| 【発明の名称】 |
プリコートシステム及びプリコート方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山岸 茂夫
【氏名】佐野 英樹
【氏名】余田 充
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| 【要約】 |
【課題】各プリコート型エレメント２２に均一なプリコート層を形成するために、プリコート工程の初期に第１、第２の配管１１、１２に加えて第３の配管１３を使用してプリコート工程を３段階で行わなければならなかった。
【解決手段】本発明のプリコートシステムＳは、プリコートタンク１０から濾過容器２１へスラリーを供給する第１の配管１１と、複数のプリコート型エレメント２２の透過水をプリコートタンク１０へ戻す第２の配管１２と、透過する前の希釈水を濾過容器２１の上部から抜き出してプリコートタンク１０へ戻す第３の配管１３とを備え、プリコートの初期と終期に第３の配管１３を使用して濾過容器２１内で上昇水流を形成するプリコートシステムにおいて、第３の配管を省略する一方、濾過容器２１内の各プリコート型エレメント２２で囲まれる位置に通水管２７を設け、濾過容器２１（上室２１Ｂ）内で通水管２７を介して入口管２１Ｃからの上昇水流と対向する下降水流を形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プリコート材と希釈水とでスラリーを調整する調整槽と、この調整槽からプリコート型濾過装置の濾過容器の入口からその内部へ上記スラリーを供給する第１の配管と、上記濾過容器内の複数のプリコート型エレメントにプリコート材をプリコートして透過した希釈水を上記濾過容器の出口から上記調整槽へ戻す第２の配管と、上記各プリコート型エレメントを透過する前の希釈水を上記濾過容器の上部の開口部から抜き出して上記調整槽へ戻す第３の配管とを備え、プリコートの初期と終期に上記第３の配管を使用して上記濾過容器内で上記入口側から上記開口部側に達する上昇水流を形成するプリコートシステムにおいて、第３の配管を省略する一方、上記濾過容器の入口の少し上の位置から少なくとも上記各プリコート型エレメントの上端の位置まで延びる通水管を上記濾過容器内の上記各プリコート型エレメントで囲まれる位置に設け、上記濾過容器内で上記通水管を介して上記入口からの水流と対向する水流を形成することを特徴とするプリコートシステム。
【請求項２】 プリコート材と希釈水とでスラリーを調整する調整槽と、この調整槽からプリコート型濾過装置の濾過容器の入口からその内部へ上記スラリーを供給する第１の配管と、上記濾過容器内の複数のプリコート型エレメントにプリコート材をプリコートして透過した希釈水を上記濾過容器の出口から上記調整槽へ戻す第２の配管と、上記各プリコート型エレメントを透過する前の希釈水を上記濾過容器の上部の開口部から抜き出して上記調整槽へ戻す第３の配管とを備え、プリコートの初期と終期に上記第３の配管を使用して上記濾過容器内で上記入口側から上記開口部側に達する上昇水流を形成するプリコートシステムを用いて上記各プリコート型エレメントをプリコートする方法において、上記濾過容器内に上記入口の少し上の位置から少なくとも上記各プリコート型エレメントの上端の位置まで延びる通水管を上記各プリコート型エレメントで囲まれる位置に設ける一方、上記第３の配管を省略し、第１、第２の配管を使用して上記各プリコート型エレメントをプリコートする際に、上記濾過容器内で上記通水管を介して上記入口からの水流と対向する水流を形成することを特徴とするプリコート方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリコートシステム及びプリコート方法に関し、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広く用いられているプリコート型濾過装置にプリコート材をプリコートするプリコートシステム及びプリコート方法に関する。
【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復水濾過装置として例えばプリコート型濾過装置が設置されている。この濾過装置のプリコート型エレメントにはプリコートシステムを用いてプリコート材（例えば粉末状イオン交換樹脂等）をプリコートしている。
【０００４】従来のプリコートシステムＳは、図３、図４に示すように、プリコート材と希釈水とでスラリーを調整する調整槽（以下、「プリコートタンク」と称す。）１０と、このプリコートタンク１０からプリコート型濾過装置２０の濾過容器２１の入口からその内部へスラリーを供給する第１の配管１１と、濾過容器２１内の複数（例えば数１０〜数１００本）のプリコート型エレメント２２を透過した希釈水を濾過容器２１の出口からプリコートタンク１０へ戻す第２の配管１２と、各プリコート型エレメント２２を透過する前の希釈水を濾過容器２１の上部の開口部から抜き出してプリコートタンク１０へ戻す第３の配管１３とを備えている。
【０００５】第１の配管１１にはポンプ１４が設けられ、このポンプ１４を介してプリコートタンク１０から濾過容器２１内へプリコート材のスラリーを供給し、希釈水が各プリコート型エレメント２２の外側から内側へ通過する間に各プリコート型エレメント２２の表面にプリコート材を積層してプリコート層を形成する。各プリコート型エレメント２２を通過した希釈水は第２の配管１２を介してプリコートタンク１０内へ還流し、プリコートタンク１０と濾過容器２１間で希釈水の循環流が形成される。第２の配管１２はプリコートタンク１０近傍で分岐し、第１の分岐管１２Ａが第１の配管１１に接続されていると共に第２の分岐管１２Ｂが第３の配管１３に接続されている。濾過容器２１の上部開口にはプリコート型エレメント２２を逆洗した後の水分を含んだ逆洗用空気等を逆洗受けタンク（図示せず）へ排出するための排出配管１５が接続されている。この排出配管１５とプリコートタンク１０が第３の配管１３を介して接続されている。尚、１６は処理水が流れる配管、１７は被処理水が流れる配管、１８は逆洗用空気を供給する給気配管、１９Ａ〜１９Ｈはそれぞれ自動弁である。
【０００６】また、上記濾過容器２１内は図４に示すようにチューブシート２３を介して下室２１Ａと上室２１Ｂに区画されている。チューブシート２３の中央開口には下室２１Ａを貫通する入口管２１Ｃが接続され、入口管２１Ｃの上端開口にはバッフルプレート２４が対向配置されている。また、入口管２１Ｃの近傍には出口管２１Ｄが配置されている。そして、入口管２１Ｃには第１の配管１１が接続され、出口管２１Ｄには第２の配管１２が接続されている。上室２１Ｂの上壁には開口部を介してベントノズル２１Ｅが取り付けられ、このベントノズル２１Ｅには排出配管１５を介して第３の配管１３が連通可能に接続されている。尚、図４において、２１Ｆは逆洗用空気を供給するためのノズル、２５は下室２１Ａと上室２１Ｂを連通すると共にプリコート型エレメント２２を支持するチューブ、２６は各プリコート型エレメント２２の上端で支持する支持部材である。
【０００７】上記濾過装置２０を用いて所定期間採水を行うと、各プリコート型エレメント２２の外側と内側の差圧が所定の値（例えば、１７５ｋＰａ）に達し、この差圧を差圧計（図示せず）によって自動的に検出して採水工程が終了する。次いで、操作盤を操作することにより採水工程を逆洗工程に切り替え、採水時とは逆方向に逆洗用水を供給すると共に下室２１Ａ内に逆洗用空気を供給し、エアサージ逆洗を行って各プリコート型エレメント２２からプリコート材を除去する。引き続き、操作盤を操作することにより逆洗工程をプリコート工程に切り替えて各プリコート型エレメント２２にプリコート材によるプリコート層を形成する。プリコート工程が終了すれば、保持ポンプ１４Ａを用いて待機準備工程でプリコート材を各プリコート型エレメント２２の表面に保持させ、待機工程で水圧を採水時の水圧まで徐々に上げ、採水工程に切り替える。
【０００８】ところで、従来のプリコート方法の場合にはプリコート型エレメント２２に均一なプリコート層を形成するために、プリコート初期ではポンプ１４を駆動させ、制御装置の制御下で第１、第２、第３の配管１１、１２、１３及び排出配管１５それぞれの自動弁１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ及び第１の分岐管１２Ａの自動弁１９Ｅを開き、その他の自動弁を閉じた状態でプリコートタンク１０内のスラリーが第１の配管１１及び入口管２１Ｃから濾過容器２１の上室２１Ｂ内へ流入し、バッフルプレート２４を介して室内全体に分散される。上室２１Ｂ内の希釈水の多く（例えば全流量の９／１０）は各プリコート型エレメント２２を透過して下室２１Ａに流れ、出口管２１Ｄ及び第２の配管１２を経由してプリコートタンク１０側へ戻る。一部（例えば全流量の１／１０）の希釈水はプリコート材と一緒に上部のベントノズル２１Ｅ、排出配管１５及び第３の配管１３を経由してプリコートタンク１０へ戻る。第３の配管１３を介して上室２１Ｂ内の希釈水がプリコート材と一緒に上室２１Ｂから抜け出す際に、上室２１Ｂ内の下部から上部に向かう上昇水流が形成され、この上昇水流に乗ったプリコート材の一部は上室２１Ｂ内の上部に運ばれ、各プリコート型エレメント２２の全体にプリコート層を形成し始める。
【０００９】初期工程の後は、第３の配管１３の自動弁１９Ｄを閉じ、第３の配管１３からの希釈水の還流を止め、第２の分岐管１２Ｂの自動弁１９Ｆを開き、第２の配管１２のみを用いて希釈水を還流させると前工程で、プリコート材は上室２１Ｂ内で均一に分散されているので各プリコート型エレメント２２全体に均一なプリコート層を形成する。
【００１０】終期工程では、再び第２の分岐管１２Ｂの自動弁１９Ｆを閉じ、第３の配管１３の自動弁１９Ｄが開き、第３の配管１３を経由して上室２１Ｂ内の希釈水がプリコートタンク１０へ還流される。この際、初期工程時に排出配管１５及び第３の配管１３内に残留していたプリコート材が除去されてプリコートタンク１０を経由して上室２１Ｂ内へ戻され、この残留プリコート材が各プリコート型エレメント２２にプリコートされて、最終的には全てのプリコート材がプリコートされる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のプリコート方法の場合には、前述したように各プリコート型エレメント２２に均一なプリコート層を形成するために、プリコート工程の初期に第１、第２の配管１１、１２に加えて第３の配管１３を使用して上室２１Ｂ内で上昇水流を形成しなくてはならず、また、プリコート工程の終期には初期の場合と同様に第３の配管１３を使用してこの配管１３及び排出配管１５内の残留プリコート材を除去しなくてはならず、プリコート工程が３段階からなり複雑であった。また、従来のプリコートシステムＳの場合には、プリコート工程の初期及び終期には第３の配管１３及び自動弁１９Ｄ等の付属機器が必要になり、配管構造が複雑になるばかりでなくコスト的に高くなる上に、自動弁１９Ｄ等の付属機器のメンテナンスが必要になる。
【００１２】本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、プリコート用の配管構造を簡素化してイニシャル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プリコートシステムを提供すると共に、プリコート工程を簡素化することができるプリコート方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載のプリコートシステムは、プリコート材と希釈水とでスラリーを調整する調整槽と、この調整槽からプリコート型濾過装置の濾過容器の入口からその内部へ上記スラリーを供給する第１の配管と、上記濾過容器内の複数のプリコート型エレメントにプリコート材をプリコートして透過した希釈水を上記濾過容器の出口から上記調整槽へ戻す第２の配管と、上記各プリコート型エレメントを透過する前の希釈水を上記濾過容器の上部の開口部から抜き出して上記調整槽へ戻す第３の配管とを備え、プリコートの初期と終期に上記第３の配管を使用して上記濾過容器内で上記入口側から上記開口部側に達する上昇水流を形成するプリコートシステムにおいて、第３の配管を省略する一方、上記濾過容器の入口の少し上の位置から少なくとも上記各プリコート型エレメントの上端の位置まで延びる通水管を上記濾過容器内の上記各プリコート型エレメントで囲まれる位置に設け、上記濾過容器内で上記通水管を介して上記入口からの水流と対向する水流を形成することを特徴とするものである。
【００１４】また、本発明の請求項２に記載のプリコート方法は、プリコート材と希釈水とでスラリーを調整する調整槽と、この調整槽からプリコート型濾過装置の濾過容器の入口からその内部へ上記スラリーを供給する第１の配管と、上記濾過容器内の複数のプリコート型エレメントにプリコート材をプリコートして透過した希釈水を上記濾過容器の出口から上記調整槽へ戻す第２の配管と、上記各プリコート型エレメントを透過する前の希釈水を上記濾過容器の上部の開口部から抜き出して上記調整槽へ戻す第３の配管とを備え、プリコートの初期と終期に上記第３の配管を使用して上記濾過容器内で上記入口側から上記開口部側に達する上昇水流を形成するプリコートシステムを用いて上記各プリコート型エレメントをプリコートする方法において、上記濾過容器内に上記入口の少し上の位置から少なくとも上記各プリコート型エレメントの上端の位置まで延びる通水管を上記各プリコート型エレメントで囲まれる位置に設ける一方、上記第３の配管を省略し、第１、第２の配管を使用して上記各プリコート型エレメントをプリコートする際に、上記濾過容器内で上記通水管を介して上記入口からの水流と対向する水流を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて従来と同一または相当部分には同一符号を附して本発明の特徴部分を中心に説明する。尚、各図中、図１は本発明のプリコートシステムの一実施形態を示す構成図、図２は図１に示すプリコートシステムに用いられた濾過装置の一例を示す断面図である。
【００１６】本実施形態では例えば原子力発電所の原子炉冷却材浄化系に設置されるプリコートシステムＳについて説明する。このプリコートシステムＳは、図１に示すように、従来必要であった図３に示す第３の配管１３及びその付属機器が省略されている。また、図２に示すように濾過容器２１の内部構造が改良されている。その他は、従来にプリコートシステムに準じて構成されている。
【００１７】上記濾過装置２０は、図２に示すように、濾過容器２１、プリコート型エレメント２２、チューブシート２３、バッフルプレート２４、チューブ２５及び支持部材２６を備えている。そして、濾過容器２１内はチューブシート２３を介して下室２１Ａと上室２１Ｂに区画されている。本実施形態では上室２１Ｂ内に通水管（以下、ドラフトチューブ」と称す。）２７及び整流板２８がそれぞれ設けられている。ドラフトチューブ２７は図２に示すように入口管２１Ｃの少し上の位置から各プリコート型エレメント２２の上端の位置まで延び、その周囲にプリコート型エレメントが配置されている。そして、ドラフトチューブ２７の下端はバッフルプレート２４の中央に接続され、その上端は支持部材２６によって支持されている。
【００１８】従って、入口管２１Ｃからの流入水の多くはバッフルプレート２４によって上室２１Ｂ内全体に分散して上昇水流を形成する一方、流入水の一部はドラフトチューブ２７内を上昇して上端開口から上室２１Ｂの上壁面に向けて流出し、上壁面を介して上室２１Ｂ全体への下降水流を形成し、バッフルプレート２４により形成される上昇水流を抑制する。この際、プリコート材の多くは上室２１Ｂ内でバッフルプレート２４によって形成される上昇水流に乗って図２の矢印Ａで示すように上昇し、残余のプリコート材はドラフトチューブ２７によって上室２１Ｂの上壁面に向けて流出した上壁面によって形成される下降水流に乗って図２の矢印Ｂで示すように下降すると共に下方からのプリコート材の上昇を抑制する。このようにプリコート材は上下の双方から水流に乗って運ばれるため、上室２１Ｂ内全体に万遍なく行き渡り、各プリコート型エレメント２２それぞれの全長に渡って均一なプリコート層を形成する。
【００１９】上述したように本実施形態では濾過容器２１内にドラフトチューブ２７を設けたため、プリコート材を上室２１Ｂ内全体に万遍なく行き渡らせる上昇水流と下降水流を形成することができ、従来のように敢えて上室２１Ｂ内の水の一部を外部へ抜き出して上昇水流を作る必要がないため、従来の第３の配管及びこれに付帯する自動弁等の付属機器を省略することができる。従って、後述のようにプリコート工程では従来のような複雑な制御を行う必要がない。
【００２０】そこで、本実施形態のプリコートシステムを用いた本発明のプリコート方法について説明する。制御装置の制御下でポンプ１４が駆動すると第１、第２の配管１１、１２の自動弁１９Ａ、１９Ｂ及び第１、第２の分岐管１２Ａ、１２Ｂの自動弁１９Ｅ、１９Ｆを開き、その他の自動弁を閉じた状態でプリコートタンク１０内のスラリーは第１の配管１１及び入口管２１Ｃから濾過容器２１の上室２１Ｂ内へ流入する。プリコート材の多くはバッフルプレート２４を介して上室２１Ｂ内に分散する上昇水流に乗って上室２１Ｂの下部から上昇し、残余のプリコート材はドラフトチューブ２７内を上昇し、ドラフトチューブ２７の上端開口から上室２１Ｂの上壁面に向けて流出し、上壁面によって上室２１Ｂ内で形成される下降水流に乗って整流板２８の上部から下降する。このようにプリコート材は上室２１Ｂ内の下部からの上昇水流と上部からの下降水流によって各プリコート型エレメント２２の全長の渡って行き渡り、プリコート材の希釈水が各プリコート型エレメント２２の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２２それぞれの全長に渡って均一に積層され、均一なプリコート層が形成される。そして、プリコートタンク１０内のプリコート材がなくなった時点でプリコート工程から待機準備工程に切り替え、この工程以降は従来と同様の工程を経て採水工程に切り替える。
【００２１】以上説明したように本実施形態によれば、濾過容器２１の上室２１Ｂ内にドラフトチューブ２７を設け、ドラフトチューブ２７を用いて上室２１Ｂ内でその上部からの下降水流を形成するようにしたため、第１、第２の配管１１、１２を用いるだけで上室２１Ｂ内でその下部からの上昇水流とその上部からの下降水流を形成し、プリコート材を上下の各水流に乗せて上室２１Ｂ内全体へ万遍なく行き渡らせることができ、各プリコート型エレメント２２それぞれの全長に渡って均一なプリコート層を形成することができ、プリコート工程の制御操作を簡素化することができる。
【００２２】また、本実施形態によれば、第１、第２の配管１１、１２を用いるだけでプリコート工程を実施することができるため、従来の第３の配管やその付属機器が不要になり、プリコート用の配管構造を簡素化して建設コストを削減することができると共に自動弁等の付属機器のメンテナンスコストを削減することができる。
【００２３】尚、上記実施形態ではプリコート材として粉末状イオン交換樹脂を例に挙げて説明したが、プリコート材としてはセルロース等の濾過助材であっても良い。上記実施形態では原子力発電所の原子炉冷却材浄化系を例に挙げて説明したが、本発明は原子力発電所の復水浄化系や燃料プール冷却浄化系等にも適用することができ、更に、火力発電所の復水浄化系やその他の濾過浄化系統等にも広く適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明の請求項１に記載の発明によれば、プリコート用の配管構造を簡素化してイニシャル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プリコートシステムを提供することができる。
【００２５】また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、プリコート工程の制御操作を簡素化することができるプリコート方法を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４４００
【氏名又は名称】オルガノ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月３日（１９９９．１２．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６９１０
【弁理士】
【氏名又は名称】小原 肇
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１５７８０５（Ｐ２００１−１５７８０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月１２日（２００１．６．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３４５０１７ |
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