JPH05100081A - 給復水の全有機炭素抑制・低減方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】原子炉起動前の全有機炭素濃度を低減・抑制す
ることにより、原子炉起動時の原子炉持ち込みＴＯＣを
減らし、原子炉水の水質悪化を抑制・緩和する。 【構成】タービン６からの蒸気を凝縮する復水器７と、
この復水器７に連設した復水フィルタ９と復水脱塩塔10
とを有する復水浄化ライン５およびこの復水浄化ライン
５に接続した給水ライン17とを備え、前記復水フィルタ
９のみで原子炉１の起動前の復水浄化を行う。また、前
記復水脱塩塔10のインサービスを原子炉１の起動直前の
復水器７の真空度上昇後行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子力発電プラ
ントにおける原子炉起動前の給復水の全有機炭素抑制・
低減方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電プラントにおいては原子炉一
次系構造材，燃料等に及ぼす水質環境を高純度に維持す
るために原子炉起動前に給復水の全有機物（以下、ＴＯ
Ｃと記す）を低減・抑制する必要がある。

【０００３】また、原子炉起動時に原子炉水導電率が過
渡的に上昇し、水質が悪化する場合がある。これは起動
前の給復水に含まれているＴＯＣ成分が原子炉起動に伴
う給水により原子炉内に持ち込まれ熱分解，放射線分解
し、イオン不純物を生成するためである。原子炉起動前
にはあらかじめ給復水系の再循環浄化運転を実施する
が、この目的は従来給復水中の腐食生成物，いわゆるク
ラッドの除去が主であり、同時に給復水のイオン不純物
の除去するものである。

【０００４】従って、原子炉起動前の給復水再循環浄化
運転時には原子炉の手前から復水器に戻る給水再循環ラ
インを利用し、復水脱塩塔等の復水浄化系をインサービ
スし、循環浄化を約１ヶ月近く行う場合がある。原子炉
起動前の給復水浄化運転時に復水脱塩塔をインサービス
し、運転することによって復水脱塩塔樹脂から溶出した
ＴＯＣ成分が給復水中に蓄積することとなる。ＴＯＣは
一般に導電率監視では検出され難く、復水脱塩塔樹脂か
ら溶出したＴＯＣは復水脱塩塔それ自身では除去され難
く、従って給復水浄化運転期間が長くなるにつれて給復
水中のＴＯＣ量は一層増加することとなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、原子炉起動前の
給復水中のＴＯＣを低減・抑制するために復水脱塩塔イ
ンサービス前に塔内に溶出して溜っているＴＯＣを給復
水系外に除去する、いわゆるボトムドレンを実施してい
る場合がある。

【０００６】しかしながら、長時間にわたる起動前の給
復水系再循環浄化運転によって給復水のＴＯＣ濃度が上
昇し、これが原子炉起動に伴う給水開始によって原子炉
に持ち込まれ熱分解または放射線分解することによって
イオン不純物を生成し、原子炉水質を悪化させる課題が
ある。

【０００７】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、原子炉起動前の給復水のＴＯＣ低減・抑制方
法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はタービンからの
蒸気を凝縮する復水器と、この復水器に連設した復水フ
ィルタと復水脱塩塔とを有する復水浄化ラインおよび前
記復水脱塩塔を通過した復水を原子炉へ給水する給水ラ
インとを備えた沸騰水型原子力発電プラントの給復水の
全有機炭素抑制・低減方法において、前記復水フィルタ
のみで原子炉起動前の復水浄化を行うとともに、前記復
水脱塩塔のインサービスを前記原子炉起動直前の復水器
の真空度上昇後行うことを特徴とする。

【０００９】

【作用】原子炉起動前の給復水中のＴＯＣ濃度を低減・
抑制するためには復水脱塩塔のインサービス期間を極力
短くするとともに、インサービスは給復水の溶存酸素濃
度が低くなり、復水脱塩塔からのＴＯＣ溶出が抑制出来
る復水器の真空度上昇後とすることが効果的である。

【００１０】また、給復水系に原子炉起動前に存在する
ＴＯＣを除去するためには起動前浄化時に照射燃料から
放出されるγ−線によってその分解を促進することが効
果的なＴＯＣ分解・除去方法の一つと言える。

【００１１】すなわち、原子炉起動前の給復水再循環浄
化時に復水脱塩塔内のイオン交換樹脂から溶出するＴＯ
Ｃにより給復水ＴＯＣ濃度が上昇することを避けるため
には、復水浄化系に復水フィルタと復水脱塩塔を備える
プラントにおいては復水浄化系フィルタのみで起動前給
復水浄化を行う。復水脱塩塔のインサービスは原子炉起
動前の復水器真空度上昇後とするとともに、万一復水脱
塩塔インサービスに伴いＴＯＣが給復水系に混入した場
合、その除去を効率的に行うために、復水脱塩塔インサ
ービス直前に復水浄化系フィルタを逆洗・再生しインサ
ービスすることが有効である。

【００１２】一方、復水浄化系が復水脱塩塔単独のプラ
ントの場合、原子炉起動前の給復水浄化運転の為に復水
脱塩塔をインサービスせざるを得ないが、この場合復水
脱塩塔をバイパスして給復水系再循環運転を行い、給復
水配管内面に付着するクラッドを十分剥離させておき、
クラッド除去の為の復水脱塩塔インサービス期間を極力
短くするとともにインサービス時期を復水器真空度上昇
後となるようにすることが有効である。

【００１３】また、給復水再循環時に給復水に存在する
ＴＯＣをあらかじめ分解除去しておくことは原子炉起動
時の炉水水質悪化抑制上極めて有効である。ＴＯＣは熱
放射線，紫外線等で分解し、炭酸ガスになるが、同時に
ＴＯＣに含まれていた窒素，イオウ化合物はアンモニ
ア、硝酸，亜硝酸，硫酸等のイオンとなる。これらのイ
オン不純物は一般に低温条件下で存在する場合には、原
子炉一次系材料であるステンレス鋼に対する腐食寄与は
少ないと言われており、燃料等に対しても、その影響は
高温条件下よりは十分に少ないと言える。

【００１４】従って、起動前後に給復水ＴＯＣを分解除
去する方法の一つとして、給復水の一部を連続して照射
済みの燃料が存在する原子炉，或るいは燃料プールに移
送し、照射済みの燃料から出るγ線により分解除去する
ことが有効である。また、粉末状イオン交換樹脂を使用
する復水フィルタを備えたプラントにおいては、復水脱
塩塔の「採水」による給復水のＴＯＣ濃度上昇を緩和す
るためには、復水脱塩塔「採水」前に復水フィルタを逆
洗・再生したうえでインサービスしておくことが、ＴＯ
Ｃの除去上効果的となる。

【００１５】

【実施例】図１から図５を参照しながら本発明に係る給
復水のＴＯＣ抑制・低減方法の一実施例を説明する。図
１は本実施例方法を説明するための沸騰水型原子力発電
所に適用する給復水系と原子炉再循環系を示す系統図で
ある。

【００１６】図１中、符号１は沸騰水型原子炉を示して
おり、この原子炉１には再循環ポンプ２を有する原子炉
再循環系20を備え、この再循環ポンプ２の吸込側から分
岐し原子炉冷却材浄化系３が接続されている。この原子
炉冷却材浄化系３の出口側は給水ライン17に接続され、
給水ライン17は原子炉１に接続している。原子炉冷却材
浄化系３の出口側から分岐して復水器ブローダウンライ
ン４が接続しており、給水ライン17の入口側に浄化ライ
ン５が接続している。復水器ブローダウンライン４およ
び浄化ライン５はタービン６に接続している。

【００１７】タービン６には復水器７が、復水器７には
復水ポンプ８が接続している。復水ポンプ８の吐出側に
は復水フィルタ９および復水脱塩塔10が順次接続し、復
水脱塩塔10の出口側は浄化ライン５に接続している。復
水フィルタ９および復水脱塩塔10にはそれぞれバイパス
ライン11，12が設けられている。浄化ライン５から分岐
してスピルオーバーライン13の一端が接続され、このス
ピルオーバーライン13の他端はＣＲＤ冷却水ライン16に
接続している。

【００１８】ＣＲＤ冷却水ライン16の一端は原子炉１の
底部に接続しており、その他端は燃料貯蔵プール14に接
続している。この燃料貯蔵プール14は燃料プール浄化系
15に接続され、この燃料プール浄化系15の出口側ライン
18は復水器ブローダウンライン４に接続している。燃料
プール浄化系15の出口側ライン18から分岐して戻りライ
ン19の一端が接続され、戻りライン19の他端は燃料貯蔵
プール14に接続している。

【００１９】復水脱塩塔10に使用しているイオン交換樹
脂は表１に示すように酸化劣化、ホフマン（Hofmann ）
分解，アミン離脱反応等によりＴＯＣを溶出する。

【００２０】

【表１】

【００２１】一方、イオン交換樹脂からのＴＯＣ溶出速
度は、図２に示すように、使用年数が長くなるに従って
増加する。図３に示すように空気飽和水においては、窒
素（Ｎ₂ ）ガスをバブリングし溶液中の溶存酸素を低減
させた条件に比べてイオン交換樹脂からのＴＯＣ溶出が
多くなる傾向が見られる。このことは、低溶存酸素条件
下では酸化劣化により、イオン交換樹脂からＴＯＣが溶
出することが抑制出来ることを示している。従って復水
脱塩塔10の「採水」は給復水系のＴＯＣ濃度上昇抑制の
為には復水器７の真空度上昇後とすることが有効と言え
る。

【００２２】又、図４に示すように、イオン交換樹脂か
らのＴＯＣ溶出は、通水流速に対して明らかな依存性が
認められ、通水流速が低いほど、ＴＯＣの溶出が少なく
なる傾向がある。従ってプラント起動前の給復水系浄化
運転時のように、 100％定格流量より低い流量で系統水
を通水する場合、常に全部の復水脱塩塔10を採水するこ
とにより、各復水脱塩塔毎の採水流量を減らし通水流速
を低くすることで、プラント起動前に復水脱塩塔10から
溶出するＴＯＣが給復水系に蓄積する量を低減すること
が可能となる。

【００２３】図５にプラント起動前の給復水再循環浄化
運転時における給水及び原子炉水ＴＯＣ濃度経時変化の
実例を示す。図５において、復水脱塩塔10の出口から採
水していた制御棒駆動装置（ＣＲＤ）の冷却水を停止す
ると、給水のＴＯＣ濃度の上昇傾向が認められる。これ
は、ＣＲＤ冷却水が復水脱塩塔10の出口から供給されて
いる場合には、原子炉１に持ち込まれるＣＲＤ冷却水中
のＴＯＣ成分が、原子炉１内の照射燃料からのγ線等に
より分解され、ＴＯＣ濃度の低い原子炉水が復水器７に
ブローされ給復水のＴＯＣ濃度を低く押える効果をもた
らしていたものが、ＣＲＤ冷却水の停止により、給復水
中のＴＯＣの炉内における分解が促進されなくなったた
めに生じた現象である。

【００２４】以上述べたように、原子炉起動前の給復水
のＴＯＣを低減・抑制するためには復水器の真空度上昇
後に復水脱塩塔10を「採水」するとともに「採水」期間
は極力短くし、「採水」塔数は全塔とし復水脱塩塔10の
通水流速を極力低くすることが有効である。また、照射
燃料からのγ−線によりＴＯＣの分解を促進することは
一次系内のＴＯＣ濃度低減の為の有効な手段となる。

【００２５】すなわち、図１において、原子炉起動前に
は、復水器７の水を復水ポンプ８をもちいて給復水再循
環浄化ライン５で循環する場合、復水器７の真空度上昇
により系統水の溶存酸素濃度が下がるまでは復水脱塩塔
10には通水せず復水フィルタ９のみを通水し、復水脱塩
塔バイパスライン12を使用した給復水再循環浄化運転を
行う。また、給復水のＴＯＣ濃度を下げるために、復水
脱塩塔下流のスピルオーバライン13を使い、ＣＲＤ冷却
水ライン16から復水の一部を原子炉１に連続的に供給す
ることで炉内の照射燃料からのγ−線等によりＴＯＣの
分解を促進しＴＯＣ濃度の低い原子炉水を原子炉冷却材
浄化系３を経由させ、復水器ブローダウンライン４をも
ちいて復水器にブローすることで、給復水系のＴＯＣ濃
度を下げることが出来る。尚、燃料貯蔵プール14に、照
射済み燃料が保管されている場合には燃料プール内の照
射燃料がＴＯＣの効果的な分解を促進することとなるた
め、常時スピルオーバを使用して復水を燃料プールに通
水し、燃料プール浄化系を経由して復水器にブローダウ
ンする方法もＴＯＣ濃度低減の効果的対策となる。

【００２６】本発明の実施態様は次のとおりである。 （１）原子炉起動時に給復水系から持ち込まれるＴＯＣ
が原子炉内で熱または放射線分解することにより生成す
るイオン不純物によって炉水水質が悪化することを防
止，抑制または緩和するために、原子炉起動前の給復水
のＴＯＣを低減する。その方法として、復水脱塩塔を復
水器の真空度上昇後に採水する。この採水は復水脱塩塔
の採水塔数を全塔とし、復水脱塩塔の採水流速を遅くす
ること。 （２）復水脱塩塔内のイオン交換樹脂からのＴＯＣ溶出
が給復水に濃縮することを避けるために、原子炉起動前
の給復水浄化は脱塩塔を採水せず復水フィルタのみで実
施すること。 （３）復水脱塩塔インサービスによりＴＯＣが給復水中
に混入した場合、そのＴＯＣを効率的に除去するため
に、復水脱塩塔インサービスに先立ち復水フィルタを逆
洗・再生インサービスすること。 （４）原子炉起動前の給復水中に存在するＴＯＣをプラ
ント起動前に効率的に除去するために、原子炉または燃
料プールに給復水の１部を連続または間欠的に供給して
照射済み燃料からのγ線によりＴＯＣを分解し、生成イ
オン不純物を原子炉冷却材浄化系，燃料プール浄化系で
除去し、ＴＯＣ濃度の低い水を給復水系に戻し、原子炉
起動前の給復水のＴＯＣ濃度を低減すること。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、復水脱塩塔のインサー
ビス期間を短くすることによって、復水脱塩塔から溶出
するＴＯＣの給復水での温度上昇を避けることができ
る。また、復水器を真空度上昇以降に復水脱塩塔を全塔
インサービスすることで復水脱塩塔からのＴＯＣ溶出を
抑制することができる。さらに、原子力発電プラントの
起動にあたり、復水脱塩塔をインサービスする場合には
復水フィルタをあらかじめ全塔逆洗再生しておくことで
効率的なＴＯＣの除去を図ることができる。

【００２８】また、原子炉起動前の給復水再循環浄化運
転時に給復水を強制的に原子炉または燃料プールに送
り、照射済み燃料から出るγ線によりＴＯＣの分解を促
進し原子炉冷却材浄化系ろ過脱塩塔，燃料プール浄化系
ろ過脱塩塔によってＴＯＣ分解生成物イオンを除去する
ことは有効なＴＯＣ除去方法となる。これらの方法によ
ってプラント起動時に給水系から持ち込まれるＴＯＣが
原子炉において熱または放射線分解し、生成するイオン
不純物による炉水の水質悪化を抑制・回避することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る給復水の全有機炭素抑制・低減方
法の一実施例を適用するための原子力発電プラントの給
復水系および原子炉再循環系を示す系統図。

【図２】図１の復水脱塩塔内のイオン交換樹脂のＴＯＣ
溶出速度と使用年数との関係を示す曲線図。

【図３】図１の復水中に空気飽和水とＮ₂ をバブリング
した際のＴＯＣ濃度と通水時間との関係を示す曲線図。

【図４】図１の復水におけるＴＯＣ溶出挙動の通水流速
依存性を示す曲線図。

【図５】図１のプラントの原子炉水と給水におけるＴＯ
Ｃ濃度と経過時間との関係を示す曲線図。

【符号の説明】 １…原子炉、２…再循環ポンプ、３…原子炉冷却材浄化
系、４…復水器ブローダウン、５…給復水再循環浄化ラ
イン、６…タービン、７…復水器、８…復水ポンプ、９
…復水フィルタ、10…復水脱塩塔、11…復水フィルタバ
イパスライン、12…復水脱塩塔バイパスライン、13…ス
ピルオーバライン、14…燃料貯蔵プール、15…燃料プー
ル浄化系、16…ＣＲＤ冷却水ライン、17…給水ライン、
18…出口側ライン、19…戻りライン、20…原子炉再循環
系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タービンからの蒸気を凝縮する復水器
   と、この復水器に連設した復水フィルタと復水脱塩塔と
   を有する復水浄化ラインおよび前記復水脱塩塔を通過し
   た復水を原子炉へ給水する給水ラインとを備えた沸騰水
   型原子力発電プラントの給復水の全有機炭素抑制・低減
   方法において、前記復水フィルタのみで原子炉起動前の
   復水浄化を行うとともに、前記復水脱塩塔のインサービ
   スを前記原子炉起動直前の復水器の真空度上昇後行うこ
   とを特徴とする給復水の全有機炭素抑制・低減方法。