JPH04216496A - 原子力プラント - Google Patents
原子力プラントInfo
- Publication number
- JPH04216496A JPH04216496A JP2402579A JP40257990A JPH04216496A JP H04216496 A JPH04216496 A JP H04216496A JP 2402579 A JP2402579 A JP 2402579A JP 40257990 A JP40257990 A JP 40257990A JP H04216496 A JPH04216496 A JP H04216496A
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- JP
- Japan
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- reactor
- turbine
- radioactive
- water
- main steam
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は原子力プラントに係り、
特にタービン系に従事する作業員の放射性窒素（以下、
１６Ｎと記す）による放射線被曝を防止した原子力プラ
ントに関する。
特にタービン系に従事する作業員の放射性窒素（以下、
１６Ｎと記す）による放射線被曝を防止した原子力プラ
ントに関する。
【０００３】
【従来の技術】沸騰水型原子炉のような直接サイクル型
原子炉では、炉心での核分裂反応熱によって発生した水
蒸気で直接タービンを駆動するが、炉心で原子炉炉水（
以下水と称す）の水分子中の酸素原子に中性子が照射さ
れ放射化される。これにより放射性窒素原子（１６Ｎ）
が生成し、タービン系に窒素化合物として移行するので
タービン系の表面線量率が上昇する。表面線量率の低減
は以下の２つの点で必要である。 （ｉ） 原子炉運転中の点検作業時の放射線被曝低減（
ｉｉ）原子力発電所敷地境界における線量率（スカイシ
ャイン）規制 従来は上記放射線の被曝及び線量率低減のために主蒸気
管及びタービン，復水器等に高度の遮蔽を施している。 しかしながら、原子炉での１６Ｎの発生，移行を抑制す
る面からの対策は現象そのものの理解が進んでいなかっ
たため、施されていなかった。
原子炉では、炉心での核分裂反応熱によって発生した水
蒸気で直接タービンを駆動するが、炉心で原子炉炉水（
以下水と称す）の水分子中の酸素原子に中性子が照射さ
れ放射化される。これにより放射性窒素原子（１６Ｎ）
が生成し、タービン系に窒素化合物として移行するので
タービン系の表面線量率が上昇する。表面線量率の低減
は以下の２つの点で必要である。 （ｉ） 原子炉運転中の点検作業時の放射線被曝低減（
ｉｉ）原子力発電所敷地境界における線量率（スカイシ
ャイン）規制 従来は上記放射線の被曝及び線量率低減のために主蒸気
管及びタービン，復水器等に高度の遮蔽を施している。 しかしながら、原子炉での１６Ｎの発生，移行を抑制す
る面からの対策は現象そのものの理解が進んでいなかっ
たため、施されていなかった。
【０００４】一方、我が国の既設原子力プラントでは材
料・応力の面からの鋭敏化ステンレス鋼の応力腐食割れ
（以下ＳＣＣと称す）への対策を施すことは困難である
ので、環境面から対策を施すことが考えられている。環
境面のＳＣＣ発生要因としては炉水中の溶存酸素濃度が
最大のものとなっており、原子炉への水素注入による溶
存酸素濃度低減が開発され、一部のプラントで実用化さ
れつつある。その場合、図６に示すように水素注入量を
増すと共に主蒸気中の１６Ｎ濃度が増加するという問題
が見出されており、プラント運転上の障害となる。この
ため、例えば特開昭５７−１９４３９９号公報及び特開
平１−１０２３９６号公報に記載された原子力プラント
が記載されている。
料・応力の面からの鋭敏化ステンレス鋼の応力腐食割れ
（以下ＳＣＣと称す）への対策を施すことは困難である
ので、環境面から対策を施すことが考えられている。環
境面のＳＣＣ発生要因としては炉水中の溶存酸素濃度が
最大のものとなっており、原子炉への水素注入による溶
存酸素濃度低減が開発され、一部のプラントで実用化さ
れつつある。その場合、図６に示すように水素注入量を
増すと共に主蒸気中の１６Ｎ濃度が増加するという問題
が見出されており、プラント運転上の障害となる。この
ため、例えば特開昭５７−１９４３９９号公報及び特開
平１−１０２３９６号公報に記載された原子力プラント
が記載されている。
【０００５】特開昭５７−１９４３９９号公報は沸騰水
型原子力プラントにおいて、原子炉から発生した過熱蒸
気をタービンに供給するための供給経路中に窒素捕獲装
置を有し、それにより１６Ｎがガスタービン系に供給さ
れないように構成したものである。
型原子力プラントにおいて、原子炉から発生した過熱蒸
気をタービンに供給するための供給経路中に窒素捕獲装
置を有し、それにより１６Ｎがガスタービン系に供給さ
れないように構成したものである。
【０００６】一方、特開平１−１０２３９６号公報は原
子炉炉水中に発生した放射性窒素酸化物が該炉水から水
蒸気中へ移行するのを抑制する手段を有するように構成
したものである。
子炉炉水中に発生した放射性窒素酸化物が該炉水から水
蒸気中へ移行するのを抑制する手段を有するように構成
したものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特開平１−１０２３９
６号公報の技術ではプラント個別の注入量を実際に注入
して決定する必要があり、計算結果とは異なった挙動を
示す可能性がある。また、非放射性の硝酸・亜硝酸が炉
内構造物等の腐食環境に悪影響を及ぼす可能性もある。 一方、特開昭５７−１９４３９９号公報記載の技術では
水蒸気中の放射性窒素分子を除去することはできるが、
放射性窒素酸化物（以下１６ＮＯｘ と称す）または１
６ＮＨ３ 等の化合物を除去することはできない。
６号公報の技術ではプラント個別の注入量を実際に注入
して決定する必要があり、計算結果とは異なった挙動を
示す可能性がある。また、非放射性の硝酸・亜硝酸が炉
内構造物等の腐食環境に悪影響を及ぼす可能性もある。 一方、特開昭５７−１９４３９９号公報記載の技術では
水蒸気中の放射性窒素分子を除去することはできるが、
放射性窒素酸化物（以下１６ＮＯｘ と称す）または１
６ＮＨ３ 等の化合物を除去することはできない。
【０００８】ところで、タービン系の１６Ｎによる放射
能は従来から鉄板による遮蔽が唯一の対策であったが、
これには以下に示すような課題がある。 （ｉ） １６Ｎの崩壊に伴い放出されるガンマ線のエネ
ルギーは約６〜７ ＭｅＶと高く、遮蔽に必要な鉄板の
厚さ，重量が設計上の制約を与える。 （ｉｉ）遮蔽鉄板の重量により定検時の作業性が悪化す
る。 （ｉｉｉ）水素注入を行う場合、さらに、遮蔽体の重量
が増加する。
能は従来から鉄板による遮蔽が唯一の対策であったが、
これには以下に示すような課題がある。 （ｉ） １６Ｎの崩壊に伴い放出されるガンマ線のエネ
ルギーは約６〜７ ＭｅＶと高く、遮蔽に必要な鉄板の
厚さ，重量が設計上の制約を与える。 （ｉｉ）遮蔽鉄板の重量により定検時の作業性が悪化す
る。 （ｉｉｉ）水素注入を行う場合、さらに、遮蔽体の重量
が増加する。
【０００９】本発明は、上述した遮蔽による１６Ｎ放射
線量率低減対策は本質的な対策になり得ない課題を解決
するためになされたもので、原子炉から主蒸気管を通し
てタービン系に移行する放射性窒素化合物を捕集し光分
解して除去することによりタービン系での１６Ｎ放射線
量率を低減できる原子力プラントを提供することにある
。 ［発明の構成］
線量率低減対策は本質的な対策になり得ない課題を解決
するためになされたもので、原子炉から主蒸気管を通し
てタービン系に移行する放射性窒素化合物を捕集し光分
解して除去することによりタービン系での１６Ｎ放射線
量率を低減できる原子力プラントを提供することにある
。 ［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は沸騰水型原子炉
からタービンまで接続されている主蒸気管に、放射性窒
素化合物を光分解するための窒素化合物に吸収される光
を発する光源と、この光源で光分解した放射性窒素を捕
集するベリリウム金属等の捕集材とを備えた放射性窒素
化合物分解・除去装置を数箇所設置してなることを特徴
とする。
からタービンまで接続されている主蒸気管に、放射性窒
素化合物を光分解するための窒素化合物に吸収される光
を発する光源と、この光源で光分解した放射性窒素を捕
集するベリリウム金属等の捕集材とを備えた放射性窒素
化合物分解・除去装置を数箇所設置してなることを特徴
とする。
【００１１】
【作用】原子炉内の核反応で生成した放射性窒素化合物
のうち、揮発性を有するためキャリーオーバーされてき
た窒素化合物が吸収する波長の光を発する光源を用いて
放射性窒素化合物を光分解し、１６Ｎ２ あるいは１６
ＮＯｘ の形とした後、窒素捕集材を用いて放射性窒素
を除去する。従って、タービン系に流れ込む蒸気中には
放射性窒素は含有されていないので作業員の放射線被曝
を防止できる。
のうち、揮発性を有するためキャリーオーバーされてき
た窒素化合物が吸収する波長の光を発する光源を用いて
放射性窒素化合物を光分解し、１６Ｎ２ あるいは１６
ＮＯｘ の形とした後、窒素捕集材を用いて放射性窒素
を除去する。従って、タービン系に流れ込む蒸気中には
放射性窒素は含有されていないので作業員の放射線被曝
を防止できる。
【００１２】
【実施例】図１及び図２を参照して本発明に係る原子力
プラントの一実施例を説明する。
プラントの一実施例を説明する。
【００１３】図１において、符号１は沸騰水型原子炉で
あり、この原子炉１には主蒸気管２が接続されている。 この主蒸気管２には放射性化合物分解・除去装置３が介
在されており、この分解・除去装置３の下流側はタービ
ン４に接続している。タービン４の下流側には復水器５
，復水浄化系６，給水加熱器７及び給水ポンプ８が順次
接続され、タービン４で仕事を終えた蒸気を復水し、浄
化し、加熱して原子炉１内へ給水する系統が設けられて
いる。また、原子炉１には炉水を循環するための再循環
ポンプ９を備えた再循環系１０が接続されている。
あり、この原子炉１には主蒸気管２が接続されている。 この主蒸気管２には放射性化合物分解・除去装置３が介
在されており、この分解・除去装置３の下流側はタービ
ン４に接続している。タービン４の下流側には復水器５
，復水浄化系６，給水加熱器７及び給水ポンプ８が順次
接続され、タービン４で仕事を終えた蒸気を復水し、浄
化し、加熱して原子炉１内へ給水する系統が設けられて
いる。また、原子炉１には炉水を循環するための再循環
ポンプ９を備えた再循環系１０が接続されている。
【００１４】放射性化合物分解・除去装置３は図２に部
分的に拡大して示したように主蒸気管２内にＡｒＦエキ
シマレーザー発生器１１とベリリウム板１２とが交互に
配設されたものからなっている。
分的に拡大して示したように主蒸気管２内にＡｒＦエキ
シマレーザー発生器１１とベリリウム板１２とが交互に
配設されたものからなっている。
【００１５】ここで、図２において、ＡｒＦエキシマレ
ーザー発生器１１は光源としてＮＨ３ に吸収される
１９３μｍ の波長の光を発振する。一方、ベリリウム
板１２は窒素化合物がレーザー光によって分解して発生
するＮ２ を効果的に捕集して除去するための窒素捕集
材である。なお、捕集材としてはリチウム，カルシウム
，バリウム，ストロンチウム等のアルカリ±類金属，マ
グネシウムチタン，ハフニウム，ジルコニウム，ニオブ
，タンタル，マンガン，トリウム，ニッケル，バナジウ
ム等の金属を用いることが可能である。Ｎ２ を吸着し
て窒化物となった金属は定検時等に交換可能であるよう
な構造，形状をしている必要がある。以下、炉心におけ
る１６Ｎ生成，タービン系への移行及び放射性窒素化合
物の分解・除去の原理につき説明する。
ーザー発生器１１は光源としてＮＨ３ に吸収される
１９３μｍ の波長の光を発振する。一方、ベリリウム
板１２は窒素化合物がレーザー光によって分解して発生
するＮ２ を効果的に捕集して除去するための窒素捕集
材である。なお、捕集材としてはリチウム，カルシウム
，バリウム，ストロンチウム等のアルカリ±類金属，マ
グネシウムチタン，ハフニウム，ジルコニウム，ニオブ
，タンタル，マンガン，トリウム，ニッケル，バナジウ
ム等の金属を用いることが可能である。Ｎ２ を吸着し
て窒化物となった金属は定検時等に交換可能であるよう
な構造，形状をしている必要がある。以下、炉心におけ
る１６Ｎ生成，タービン系への移行及び放射性窒素化合
物の分解・除去の原理につき説明する。
【００１６】１６Ｎは冷却材である水（Ｈ２ Ｏ）中の
１６Ｏに炉心の中性子が照射されることにより、反応式
（１） に従って生成する。
１６Ｏに炉心の中性子が照射されることにより、反応式
（１） に従って生成する。
【００１７】
【数１】
【００１８】ｎは中性子、ｐはプロトンすなわち水素原
子を示す。反応式（１） で生成した１６Ｎは図４に示
す崩壊様式に従って主に６．１３ＭｅＶ，７．１２Ｍｅ
Ｖ のγ線を放出して半減期７．１３秒で非放射性酸素
原子（１６Ｏ）になる。この際に放出される高エネルギ
ーのγ線が被曝線源として問題になる。
子を示す。反応式（１） で生成した１６Ｎは図４に示
す崩壊様式に従って主に６．１３ＭｅＶ，７．１２Ｍｅ
Ｖ のγ線を放出して半減期７．１３秒で非放射性酸素
原子（１６Ｏ）になる。この際に放出される高エネルギ
ーのγ線が被曝線源として問題になる。
【００１９】炉水中で生成した１６Ｎは水分子中のＨ原
子と結合しておらず、ホットアトムとして存在する。化
学的に活性な１６Ｎ原子は以下に示す反応式群に従って
水及び各種化学種と反応し、中間活性種を生成する。 １６Ｎ＋Ｈ
２ Ｏ→１６ＮＨ＋Ｏ＋Ｈ
―（２）
１６Ｎ＋Ｈ２ Ｏ→１６ＮＨ２ ＋Ｏ
―（３）
１６Ｎ＋Ｏ２ →
１６ＮＯ２
―（４）
１６Ｎ＋Ｏ２ →１６ＮＯ＋Ｏ
―（５）
１６Ｎ＋Ｏ
Ｈ→Ｈ１６ＮＯ
―（６）
１６Ｎ＋１４Ｎ２ →１６Ｎ１４Ｎ＋
１４Ｎ ―（７）
反応式（２）−（７） に従って生成した中間活性種
は引き続いて以下に示す反応式群に従ってさらに安全な
化学種へと変化する。 １６ＮＨ＋Ｈ２ Ｏ
→１６ＮＨ２ ＯＨ
―（８）
１６ＮＨ２ ＋Ｈ→１６ＮＨ３
―（９）
１６ＮＨ２ ＋Ｈ２
Ｏ２ →１６ＮＨ３ ＋ＨＯ２
―（１０）
１６ＮＯ＋ＯＨ→１６ＮＯ２ − ＋Ｈ＋
―（１１）
２１６ＮＯ２ ＋Ｈ２ Ｏ→
１６ＮＯ２ − ＋１６ＮＯ３ − ＋２Ｈ＋ ―（１
２） １６ＨＮＯ＋Ｏ
Ｈ→１６ＮＯ＋Ｈ２ Ｏ
―（１３）反応式（１） 〜（１３）に従
って放射性窒素化合物が生成するスキームを図５に示す
。
子と結合しておらず、ホットアトムとして存在する。化
学的に活性な１６Ｎ原子は以下に示す反応式群に従って
水及び各種化学種と反応し、中間活性種を生成する。 １６Ｎ＋Ｈ
２ Ｏ→１６ＮＨ＋Ｏ＋Ｈ
―（２）
１６Ｎ＋Ｈ２ Ｏ→１６ＮＨ２ ＋Ｏ
―（３）
１６Ｎ＋Ｏ２ →
１６ＮＯ２
―（４）
１６Ｎ＋Ｏ２ →１６ＮＯ＋Ｏ
―（５）
１６Ｎ＋Ｏ
Ｈ→Ｈ１６ＮＯ
―（６）
１６Ｎ＋１４Ｎ２ →１６Ｎ１４Ｎ＋
１４Ｎ ―（７）
反応式（２）−（７） に従って生成した中間活性種
は引き続いて以下に示す反応式群に従ってさらに安全な
化学種へと変化する。 １６ＮＨ＋Ｈ２ Ｏ
→１６ＮＨ２ ＯＨ
―（８）
１６ＮＨ２ ＋Ｈ→１６ＮＨ３
―（９）
１６ＮＨ２ ＋Ｈ２
Ｏ２ →１６ＮＨ３ ＋ＨＯ２
―（１０）
１６ＮＯ＋ＯＨ→１６ＮＯ２ − ＋Ｈ＋
―（１１）
２１６ＮＯ２ ＋Ｈ２ Ｏ→
１６ＮＯ２ − ＋１６ＮＯ３ − ＋２Ｈ＋ ―（１
２） １６ＨＮＯ＋Ｏ
Ｈ→１６ＮＯ＋Ｈ２ Ｏ
―（１３）反応式（１） 〜（１３）に従
って放射性窒素化合物が生成するスキームを図５に示す
。
【００２０】このようにして生成した放射性窒素化合物
の化学形態別の存在割合は、炉水の化学環境や原子力プ
ラント状態により変化する。例えば水素注入を行った場
合、炉水環境は還元雰囲気となるため、図５のスキーム
で下方向すなわち窒素の酸化数が減少する方向に変化し
、ＮＯ２ − ，ＮＯ３ − 等の酸化性の成分よりも
ＮＨ３ ，ＮＯｘ 等の還元性成分が増加する。
の化学形態別の存在割合は、炉水の化学環境や原子力プ
ラント状態により変化する。例えば水素注入を行った場
合、炉水環境は還元雰囲気となるため、図５のスキーム
で下方向すなわち窒素の酸化数が減少する方向に変化し
、ＮＯ２ − ，ＮＯ３ − 等の酸化性の成分よりも
ＮＨ３ ，ＮＯｘ 等の還元性成分が増加する。
【００２１】沸騰水型原子炉の運転条件ではＮＨ３ ，
ＮＯｘ ，Ｎ２ 等の化合物は炉水への溶解度が低く、
液相から気相へと移行する。そのため、これらの放射性
窒素化合物はガス成分としてタービン系に移行し、被曝
線源となる。特に水素注入を行った場合には、還元性か
ら揮発性のＮＨ３ ，ＮＯ等の移行量が増加するため、
タービン系の線量率は図６に示すように水素非注入時の
５倍まで上昇する。
ＮＯｘ ，Ｎ２ 等の化合物は炉水への溶解度が低く、
液相から気相へと移行する。そのため、これらの放射性
窒素化合物はガス成分としてタービン系に移行し、被曝
線源となる。特に水素注入を行った場合には、還元性か
ら揮発性のＮＨ３ ，ＮＯ等の移行量が増加するため、
タービン系の線量率は図６に示すように水素非注入時の
５倍まで上昇する。
【００２２】本発明では、タービン系に移行してくると
考えられる１６ＮＨ３ ，１６ＮＯｘ ，１６Ｎ２ を
、各化合物が吸収する波長の光を発するレーザー，水銀
ランプ等の光源を用いて光分解し、１６Ｎ２ の化学形
態に変換したうえで金属あるいは金属化合物に吸着，捕
集させ、タービン系から放射性窒素を除去することがで
きる。図２に光源としてＡｒＦエキシマレーザーを設置
した場合の主蒸気管の断面図を示す。ＡｒＦレーザーの
発振波長は １９３μｍ であり、ＮＨ３ の吸収バン
ドのピークとほぼ一致する。
考えられる１６ＮＨ３ ，１６ＮＯｘ ，１６Ｎ２ を
、各化合物が吸収する波長の光を発するレーザー，水銀
ランプ等の光源を用いて光分解し、１６Ｎ２ の化学形
態に変換したうえで金属あるいは金属化合物に吸着，捕
集させ、タービン系から放射性窒素を除去することがで
きる。図２に光源としてＡｒＦエキシマレーザーを設置
した場合の主蒸気管の断面図を示す。ＡｒＦレーザーの
発振波長は １９３μｍ であり、ＮＨ３ の吸収バン
ドのピークとほぼ一致する。
【００２３】ＮＨ３ は光を吸収して以下の反応式群に
従って分解する。 １６ＮＨ３ ＋ｈυ
１９３ →１６ＮＨ２ ＋Ｈ
―（１４）
１６ＮＨ２ ＋１６ＮＨ２ →１６Ｎ２ Ｈ４
―（１５）
１６Ｎ２ Ｈ４ ＋Ｈ
→１６Ｎ２ Ｈ３ ＋Ｈ２
―（１６）
１６Ｎ２ Ｈ３ ＋Ｈ→１６Ｎ２ ＋２Ｈ２
―（１７）
１６Ｎ２ Ｈ３ ＋１６
Ｎ２ Ｈ３ →２１６ＮＨ３ ＋１６Ｎ２
―（１８）吸収された光子数に対して反応が起こ
る割合を示す量子収率でＮＨ３ の光分解反応の効率を
評価すると０．２５〜 ０．５となり、光子あるいは多
光子の吸収により効率よくＮＨ３ を分解することがで
きる。
従って分解する。 １６ＮＨ３ ＋ｈυ
１９３ →１６ＮＨ２ ＋Ｈ
―（１４）
１６ＮＨ２ ＋１６ＮＨ２ →１６Ｎ２ Ｈ４
―（１５）
１６Ｎ２ Ｈ４ ＋Ｈ
→１６Ｎ２ Ｈ３ ＋Ｈ２
―（１６）
１６Ｎ２ Ｈ３ ＋Ｈ→１６Ｎ２ ＋２Ｈ２
―（１７）
１６Ｎ２ Ｈ３ ＋１６
Ｎ２ Ｈ３ →２１６ＮＨ３ ＋１６Ｎ２
―（１８）吸収された光子数に対して反応が起こ
る割合を示す量子収率でＮＨ３ の光分解反応の効率を
評価すると０．２５〜 ０．５となり、光子あるいは多
光子の吸収により効率よくＮＨ３ を分解することがで
きる。
【００２４】上記各々の反応式（１４）〜（１８）に従
って生成した１６Ｎ２ ，Ｈ２ のうち、放射性である
１６Ｎ２ は捕集材である金属に吸着され金属窒化物を
生成する。例えばベリリウムの場合は以下の反応式に従
って窒化ベリリウムを生成する。 ３Ｂｅ＋１６Ｎ２
→Ｂｅ３ １６Ｎ２
―（１９）反応式（１９）の反応速度ｋ
はｋ：２３．６×ｅｘｐ（−７５／ＲＴ）で与えられ非
常に速いため、１６Ｎ２ を効率的に捕集するものと考
えられ、生成した後も安定に存在するので、捕集された
放射能窒素が再び放出されることはない。このようなレ
ーザー及び金属捕集材を各主蒸気管の数箇所に設置する
ことにより、１６Ｎのタービン系への移行量が低減でき
る。この際、レーザーはメンテナンスすることが望まし
く、耐環境性が必要である。
って生成した１６Ｎ２ ，Ｈ２ のうち、放射性である
１６Ｎ２ は捕集材である金属に吸着され金属窒化物を
生成する。例えばベリリウムの場合は以下の反応式に従
って窒化ベリリウムを生成する。 ３Ｂｅ＋１６Ｎ２
→Ｂｅ３ １６Ｎ２
―（１９）反応式（１９）の反応速度ｋ
はｋ：２３．６×ｅｘｐ（−７５／ＲＴ）で与えられ非
常に速いため、１６Ｎ２ を効率的に捕集するものと考
えられ、生成した後も安定に存在するので、捕集された
放射能窒素が再び放出されることはない。このようなレ
ーザー及び金属捕集材を各主蒸気管の数箇所に設置する
ことにより、１６Ｎのタービン系への移行量が低減でき
る。この際、レーザーはメンテナンスすることが望まし
く、耐環境性が必要である。
【００２５】図２のＡｒＦエキシマレーザー発生器１１
の代りに図３に示した１８９ μｍ の光を発する水銀
ランプ１３を使用した場合にも同様の効果が得られる。 水銀ランプ１３ではエキシマレーザーと異なり光がビー
ムとしてではなくある程度の広がりをもって照射される
ので、捕集材である金属あるいは金属化合物を図３に示
したように主蒸気管２の内面全体に捕集金属コーティン
グ層１４を施す必要がある。そのため、主蒸気管２の材
料である炭素鋼との接触面の適合性を考慮する必要があ
る。また、金属捕集材の交換頻度が全体にコーティング
することにより低くなる利点がある。
の代りに図３に示した１８９ μｍ の光を発する水銀
ランプ１３を使用した場合にも同様の効果が得られる。 水銀ランプ１３ではエキシマレーザーと異なり光がビー
ムとしてではなくある程度の広がりをもって照射される
ので、捕集材である金属あるいは金属化合物を図３に示
したように主蒸気管２の内面全体に捕集金属コーティン
グ層１４を施す必要がある。そのため、主蒸気管２の材
料である炭素鋼との接触面の適合性を考慮する必要があ
る。また、金属捕集材の交換頻度が全体にコーティング
することにより低くなる利点がある。
【００２６】放射線窒素化合物の主蒸気管での化学形態
は１６ＮＨ３ の他、１６Ｎ２ ，１６ＮＯｘ が考え
られる。そのため、ＮＯｘ に吸収される赤外光を発す
るレーザー、あるいは各化合物の吸収波長を選択できる
波長可変式のレーザーを設置することによって放射性窒
素化合物をすべて１６Ｎ２ に分解・変換し、効果的に
放射性窒素をタービン系から除去することが可能である
。
は１６ＮＨ３ の他、１６Ｎ２ ，１６ＮＯｘ が考え
られる。そのため、ＮＯｘ に吸収される赤外光を発す
るレーザー、あるいは各化合物の吸収波長を選択できる
波長可変式のレーザーを設置することによって放射性窒
素化合物をすべて１６Ｎ２ に分解・変換し、効果的に
放射性窒素をタービン系から除去することが可能である
。
【００２７】また、放射線分解装置を主蒸気管内ではな
く、蒸気乾燥器に取り付けることによってより効果的に
１６Ｎを除去することが可能である。蒸気乾燥器入口で
は０．２５ｗｔ％以下の湿分が含まれており、１６ＮＨ
３ ，１６ＮＯｘ 等を光分解した後に１６Ｎを湿分に
吸着させることによって不揮発性の１６ＮＯ２ − ，
１６ＮＯ３ − の化学形態とし、タービン系への１６
Ｎ移行量を低減することができる。吸着された１６Ｎは
ドレン管により排出され、タービン系に移行することな
く１６Ｏに崩壊する。この場合、捕集材を設置する必要
がなく、装置が簡素化される利点がある。この際、設置
するレーザーあるいは水銀ランプは耐放射線性を十分持
たせ、メンテナンスフリーとすることが必要である。
く、蒸気乾燥器に取り付けることによってより効果的に
１６Ｎを除去することが可能である。蒸気乾燥器入口で
は０．２５ｗｔ％以下の湿分が含まれており、１６ＮＨ
３ ，１６ＮＯｘ 等を光分解した後に１６Ｎを湿分に
吸着させることによって不揮発性の１６ＮＯ２ − ，
１６ＮＯ３ − の化学形態とし、タービン系への１６
Ｎ移行量を低減することができる。吸着された１６Ｎは
ドレン管により排出され、タービン系に移行することな
く１６Ｏに崩壊する。この場合、捕集材を設置する必要
がなく、装置が簡素化される利点がある。この際、設置
するレーザーあるいは水銀ランプは耐放射線性を十分持
たせ、メンテナンスフリーとすることが必要である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば原子炉からタービン系に
移行する蒸気中の１６Ｎを低減することができる。従っ
て、運転時の作業員の被曝量の低減，建屋内（特にター
ビン系）やサイト周辺における放射線量率の低減が可能
となる。
移行する蒸気中の１６Ｎを低減することができる。従っ
て、運転時の作業員の被曝量の低減，建屋内（特にター
ビン系）やサイト周辺における放射線量率の低減が可能
となる。
【図１】本発明に係る原子力プラントの一実施例の基本
構成を示すブロック図。
構成を示すブロック図。
【図２】光源としてＡｒＦレーザーを捕集材としてベリ
リウムを主蒸気管内に使用した放射性窒素化合物光分解
・除去装置を設置した状態を示す主蒸気管の縦断面図。
リウムを主蒸気管内に使用した放射性窒素化合物光分解
・除去装置を設置した状態を示す主蒸気管の縦断面図。
【図３】光源として水銀ランプを使用した場合を示す主
蒸気管の縦断面図。
蒸気管の縦断面図。
【図４】１６Ｎの崩壊状態を説明するための壊変図。
【図５】１６Ｎが放射性窒素化合物へと変化する際の反
応スキーム図。
応スキーム図。
【図６】原子炉に水素注入を行った場合のタービン系の
線量率変化を示す特性図。
線量率変化を示す特性図。
１…原子炉、２…主蒸気管、３…放射性窒素化合物光分
解・除去装置、４…タービン、５…復水器、６…復水浄
化系、７…給水加熱器、８…給水ポンプ、１１…ＡｒＦ
エキシマレーザー発生器、１２…ベリリウム板、１３…
水銀ランプ、１４…捕集金属コーティング層。
解・除去装置、４…タービン、５…復水器、６…復水浄
化系、７…給水加熱器、８…給水ポンプ、１１…ＡｒＦ
エキシマレーザー発生器、１２…ベリリウム板、１３…
水銀ランプ、１４…捕集金属コーティング層。
Claims (1)
- 【請求項１】 沸騰水型原子炉と、この原子炉から発
生する過熱蒸気によって駆動されるタービンと、このタ
ービンから排出される蒸気を復水化する復水器と、この
復水器からの復水を前記原子炉に循環させる給水手段と
からなる動力系を含む原子力プラントにおいて、前記原
子炉から発生した過熱蒸気を前記タービンに供給するた
めの主蒸気管中に放射性窒素化合物光分解除去装置を設
けてなることを特徴とする原子力プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402579A JPH04216496A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 原子力プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2402579A JPH04216496A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 原子力プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04216496A true JPH04216496A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=18512375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2402579A Pending JPH04216496A (ja) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | 原子力プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04216496A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8774342B2 (en) | 2010-03-05 | 2014-07-08 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Boiling water nuclear plant and steam dryer |
-
1990
- 1990-12-17 JP JP2402579A patent/JPH04216496A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8774342B2 (en) | 2010-03-05 | 2014-07-08 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Boiling water nuclear plant and steam dryer |
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