JPH08262183A - 原子炉浄化系 - Google Patents
原子炉浄化系Info
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- JPH08262183A JPH08262183A JP7065508A JP6550895A JPH08262183A JP H08262183 A JPH08262183 A JP H08262183A JP 7065508 A JP7065508 A JP 7065508A JP 6550895 A JP6550895 A JP 6550895A JP H08262183 A JPH08262183 A JP H08262183A
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- Japan
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- reactor
- heat exchanger
- concentration
- inlet
- regenerative heat
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- 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
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】原子炉浄化系再生熱交換器３の入口にフローイ
ンジェクションタイプのＨ2Ｏ2濃度計８及び流量調節弁
９を原子炉浄化系主配管上に設置すると共にＨ2Ｏ2濃度
計８の指示を受け自動的に流量調節弁９を制御する制御
装置１０を設置する。Ｈ2Ｏ2濃度計８で原子炉浄化系再
生熱交換器３入口のＨ2Ｏ2濃度を連続監視し、Ｈ2Ｏ2が
所定の濃度範囲を逸脱し上廻る場合には自動的制御装置
１０で流量調節弁９を絞り、Ｈ2Ｏ2を所定の濃度範囲に
戻す。 【効果】原子炉浄化系再生熱交換器上流側の炭素鋼高温
配管部での酸化皮膜への放射性イオンの取り込み及び安
定保持を抑制することにより、配管表面率ひいては被ば
く線量の低減が可能となる。
ンジェクションタイプのＨ2Ｏ2濃度計８及び流量調節弁
９を原子炉浄化系主配管上に設置すると共にＨ2Ｏ2濃度
計８の指示を受け自動的に流量調節弁９を制御する制御
装置１０を設置する。Ｈ2Ｏ2濃度計８で原子炉浄化系再
生熱交換器３入口のＨ2Ｏ2濃度を連続監視し、Ｈ2Ｏ2が
所定の濃度範囲を逸脱し上廻る場合には自動的制御装置
１０で流量調節弁９を絞り、Ｈ2Ｏ2を所定の濃度範囲に
戻す。 【効果】原子炉浄化系再生熱交換器上流側の炭素鋼高温
配管部での酸化皮膜への放射性イオンの取り込み及び安
定保持を抑制することにより、配管表面率ひいては被ば
く線量の低減が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉（以下Ｂ
ＷＲ）プラントの原子炉浄化系に関する。
ＷＲ）プラントの原子炉浄化系に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＢＷＲプラントでは被ばく低減の
ため様々な対策を実施してきている。これらの中で本発
明の対策の一例には下記の項目があげられる。
ため様々な対策を実施してきている。これらの中で本発
明の対策の一例には下記の項目があげられる。
【０００３】(1）放射能付着量低減のためステンレス鋼
である原子炉冷却材再循環配管に対する機械の研磨，電
解研磨または核加熱運転時期における前酸化処理。
である原子炉冷却材再循環配管に対する機械の研磨，電
解研磨または核加熱運転時期における前酸化処理。
【０００４】(2）炉水放射能濃度低減のための給水鉄／
ニッケル比制御。
ニッケル比制御。
【０００５】これらの対策を実施したにもかかわらず、
１部のプラントでは、原子炉浄化系再生熱交換器の上流
側高温炭素鋼配管部に放射性物質の付着が見受けられ
た。プラント設備仕様，運用等についてプラント比較し
たところ、このプラントでは通常のプラントに比べて原
子炉浄化系流量が大きいことがわかった。
１部のプラントでは、原子炉浄化系再生熱交換器の上流
側高温炭素鋼配管部に放射性物質の付着が見受けられ
た。プラント設備仕様，運用等についてプラント比較し
たところ、このプラントでは通常のプラントに比べて原
子炉浄化系流量が大きいことがわかった。
【０００６】いずれのプラントも炉内で過酸化水素（以
下Ｈ2Ｏ2）が発生しており、原子炉浄化系入口部（原子
炉冷却材の再循環ポンプの入口分岐点）ではＨ2Ｏ2が１
００ppb 程度存在することが確認されている。Ｈ2Ｏ2を
含んだ炉水が原子炉浄化系配管内を流れる際、高温部で
はＨ2Ｏ2は熱分解及び配管内面との接触分解により濃度
が低下する。原子炉浄化系流量が仮に２倍となる場合に
は、配管内の炉水流速も２倍となり原子炉浄化系入口部
から原子炉浄化系再生熱交換器入口に到達するまでの時
間は半分つまりこの間のＨ2Ｏ2分解時間が半分となる。
約２８０℃の高温炉水循環下では、Ｈ2Ｏ2の分解は接触
分解に比べ熱分解が支配的であり、熱分解反応式は数１
のように示される。
下Ｈ2Ｏ2）が発生しており、原子炉浄化系入口部（原子
炉冷却材の再循環ポンプの入口分岐点）ではＨ2Ｏ2が１
００ppb 程度存在することが確認されている。Ｈ2Ｏ2を
含んだ炉水が原子炉浄化系配管内を流れる際、高温部で
はＨ2Ｏ2は熱分解及び配管内面との接触分解により濃度
が低下する。原子炉浄化系流量が仮に２倍となる場合に
は、配管内の炉水流速も２倍となり原子炉浄化系入口部
から原子炉浄化系再生熱交換器入口に到達するまでの時
間は半分つまりこの間のＨ2Ｏ2分解時間が半分となる。
約２８０℃の高温炉水循環下では、Ｈ2Ｏ2の分解は接触
分解に比べ熱分解が支配的であり、熱分解反応式は数１
のように示される。
【０００７】
【数１】
【０００８】Ｃｏ：熱分解前のＨ2Ｏ2濃度 Ｃ ：熱分解後のＨ2Ｏ2濃度 ｔ ：熱分解時間 ｋ1 ：反応速度定数（温度依存定数） 原子炉から炉水が原子炉冷却材再循環系を経由して原子
炉浄化系再生熱交換器入口に到達するまでの時間は、原
子炉浄化系流量が小さい場合プラントにより異なるが３
０〜９０秒程度であることから、流量が２倍となれば時
間は１５〜４５秒である。原子炉浄化系再生熱交換器入
口でのＨ2Ｏ2濃度は数１より、原子炉浄化系流量が２倍
の場合が１倍の場合に比べ
炉浄化系再生熱交換器入口に到達するまでの時間は、原
子炉浄化系流量が小さい場合プラントにより異なるが３
０〜９０秒程度であることから、流量が２倍となれば時
間は１５〜４５秒である。原子炉浄化系再生熱交換器入
口でのＨ2Ｏ2濃度は数１より、原子炉浄化系流量が２倍
の場合が１倍の場合に比べ
【０００９】
【外１】
【００１０】倍と分解されずに原子炉浄化系再生熱交換
器入口に到達するＨ2Ｏ2量が大幅に増加する。
器入口に到達するＨ2Ｏ2量が大幅に増加する。
【００１１】炭素鋼配管は配管内面にＯ2 またはＨ2Ｏ2
により酸化皮膜を形成するが、Ｏ2による酸化皮膜は比
較的不安定でもろいものであるのに対して、Ｈ2Ｏ2は酸
化力が大きく緻密な酸化皮膜を形成することが知られて
いる。
により酸化皮膜を形成するが、Ｏ2による酸化皮膜は比
較的不安定でもろいものであるのに対して、Ｈ2Ｏ2は酸
化力が大きく緻密な酸化皮膜を形成することが知られて
いる。
【００１２】一方炉水中の放射性イオンは、炉水に接す
る配管内面の酸化皮膜に取り込まれこれにより配管の表
面線量率を増加させることになる。酸化皮膜への炉水放
射能取り込み量は、従来の知見より概略数２で表わすこ
とができる。
る配管内面の酸化皮膜に取り込まれこれにより配管の表
面線量率を増加させることになる。酸化皮膜への炉水放
射能取り込み量は、従来の知見より概略数２で表わすこ
とができる。
【００１３】
【数２】 Ａ＝ｋ2ｆ（ＣH2O2，Ｔ）ｇ（Ｃ放射能） ＣH2O2＝ｋ3ｈ（ｔ，Ｔ） …（数２） Ａ ：酸化皮膜への炉水放射能取り込み量 ｆ，ｇ，ｈ：所定の関数 ＣH2O2 ：Ｈ2Ｏ2濃度 Ｔ ：炉水温度 Ｃ放射能 ：炉水放射性イオン濃度 ｔ ：Ｈ2Ｏ2分解時間 ｋ2，ｋ3 ：定数 つまり原子炉浄化系炭素鋼高温配管部での炉水放射能取
り込み量Ａは、酸化皮膜形成に係わる項ｆ（ＣH2O2，
Ｔ）と取り込み速度の項ｇ（Ｃ放射能）より構成され
る。炉水温度Ｔ及び炉水放射性イオン濃度Ｃ放射能がプ
ラントによりあまり違いのない場合には、Ａは原子炉浄
化系炭素鋼高温配管部でのＨ2Ｏ2濃度ＣH2O2に依存する
ものと考えられる。
り込み量Ａは、酸化皮膜形成に係わる項ｆ（ＣH2O2，
Ｔ）と取り込み速度の項ｇ（Ｃ放射能）より構成され
る。炉水温度Ｔ及び炉水放射性イオン濃度Ｃ放射能がプ
ラントによりあまり違いのない場合には、Ａは原子炉浄
化系炭素鋼高温配管部でのＨ2Ｏ2濃度ＣH2O2に依存する
ものと考えられる。
【００１４】以上より、原子炉浄化系流量が大きいプラ
ントでは、通常流量のプラントに比べ原子炉浄化系炭素
鋼高温配管部のＨ2Ｏ2濃度が増加し、結果として炉水放
射能の取り込み量が増大した可能性が考えられる。
ントでは、通常流量のプラントに比べ原子炉浄化系炭素
鋼高温配管部のＨ2Ｏ2濃度が増加し、結果として炉水放
射能の取り込み量が増大した可能性が考えられる。
【００１５】尚、Ｈ2Ｏ2による安定した酸化皮膜形成に
ついては例えば特開昭58−187787号公報や特願昭62−28
287 号明細書が挙げられる。また、被ばく低減対策につ
いては火力原子力発電Vol.４０ Ｎo.１１「最新ＢＷＲ
の定検被ばく低減技術」が挙げられる。
ついては例えば特開昭58−187787号公報や特願昭62−28
287 号明細書が挙げられる。また、被ばく低減対策につ
いては火力原子力発電Vol.４０ Ｎo.１１「最新ＢＷＲ
の定検被ばく低減技術」が挙げられる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、原子炉
浄化系の再生熱交換器上流側炭素鋼高温配管部に放射性
物質が比較的多く付着するプラントが見られ、その要因
は原子炉浄化系流量が他プラントに比べ大きいことに起
因していると考えられた。つまり、配管部を流れるＨ2
Ｏ2の分解時間が短いためにＨ2Ｏ2の分解量が減少し、
Ｈ2Ｏ2が炭素鋼配管内面の緻密な酸化皮膜形成に有効に
作用して炉水中放射性イオンを皮膜内に取り込み安定に
保持したことによるものと考えられる。
浄化系の再生熱交換器上流側炭素鋼高温配管部に放射性
物質が比較的多く付着するプラントが見られ、その要因
は原子炉浄化系流量が他プラントに比べ大きいことに起
因していると考えられた。つまり、配管部を流れるＨ2
Ｏ2の分解時間が短いためにＨ2Ｏ2の分解量が減少し、
Ｈ2Ｏ2が炭素鋼配管内面の緻密な酸化皮膜形成に有効に
作用して炉水中放射性イオンを皮膜内に取り込み安定に
保持したことによるものと考えられる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、原子炉冷却材再循環ポンプ入口分岐点から原子炉浄
化系再生熱交換器入口までの炭素鋼高温配管部内面にＨ
2Ｏ2による緻密な酸化皮膜を形成しないようなＨ2Ｏ2濃
度範囲を設定するものとする。
め、原子炉冷却材再循環ポンプ入口分岐点から原子炉浄
化系再生熱交換器入口までの炭素鋼高温配管部内面にＨ
2Ｏ2による緻密な酸化皮膜を形成しないようなＨ2Ｏ2濃
度範囲を設定するものとする。
【００１８】また、制御の方法は原子炉浄化系再生熱交
換器入口部にＨ2Ｏ2濃度計を設置し、これでＨ2Ｏ2濃度
を連続監視すると共に、所定のＨ2Ｏ2濃度範囲を逸脱し
た場合には、原子炉浄化系流量を自動的に調節可能とす
る流量調節弁を原子炉浄化系主配管に設置する。
換器入口部にＨ2Ｏ2濃度計を設置し、これでＨ2Ｏ2濃度
を連続監視すると共に、所定のＨ2Ｏ2濃度範囲を逸脱し
た場合には、原子炉浄化系流量を自動的に調節可能とす
る流量調節弁を原子炉浄化系主配管に設置する。
【００１９】
【作用】原子炉浄化系再生熱交換器入口部にＨ2Ｏ2濃度
計を設置して連続監視すると共に、Ｈ2Ｏ2濃度が所定の
濃度範囲を逸脱して増加する場合には、原子炉浄化系主
配管に設置する流量調節弁で流量を絞りＨ2Ｏ2の分解時
間を延してＨ2Ｏ2濃度を低下させ所定のＨ2Ｏ2濃度範囲
に戻すものとする。
計を設置して連続監視すると共に、Ｈ2Ｏ2濃度が所定の
濃度範囲を逸脱して増加する場合には、原子炉浄化系主
配管に設置する流量調節弁で流量を絞りＨ2Ｏ2の分解時
間を延してＨ2Ｏ2濃度を低下させ所定のＨ2Ｏ2濃度範囲
に戻すものとする。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。
る。
【００２１】原子炉１には原子炉冷却材再循環ポンプ２
が配管によって接続され、閉ループの原子炉冷却材再循
環系が構成されている。原子炉浄化系は、原子炉冷却材
再循環ポンプ２の入口より炉水を一部分岐し、原子炉浄
化系再生熱交換器３及び原子炉浄化系非再生熱交換器４
へ導き冷却後、原子炉浄化系ポンプ５で炉水を昇圧して
原子炉浄化系浄化設備６へ移送し、浄化設備６で浄化し
た後、原子炉浄化系再生熱交換器３の胴側へ導き昇温
後、再び給水配管７経由原子炉１へ戻すループで炉水を
浄化する。原子炉１内では、常時、Ｈ2Ｏ2が存在するた
めＨ2Ｏ2を含んだ炉水が原子炉浄化系へ流入する。
が配管によって接続され、閉ループの原子炉冷却材再循
環系が構成されている。原子炉浄化系は、原子炉冷却材
再循環ポンプ２の入口より炉水を一部分岐し、原子炉浄
化系再生熱交換器３及び原子炉浄化系非再生熱交換器４
へ導き冷却後、原子炉浄化系ポンプ５で炉水を昇圧して
原子炉浄化系浄化設備６へ移送し、浄化設備６で浄化し
た後、原子炉浄化系再生熱交換器３の胴側へ導き昇温
後、再び給水配管７経由原子炉１へ戻すループで炉水を
浄化する。原子炉１内では、常時、Ｈ2Ｏ2が存在するた
めＨ2Ｏ2を含んだ炉水が原子炉浄化系へ流入する。
【００２２】Ｈ2Ｏ2は、図２に示すように、５０ppb 以
上で緻密な酸化皮膜を形成し放射性イオンを取り込み保
持しやすくなるため、Ｈ2Ｏ2濃度を５０ppb 以下に制御
することにより配管表面線量率を抑制可能である。Ｈ2
Ｏ2は原子炉冷却材再循環ポンプ２入口分岐点から原子
炉浄化系再生熱交換器３入口に達するまでに、熱分解及
び接触分解により減少するが、原子炉浄化系流量が大き
く分解時間が短い場合、あるいは原子炉冷却材再循環ポ
ンプ入口分岐点でのＨ2Ｏ2濃度が高い場合には原子炉浄
化系再生熱交換器３入口到達時点でも５０ppb を上廻る
可能性がある。再生熱交換器３入口でのＨ2Ｏ2濃度を５
０ppb 以下とするため、原子炉浄化系再生熱交換器３入
口に連続測定可能なフローインジェクションタイプのＨ
2Ｏ2濃度計８を設置すると共に原子炉浄化系流量を調整
可能な流量調節弁９を原子炉浄化系の主配管上の任意の
位置に設置する。さらにＨ2Ｏ2濃度計８で濃度指示値が
５０ppb を上廻る場合には、原子炉浄化系流量を絞りＨ
2Ｏ2濃度を所定の濃度範囲に戻すよう流量調節弁自動制
御装置１０で自動的に流量調節弁９を制御する。
上で緻密な酸化皮膜を形成し放射性イオンを取り込み保
持しやすくなるため、Ｈ2Ｏ2濃度を５０ppb 以下に制御
することにより配管表面線量率を抑制可能である。Ｈ2
Ｏ2は原子炉冷却材再循環ポンプ２入口分岐点から原子
炉浄化系再生熱交換器３入口に達するまでに、熱分解及
び接触分解により減少するが、原子炉浄化系流量が大き
く分解時間が短い場合、あるいは原子炉冷却材再循環ポ
ンプ入口分岐点でのＨ2Ｏ2濃度が高い場合には原子炉浄
化系再生熱交換器３入口到達時点でも５０ppb を上廻る
可能性がある。再生熱交換器３入口でのＨ2Ｏ2濃度を５
０ppb 以下とするため、原子炉浄化系再生熱交換器３入
口に連続測定可能なフローインジェクションタイプのＨ
2Ｏ2濃度計８を設置すると共に原子炉浄化系流量を調整
可能な流量調節弁９を原子炉浄化系の主配管上の任意の
位置に設置する。さらにＨ2Ｏ2濃度計８で濃度指示値が
５０ppb を上廻る場合には、原子炉浄化系流量を絞りＨ
2Ｏ2濃度を所定の濃度範囲に戻すよう流量調節弁自動制
御装置１０で自動的に流量調節弁９を制御する。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、原子炉冷却材再循環ポ
ンプ入口分岐点から原子炉浄化系再生熱交換器入口まで
の炭素鋼高温配管部でのＨ2Ｏ2濃度を所定の濃度範囲に
制御し、Ｈ2Ｏ2による緻密な酸化皮膜の形成を抑制可能
とする。緻密な酸化皮膜の形成は、放射性イオンの取り
込み量を増加させ、これを安定して保持することになる
ため、配管表面線量率の上昇を持たらす可能性がある
が、緻密な酸化皮膜の形成を抑制することにより、配管
表面線量率上昇を抑制し、ひいては定期点検時の作業員
の被ばく線量を低減することに有効である。
ンプ入口分岐点から原子炉浄化系再生熱交換器入口まで
の炭素鋼高温配管部でのＨ2Ｏ2濃度を所定の濃度範囲に
制御し、Ｈ2Ｏ2による緻密な酸化皮膜の形成を抑制可能
とする。緻密な酸化皮膜の形成は、放射性イオンの取り
込み量を増加させ、これを安定して保持することになる
ため、配管表面線量率の上昇を持たらす可能性がある
が、緻密な酸化皮膜の形成を抑制することにより、配管
表面線量率上昇を抑制し、ひいては定期点検時の作業員
の被ばく線量を低減することに有効である。
【図１】本発明の一実施例の原子炉浄化系にインジェク
ションタイプのＨ2Ｏ2濃度計と流量調節弁及びその制御
装置を設置した系統図。
ションタイプのＨ2Ｏ2濃度計と流量調節弁及びその制御
装置を設置した系統図。
【図２】Ｈ2Ｏ2濃度と腐食速度の関係を示す特性図。
１…原子炉、２…再循環ポンプ、３…再生熱交換器、４
…非再生熱交換器、５…原子炉浄化系ポンプ、６…浄化
設備、７…給水配管、８…Ｈ2Ｏ2濃度計、９…流量調節
弁、１０…自動制御装置。
…非再生熱交換器、５…原子炉浄化系ポンプ、６…浄化
設備、７…給水配管、８…Ｈ2Ｏ2濃度計、９…流量調節
弁、１０…自動制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｄ 3/08 ＧＤＢ Ｇ２１Ｄ 1/00 ＧＤＢＹ (72)発明者 碓井 直志 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】原子炉冷却材再循環ポンプ入口で原子炉水
の一部を分岐し、これを原子炉浄化系の再生熱交換器及
び原子炉浄化系の非再生熱交換器で冷却後、原子炉浄化
系の浄化装置に導いて浄化し再び原子炉へ戻す原子炉浄
化系において、前記再生熱交換器の入口部の原子炉水中
の過酸化水素濃度を連続測定可能な過酸化水素濃度計
と、過酸化水素濃度により流量を自動調整する制御装置
及び流量調節弁を有することを特徴とする原子炉浄化
系。 - 【請求項２】請求項１において、前記再循環ポンプの入
口分岐点から前記再生熱交換器の入口までの間の過酸化
水素濃度を過酸化水素による緻密な酸化皮膜を形成しに
くい所定の濃度範囲になるよう制御，管理する原子炉浄
化系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7065508A JPH08262183A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 原子炉浄化系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7065508A JPH08262183A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 原子炉浄化系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08262183A true JPH08262183A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13289085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7065508A Pending JPH08262183A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 原子炉浄化系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08262183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253293A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 減圧アークにより配管内面の酸化皮膜を除去するための装置および方法ならびにそのためのプログラム |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP7065508A patent/JPH08262183A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253293A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 減圧アークにより配管内面の酸化皮膜を除去するための装置および方法ならびにそのためのプログラム |
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