２２を循環させる。循環ポンプ１２は、あらかじめ求められたイオン交換樹脂２からのＴＯＣの流出、ならびに有機物除去槽３におけるＴＯＣの吸着に適した流量で浄化水２２を循環させる。さらに加熱器１１によってイオン交換樹脂内の浄化水２２を加熱する。水温は最もＴＯＣが流出しやすい４０℃〜５０℃に加熱することが望ましい。このとき、カチオン樹脂から２４時間当り１〜５ｍｇ／Ｌの速度で有機物が溶出することを確認している。
【００２８】
イオン交換樹脂２内でＴＯＣが溶出した浄化水２２は有機物除去槽入口配管６を通って、有機物除去槽３内に導入される。有機物除去槽３内部では、浄化水２２中のＴＯＣが活性炭１３に吸着される。有機物除去槽３でＴＯＣが除去された浄化水２２は、有機物除去槽出口配管７を経て再びイオン交換樹脂２へ導出される。そして浄化水２２は、再びイオン交換樹脂２で浄化水２２にＴＯＣを溶出させて、有機物除去槽３へ導入する。この循環を複数繰り返すことによって浄化水２２のＴＯＣ濃度は低下し、イオン交換樹脂２内のＴＯＣ量は減少する。
【００２９】
プラント停止時に浄化水２２の循環を行った後、弁８ａ、８ｂを開放し、弁８ｃ、８ｄを閉鎖してプラントを起動する。プラント停止時における浄化水２２の循環によってイオン交換樹脂２からはＴＯＣが十分に溶出しているため、プラント運転中にイオン交換樹脂２中のＴＯＣが循環水２１に溶出し、原子炉３１等に流入することが抑制される。
【００３０】
また、プラント停止時において上述したＴＯＣ除去専用の閉ループ内でのみ浄化水２２を循環させるため、原子炉浄化系配管４１を構成するイオン交換樹脂入口配管４やイオン交換樹脂出口配管５にＴＯＣを含む浄化水２２は流入しない。結果、イオン交換樹脂入口配管４やイオン交換樹脂出口配管５をはじめとする配管中の循環水２１のＴＯＣ濃度を上昇させることなくプラントが起動され、炉内構造物や原子炉一次系配管の応力腐食割れを抑制することができる。
【００３１】
そして、ＴＯＣが溶出した浄化水２２が流通する配管は閉ループを形成する有機物除去槽入口配管６および有機物除去槽出口配管７のみであり、復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２はＴＯＣを含む浄化水２２に晒されない。結果、ＴＯＣを含む浄化水２２によって侵食されうる配管が限定され、配管の交換や点検が容易となる。さらに、閉ループ内で浄化水２２を繰り返し循環させることで、ＴＯＣの除去処理に用いる浄化水２２の処理液量を最小にすることができる。
【００３２】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、有機物除去槽入口配管６、イオン交換樹脂２、有機物除去槽出口配管７、有機物除去槽３を循環する閉ループを形成し、閉ループ内で浄化水２２を循環させて有機物除去槽３で活性炭１３によってＴＯＣの吸着除去を行うことによって、ＴＯＣを含む浄化水２２を復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に晒さずに、イオン交換樹脂２内のＴＯＣを除去することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る原子力プラント水処理装置について図４を参照して説明する。第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００３４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、活性炭１３に代えて紫外線発生装置１４によって浄化水２２中のＴＯＣを除去する点である。
【００３５】
紫外線発生装置１４は、有機物除去槽３内部に紫外線を照射することができるように、紫外線発生装置１４は有機物除去槽３に設けられる。さらに、有機物除去槽３内面に光触媒１５を設ける。光触媒１５には、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）を適用することができる。
【００３６】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。プラント運転時の作用については第１の実施形態と同様であるため省略し、プラント停止時の作用について説明する。
【００３７】
プラント停止時において、弁８ａ、８ｂを閉鎖し、弁８ｃ、８ｄを開放して、上述した閉ループにおいて浄化水２２を循環させる。循環ポンプ１２および加熱器１１は上述した流量ならびに温度で運転される。
【００３８】
紫外線発生装置１４は、紫外線を有機物除去槽３の内部に照射する。有機物除去槽３内において浄化水２２中のＴＯＣは、自身の結合エネルギーを越えて紫外線エネルギーの照射を受けると、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）、塩素イオン（Ｃｌ−）等に直接分解される。
【００３９】
さらに光触媒１５に紫外線が照射されると、周囲の浄化水２２からヒドロキシラジカル（・ＯＨ）とスーパーオキサイドラジカル（Ｏ２−）が活性ラジカルとして生成される。この活性ラジカルは、ＴＯＣを二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）等に分解する。例として、ヒドロキシラジカルがアセトンを分解する反応を式（１）に示す。
【００４０】
ＣＨ３ＣＯＣＨ３＋１６ＯＨ→３ＣＯ２＋１１Ｈ２０・・・（１）
さらに、有機物除去槽３内で分解された二酸化炭素（ＣＯ２）を系外へ排出するために、排出弁を有機物除去槽３に設ける構成としてもよい。また、ＴＯＣを分解して発生したイオン分を除去するために、硫酸イオンや塩素イオンのイオン交換樹脂を有機物除去槽３の後段に設ける構成としてもよい。
【００４１】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、有機物除去槽入口配管６、イオン交換樹脂２、有機物除去槽出口配管７、有機物除去槽３を循環する閉ループを形成し、閉ループ内で浄化水２２を循環させ、有機物除去槽３内部への紫外線発生装置１４の紫外線照射によってＴＯＣの分解を行うことによって、ＴＯＣを含む浄化水２２を復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に晒さずに、イオン交換樹脂２内のＴＯＣを除去することができる。さらに紫外線発生装置１４によってＴＯＣを分解除去しているため、吸着による除去と異なりフィルターの詰まり等を起こさず、交換やメンテナンスのコストを削減することができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る原子力プラント水処理装置について図５を参照して説明する。第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００４３】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図である。第３の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、酸化剤容器１６および酸化剤注入装置１８をさらに設けた点である。
【００４４】
酸化剤容器１６は内部に酸化剤１７を収容する容器である。酸化剤１７として、例えばオゾン（０３）または過酸化水素（Ｈ２０２）を適用することができる。酸化剤注入装置１８によって酸化剤容器１６内の酸化剤１７を有機物除去槽３内に注入することができるように、酸化剤容器１６および酸化剤注入装置１８は有機物除去槽３に接続される。
【００４５】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。プラント運転時の作用は第１の実施形態と同様であり、プラント停止時の１４による紫外線照射の作用については第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４６】
プラント停止時において、酸化剤注入装置１８によって酸化剤容器１６内の酸化剤１７を有機物除去槽３内に注入する。酸化剤１７として過酸化水素を適用した場合について説明する。過酸化水素は紫外線の照射を受けると、下記式（２）のようにヒドロキシラジカル（・ＯＨ）に分解される。
【００４７】
Ｈ２Ｏ２→２・ＯＨ・・・（２）
このヒドロキシラジカルは、酸化反応によって浄化水２２中のＴＯＣを二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）等に分解する。
【００４８】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、有機物除去槽入口配管６、イオン交換樹脂２、有機物除去槽出口配管７、有機物除去槽３を循環する閉ループを形成し、閉ループ内で浄化水２２を循環させて有機物除去槽３に酸化剤注入装置１８によって酸化剤容器１６内の酸化剤１７を注入することによりＴＯＣを分解することによって、ＴＯＣを含む浄化水２２を復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に晒さずに、イオン交換樹脂２内のＴＯＣを除去することができる。
【００４９】
なお、本発明の実施形態は上述した実施形態に限られないことは言うまでもない。例えば、浄化水２２の循環によるＴＯＣの除去はプラント停止時に毎時行う必要はなく、イオン交換樹脂２の運転期間や容量によって適宜実施時期を決定することができる。
【００５０】
さらに、弁８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄによって循環水２１および浄化水２２の２つの流路を切替えて形成するだけでなく、循環水２１または浄化水２２を切換可能に導入し、切換可能に排出する切換装置をイオン交換樹脂２の導入口２ａおよび導出口２ｂに設けることによって２つの流路を形成してもよい。また、浄化水２２中のＴＯＣ濃度が十分規定値を下回るときには、プラント起動時に弁８ａ、８ｂを開放して浄化水２２を循環水２１として用いることもできる。
【００５１】
また、有機物除去槽入口配管６の一端６ａを導出口２ｂに接続され、有機物除去槽出口配管７の一端７ａを導入口２ａに接続するだけでなく、有機物除去槽入口配管６の一端６ａを導入口２ａに接続し、有機物除去槽出口配管７の一端７ａを導出口２ｂに接続することによって浄化水２２の循環方向を逆にしてもよい。
【００５２】
さらにイオン交換樹脂２に循環水２１とは独立した浄化水２２の導入口および導出口を設ける構成としてもよい。このとき、循環水２１の導入口２ａおよび導出口２ｂを閉鎖し、浄化水２２の導入口および導出口を開放することによって上述した浄化水２２の閉ループを形成することができる。
【００５３】
また、復水浄化系配管４２は、復水器３６から循環水２１を導入し、再び復水器３６へ循環水２１を導出するように接続しても良い。すなわち、原子炉浄化系配管４１および復水浄化系配管４２は原子力プラント１００内の循環水２１を導入し、再び原子力プラント１００に導出する構成であれば上述した接続関係に限定されない。
【００５４】
なお、上述した第１から第３の実施形態は適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・原子力プラント水処理装置
２・・・イオン交換樹脂
２ａ・・・導入口
２ｂ・・・導出口
３・・・有機物除去槽
４・・・イオン交換樹脂入口配管
５・・・イオン交換樹脂出口配管
６・・・有機物除去槽入口配管
７・・・有機物除去槽出口配管
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・弁
１１・・・加熱器
１２・・・循環ポンプ
１３・・・活性炭
１４・・・紫外線発生装置
１５・・・光触媒
１６・・・酸化剤容器
１７・・・酸化剤
１８・・・酸化剤注入装置
２１・・・循環水
２２・・・浄化水
３１・・・原子炉
３２・・・再循環ポンプ
３３・・・高圧タービン
３４・・・湿分分離器
３５・・・低圧タービン
３６・・・復水器
３７・・・低圧給水加熱器
３８・・・高圧給水加熱器
４０・・・再循環系配管
４１・・・復水浄化系配管
４２・・・原子炉浄化系配管
４３・・・原子炉給水配管
１００・・・原子力プラント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換樹脂から溶出する全有機炭素を除去する原子力プラント水処理装置およびその水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントの炉内構造物や配管は、主にステンレス鋼やニッケル基合金等の金属材料が適用される。これら金属材料はプラント運転時や起動、停止時における様々な環境下において応力腐食割れが発生する可能性がある。さらに、この応力腐食割れは水質に大きく影響を受け、特にイオン性不純物がその感受性を高めることが知られている。
【０００３】
そこで、原子力プラントの復水器内には復水浄化系配管が接続され、この復水浄化系配管にカチオン樹脂を内部に充填したイオン交換樹脂を設け、塩素イオンや硫酸イオンを除去している。しかし、特に原子力プラントの起動時において、イオン交換樹脂から全有機炭素（Ｔｏｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ 以下、ＴＯＣと称す。）が溶出して炉内に流入し、炉内の熱や放射線分解によって上述したイオン性不純物が発生する可能性がある。
【０００４】
そこで、イオン交換樹脂から溶出したＴＯＣを除去するために以下の技術が開発されている。イオン交換樹脂を充填した脱塩塔内の保有水を循環させる循環ラインを形成し、この循環ラインに有機物分解装置を設け、保有水に溶出したＴＯＣを除去する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、イオン交換樹脂で処理された補給水中に含まれるＴＯＣを除去するために、補給水を収容する貯水槽に有機物分解装置を有するＴＯＣ除去の循環系を接続する技術が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４７８４号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、ＴＯＣ除去のための循環ラインが脱塩塔の出口から復水浄化系配管の一部を通って脱塩塔の入口に戻るように形成されているため、復水浄化系配管がＴＯＣの溶出した保有水に晒され、侵食されるおそれがある。また上述した特許文献２に記載の技術は、プラント運転に用いる補給水に溶出したＴＯＣを分解除去しているため、有機物分解装置における処理液量が増大し、さらに貯水槽内のＴＯＣが除去していない補給水が復水浄化系配管に流入するおそれがある。
【０００８】
そこで本発明では、プラント停止時において復水浄化系配管または原子炉浄化系配管にＴＯＣの溶出した水を晒さずに、イオン交換樹脂からＴＯＣを溶出させ除去することができる原子力プラント水処理装置およびその水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の原子力プラント水処理装置は、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管によって原子力プラント内の循環水を内部に導入してイオン交換を行い、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管によって循環水を前記原子力プラントに再び導出するイオン交換樹脂と、内部に導入した水に含まれる有機物を除去する有機物除去槽と、イオン交換樹脂から水を導入し、有機物除去槽に導出する有機物除去槽入口配管と、有機物除去槽から水を導入し、イオン交換樹脂に導出する有機物除去槽出口配管とを備え、イオン交換樹脂から有機物除去槽入口配管を通り、有機物除去槽を経て、有機物除去槽出口配管からイオン交換樹脂に戻る閉ループを形成し、この閉ループ内で浄化水を循環させてイオン交換樹脂から浄化水に全有機炭素を溶出させ、この全有機炭素を有機物除去槽によって除去することを特徴とする。
【００１０】
さらに上記目的を達成するために、本発明の原子力プラントの水処理方法は、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管に流通する循環水をイオン交換樹脂に導入し、循環水に含まれるイオンを除去する工程と、イオン交換樹脂から有機物除去槽に水を導入し、この有機物除去槽からイオン交換樹脂へ水を導出する閉ループを形成する工程と、閉ループで浄化水を循環させてイオン交換樹脂から浄化水に溶出した全有機炭素を有機物除去槽において除去する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プラント停止時において、復水浄化系配管または原子炉浄化系配管にＴＯＣを含む水を晒さずに、イオン交換樹脂からＴＯＣを溶出させ除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント通常運転時の作用を示す概略縦断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置が設けられる原子力プラントを示す概略系統図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００１４】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント通常運転時の作用を示す概略縦断面図である。
【００１５】
原子力プラント水処理装置１は、イオン交換樹脂２と、有機物除去槽３と、イオン交換樹脂入口配管４と、イオン交換樹脂出口配管５と、有機物除去槽入口配管６と、有機物除去槽出口配管７と、弁８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、加熱器１１と、循環ポンプ１２とから構成される。
【００１６】
イオン交換樹脂２は、内部にポリスチレンスルホン酸を重合したカチオン樹脂が充填される。または、アミン基を重合したアニオン樹脂をカチオン樹脂と交互に積層したものを充填してもよい。さらにイオン交換樹脂２は、内部に水を導入する導入口２ａと、外部へ水を導出する導出口２ｂとを有する。また有機物除去槽３は、内部に活性炭１３が充填され、入口から内部に水を導入し、出口から外部へ水を導出する。
【００１７】
イオン交換樹脂入口配管４の一端４ａはイオン交換樹脂２の導入口２ａに接続される。また、イオン交換樹脂出口配管５の一端５ａはイオン交換樹脂２の導出口２ｂに接続される。さらに弁８ａ、８ｂがそれぞれイオン交換樹脂入口配管４の一端４ａ、イオン交換樹脂出口配管５の一端５ａの近傍に設けられる。
【００１８】
さらに、有機物除去槽入口配管６の一端６ａはイオン交換樹脂２の導出口２ｂに接続され、有機物除去槽出口配管７の一端７ａはイオン交換樹脂２の導入口２ａに接続される。また、有機物除去槽入口配管６の他端６ｂは有機物除去槽３の入口に接続され、有機物除去槽出口配管７の他端７ｂは有機物除去槽３の出口に接続される。加熱器１１および循環ポンプ１２は、有機物除去槽入口配管６または有機物除去槽出口配管７のいずれかにおいて設けられる。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置が設けられる原子力プラントを示す概略系統図である。図２に示すように原子力プラント１００は主な構成として、原子炉３１と、再循環ポンプ３２と、高圧タービン３３と、湿分分離器３４と、低圧タービン３５と、復水器３６と、低圧給水加熱器３７と、高圧給水加熱器３８とを有する。図２に示す再循環系配管４０には、再循環ポンプ３２が設けられ、原子炉３１内の炉水を強制循環させる構成となっている。また、原子炉給水配管４３には、低圧給水加熱器３７ならびに高圧給水加熱器３８から原子炉３１内へ復水を給水する構成となっている。
【００２０】
原子力プラント水処理装置１のうちイオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５は、原子炉浄化系配管４１または復水浄化系配管４２を構成する。イオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５が原子炉浄化系配管４１を構成する場合は、イオン交換樹脂入口配管４の他端４ｂを再循環系配管４０に接続し、イオン交換樹脂出口配管５の他端５ｂを原子炉給水配管４３に接続する。このとき、原子力プラント水処理装置１は主に原子炉３１の循環水２１を浄化する原子炉浄化系として作用する。
【００２１】
また、イオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５が復水浄化系配管４２を構成する場合は、イオン交換樹脂入口配管４の他端４ｂを復水器３６に接続し、イオン交換樹脂出口配管５の他端５ｂを低圧給水加熱器３７に接続する。このとき、原子力プラント水処理装置１は主に復水器３６内の水を浄化する復水浄化系として作用する。さらに、原子炉浄化系配管４１および復水浄化系配管４２には水の導入および導出を促すポンプを適宜設けることができる。
【００２２】
（作用）
以下、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。以下、原子力プラント水処理装置１のイオン交換樹脂入口配管４およびイオン交換樹脂出口配管５が原子炉浄化系配管４１を構成する場合を代表して説明する。まず、プラント運転時の作用について説明し、プラント停止時の作用については後述する。
【００２３】
プラント運転時において、図１に示すように弁８ａ、８ｂを開放し、弁８ｃ、８ｄを閉鎖することによって、イオン交換樹脂入口配管４からイオン交換樹脂２を経てイオン交換樹脂出口配管５へ循環水２１を流通させる流路を形成する。このとき、弁８ｃ、８ｄは閉鎖されているため、循環水２１が有機物除去槽入口配管６および有機物除去槽出口配管７内に導入されて循環水３１の流れが阻害されることが抑制される。
【００２４】
循環水２１は、プラント運転中に原子力プラント１００内を循環する水である。循環水２１は、原子炉３１内で加熱されて蒸気化し、高圧タービン３３および低圧タービン３５に仕事を与えた後、復水器３６で再び復水として凝縮する。さらに循環水２１は、低圧給水加熱器３７および高圧給水加熱器３８によって原子炉３１に給水される。また循環水３１は、再循環ポンプ３２によって再循環系配管内を循環される。
【００２５】
循環水２１は、上述したように原子力プラント１００内で循環するとともに、図１に示すように再循環系配管４０からイオン交換樹脂入口配管４を経てイオン交換樹脂２内に導入される。イオン交換樹脂２内では、カチオン樹脂のイオン交換作用によって塩素イオンや硫酸イオン等のイオン分が除去される。イオン分を除去した後、循環水２１はイオン交換樹脂出口配管５を経て原子炉給水配管４３に導出される。
【００２６】
次に、プラントの停止時の作用について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図である。プラント停止時において、弁８ａ、８ｂを閉鎖し、弁８ｃ、８ｄを開放することによって、イオン交換樹脂２から有機物除去槽入口配管６を通り、有機物除去槽３を経て、有機物除去槽出口配管７からイオン交換樹脂２に戻る閉ループを形成し、この閉ループにおいて浄化水２２を循環させる。このとき循環水２１は、弁８ａ、８ｂが閉鎖されているためイオン交換樹脂２および有機物除去槽３内には流入しない。ここで浄化水２２は、循環水２１を閉ループに導入することによって浄化水２２として利用してもよいし、外部の水供給手段から閉ループに設けた水導入弁（図示せず。）を介して浄化水２２を供給してもよい。
【００２７】
この状態で循環ポンプ１２を起動し、イオン交換樹脂２内の浄化水２２を循環させる。循環ポンプ１２は、あらかじめ求められたイオン交換樹脂２からのＴＯＣの流出、ならびに有機物除去槽３におけるＴＯＣの吸着に適した流量で浄化水２２を循環させる。さらに加熱器１１によってイオン交換樹脂内の浄化水２２を加熱する。水温は最もＴＯＣが流出しやすい４０℃〜５０℃に加熱することが望ましい。このとき、カチオン樹脂から２４時間当り１〜５ｍｇ／Ｌの速度で有機物が溶出することを確認している。
【００２８】
イオン交換樹脂２内でＴＯＣが溶出した浄化水２２は有機物除去槽入口配管６を通って、有機物除去槽３内に導入される。有機物除去槽３内部では、浄化水２２中のＴＯＣが活性炭１３に吸着される。有機物除去槽３でＴＯＣが除去された浄化水２２は、有機物除去槽出口配管７を経て再びイオン交換樹脂２へ導出される。そして浄化水２２は、再びイオン交換樹脂２で浄化水２２にＴＯＣを溶出させて、有機物除去槽３へ導入する。この循環を複数繰り返すことによって浄化水２２のＴＯＣ濃度は低下し、イオン交換樹脂２内のＴＯＣ量は減少する。
【００２９】
プラント停止時に浄化水２２の循環を行った後、弁８ａ、８ｂを開放し、弁８ｃ、８ｄを閉鎖してプラントを起動する。プラント停止時における浄化水２２の循環によってイオン交換樹脂２からはＴＯＣが十分に溶出しているため、プラント運転中にイオン交換樹脂２中のＴＯＣが循環水２１に溶出し、原子炉３１等に流入することが抑制される。
【００３０】
また、プラント停止時において上述したＴＯＣ除去専用の閉ループ内でのみ浄化水２２を循環させるため、原子炉浄化系配管４１を構成するイオン交換樹脂入口配管４やイオン交換樹脂出口配管５にＴＯＣを含む浄化水２２は流入しない。結果、イオン交換樹脂入口配管４やイオン交換樹脂出口配管５をはじめとする配管中の循環水２１のＴＯＣ濃度を上昇させることなくプラントが起動され、炉内構造物や原子炉一次系配管の応力腐食割れを抑制することができる。
【００３１】
そして、ＴＯＣが溶出した浄化水２２が流通する配管は閉ループを形成する有機物除去槽入口配管６および有機物除去槽出口配管７のみであり、復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２はＴＯＣを含む浄化水２２に晒されない。結果、ＴＯＣを含む浄化水２２によって侵食されうる配管が限定され、配管の交換や点検が容易となる。さらに、閉ループ内で浄化水２２を繰り返し循環させることで、ＴＯＣの除去処理に用いる浄化水２２の処理液量を最小にすることができる。
【００３２】
（効果）
本発明の第１の実施形態によれば、有機物除去槽入口配管６、イオン交換樹脂２、有機物除去槽出口配管７、有機物除去槽３を循環する閉ループを形成し、閉ループ内で浄化水２２を循環させて有機物除去槽３で活性炭１３によってＴＯＣの吸着除去を行うことによって、ＴＯＣを含む浄化水２２を復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に晒さずに、イオン交換樹脂２内のＴＯＣを除去することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第２の実施形態に係る原子力プラント水処理装置について図４を参照して説明する。第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００３４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、活性炭１３に代えて紫外線発生装置１４によって浄化水２２中のＴＯＣを除去する点である。
【００３５】
紫外線発生装置１４は、有機物除去槽３内部に紫外線を照射することができるように、紫外線発生装置１４は有機物除去槽３に設けられる。さらに、有機物除去槽３内面に光触媒１５を設ける。光触媒１５には、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）を適用することができる。
【００３６】
（作用）
以下、本発明の第２の実施形態の作用について説明する。プラント運転時の作用については第１の実施形態と同様であるため省略し、プラント停止時の作用について説明する。
【００３７】
プラント停止時において、弁８ａ、８ｂを閉鎖し、弁８ｃ、８ｄを開放して、上述した閉ループにおいて浄化水２２を循環させる。循環ポンプ１２および加熱器１１は上述した流量ならびに温度で運転される。
【００３８】
紫外線発生装置１４は、紫外線を有機物除去槽３の内部に照射する。有機物除去槽３内において浄化水２２中のＴＯＣは、自身の結合エネルギーを越えて紫外線エネルギーの照射を受けると、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）、塩素イオン（Ｃｌ−）等に直接分解される。
【００３９】
さらに光触媒１５に紫外線が照射されると、周囲の浄化水２２からヒドロキシラジカル（・ＯＨ）とスーパーオキサイドラジカル（Ｏ２−）が活性ラジカルとして生成される。この活性ラジカルは、ＴＯＣを二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）等に分解する。例として、ヒドロキシラジカルがアセトンを分解する反応を式（１）に示す。
【００４０】
ＣＨ３ＣＯＣＨ３＋１６ＯＨ→３ＣＯ２＋１１Ｈ２０・・・（１）
さらに、有機物除去槽３内で分解された二酸化炭素（ＣＯ２）を系外へ排出するために、排出弁を有機物除去槽３に設ける構成としてもよい。また、ＴＯＣを分解して発生したイオン分を除去するために、硫酸イオンや塩素イオンのイオン交換樹脂を有機物除去槽３の後段に設ける構成としてもよい。
【００４１】
（効果）
本発明の第２の実施形態によれば、有機物除去槽入口配管６、イオン交換樹脂２、有機物除去槽出口配管７、有機物除去槽３を循環する閉ループを形成し、閉ループ内で浄化水２２を循環させ、有機物除去槽３内部への紫外線発生装置１４の紫外線照射によってＴＯＣの分解を行うことによって、ＴＯＣを含む浄化水２２を復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に晒さずに、イオン交換樹脂２内のＴＯＣを除去することができる。さらに紫外線発生装置１４によってＴＯＣを分解除去しているため、吸着による除去と異なりフィルターの詰まり等を起こさず、交換やメンテナンスのコストを削減することができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
（構成）
以下、本発明の第３の実施形態に係る原子力プラント水処理装置について図５を参照して説明する。第１の実施形態に係る原子力プラント水処理装置の各部と同一部分には同一符号を付し、同一の構成についての説明は省略する。
【００４３】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る原子力プラント水処理装置のプラント停止時の作用を示す概略縦断面図である。第３の実施形態が第２の実施形態と異なる点は、酸化剤容器１６および酸化剤注入装置１８をさらに設けた点である。
【００４４】
酸化剤容器１６は内部に酸化剤１７を収容する容器である。酸化剤１７として、例えばオゾン（０３）または過酸化水素（Ｈ２０２）を適用することができる。酸化剤注入装置１８によって酸化剤容器１６内の酸化剤１７を有機物除去槽３内に注入することができるように、酸化剤容器１６および酸化剤注入装置１８は有機物除去槽３に接続される。
【００４５】
（作用）
以下、本発明の第３の実施形態の作用について説明する。プラント運転時の作用は第１の実施形態と同様であり、プラント停止時の１４による紫外線照射の作用については第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４６】
プラント停止時において、酸化剤注入装置１８によって酸化剤容器１６内の酸化剤１７を有機物除去槽３内に注入する。酸化剤１７として過酸化水素を適用した場合について説明する。過酸化水素は紫外線の照射を受けると、下記式（２）のようにヒドロキシラジカル（・ＯＨ）に分解される。
【００４７】
Ｈ２Ｏ２→２・ＯＨ・・・（２）
このヒドロキシラジカルは、酸化反応によって浄化水２２中のＴＯＣを二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）等に分解する。
【００４８】
（効果）
本発明の第３の実施形態によれば、有機物除去槽入口配管６、イオン交換樹脂２、有機物除去槽出口配管７、有機物除去槽３を循環する閉ループを形成し、閉ループ内で浄化水２２を循環させて有機物除去槽３に酸化剤注入装置１８によって酸化剤容器１６内の酸化剤１７を注入することによりＴＯＣを分解することによって、ＴＯＣを含む浄化水２２を復水浄化系配管４１または原子炉浄化系配管４２に晒さずに、イオン交換樹脂２内のＴＯＣを除去することができる。
【００４９】
なお、本発明の実施形態は上述した実施形態に限られないことは言うまでもない。例えば、浄化水２２の循環によるＴＯＣの除去はプラント停止時に毎時行う必要はなく、イオン交換樹脂２の運転期間や容量によって適宜実施時期を決定することができる。
【００５０】
さらに、弁８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄによって循環水２１および浄化水２２の２つの流路を切替えて形成するだけでなく、循環水２１または浄化水２２を切換可能に導入し、切換可能に排出する切換装置をイオン交換樹脂２の導入口２ａおよび導出口２ｂに設けることによって２つの流路を形成してもよい。また、浄化水２２中のＴＯＣ濃度が十分規定値を下回るときには、プラント起動時に弁８ａ、８ｂを開放して浄化水２２を循環水２１として用いることもできる。
【００５１】
また、有機物除去槽入口配管６の一端６ａを導出口２ｂに接続され、有機物除去槽出口配管７の一端７ａを導入口２ａに接続するだけでなく、有機物除去槽入口配管６の一端６ａを導入口２ａに接続し、有機物除去槽出口配管７の一端７ａを導出口２ｂに接続することによって浄化水２２の循環方向を逆にしてもよい。
【００５２】
さらにイオン交換樹脂２に循環水２１とは独立した浄化水２２の導入口および導出口を設ける構成としてもよい。このとき、循環水２１の導入口２ａおよび導出口２ｂを閉鎖し、浄化水２２の導入口および導出口を開放することによって上述した浄化水２２の閉ループを形成することができる。
【００５３】
また、復水浄化系配管４２は、復水器３６から循環水２１を導入し、再び復水器３６へ循環水２１を導出するように接続しても良い。すなわち、原子炉浄化系配管４１および復水浄化系配管４２は原子力プラント１００内の循環水２１を導入し、再び原子力プラント１００に導出する構成であれば上述した接続関係に限定されない。
【００５４】
なお、上述した第１から第３の実施形態は適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・原子力プラント水処理装置
２・・・イオン交換樹脂
２ａ・・・導入口
２ｂ・・・導出口
３・・・有機物除去槽
４・・・イオン交換樹脂入口配管
５・・・イオン交換樹脂出口配管
６・・・有機物除去槽入口配管
７・・・有機物除去槽出口配管
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・弁
１１・・・加熱器
１２・・・循環ポンプ
１３・・・活性炭
１４・・・紫外線発生装置
１５・・・光触媒
１６・・・酸化剤容器
１７・・・酸化剤
１８・・・酸化剤注入装置
２１・・・循環水
２２・・・浄化水
３１・・・原子炉
３２・・・再循環ポンプ
３３・・・高圧タービン
３４・・・湿分分離器
３５・・・低圧タービン
３６・・・復水器
３７・・・低圧給水加熱器
３８・・・高圧給水加熱器
４０・・・再循環系配管
４１・・・復水浄化系配管
４２・・・原子炉浄化系配管
４３・・・原子炉給水配管
１００・・・原子力プラント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復水浄化系配管または原子炉浄化系配管によって原子力プラント内の循環水を内部に導入してイオン交換を行い、前記復水浄化系配管または前記原子炉浄化系配管によって前記循環水を前記原子力プラントに再び導出するイオン交換樹脂と、
内部に導入した水に含まれる有機物を除去する有機物除去槽と、
前記イオン交換樹脂から水を導入し、前記有機物除去槽に導出することができる有機物除去槽入口配管と、
前記有機物除去槽から水を導入し、前記イオン交換樹脂に導出することができる有機物除去槽出口配管とを備え、
前記イオン交換樹脂から前記有機物除去槽入口配管を通り、前記有機物除去槽を経て、前記有機物除去槽出口配管から前記イオン交換樹脂に戻る閉ループを形成し、この閉ループ内で浄化水を循環させて前記イオン交換樹脂から前記浄化水に全有機炭素を溶出させ、この全有機炭素を前記有機物除去槽において除去することを特徴とする原子力プラント水処理装置。
【請求項２】
前記閉ループにおいて、前記浄化水を循環させる循環ポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項３】
前記閉ループにおいて、前記浄化水を加熱する加熱器をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項４】
前記加熱器による前記浄化水の加熱温度は、４０〜５０℃であることを特徴とする請求項３に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項５】
前記有機物除去槽は、内部に充填した活性炭によって前記浄化水に溶出させた前記全有機炭素を吸着除去することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項６】
前記有機物除去槽は、内部に設けられた紫外線照射装置によって前記浄化水に紫外線を照射することによって前記浄化水に溶出させた前記全有機炭素を分解除去することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項７】
前記有機物除去槽の内面に光触媒をさらに設けたことを特徴とする請求項６に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項８】
前記有機物除去槽の内部に酸化剤を注入する酸化剤注入装置をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項９】
復水浄化系配管または原子炉浄化系配管に流通する循環水をイオン交換樹脂に導入し、前記循環水に含まれるイオンを除去する工程と、
前記イオン交換樹脂から有機物除去槽に水を導入し、この有機物除去槽から前記イオン交換樹脂へ水を導出する閉ループを形成する工程と、
この閉ループで浄化水を循環させて前記イオン交換樹脂から前記浄化水に溶出した全有機炭素を前記有機物除去槽において除去する工程とを備えることを特徴とする原子力プラントの水処理方法。
【請求項１】
復水浄化系配管または原子炉浄化系配管によって原子力プラント内の循環水を内部に導入してイオン交換を行い、前記復水浄化系配管または前記原子炉浄化系配管によって前記循環水を前記原子力プラントに再び導出するイオン交換樹脂と、
内部に導入した水に含まれる有機物を除去する有機物除去槽と、
前記イオン交換樹脂から水を導入し、前記有機物除去槽に導出することができる有機物除去槽入口配管と、
前記有機物除去槽から水を導入し、前記イオン交換樹脂に導出することができる有機物除去槽出口配管とを備え、
前記イオン交換樹脂から前記有機物除去槽入口配管を通り、前記有機物除去槽を経て、前記有機物除去槽出口配管から前記イオン交換樹脂に戻る閉ループを形成し、この閉ループ内で浄化水を循環させて前記イオン交換樹脂から前記浄化水に全有機炭素を溶出させ、この全有機炭素を前記有機物除去槽において除去することを特徴とする原子力プラント水処理装置。
【請求項２】
前記閉ループにおいて、前記浄化水を循環させる循環ポンプをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項３】
前記閉ループにおいて、前記浄化水を加熱する加熱器をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項４】
前記加熱器による前記浄化水の加熱温度は、４０〜５０℃であることを特徴とする請求項３に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項５】
前記有機物除去槽は、内部に充填した活性炭によって前記浄化水に溶出させた前記全有機炭素を吸着除去することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項６】
前記有機物除去槽は、内部に設けられた紫外線照射装置によって前記浄化水に紫外線を照射することによって前記浄化水に溶出させた前記全有機炭素を分解除去することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項７】
前記有機物除去槽の内面に光触媒をさらに設けたことを特徴とする請求項６に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項８】
前記有機物除去槽の内部に酸化剤を注入する酸化剤注入装置をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の原子力プラント水処理装置。
【請求項９】
復水浄化系配管または原子炉浄化系配管に流通する循環水をイオン交換樹脂に導入し、前記循環水に含まれるイオンを除去する工程と、
前記イオン交換樹脂から有機物除去槽に水を導入し、この有機物除去槽から前記イオン交換樹脂へ水を導出する閉ループを形成する工程と、
この閉ループで浄化水を循環させて前記イオン交換樹脂から前記浄化水に溶出した全有機炭素を前記有機物除去槽において除去する工程とを備えることを特徴とする原子力プラントの水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９６８３３（Ｐ２０１３−９６８３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９７８７（Ｐ２０１１−２３９７８７）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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