JPS63137706A - 中空糸膜ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はろ過装置に係り、特に中空糸膜をフィルタエレ
メントとして用いた中空糸膜ろ過装置に関する。

（従来の技術〕 沸騰水型原子力発電フラントにおいては、−次系冷却水
を原子炉により沸騰させて蒸気を作り、この蒸気により
発電機に直結されたタービンを駆動した後、復水器にて
凝縮した後原子炉に戻すサイクルが構成されている。

この−次系冷却水中に不純物が含まれていた場合、この
不純物が原子炉の核分裂反応に伴って生じる中性子線の
照射により放射化する懸念があるため、上記プラントに
おいては復水浄化系を設置して復水中の不純物を除去し
、不純物の原子炉への持ち込みを抑えている。

この復水浄化系において復水中の不溶性不純物を除去す
るための復水ろ過装置として、従来では粉末状イオン交
換樹脂をフィルタエレメントにプレコートしたものが用
いられていた。しかしながら、このプレコート式のろ過
装置においては、定期的な逆流および再プレコートの実
施に伴い、逆洗により除去されたプレコート材である粉
末状イオン交換樹脂が放射性廃棄物となっていた。

このような欠点を解決する復水ろ過装置として。

中空糸状高分子膜をフィルタエレメントとして使用した
ろ過装置がある（特開昭６０−６１０８９号公報参照）
、これは、１０分の数閣ないし２！１１程度の外径を有
する中空糸膜を用い、復水をその膜の外側から内側へ流
動させることにより復水をろ過し、ろ過された復水は中
空糸膜開放端より取り出される。このような復水ろ過装
置では、複数本の中空糸膜の束をＵ字型に曲げて開放端
を同一方向にそろえたもの、あるいは複数本の直線状中
空糸膜の束の一方の端部を閉塞して片端のみを開放端と
したものを１モジユールとし、複数のモジュールの各開
放端をろ過装置容器の入口側と出口側を分離する仕切板
にあけた穴に接続していた。このため。

中空部を流れる水の圧力損失により開放端より遠ざかる
部位はど膜断面を通過する水の線流速（ＬＶ）が減少し
、ろ過流量が減少していた（第８図参照）。

このろ適時性を改善するものとして、複数の直線状中空
糸膜の束の両端を開放端とし、この束の中央に両開放端
を連絡する導水管を設けたものをノモジュールとし１片
方の開放端より流出する水はこの導水管に導くようにし
た上で、もう一方の開放端をろ過装置容器内を入口側と
出口側を仕切る仕切板に接続するようにしたものが知ら
れている（特開昭６０−２０６４０５号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記特開昭６０−２０６４０５号に記載された従来装置
は、導水管を中空糸膜集合体の中央部に設けたものをフ
ィルタモジュールとしており、モジュールの構造の小型
化および簡略化の点について配慮がなされておらず、ろ
過装置の大型化、消耗品であるフィルタモジュール交換
時に発生する放射性廃棄物量の増大およびフィルタモジ
ュールコストの増大等の問題があった。

まず、上記フィルタモジュールでは、導水管をモジュー
ル中央部に設けているため、１モジユールの太さがその
ぶん太くなった０例えば、電気出力１１００ＭＷ級の沸
騰水型原子力発電所では毎時およそ６０００トンの復水
を処理する必要があり、このためには多数フィルタモジ
ュールを用いる必要がある。しかし、ろ過装置の容器内
のフィルタモジュールを設置する場合、各フィルタモジ
ュールは一定の距離以上の間隔で設置する必要があり、
フィルタエレメントの太さが大きいためにろ過装置の規
模の増大を余儀なくされる欠点がある。また、原子カプ
ラントの設計寿命は４０年程度であるが、フィルタエレ
メントモジュールは消耗品として２〜３年に一度交換す
る必要のあることが見込まれている。この交換に際して
取出されたフィルタモジュールは放射性廃棄物となる。

したがって、フィルタモジュールが太いぶんだけ廃棄物
のかさが増大し、また導水管のぶん廃棄物の量が増大し
た。さらに、モジュールの中央部に導水管を配したこと
によりモジュール製作時のコストが大であった。

本発明の目的は、フィルタモジュールの増大化。

構造の複雑化を伴うことなく、ろ適時の圧力損失を低減
するとともにろ過処理容量を増大しつるろ過装置を提供
することにある。

【問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本願第１の発明は容器内が
２枚の仕切板によって一方向に積層する三つの分室で形
成され、前記容器の第２分室内に。

複数本の中空糸膜が互いに間隔を置いて平行にその両端
を開口させた状態で結束されてなるフィルタエレメント
の前記中空糸膜両端間が前記第１と第２の分室間に連通
して配設され、がっ、前記第１と第２の分室間に連通し
て導水管が配設され。

前記第２の分室に被ろ過水が供給され、第１又は第２の
分室からろ過水が排出されるように構成されたことを特
徴とするものである。

また１本願第２の発明は、容器内が１枚の仕切板によっ
て二つの分室で形成され、複数本の中空糸膜が互いに間
隔を置いて平行にその両端を開口させた状態で結束され
てなるフィルタエレメントの一端が導水管の一端ととも
に前記容器の一方の分室に連通させて前記仕切板に固定
され、かつ、前記フィルタエレメントの他端が前記導水
管の他端に連通させて一体化され、前記フィルタエレメ
ントが位置する他方の分室に被ろ過水が供給され、一方
の分室よりろ過水を排出するように構成されたことを特
徴とするものである。

〔作用〕

上記第１．第２の発明の構成によれば、ろ過装置に流入
した流体は、フィルタモジュールの中央部を境にして、
各両端部へ流れる。仕切板へ接続した端部へ流出した流
体は出口側の室より装置外に流出し、もう一方の端部へ
流れた流体は導水管から出口側の室へ流動した後、装置
外へ流出する。

そのため、中空部開放端より最も距離のある中空糸膜の
ろ過部位はモジュール中央部となり１片端閉塞型のフィ
ルタモジュールに比べその距離は半分となり、ろ適時性
が改善される。さらに、フィルタモジュールは、中空糸
膜のみを束ねたものであり、モジュールの小型簡略化が
達成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を第１図により説明する。

ろ過装置の容器は１本体１、ふた２、ろ過する水の流入
する入口ノズル３およびろ過水の流出する出口ノズル４
で構成されている。これらの材質としては、耐食性に優
れるステンレス鋼あるいは炭素鋼にゴムあるいはプラス
チックライニングを行ったものが適当である。容器本体
１内には、下部仕切板６および上部仕切板７が設けられ
ており、これらの間は容ｐａ１の中心に対し同心円上に
並んだ複数本の導水管８により結ば九でいる。また容器
本体１の中央部には、整流板９が設けられている。これ
ら容器本体１の内部構造物の材料とじてはステンレス鋼
が最適である。下部仕切板６と上部仕切板７の間には、
さらに複数本のフィルタモジュール５が設置されている
。このフィルタモジュール５の詳細を第２図に示す。

第２図において、中空状高分子膜よりなる中空糸膜１０
が複数本束ねられ、その下端および上端は、エポキシ系
の樹脂等よりなる下端処理材１１および上端処理材１２
により端面処理が施されている。これらは、ステンレス
鋼あるいはプラスチックよりなるカバー１３に収納され
、カバー１３の下端に０リング１３、上端にＯリング１
４が設けである。

第３図は、中空糸膜１０の下端処理の状況を示している
。中空糸膜１０は下端処理材１１により端部が固定され
、その中空部は開放されている。

中空糸膜１０の上部端面処理状況も第３図と同様であり
、やはり中空部が開放されている。

第４図にフィルタモジュール５の設置状況を示す。フィ
ルタモジュール５は上部仕切板７の上方から下部仕切板
６に向けてそれぞれの仕切板６にあけられた穴に挿入さ
れる。各仕切板６の穴とカバー１３の隙間は０リング１
４および０リング１３でふさがれる。このフィルタモジ
ュール５の設置あるいは取出し、ふた２を開放して、本
体１の上方で行う。

ろ過処理時の水の流れは、第１図の矢印に示す如くであ
る。入口ノズル３より流入した水は、整流板９で整流さ
れた後、フィルタモジュール５の中空糸［１０の外側か
ら内部に、流入し、高さ方向中央部を境として、上方側
に流入した水は上部仕切板７方向に流動した後フィルタ
モジュール５より出て出口ノズル４より流出する。一方
、下方側に流入した水は、下部仕切板６側に流動した後
、フィルタモジュール５より出て、導水管８を経由して
出口ノズル４より流出する。

次に、第２実施例を第５図により説明する。本実施例で
は、第１図の実施例における下部仕切板６の代りにステ
ンレス鋳物等で作られた下部ヘッ挿入されて、下部へラ
ダ１７に接続される。この詳細を第６図に示す。

第６図において、フィルタモジュール５の下端は下部へ
ラダ１７に接続され、下部へラダ１７はフィルタモジュ
ール５の下端と導水管８を結ぶ流路を形成される。この
下部ヘッダ１７の上から見た平面図を第７図に示す０本
実施例では１本の導水管８に対し３本のフィルタモジュ
ールを接続する構成となっている１本実施例のろ過装置
作動時の水の流れを第５図に矢印で示す。

第５図において、水は下部ノズル３より供給され、整流
板１６にて流動された後、フィルタモジュール５の中空
糸膜１０の外側から中空部へと流動してろ過される。こ
こで、フィルタモジュール５の高さ方向で中央部より上
の中空糸膜１０の部分を通過した水は、フィルタモジュ
ール５の上部開放端から出て出口ノズル４から流出し、
また中央部より下の中空糸膜の部分を通過した水は下部
へラダ１７および導水管８を経由して出口ノズル４より
流出する。

上記実施例のろ過装置を用いた場合の効果を第８図およ
び第９図にて説明する。第８図は、フィルタモジュール
５中の中空糸膜を通過する水の線流速ＬＶとフィルタモ
ジュール下端よりの高さの関係を示したものである。記
号Ａで示した曲線は従来の下端を閉塞した形のフィルタ
モジュールを使用したろ過装置の場合、記号Ｂで示した
曲線は本発明はろ過装置の場合を示している１本発明の
場合は、従来のものに比べ各高さでの水の線流束ＬＶが
大きく、これは高さの低い部分はど顕著である。このこ
とは、本発明の方がより大きなろ過量が得られることを
示している。第９図は、ろ過装置のろ過による圧損ろ過
差圧とろ過装置全体で平均した水の線流束ＬＶとの関係
を示すものである。記号Ｃで示す如く曲線は従来の下端
を閉塞した形のフィルタモジュールを使用したろ過装置
。

曲線りで示したものは本発明のろ過装置の特性を示す、
同じろ過差圧に対して１本発明は従来のものに比べおよ
そ２倍の平均線流速ＬＶ（すなわち、約２倍の流量）が
得られる。したがって、本発明によれば、ろ過処理容量
がおよそ２倍に向上する。

〔発明の効果〕

以上に述べた如く、本発明によれば、フィルタモジュー
ル交換時等の廃棄物発生量増大を伴わずにろ過処理容量
をおよそ２倍程度まで向上せしめることができ、装置の
小型化がはかれ、経済性が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の部分断面図、第２図は
フィルタモジュールの部分断面図、第３図はフィルタモ
ジュール端部拡大断面図、第４図は第１図におけるフィ
ルタ接続部を拡大した部分断面図、第５図は本発明の第
２実施例の部分断面図、第６図は第５図におけるフィル
タモジュール接続部を拡大した部分断面図、第７図は第
６図における下部ヘッダの平面図、第８図は従来技術お
よび本発明におけるろ過装置の線流速ＬＶとフィルタモ
ジュール下端よりの高さの関係を示す図、第９図は従来
技術および本発明におけるろ過装置のろ過差圧と平均Ｌ
Ｖの関係を示す図である。 １・・・本体、２・・・ふた、３・・・入口ノズル、４
・・・出口ノズル、５・・・フィルタモジュール、６・
・・下部仕切板、７・・・上部仕切板、８・・・導水管
、１６・・・整流板、１７・・・下部ヘッダ・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器内が２枚の仕切板によって一方向に積層する三
   つの分室で形成され、前記容器の第２分室内に、複数本
   の中空系膜が互いに間隔を置いて平行にその両端を開口
   させた状態で結束されてなるフィルタエレメントの前記
   中空糸膜両端間が前記第１と第２の分室間に連通して配
   設され、かつ、前記第１と第２の分室間に連通して導水
   管が配設され、前記第２の分室に被ろ過水が供給され、
   第１又は第２の分室からろ過水が排出されるように構成
   されたことを特徴とする中空糸膜ろ過装置。 ２、容器内が１枚の仕切板によって二つの分室で形成さ
   れ、複数本の中空糸膜が互いに間隔を置いて平行にその
   両端を開口させた状態で結束されてなるフィルタエレメ
   ントの一端が導水管の一端とともに前記容器の一方の分
   室に連通させて前記仕切板に固定され、かつ前記フィル
   タエレメントの他端が前記導水管の他端に連通させて一
   体化され、前記フィルタエレメントが位置する他方の分
   室に被ろ過水が供給され、一方の分室よりろ過水を排出
   するように構成されたことを特徴とする中空糸膜ろ過装
   置。