核電乏燃料池水的凈化方法和裝置、以及乏燃料池水的處理方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核電站中產(chǎn)生的乏燃料池水的處理方法和裝置，特別涉及分解除去乏 燃料池水流中含有的過氧化氫等氧化促進物質(zhì)的凈化方法和裝置，以及結(jié)合了該凈化方法 和裝置的乏燃料池水處理方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了凈化核電站中產(chǎn)生的乏燃料池水，并將其再次作為乏燃料棒的冷卻水而循環(huán) 使用，使用粒狀離子交換樹脂的脫鹽裝置可以設(shè)為燃料池水凈化裝置。設(shè)置該脫鹽裝置的 目的是抑制保管中的乏燃料及各種材料的腐蝕，通過除去池水中的放射性物質(zhì)而降低操作 人員的輻射劑量等，從而長時間維持健全性。
[0003] 在脫鹽裝置中，當(dāng)離子交換樹脂的能力下降時必須更換離子交換樹脂，這時，除了 新的離子交換樹脂的費用以外，由于使用過的離子交換樹脂是以放射性廢棄物的形式產(chǎn)生 的，所以放射性廢棄物的處理需要費用和場地。因此，希望實現(xiàn)離子交換樹脂的長壽命化。
[0004] 然而，加壓水型核電站中產(chǎn)生的乏燃料池水中含有因水受到燃料棒產(chǎn)生的放射線 的照射而分解產(chǎn)生的過氧化氫、以及由過氧化氫生成的氫過氧自由基或羥基自由基等氧化 促進物質(zhì)（以下稱為"氧化促進物質(zhì)"）、來自為了控制燃料的核裂變反應(yīng)而添加的硼酸的 硼。通常，含有幾ppm等級的過氧化氫，含有2000?3000ppm左右的硼。這些乏燃料水在 燃料池水凈化裝置中直接進行離子交換處理。然而，使用粒狀離子交換樹脂的脫鹽裝置無 法除去這些氧化促進物質(zhì)。因此，燃料池水、側(cè)燃料池水以及將它們凈化后回收并儲存的回 水儲存池水中，還含有氧化促進物質(zhì)。而且，由于該氧化促進物質(zhì)具有非常強的氧化作用， 因此對離子交換樹脂的陽離子樹脂產(chǎn)生氧化，使聚苯乙烯磺酸（PSS)溶出。溶出的PSS附 著在陰離子交換樹脂上，導(dǎo)致陰離子交換樹脂的反應(yīng)速度下降。此外，由于陽離子交換樹脂 被過氧化氫氧化而劣化，因此硫酸離子等從陽離子交換樹脂中溶出，導(dǎo)致離子交換樹脂塔 的出口的導(dǎo)電率上升。進而，由于氧化促進物質(zhì)的強氧化作用，也成為了配管、槽等鋼材被 腐蝕的原因之一。
[0005] 認(rèn)為離子交換樹脂劣化的主要原因是與水中含有的氧化促進物質(zhì)接觸、導(dǎo)致陽離 子交換樹脂氧化。因此，已經(jīng)提出了如下方法：在與陽離子交換樹脂接觸之前，使含有氧化 促進物質(zhì)的水與陰離子交換樹脂接觸從而進行堿解的方法（專利文獻1)、通過與粒狀活性 炭接觸而除去氧化促進物質(zhì)的方法、通過與負(fù)載鉑系催化劑粒子的離子交換樹脂接觸而除 去氧化促進物質(zhì)的方法（專利文獻2)、向涂布了鉑的催化劑涂膜上通水，除去氧化促進物 質(zhì)的方法（專利文獻3)、與活性炭接觸，吸附除去氧化促進物質(zhì)的方法（專利文獻4)、向錳 過濾器中通水，除去氧化促進物質(zhì)的方法（專利文獻5)。然而，迄今所提出的方法，涉及了 核反應(yīng)堆冷卻水、放射線廢液等氧化促進物質(zhì)的濃度為0.01?0.〇〇lmg/L左右的低濃度的 水的凈化處理，而沒有用于含有l(wèi)mg/L以上的高濃度的氧化促進物質(zhì)且含有硼酸（例如， 2000?3000mg/L左右）的乏燃料池水的凈化的例子。
[0006] 專利文獻1 :日本特開2000 - 002787號公報 [0007] 專利文獻2 :日本特開平10 - 111387號公報
[0008] 專利文獻3 :日本特開2003 - 156589號公報
[0009] 專利文獻4 :日本特開2008 - 232773號公報
[0010] 專利文獻5 :日本特愿2012 - 217133號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明目的在于減少在核電站、特別是加壓水型核電站中產(chǎn)生的乏燃料池水中的 氧化促進物質(zhì)，使燃料池水凈化裝置中的離子交換樹脂長壽命化，減少離子交換樹脂的更 換頻率。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種加壓水型核電站的水處理技術(shù)，該技術(shù)中在加壓水型核電 站的乏燃料池水中將含有因水的放射線分解而產(chǎn)生的過氧化氫等氧化促進物質(zhì)的被處理 水通過離子交換樹脂進行脫鹽處理之前，使其與特定的金屬負(fù)載樹脂接觸而減少了被處理 水中的氧化促進物質(zhì)，降低了脫鹽裝置的負(fù)荷，將處理水的水質(zhì)維持在高純度，同時延長了 離子交換樹脂的壽命，減少了成為放射性二次廢棄物的使用過的離子交換樹脂的產(chǎn)生量。
[0013] 具體而言，本發(fā)明包括以下方式。
[0014] [1] -種核電乏燃料池水凈化方法，包括向核電乏燃料池水的凈化裝置中，以約 50m/h以下的通水線流速通入核電乏燃料池水，分解乏燃料池水中含有的氧化促進物質(zhì)，接 著，使其與離子交換樹脂接觸，所述核電乏燃料池水凈化裝置的特征在于填充有金屬負(fù)載 樹脂層，所述金屬負(fù)載樹脂層以約2cm以上的層高層疊在離子交換樹脂層的表層上。
[0015] [2]如[1]所述的核電乏燃料池水凈化方法，其中，所述金屬負(fù)載樹脂層中負(fù)載的 金屬選自鈀、鉑、錳、鐵或鈦的微粒。
[0016] [3]如[1]或[2]所述的核電乏燃料池水凈化方法，其中，所述氧化促進物質(zhì)是過 氧化氫、氫過氧自由基或羥基自由基。
[0017] [4] -種核電乏燃料池水處理方法，在通過[1]?[3]中任一項所述的核電乏燃料 池水凈化方法在所述核電乏燃料池水凈化裝置中將來自核電乏燃料池的乏燃料池水凈化 后，再將其返回至核電乏燃料池中進行利用。
[0018] [5] -種核電乏燃料池水凈化裝置，其特征在于，填充有金屬負(fù)載樹脂層，所述金 屬負(fù)載樹脂層以約2cm以上的層高層疊在離子交換樹脂層的表層上。
[0019] [6] -種核電乏燃料池水處理裝置，其具有：
[0020] 核電站乏燃料池；
[0021] 核電乏燃料池水凈化裝置，其特征在于，填充有金屬負(fù)載樹脂層，所述金屬負(fù)載樹 脂層以約2cm以上的層高層疊在離子交換樹脂層的表層上；
[0022] 輸送線，從該核電站乏燃料池向該核電乏燃料池水凈化裝置輸送核電乏燃料池 水；以及
[0023] 乏燃料池水循環(huán)線，將在核電乏燃料池水凈化裝置中經(jīng)過凈化的乏燃料池水返回 至該核電乏燃料池。
[0024] 發(fā)明效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的核電站乏燃料池的水處理方法和裝置，通過由乏燃料產(chǎn)生的放射 線，可以有效地分解因水的放射線分解而生成的過氧化氫等氧化促進物質(zhì)，