JP2011089942A - Method for controlling water quality in boiling water reactor plant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、沸騰水型原子力プラントの水質制御方法に係り、特に、沸騰水型原子炉の炉水の水質を制御するのに好適な沸騰水型原子力プラントの水質制御方法に関する。 The present invention relates to a water quality control method for a boiling water nuclear power plant, and more particularly to a water quality control method for a boiling water nuclear power plant suitable for controlling the water quality of a boiling water nuclear reactor.
沸騰水型原子炉において、定期検査時における作業員の放射線被ばくを低減することはプラント健全性の観点から重要な課題である。定期検査時における作業員の放射線被ばくの放射線源は、主に、再循環系配管及び原子炉水浄化系配管の内面に付着し、蓄積した放射性コバルト(例えば、コバルト60)である。コバルト60は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器内の炉水に含まれた非放射性コバルト(例えば、コバルト59)が、原子炉圧力容器内に配置された炉心に装荷された複数の燃料集合体に含まれた複数の燃料棒の外面、すなわち、被覆管の外面に付着し、燃料棒内の核燃料物質の核分裂によって発生した中性子がその付着した非放射性コバルトに照射されることによって生成される。したがって、被覆管外面へのコバルト59の付着を抑制すれば、コバルト60の生成を抑制でき、定期検査時における作業員の放射線被ばくの放射線源を減らすことができる。 In boiling water reactors, reducing the radiation exposure of workers during periodic inspections is an important issue from the viewpoint of plant health. The radiation source of the radiation exposure of the workers at the time of the regular inspection is mainly radioactive cobalt (for example, cobalt 60) that has adhered to and accumulated on the inner surfaces of the recirculation system piping and the reactor water purification system piping. Cobalt 60 is a plurality of fuels in which non-radioactive cobalt (for example, cobalt 59) contained in the reactor water in the reactor pressure vessel of the boiling water reactor is loaded in the core disposed in the reactor pressure vessel. It is generated by irradiating the attached non-radioactive cobalt with neutrons generated by the fission of nuclear fuel material in the fuel rod attached to the outer surface of multiple fuel rods included in the assembly, that is, the outer surface of the cladding tube. The Therefore, if the adhesion of the cobalt 59 to the outer surface of the cladding tube is suppressed, the production of the cobalt 60 can be suppressed, and the radiation source of the radiation exposure of the worker during the periodic inspection can be reduced.
燃料棒の被覆管外面へのコバルト59の付着を抑制する技術が、特開平5−264786号公報及び特開平6−130191号公報に記載されている。特開平5−264786号公報では、原子炉圧力容器内に供給される給水に含まれる鉄の濃度を0.05ppb以下に抑制して、コバルト59が被覆管外面に付着することを抑制している。さらに、炉水に窒素ガス、一酸化二窒素ガスまたは二酸化炭素ガスを注入して炉水のpHを弱酸性に制御し、被覆管外面に付着した酸化コバルト59の溶解を促進している。 Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-264786 and 6-130191 describe a technique for suppressing the adhesion of cobalt 59 to the outer surface of the cladding tube of the fuel rod. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-264786, the concentration of iron contained in the feed water supplied into the reactor pressure vessel is suppressed to 0.05 ppb or less to suppress the adhesion of cobalt 59 to the outer surface of the cladding tube. . Furthermore, nitrogen gas, dinitrogen monoxide gas, or carbon dioxide gas is injected into the reactor water to control the pH of the reactor water to be weakly acidic, thereby promoting dissolution of the cobalt oxide 59 adhering to the outer surface of the cladding tube.
特開平6−130191号公報では、給水に含まれる鉄の濃度を0.05ppb以下に抑制するとともに、溶解度が酸化ニッケルより大きく酸化ナトリウムより小さい金属である銅、錫、ビスマス、カドミウム、ゲルマニウム、セレン、水銀、砒素、ガリウム、クロム、マンガン、亜鉛、アンチモン、バナジウム及びテルルのいずれかを原子炉圧力容器内の炉水に注入している。この物質の注入により被覆管外面に付着した酸化コバルト59の溶解が促進される。 In JP-A-6-130191, the concentration of iron contained in feed water is suppressed to 0.05 ppb or less, and copper, tin, bismuth, cadmium, germanium, selenium, which are metals having a solubility greater than nickel oxide and smaller than sodium oxide. Any of mercury, arsenic, gallium, chromium, manganese, zinc, antimony, vanadium and tellurium is injected into the reactor water in the reactor pressure vessel. By injecting this substance, dissolution of cobalt oxide 59 adhering to the outer surface of the cladding tube is promoted.
特開平7−84090号公報は、原子力プラントの構成部材の炉水と接触する表面の腐食に伴って腐食皮膜中への放射性イオンの取り込みを抑制する方法を提案している。この方法では、原子炉圧力容器内に注入するために用いる元素の同位体を調整し(モリブデンの場合は98Moを除外、タングステンの場合は184W及び186Wを除外)、それらが原子炉圧力容器内に持ち込まれても、二次的な放射能を発生しない金属イオンを注入している。その金属イオンとしては、モリブデンまたはタングステンの金属酸イオン、すなわち、モリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンを用いている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-84090 proposes a method for suppressing the incorporation of radioactive ions into a corrosion film in accordance with the corrosion of the surface of a nuclear plant component that comes into contact with the reactor water. In this method, the isotopes of the elements used for injection into the reactor pressure vessel are adjusted (excluding 98 Mo for molybdenum and 184 W and 186 W for tungsten), which are the reactor pressures. Metal ions that do not generate secondary radioactivity when injected into the container are implanted. As the metal ions, molybdenum or tungsten metal acid ions, that is, molybdate ions or tungstate ions are used.
H. Tsuge他、“Prevention of Intergranular and Transgranular Stress Corrosion Cracking of type 304 Stainless Steel in High Temperature Water Environments”, 1988 JAIF International Conference on Water Chemistry in Nuclear Power Plants, 19-22 Apr., 1988, Tokyo, Japan, Vol.2, p.728 (1988)には、モリブデン酸またはタングステン酸の注入がプラントの構成部材の応力腐食割れを抑制することが記載されている。 H. Tsuge et al., “Prevention of Intergranular and Transgranular Stress Corrosion Cracking of type 304 Stainless Steel in High Temperature Water Environments”, 1988 JAIF International Conference on Water Chemistry in Nuclear Power Plants, 19-22 Apr., 1988, Tokyo, Japan, Vol.2, p.728 (1988) describes that injection of molybdic acid or tungstic acid suppresses stress corrosion cracking of plant components.
特開平5−264786号公報及び特開平6−130191号公報に記載されているように、原子炉圧力容器に供給される給水に含まれる鉄の濃度を0.05ppb以下に抑制することによって、被覆管外面への非放射性コバルトの付着量を低減でき、放射性コバルトの生成量が低減される。このため、再循環系配管及び原子炉水浄化系配管の表面線量率が低減され、定期検査時における作業員の被ばく量が低減される。 As described in JP-A-5-264786 and JP-A-6-130191, the concentration of iron contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel is suppressed to 0.05 ppb or less, thereby providing a coating. The amount of non-radioactive cobalt adhering to the outer surface of the tube can be reduced, and the amount of radioactive cobalt produced is reduced. For this reason, the surface dose rate of the recirculation system piping and the reactor water purification system piping is reduced, and the exposure amount of workers during the periodic inspection is reduced.
しかしながら、作業員の被ばくをさらに低減させることが望まれている。このため、特開平5−264786号公報及び特開平6−130191号公報に記載された、給水に含まれる鉄の濃度を0.05ppb以下に抑制する技術に、特開平7−84090号公報に記載された、98Moを含まないモリブデン酸イオン(または184W及び186Wを含まないタングステン酸イオン)の注入を併用することによって、原子力プラントの配管の表面線量率を低減することができる。特開平7−84090号公報に記載された配管の表面線量率を低減する技術の適用は、天然のモリブデンまたはタングステンから二次的な放射能を発生させる同位体元素(98Mo、または184W及び186W)を除去しなければならない。特開平5−264786号公報及び特開平6−130191号公報に記載された技術では、モリブデンまたはタングステンの同位体の分離が必要になる。 However, it is desired to further reduce the exposure of workers. For this reason, the technology described in JP-A-5-264786 and JP-A-6-130191 described in JP-A-7-84090 is a technique for suppressing the concentration of iron contained in water supply to 0.05 ppb or less. By combining the injection of molybdate ions not containing 98 Mo (or tungstate ions not containing 184 W and 186 W), the surface dose rate of the piping of the nuclear power plant can be reduced. The application of the technique for reducing the surface dose rate of piping described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-84090 is an isotope element that generates secondary radioactivity from natural molybdenum or tungsten ( 98 Mo, or 184 W and 186 W) must be removed. In the techniques described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 5-264786 and 6-130191, it is necessary to separate molybdenum or tungsten isotopes.
本発明の目的は、同位体分離を行う必要がなく、燃料棒の外面への非放射性物質の付着を抑制できる沸騰水型原子力プラントの水質制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a water quality control method for a boiling water nuclear plant that does not require isotope separation and can suppress adhesion of non-radioactive materials to the outer surface of a fuel rod.
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉圧力容器に供給される給水に含まれる鉄酸化物濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントの水質制御方法において、原子炉圧力容器内の炉水のコバルトイオンモル濃度CoCに対する炉水のモリブデン酸イオンモル濃度MoCの比MoC/CoCが0<MoC/CoC<1200を満足するように、炉水にモリブデン酸イオンを注入することにある。 The feature of the present invention that achieves the above-described object is that a boiling water nuclear plant provided with equipment for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less. In the water quality control method, the ratio of reactor water molybdate ion molar concentration MoC to reactor water cobalt ion molar concentration CoC in the reactor pressure vessel is such that the MoC / CoC satisfies 0 <MoC / CoC <1200. The purpose is to implant molybdate ions.
比MoC/CoCが0<MoC/CoC<1200を満足するように、炉水にモリブデン酸イオンを注入するので、炉心内の燃料棒の被覆管外面への非放射性コバルトの付着が抑制され、炉心内での放射性コバルトの生成量が低減する。これにより、作業員の放射線被ばくを抑制することができる。また、注入するモリブデン酸イオンが、モリブデンの、二次的な放射能を発生させる同位体を含んでいても、被覆管外面への非放射性コバルトの付着が抑制される。このため、モリブデンの同位体分離を行う必要がない。 Since molybdate ions are injected into the reactor water so that the ratio MoC / CoC satisfies 0 <MoC / CoC <1200, adhesion of non-radioactive cobalt to the outer surface of the cladding of the fuel rod in the core is suppressed, and the core The production amount of radioactive cobalt is reduced. Thereby, a worker's radiation exposure can be suppressed. Further, even if the molybdate ions to be implanted contain isotopes of molybdenum that generate secondary radioactivity, adhesion of non-radioactive cobalt to the outer surface of the cladding tube is suppressed. This eliminates the need for molybdenum isotope separation.
原子炉圧力容器に供給される給水に含まれる鉄酸化物濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントの水質制御方法において、原子炉圧力容器内の炉水のコバルトイオンモル濃度CoCに対する炉水のタングステン酸イオンモル濃度WCの比WC/CoCが0<WC/CoC<70を満足するように、炉水にタングステン酸イオンを注入することによっても、上記した目的を達成することができる。 In a water quality control method for a boiling water nuclear power plant equipped with a facility for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less, By injecting tungstate ions into the reactor water so that the ratio WC / CoC of the tungstate ion molar concentration WC of the reactor water to the cobalt ion molar concentration CoC of the reactor water satisfies 0 <WC / CoC <70. Can achieve the goal.
比WC/CoCが0<WC/CoC<70を満足するように、炉水にタングステン酸イオンを注入するので、炉心内の燃料棒の被覆管外面への非放射性コバルトの付着が抑制され、炉心内での放射性コバルトの生成量が低減する。これにより、作業員の放射線被ばくを抑制することができる。また、注入するタングステン酸イオンが、タングステンの、二次的な放射能を発生させる同位体を含んでいても、被覆管外面への非放射性コバルトの付着が抑制される。このため、タングステンの同位体分離を行う必要がない。 Since tungstate ions are injected into the reactor water so that the ratio WC / CoC satisfies 0 <WC / CoC <70, adhesion of non-radioactive cobalt to the outer surface of the cladding of the fuel rod in the core is suppressed, and the core The production amount of radioactive cobalt is reduced. Thereby, a worker's radiation exposure can be suppressed. Moreover, even if the tungstate ion to be injected contains an isotope that generates secondary radioactivity of tungsten, adhesion of non-radioactive cobalt to the outer surface of the cladding tube is suppressed. For this reason, it is not necessary to perform tungsten isotope separation.
原子炉圧力容器に供給される給水に含まれる鉄酸化物濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントの水質制御方法において、原子炉圧力容器内の炉水にモリブデン酸イオンを注入し、炉水に含まれるモリブデン酸イオン濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−6mol/kg以下の範囲内に調節することによっても、上記した目的を達成することができる。 In a water quality control method for a boiling water nuclear power plant equipped with a facility for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less, It is also possible to inject molybdate ions into the reactor water and adjust the concentration of molybdate ions contained in the reactor water within the range of 1 × 10 −8 mol / kg to 1 × 10 −6 mol / kg. Can achieve the goal.
モリブデン酸イオンの炉水への注入により、炉水に含まれるモリブデン酸イオン濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−6mol/kg以下の範囲内に調節するので、放射性コバルトの生成量が低減する。これにより、作業員の放射線被ばくを抑制することができ、また、モリブデンの同位体分離を行う必要がない。 By injecting molybdate ions into the reactor water, the concentration of molybdate ions contained in the reactor water is adjusted within the range of 1 × 10 −8 mol / kg or more and 1 × 10 −6 mol / kg or less. The production amount of is reduced. Thereby, radiation exposure of workers can be suppressed, and it is not necessary to perform isotope separation of molybdenum.
原子炉圧力容器に供給される給水に含まれる鉄酸化物濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントの水質制御方法において、原子炉圧力容器内の炉水にタングステン酸イオンを注入し、炉水に含まれるタングステン酸イオン濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−7mol/kg以下の範囲内に調節することによっても、上記した目的を達成することができる。 In the water quality control method for a boiling water nuclear power plant having a suppressing equipment iron oxide concentration in the feed water supplied to the reactor pressure vessel below 1 × 10 -9 mol / kg, the reactor pressure vessel By injecting tungstate ions into the reactor water and adjusting the tungstate ion concentration contained in the reactor water within the range of 1 × 10 −8 mol / kg to 1 × 10 −7 mol / kg, Can achieve the goal.
タングステン酸イオンの炉水への注入により、炉水に含まれるタングステン酸イオン濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−7mol/kg以下の範囲内に調節するので、放射性コバルトの生成量が低減する。これにより、作業員の放射線被ばくを抑制することができ、また、タングステンの同位体分離を行う必要がない。 Since the tungstate ion concentration in the reactor water is adjusted within the range of 1 × 10 −8 mol / kg to 1 × 10 −7 mol / kg by injecting the tungstate ions into the reactor water, radioactive cobalt The production amount of is reduced. Thereby, radiation exposure of workers can be suppressed, and it is not necessary to perform tungsten isotope separation.
本発明によれば、同位体分離を行う必要がなく、燃料棒の外面への非放射性物質の付着を抑制することができる。このため、放射性核種の生成量が低減できるので、作業員の放射線被ばくを抑制することができる。 According to the present invention, it is not necessary to perform isotope separation, and adhesion of non-radioactive substances to the outer surface of the fuel rod can be suppressed. For this reason, since the production amount of a radionuclide can be reduced, the radiation exposure of an operator can be suppressed.
発明者等は、原子炉圧力容器内に注入する物質の同位体分離を行う必要がなく、燃料棒の外面への非放射性物質の付着を抑制できる方法を検討した。 The inventors have studied a method that can suppress the adhesion of non-radioactive material to the outer surface of the fuel rod without the need to perform isotope separation of the material injected into the reactor pressure vessel.
まず、原子炉圧力容器内に注入する物質について検討した。発明者らは、コバルトイオンのジルコニウム合金表面へのコバルトイオンの付着量が注入する物質によってどのような影響を受けるのかを確認するための実験を行った。この実験の内容を以下に説明する。ジルコニウム合金で被覆したヒーターピンを286℃、7MPaの高温高圧水に浸漬させ、ヒーターピンを発熱させてヒーターピンの接液面で高温高圧水を沸騰させた。実験は、コバルトイオンと共に、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン及びホウ酸イオンをそれぞれ単独に高温高圧水に添加した3つのケース、及び高温高圧水にコバルトイオン以外の物質を添加しないケースの4つのケースについて行った。この高温高圧水は、鉄酸化物の濃度が1×10−9mol/kg以下の給水が供給される炉水を模擬するために、鉄酸化物の濃度が0である。 First, the substances injected into the reactor pressure vessel were examined. The inventors conducted an experiment for confirming how the amount of cobalt ions adhering to the surface of the zirconium alloy is affected by the substance to be injected. The contents of this experiment will be described below. The heater pin coated with the zirconium alloy was immersed in high-temperature and high-pressure water at 286 ° C. and 7 MPa, the heater pin was heated, and high-temperature and high-pressure water was boiled on the liquid contact surface of the heater pin. The experiment was conducted in four cases: cobalt ions, molybdate ions, tungstate ions, and borate ions, each added to high-temperature high-pressure water alone, and cases where no substances other than cobalt ions were added to high-temperature high-pressure water. Went about. The high-temperature high-pressure water has an iron oxide concentration of 0 in order to simulate reactor water to which feed water having an iron oxide concentration of 1 × 10 −9 mol / kg or less is supplied.
図2は、これらの実験結果を示している。これらの実験結果により、モリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンを添加した高温高圧水では、コバルトイオンだけを添加した場合に比べてヒーターピンを覆っているジルコニウム合金表面へのコバルト付着量が1/7に低下することが分かった。ホウ酸イオンを添加した高温高圧水では、ジルコニウム合金表面へのコバルト付着量が、コバルトイオンだけを添加した高温高圧水を用いた場合と同程度になった。発明者らは、以上に述べた実験結果に基づいて、モリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンを炉水に注入することにより、炉心に装荷された燃料集合体に含まれる燃料棒のジルコニウム合金製の被覆管外面への非放射性コバルトの付着量を抑制できることを新たに見出した。また、モリブデン酸イオン及びタングステン酸イオンは、H. Tsuge他、“Prevention of Intergranular and Transgranular Stress Corrosion Cracking of type 304 Stainless Steel in High Temperature Water Environments”, 1988 JAIF International Conference on Water Chemistry in Nuclear Power Plants, 19-22 Apr., 1988, Tokyo, Japan, Vol.2, p.728 (1988)に記載されているように、構成部材の応力腐食割れを抑制する。従って、モリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンを炉水に注入することにより、プラントの構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。 FIG. 2 shows the results of these experiments. According to these experimental results, in high-temperature and high-pressure water to which molybdate or tungstate ions were added, the amount of cobalt adhered to the zirconium alloy surface covering the heater pin was reduced to 1/7 compared to the case where only cobalt ions were added. It turns out that it falls. In high-temperature and high-pressure water to which borate ions were added, the amount of cobalt adhering to the surface of the zirconium alloy became comparable to that in the case of using high-temperature and high-pressure water to which only cobalt ions were added. Based on the experimental results described above, the inventors injected a molybdate ion or a tungstate ion into the reactor water, thereby coating the fuel rod contained in the fuel assembly loaded in the core with a zirconium alloy. It was newly found that the amount of non-radioactive cobalt adhering to the outer surface of the tube can be suppressed. Molybdate and tungstate ions are also reported in H. Tsuge et al., “Prevention of Intergranular and Transgranular Stress Corrosion Cracking of type 304 Stainless Steel in High Temperature Water Environments”, 1988 JAIF International Conference on Water Chemistry in Nuclear Power Plants, 19 -22 Apr., 1988, Tokyo, Japan, Vol.2, p.728 (1988), suppresses stress corrosion cracking of components. Therefore, stress corrosion cracking of plant components can be suppressed by injecting molybdate or tungstate ions into the reactor water.
次に、発明者らは、炉水に注入するモリブデン酸イオン及びタングステン酸イオンのそれぞれの濃度について検討した。発明者らがモリブデン酸を用いて行った実験の内容について説明する。図3は、水中でのコバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比に対する、ジルコニウム合金へのコバルトの付着速度及びモリブデン酸イオンの付着速度の変化を示す実験結果である。この実験結果は、以下に示す実験によって得ることができた。ジルコニウム合金で被覆したヒーターピンを286℃、7MPaの高温高圧水に浸漬させ、ヒーターピンを発熱させてヒーターピンの接液面で高温高圧水を沸騰させた。この高温高圧水は、溶解したコバルトイオン及びモリブデン酸イオンを含んでいる。この実験では、高温高圧水中でのコバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比を変えて、ヒーターピンを覆っているジルコニウム合金の表面へのコバルト及びモリブデン酸イオンのそれぞれの付着速度を確認した。この実験結果を、図3に示す。 Next, the inventors examined the respective concentrations of molybdate and tungstate ions injected into the reactor water. The contents of the experiment conducted by the inventors using molybdic acid will be described. FIG. 3 shows experimental results showing changes in the deposition rate of cobalt and the deposition rate of molybdate ions on a zirconium alloy with respect to the ratio of the molar concentration of molybdate ions to the molar concentration of cobalt ions in water. This experimental result could be obtained by the following experiment. The heater pin coated with the zirconium alloy was immersed in high-temperature and high-pressure water at 286 ° C. and 7 MPa, the heater pin was heated, and high-temperature and high-pressure water was boiled on the liquid contact surface of the heater pin. This high-temperature and high-pressure water contains dissolved cobalt ions and molybdate ions. In this experiment, the ratio of the molar concentration of molybdate ions to the molar concentration of cobalt ions in high-temperature and high-pressure water was changed to determine the respective deposition rates of cobalt and molybdate ions on the surface of the zirconium alloy covering the heater pin. confirmed. The experimental results are shown in FIG.
図3において黒丸がコバルト付着速度を示し、白丸がモリブデン付着速度を示している。図3より、ジルコニウム合金の表面へのコバルトの付着速度は、水中でのコバルトイオンのモル濃度CoCに対するモリブデン酸イオンのモル濃度MoCの比MoC/CoCが0よりも大きくなると減少することが分かった。これは、モリブデン酸イオンの添加によりコバルトの付着が抑制されるからである。特に、コバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCが1以上になると、ジルコニウム合金の表面へのコバルトの付着速度が著しく低下する。また、ジルコニウム合金の表面へのモリブデン酸イオンの付着速度は、水中でのコバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCが0よりも大きくなると共に増大し、その比MoC/CoCが30よりも大きくなると著しく増大する。 In FIG. 3, black circles indicate the cobalt deposition rate, and white circles indicate the molybdenum deposition rate. FIG. 3 shows that the deposition rate of cobalt on the surface of the zirconium alloy decreases when the ratio MoC / CoC of the molar concentration MoC of molybdate ions to the molar concentration CoC of cobalt ions in water is greater than zero. . This is because the adhesion of cobalt is suppressed by the addition of molybdate ions. In particular, when the ratio MoC / CoC of the molar concentration of molybdate ions to the molar concentration of cobalt ions is 1 or more, the deposition rate of cobalt on the surface of the zirconium alloy is significantly reduced. Also, the molybdate ion deposition rate on the surface of the zirconium alloy increases as the ratio MoC / CoC of the molar concentration of molybdate ions to the molar concentration of cobalt ions in water becomes larger than 0, and the ratio MoC / When the CoC is larger than 30, it significantly increases.
発明者らは、さらに、図3に示されたコバルト付着速度及びモリブデン酸イオン付着速度を基に、炉心内に装荷された燃料集合体に含まれる燃料棒のジルコニウム合金製の被覆管外面に付着したコバルト及びモリブデン酸イオンのそれぞれから生じる放射能が被ばく線量率に及ぼす影響を相対評価した。この評価結果を図4に示す。この評価は、各元素(コバルト及びモリブデン)の放射化断面積に基づいて放射性物質生成量を求め、更に、生成された放射性物質から放出されるガンマ線のエネルギーに基づいて被ばく線量を相対的に評価することによって行った。尚、コバルトイオンの濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCが大きい領域での被ばく線量率の相対値は、コバルト付着速度を一定とし、モリブデン酸イオンの付着速度は直近の2点データに比例すると仮定し、外挿入により求めた。 Further, the inventors adhere to the outer surface of the zirconium alloy cladding tube of the fuel rod included in the fuel assembly loaded in the core based on the cobalt deposition rate and the molybdate deposition rate shown in FIG. The relative effects of the radioactivity generated from each of the cobalt and molybdate ions on the exposure dose rate were evaluated. The evaluation results are shown in FIG. In this evaluation, the amount of radioactive material generated is determined based on the activation cross sections of each element (cobalt and molybdenum), and the radiation dose is relatively evaluated based on the energy of gamma rays emitted from the generated radioactive material. Went by. The ratio of the molar concentration of molybdate ions to the concentration of cobalt ions The relative value of the exposure dose rate in the region where the MoC / CoC is large, the cobalt deposition rate is constant, and the deposition rate of molybdate ions is the latest two-point data. Assuming that it is proportional to
コバルト付着速度が一定になる理由は、以下の通りである。コバルトイオン及びモリブデン酸イオンの反応が付着速度に影響していると考えると、所定濃度以上のモリブデン酸イオンが存在している場合には余剰のモリブデン酸イオンがその反応に寄与しなくなる。このため、モリブデン酸イオン濃度が所定量以上においてコバルト付着速度が一定になるのである。実験結果によっても、モリブデン酸イオン濃度が大きい領域においてコバルト付着速度が一定になる傾向が見られた。 The reason why the cobalt deposition rate becomes constant is as follows. If it is considered that the reaction between cobalt ions and molybdate ions affects the deposition rate, when molybdate ions having a predetermined concentration or more are present, excess molybdate ions do not contribute to the reaction. For this reason, the cobalt deposition rate becomes constant when the molybdate ion concentration is a predetermined amount or more. The experimental results also showed that the cobalt deposition rate tends to be constant in the region where the molybdate ion concentration is high.
モリブデン酸イオンの付着速度が直近の2点データに比例する理由は、以下の通りである。モリブデン酸イオンの濃度が大きくなるにつれて相対的にコバルトイオンの濃度が小さくなり、コバルトイオンの影響を受け難くなる。従って、モリブデン酸イオン濃度増加に伴い、モリブデン付着速度は増加すると考えられる。実験結果でも、モリブデン酸イオン濃度増加につれてモリブデン付着速度が増加する傾向を示した。そのため、モリブデン酸イオンの付着速度がモリブデン濃度に1次比例すると判断した。 The reason why the molybdate ion deposition rate is proportional to the most recent two-point data is as follows. As the concentration of molybdate ions increases, the concentration of cobalt ions decreases relatively, making it less susceptible to cobalt ions. Therefore, it is considered that the molybdenum deposition rate increases as the molybdate ion concentration increases. The experimental results also showed a tendency for the molybdenum deposition rate to increase with increasing molybdate ion concentration. Therefore, it was determined that the deposition rate of molybdate ions is linearly proportional to the molybdenum concentration.
タングステン酸イオンについては、モリブデン酸イオンを注入した場合と同モル量のタングステンが被覆管外面に付着すると仮定した。これは、モリブデン酸イオン及びタングステン酸イオンのジルコニウム合金表面の付着は化学反応で生じるので、それぞれの付着量はモル数に依存する。モリブデン及びタングステンは、元素周期表で同じ族に含まれており、化学的性質が似ている。したがって、モリブデン酸及びタングステン酸も化学的性質が似ている。ジルコニウム合金製の被覆管への付着は化学反応(イオンから酸化物への形態変化)によって生じるため、モリブデン酸イオンは、モリブデン酸イオンと同様に、被覆管に付着する。このため、タングステン酸イオンの被覆管への付着速度は、モリブデン酸イオンの被覆管への付着速度と実質的に同じである。 For the tungstate ion, it was assumed that the same molar amount of tungsten as the molybdate ion was deposited on the outer surface of the cladding tube. This is because the attachment of molybdate ions and tungstate ions on the surface of the zirconium alloy is caused by a chemical reaction, and the amount of each attachment depends on the number of moles. Molybdenum and tungsten are included in the same group in the periodic table and have similar chemical properties. Therefore, molybdic acid and tungstic acid have similar chemical properties. Since adhesion to the cladding tube made of a zirconium alloy is caused by a chemical reaction (morphological change from ion to oxide), molybdate ions adhere to the cladding tube in the same manner as molybdate ions. For this reason, the deposition rate of tungstate ions on the cladding tube is substantially the same as the deposition rate of molybdate ions on the cladding tube.
給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントでは、モリブデン酸イオンの添加によりコバルト付着速度が抑制される一方、コバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCの増加に伴ってモリブデン酸イオンの付着速度が増加するため、図4に示すように、被ばく線量率の相対値は、コバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCに対して、下に凸になるように変化する。モリブデン酸イオンを注入しない場合と被ばく線量率相対値が同じになるのは、コバルトイオンのモル濃度CoCに対するモリブデン酸イオンのモル濃度MoCの比MoC/CoCが1200になるときである。従って、給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントでは、炉水に添加するモリブデン酸イオンが、モリブデンの、二次的な放射能を発生させない同位体(例えば、92Mo、94Mo等)を含むモリブデン酸イオン、及びモリブデンの、二次的な放射能を発生させる同位体(例えば、98Mo等)を含むモリブデン酸イオンを含んでいる場合であっても、炉水中のコバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCが0<MoC/CoC<1200を満足するように、炉水にモリブデン酸イオンを添加することによって、原子力プラントの定期検査時における作業員の被ばくを低減できることを、発明者らが新たに見出した。好ましくは、コバルトイオンのモル濃度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の比MoC/CoCが1≦MoC/CoC≦600を満足するように、炉水にモリブデン酸イオンを添加することによって、作業員の被ばくをさらに低減することができる。 In a boiling water nuclear power plant equipped with a facility that suppresses the concentration of iron oxide contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less, the addition of molybdate ions suppresses the cobalt deposition rate, while cobalt ions The ratio of the molar concentration of molybdate to the molar concentration of molybdate increases with the increase in MoC / CoC, so that the relative value of the exposure dose rate is calculated as follows. The ratio of the molar concentration of molybdate ions to the concentration, MoC / CoC, changes so as to protrude downward. The relative value of the exposure dose rate is the same as when the molybdate ions are not implanted when the ratio MoC / CoC of the molar concentration MoC of molybdate ions to the molar concentration CoC of cobalt ions is 1200. Therefore, in a boiling water nuclear power plant equipped with a facility that suppresses the concentration of iron oxides contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less, the molybdate ions added to the reactor water are secondary molybdenum ions. Molybdate ions containing isotopes that do not generate specific radioactivity (eg, 92 Mo, 94 Mo, etc.) and molybdenum containing isotopes that generate secondary radioactivity (eg, 98 Mo, etc.) Even in the case where acid ions are included, the ratio of the molar concentration of molybdate ions to the molar concentration of cobalt ions in the reactor water is such that the MoC / CoC satisfies 0 <MoC / CoC <1200. The inventors have newly found that the addition of acid ions can reduce the exposure of workers during periodic inspections of nuclear power plants. Preferably, the ratio of the molar concentration of molybdate ions to the molar concentration of cobalt ions is such that the MoC / CoC satisfies the following condition: 1 ≦ MoC / CoC ≦ 600. Can be further reduced.
給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備としては、中空子フィルタ及び電気透析装置がある。 As equipment for suppressing the concentration of iron oxide contained in the water supply to 1 × 10 −9 mol / kg or less, there are a hollow filter and an electrodialyzer.
モリブデン酸イオンの替りにタングステン酸イオンを上記の高温高圧水に添加した場合においても、タングステン酸イオンの添加によりコバルト付着速度が抑制される。すなわち、給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントでは、コバルトイオンのモル濃度CoCに対するタングステン酸イオンのモル濃度WCの比WC/CoCの増加に伴いタングステン酸イオンの付着速度が増加するため、図4に示すように、被ばく線量率の相対値は、コバルトイオンのモル濃度に対するタングステン酸イオンのモル濃度の比WC/CoCに対して、下に凸になるように変化する。タングステン酸イオンを注入しない場合と被ばく線量率相対値が等価になるのはコバルトイオンのモル濃度に対するタングステン酸イオンのモル濃度の比WC/CoCが70になるときである。従って、給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントでは、炉水に添加するタングステン酸イオンが、タングステンの、二次的な放射能を発生させない同位体(例えば、180W、182W等)を含むタングステン酸イオン、及びタングステンの、二次的な放射能を発生させる同位体(例えば、184W、186W等)を含むタングステン酸イオンを含んでいる場合であっても、炉水中のコバルトイオンのモル濃度に対するタングステン酸イオンのモル濃度の比WC/CoCが0<WC/CoC<70を満足するように、炉水にタングステン酸イオンを添加することによって、原子力プラントの定期検査時における作業員の被ばくを低減することができることを、発明者らが新たに見出した。好ましくは、コバルトイオンのモル濃度に対するタングステン酸イオンのモル濃度の比WC/CoCが1≦WC/CoC≦50を満足するように、炉水にタングステン酸イオンを添加することによって、作業員の被ばくをさらに低減することができる。 Even when tungstate ions are added to the above high-temperature and high-pressure water instead of molybdate ions, the cobalt deposition rate is suppressed by the addition of tungstate ions. That is, in a boiling water nuclear power plant equipped with a facility that suppresses the concentration of iron oxide contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less, the molar concentration WC of tungstate ions relative to the molar concentration CoC of cobalt ions Since the attachment rate of tungstate ions increases as the ratio WC / CoC increases, as shown in FIG. 4, the relative value of the exposure dose rate is the ratio of the molar concentration of tungstate ions to the molar concentration of cobalt ions WC / It changes so as to be convex downward with respect to CoC. The relative value of the exposure dose rate is equivalent to the case where the tungstate ion is not implanted when the ratio WC / CoC of the molar concentration of tungstate ion to the molar concentration of cobalt ion is 70. Therefore, in a boiling water nuclear power plant equipped with a facility that suppresses the concentration of iron oxide contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less, the tungstate ion added to the reactor water is secondary tungsten. Tungsten ion containing an isotope that does not generate a specific radioactivity (for example, 180 W, 182 W, etc.) and an isotope that generates a secondary radioactivity of tungsten (for example, 184 W, 186 W, etc.) The ratio of the molar concentration of tungstate ions to the molar concentration of cobalt ions in the reactor water is such that WC / CoC satisfies 0 <WC / CoC <70. By adding tungstate ions to water, it was found that the exposure of workers during periodic inspections of nuclear power plants can be reduced. Shah et al. Newly found. Preferably, the exposure of workers by adding tungstate ions to the reactor water so that the ratio WC / CoC of the molar concentration of tungstate ions to the molar concentration of cobalt ions satisfies 1 ≦ WC / CoC ≦ 50. Can be further reduced.
発明者らは、図3に示した実験結果を基に、給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントにおいて、コバルト付着速度に対するモリブデン酸イオンのモル濃度の影響を評価した。この結果を図5に示す。図5より、給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントでは、炉水に添加するモリブデン酸イオンが、モリブデンの、二次的な放射能を発生させない同位体(例えば、92Mo、94Mo等)を含むモリブデン酸イオン、及びモリブデンの、二次的な放射能を発生させる同位体(例えば、98Mo等)を含むモリブデン酸イオンを含んでいる場合であっても、炉水にモリブデン酸イオンを含む溶液を注入し、炉水に含まれるモリブデン酸イオンのモル濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−6mol/kg以下の範囲内に調節することによって、燃料棒の被覆管外面へのコバルト付着速度がモリブデン酸イオンを添加しない場合よりも小さくなることを、発明者らが新たに見出した。 Based on the experimental results shown in FIG. 3, the inventors of the present invention in a boiling water nuclear power plant equipped with facilities for suppressing the concentration of iron oxide contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less. The effect of the molar concentration of molybdate ions on the deposition rate was evaluated. The result is shown in FIG. From FIG. 5, in a boiling water nuclear power plant equipped with equipment for suppressing the concentration of iron oxide contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less, molybdate ions added to the reactor water are Molybdate ions containing isotopes that do not generate secondary radioactivity (eg, 92 Mo, 94 Mo, etc.), and molybdenum isotopes (eg, 98 Mo, etc.) that generate secondary radioactivity Even in the case of containing molybdate ions, a solution containing molybdate ions is injected into the reactor water, and the molar concentration of molybdate ions contained in the reactor water is 1 × 10 −8 mol / kg or more 1 by adjusting the × 10 -6 mol / kg within the following ranges, cobalt deposition rate to the cladding outer surface of the fuel rods to be smaller than without the addition of molybdate ions, Inventor et al newly found.
給水に含まれる鉄酸化物の濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備を備えた沸騰水型原子力プラントにおいて、炉水に添加するタングステン酸イオンが、タングステンの、二次的な放射能を発生させない同位体(例えば、180W、182W等)を含むタングステン酸イオン、及びタングステンの、二次的な放射能を発生させる同位体(例えば、184W、186W等)を含むタングステン酸イオンを含んでいる場合であっても、炉水にタングステン酸イオンを含む溶液を注入し、炉水に含まれるタングステン酸イオンのモル濃度を1×10−8mol/kg以上1×10−7mol/kg以下の範囲内に調節することによって、燃料棒の被覆管外面へのコバルト付着速度がモリブデン酸イオンを添加しない場合よりも小さくなることを、発明者らは新たに見出した。 In a boiling water nuclear power plant equipped with a facility that suppresses the concentration of iron oxides contained in feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less, the tungstate ion added to the reactor water is tungsten secondary. Includes tungstate ions containing isotopes that do not generate radioactivity (eg, 180 W, 182 W, etc.) and isotopes that produce secondary radioactivity of tungsten (eg, 184 W, 186 W, etc.) Even when tungstate ions are contained, a solution containing tungstate ions is injected into the reactor water, and the molar concentration of tungstate ions contained in the reactor water is 1 × 10 −8 mol / kg or more and 1 × 10 6. by adjusting within a range of less than -7 mol / kg, cobalt deposition rate to the cladding outer surface of the fuel rods than without addition of molybdate ions To be a fence, we have newly found.
上記したモリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンの炉水への注入において、更に、水素を炉水に注入することが望ましい。水素を注入することによって、炉水中の酸素及び過酸化水素濃度が低減するため、沸騰水型原子力プラントの炉水と接触する構成部材の腐食を抑制することができ、非放射性コバルト(例えば、コバルト59)の供給を低減できる。 In the injection of molybdate ions or tungstate ions into the reactor water, it is desirable to further inject hydrogen into the reactor water. By injecting hydrogen, the concentration of oxygen and hydrogen peroxide in the reactor water is reduced, so that corrosion of components in contact with the reactor water of a boiling water nuclear power plant can be suppressed, and non-radioactive cobalt (for example, cobalt 59) can be reduced.
更に、モリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオン以外に、亜鉛イオンを炉水に注入することが望ましい。亜鉛イオンの注入によって、沸騰水型原子力プラントの炉水と接触する構成部材の腐食を抑制することができ、非放射性コバルト(例えば、コバルト59)の供給を低減できる。亜鉛イオンの注入は、例えば、モリブデン酸イオン及びタングステン酸イオンのいずれかとは別に、亜鉛イオンを含む溶液を使用することが望ましい。 Further, in addition to molybdate ions or tungstate ions, it is desirable to inject zinc ions into the reactor water. By injecting zinc ions, it is possible to suppress corrosion of components that come into contact with the reactor water of the boiling water nuclear power plant, and to reduce the supply of non-radioactive cobalt (for example, cobalt 59). For the implantation of zinc ions, for example, it is desirable to use a solution containing zinc ions separately from either molybdate ions or tungstate ions.
モリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンの注入は、給水に含まれる鉄酸化物濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制する設備、及びモリブデン酸イオンまたはタングステン酸イオンを含む溶液を炉水に注入する設備を備えた沸騰水型原子力プラントで行う必要がある。 Molybdate or tungstate ions are injected into the reactor water with equipment that suppresses the iron oxide concentration in the feed water to 1 × 10 −9 mol / kg or less and a solution containing molybdate or tungstate ions. It is necessary to carry out in a boiling water nuclear power plant equipped with the equipment to do.
上記した発明者らが新たに見出した知見を考慮した、本発明の実施例を以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in consideration of the knowledge newly found by the inventors.
本発明の好適な一実施例である沸騰水型原子力プラントの水質制御方法を、図1を用いて説明する。まず、本実施例が適用される沸騰水型原子力プラントを、図1を用いて説明する。沸騰水型原子力プラント1は、原子炉2、主蒸気配管5、タービン6、復水器7、中空子フィルタ8A、給水配管11、原子炉浄化系13及びモリブデン酸イオン含有溶液注入装置(モリブデン酸イオン注入装置)18を備えている。
A water quality control method for a boiling water nuclear power plant, which is a preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. First, a boiling water nuclear plant to which this embodiment is applied will be described with reference to FIG. A boiling water nuclear power plant 1 includes a
原子炉2は、原子炉圧力容器3及び炉心4を備えている。複数の燃料集合体(図示せず)が装荷された炉心4が、原子炉圧力容器3内に配置される。各燃料集合体は複数の燃料棒を有する。燃料棒は、核燃料物質を含んでおり、この核燃料物質を内部に充填して密封しジルコニウム合金製の被覆管を有する。
The
原子炉圧力容器3に接続された主蒸気配管5がタービン6に接続される。給水配管11が復水器7及び原子炉圧力容器3に接続される。中空子フィルタ8A、脱塩器8B、給水ポンプ9及び給水加熱器10が、給水配管11に設置される。主蒸気配管5に接続された抽気管12が、給水加熱器10に接続される。中空子フィルタ8Aは、脱塩器8Bの上流に配置される。中空子フィルタ8Aの替りに電気透析装置を用いてもよい。
A
原子炉浄化系13は、浄化系配管14、浄化系ポンプ15及び脱塩器(浄化装置)17を有する。浄化系配管14は、一端が原子炉圧力容器3に連絡され、他端が給水配管11に接続される。浄化系ポンプ15、熱交換器16及び脱塩器17が浄化系配管14に設けられる。
The
モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18が、モリブデン酸イオン含有溶液タンク19、ポンプ20及び注入配管21を有する。ポンプ20及び開閉弁22を設けた注入配管21が、モリブデン酸イオン含有溶液を充填したモリブデン酸イオン含有溶液タンク19及び給水配管11に接続される。注入配管21が、脱塩器8Bと給水ポンプ9の間で給水配管11に接続される。水素注入装置23が、開閉弁25を設けた注入配管24によって、注入配管21と給水配管11の接続点と脱塩器8Bの間で給水配管11に接続される。
The molybdate ion-containing
サンプリング配管26が、注入配管24と給水配管11の接続点と脱塩器8Bの間で給水配管11に接続される。サンプリング配管27が、脱塩器17の上流において熱交換器16と脱塩器17の間で浄化系配管14に接続される。
The
沸騰水型原子力プラント1の運転時において、原子炉圧力容器3の底部に設けられたインターナルポンプ(図示せず)(または原子炉圧力容器に設けられた再循環系の再循環ポンプ)を駆動して、原子炉圧力容器3内の冷却水(炉水)を炉心4に供給する。炉水が、炉心4において燃料集合体内を上昇する間に、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、その炉水の一部が蒸気になる。原子炉圧力容器3内で炉心4の上方に気水分離器(図示せず)及び蒸気乾燥器(図示せず)が設置されている。蒸気及び炉水を含む気液二相流が炉心4から気水分離器に導かれ、気水分離器において蒸気が炉水から分離される。気水分離器で分離された蒸気は、蒸気乾燥器に導かれ、さらに湿分が除去される。
During operation of the boiling water nuclear power plant 1, an internal pump (not shown) provided at the bottom of the reactor pressure vessel 3 (or a recirculation pump for the recirculation system provided in the reactor pressure vessel) is driven. Then, the cooling water (reactor water) in the
湿分が除去された蒸気は、原子炉圧力容器3から主蒸気配管5に排出され、タービン6へと導かれる。タービン6が蒸気によって回転され、タービン6に連結された発電機(図示せず)も回転する。発電機の回転によって発電が行われる。タービン6から復水器7に排気された蒸気は、復水器7で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管11を通って原子炉圧力容器3に供給される。給水は、給水配管11内を流れる間に、中空子フィルタ8Aで浄化され、給水ポンプ20で昇圧され、給水加熱器10によって加熱される。中空子フィルタ8Aは、給水に含まれている鉄酸化物等の固形分を除去する。中空子フィルタ8Aによって鉄酸化物が除去されるので、原子炉圧力容器3内に供給される給水に含まれる鉄酸化物濃度を1×10−9mol/kg以下に抑制することができる。脱塩器8Bは、イオン交換樹脂を充填しており、復水器7で蒸気の凝縮に用いられる海水が復水器7内に漏洩した場合に給水に含まれる海水成分(ナトリウムイオン及び塩化物イオン等)を除去する。このため、海水成分が給水配管11を通して原子炉圧力容器3内に流入することを、阻止することができる。
The steam from which the moisture has been removed is discharged from the
原子炉圧力容器3内の炉水は、浄化系配管14内に流入し、浄化系ポンプ15によって昇圧されて熱交換器16で冷却され、脱塩器17で浄化される。浄化された炉水は、熱交換器16で加熱された後、浄化系配管14及び給水配管11を通って原子炉圧力容器3に戻される。
The reactor water in the
浄化系配管14内を流れる炉水の一部がサンプリング配管27によってサンプリングされ、サンプリングされた炉水がクロマトグラフィー等により分析される。これにより、この炉水に含まれているコバルトイオン及びモリブデン酸イオン等の物質のそれぞれの濃度が測定される。給水配管11内を流れる給水の一部がサンプリング配管26によってサンプリングされ、サンプリングされた給水はクロマトグラフィー等により分析される。これにより、この給水に含まれている鉄酸化物等の濃度が測定される。浄化系配管14に設けられた流量計29が、浄化系配管14内を流れる炉水の流量を計測する。
A part of the reactor water flowing in the
沸騰水型原子力プラント1の運転時に、モリブデン酸イオン含有溶液がモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18から給水配管11内に注入される。本実施例では、モリブデン酸イオン含有溶液として、モリブデン酸(H2MoO4)溶液を用いる。本実施例で用いられるモリブデン酸溶液は、例えば、0.1mol/kgのモリブデン酸イオンを含んでいる。モリブデン酸溶液は、天然のモリブデンに含まれる、モリブデンの、二次的な放射能を発生しない同位体である92Mo,94Mo,95Mo及び96Mo等、及びモリブデンの、二次的な放射能を発生する同位体である98Moのそれぞれのモリブデン酸イオンを含んでいる。モリブデン酸(H2MoO4)溶液以外のモリブデン酸イオン含有溶液であるモリブデン酸ナトリウム(Na2MoO4)溶液、モリブデン酸カリウム(K2MoO4)溶液、及びモリブデン酸リチウム(Li2MoO4)溶液のいずれかを用いてもよい。これらのモリブデン酸イオン含有溶液も、二次的な放射能を発生しないモリブデン及び二次的な放射能を発生するモリブデンのそれぞれのモリブデン酸イオンを含んでいる。
During operation of the boiling water nuclear power plant 1, the molybdate ion-containing solution is injected into the
モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18によるモリブデン酸溶液の注入について、詳細に説明する。測定されたコバルトイオン及びモリブデン酸イオンの各濃度が、オペレータによって入力装置(図示せず)から制御装置28に入力される。制御装置28は、流量計29で計測した、浄化系配管14内を流れる炉水の流量も入力する。制御装置28は、計測された浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCU(t/h)、及び炉水に含まれるモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo set(mol/kg)を(1)式に代入して、モリブデン酸イオン含有溶液(例えば、モリブデン酸溶液)の注入流量Ftank Mo(t/h)を求める。
The injection of the molybdate solution by the molybdate ion-containing
但し、CRW,Mo measは測定された、炉水中のモリブデン酸イオンの濃度(mol/kg)、Ctank Moはモリブデン酸イオン含有溶液貯蔵タンク18内に充填されたモリブデン酸イオン含有溶液に含まれるモリブデン酸イオンの濃度(mol/kg)及びfMoはファクターである。
However, C RW, Mo meas is the measured concentration of molybdate ions (mol / kg) in the reactor water, and C tank Mo is included in the molybdate ion-containing solution filled in the molybdate ion-containing
(1)式に基づいてモリブデン酸イオン含有溶液の注入流量Ftank Mo(t/h)を算出する際に、ファクターfMoは、最初、1と仮定して用いられる。モリブデン酸イオン含有溶液貯蔵タンク19内に充填されたモリブデン酸(H2MoO4)溶液に含まれるモリブデン酸イオンの濃度Ctank Mo(mol/kg)及び炉水中のモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo set(mol/kg)も、オペレータによって制御装置28に入力される。モリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setは、前述した1×10−8mol/kg以上1×10−6mol/kg以下の範囲に含まれるように、オペレータによって設定される。モリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setとして例えば3×10−7mol/kgが、制御装置28に設定される。モリブデン酸イオンの濃度Ctank Moである0.1mol/kgが、制御装置28に入力される。流量計29で計測された、浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCU、例えば、128t/hが、制御装置28に入力される。
In calculating the injection flow rate F tank Mo (t / h) of the molybdate ion-containing solution based on the equation (1), the factor f Mo is initially assumed to be 1. Molybdate ion concentration C tank Mo (mol / kg) contained in molybdate (H 2 MoO 4 ) solution filled in molybdate ion-containing
制御装置28は、(1)式に、ファクターfMoである1、モリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setである3×10−7mol/kg、炉水の流量FRWCUである128t/h、及びモリブデン酸イオンの濃度Ctank Moである0.1mol/kgを代入し、モリブデン酸溶液の注入流量Ftank Moを算出する。求められたモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Moは、3.84×10−4t/hとなる。
The
制御装置28は、開閉弁22を開いてポンプ20を駆動し、(1)式で算出したモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Mo(t/h)、すなわち、3.84×10−4t/hになるように、ポンプ20の回転速度を制御する。モリブデン酸イオン含有溶液貯蔵タンク19内のモリブデン酸溶液は3.84×10−4t/hで給水配管11内に供給される。このようにしてモリブデン酸イオンが、給水に注入され、給水と共に原子炉圧力容器3内に導かれて原子炉圧力容器3内の炉水に注入される。サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定されたコバルトイオンは監視される。
The
制御装置28は、モリブデン酸溶液の注入後にサンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により計測されたモリブデン酸イオン濃度が、モリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setになっているかを判定する。モリブデン酸イオン濃度が、モリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setになっていれば、制御装置28は3.84×10−4t/hでモリブデン酸溶液の注入を継続する。
The
もし、制御装置28が、計測されたモリブデン酸イオン濃度CRW,Mo meas(mol/kg)が、モリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setになっていないと判定したときは、この計測されたモリブデン酸イオン濃度CRW,Mo meas、及びモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setを(2)式に代入して、ファクターfMoを算出する。サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定されたモリブデン酸イオン濃度CRW,Mo measが、例えば、2.5×10−7mol/kgであるとする。このモリブデン酸イオン濃度CRW,Mo measが、設定濃度CRW,Mo setである3×10−7mol/kgになっていないので、制御装置28に入力される。制御装置28は、これらの値を(2)式に代入し、ファクターfMoとして1.2を算出する。
If the
制御装置28は、算出されたファクターfMoである1.2を(1)式に代入してモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Mo(t/h)である4.61×10−4t/hを新たに算出する。制御装置28は、新たに求めたモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Mo(t/h)に基づいてポンプ20の回転速度を制御する。これにより、モリブデン酸溶液が、新たに求められた4.61×10−4t/hで、モリブデン酸イオン含有溶液貯蔵タンク19から給水配管11に供給される。すなわち、必要量のモリブデン酸イオンが給水配管11に注入される。制御装置28によるモリブデン酸溶液の注入制御により、炉水に含まれるモリブデン酸イオンの濃度がモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo set、すなわち、3×10−7mol/kgに調節される。
The
沸騰水型原子力プラント1の運転時に、開閉弁25が開いて、水素が水素注入装置23から注入配管24を通して給水配管11に注入される。この水素も、給水と共に原子炉圧力容器3内に供給され、炉水内に注入される。水素は、炉水に含まれている酸素と反応して水になる。このため、炉水に含まれている酸素濃度及び過酸化水素濃度が低減される。
During the operation of the boiling water nuclear power plant 1, the on-off
本実施例では、原子炉圧力容器3内の炉水に含まれるモリブデン酸イオンの濃度が3×10−7mol/kgになり、炉心内に装荷されている各燃料集合体の各燃料棒のジルコニウム合金製の被覆管外面への非放射性コバルト(例えば、コバルト59)の付着が抑制され、放射性コバルトの生成量が低減する。このため、本実施例のモリブデン酸イオン注入の適用により炉水中のコバルト放射能濃度が従来の1/3に低下する。原子炉圧力容器3、及び浄化系配管14等の原子炉圧力容器3内の炉水が流れる配管の表面線量率が低減され、沸騰水型原子力プラント1の定期検査における作業員の被ばくが低減できる。ちなみに、新設の沸騰水型原子力プラント、及び化学除染を行った既設の沸騰水型原子力プラントにおいて、配管線量率が0の状態で本実施例のモリブデン酸イオン注入を適用した運転を開始した場合には、最初の運転サイクル(例えば、10000時間)の終了後における被ばく線量率は1/3((本実施例を適用した場合における配管線量率)=(本実施例を適用しない場合での配管線量率)×(1/3))に低下する。なお、沸騰水型原子力プラント1の平衡サイクル以降、例えば、沸騰水型原子力プラント1が約5つの運転サイクルの運転を経験した後に、沸騰水型原子力プラント1に本実施例のモリブデン酸イオン注入を適用した場合には、本実施例適用後の最初の運転サイクル終了時点で配管線量率が4/5((本実施例を適用した場合における配管線量率)=(本実施例を適用しない場合での配管線量率))×(4/5))に低下し、10運転サイクル後に配管線量率が1/2((本実施例を適用した場合における配管線量率)=(本実施例を適用しない場合での配管線量率)×(1/2))に低下する。
In this embodiment, the concentration of molybdate ions contained in the reactor water in the
本実施例では、炉水に注入されるモリブデン酸イオンが、モリブデンの、二次的な放射能を発生しない同位体である92Mo,94Mo,95Mo及び96Mo等、及びモリブデンの、二次的な放射能を発生する同位体である98Moのそれぞれのモリブデン酸イオンを含んでいる。このため、本実施例は、特開平7−84090号公報のように、モリブデンの同位体分離を行って二次的な放射能を発生するモリブデンの同位体を除去する必要がない。注入するモリブデン酸イオンとして、二次的な放射能を発生するモリブデン(例えば、98Mo)を含むモリブデン酸イオンが存在しても、炉水に含まれるモリブデン酸イオンの濃度が3×10−7mol/kgであるので、作業員の被ばくを低減することができる。 In this embodiment, the molybdate ions injected into the reactor water are the isotopes of molybdenum, isotopes that do not generate secondary radioactivity, such as 92 Mo, 94 Mo, 95 Mo and 96 Mo, and molybdenum. It contains each molybdate ion of 98 Mo which is an isotope that generates the next radioactivity. For this reason, in this embodiment, there is no need to remove the isotope of molybdenum that generates secondary radioactivity by performing molybdenum isotope separation as in JP-A-7-84090. Even when molybdate ions including molybdenum (for example, 98 Mo) generating secondary radioactivity exist as molybdate ions to be injected, the concentration of molybdate ions contained in the reactor water is 3 × 10 −7. Since it is mol / kg, the exposure of workers can be reduced.
特開平5−264786号公報では、炉水のpHを弱酸性にするために窒素ガス、一酸化二窒素ガスまたは二酸化炭素ガスを炉水に注入しているが、炉水内で窒素ガスまたは一酸化二窒素ガスから生じる可能性がある硝酸、及び二酸化炭素は、原子炉圧力容器内での炉内構造物の応力腐食割れの感受性を高める可能性がある。これに対して、本実施例は、構成部材の応力腐食割れを抑制するモリブデン酸イオンを炉水に注入するので、この炉水に接触する構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。 In JP-A-5-264786, nitrogen gas, dinitrogen monoxide gas or carbon dioxide gas is injected into the reactor water in order to make the pH of the reactor water weakly acidic. Nitric acid and carbon dioxide, which can arise from nitrous oxide gas, can increase the susceptibility to stress corrosion cracking of reactor internals in the reactor pressure vessel. On the other hand, since a molybdate ion which suppresses the stress corrosion cracking of the component member is injected into the reactor water in the present embodiment, the stress corrosion cracking of the component member contacting the reactor water can be suppressed.
特開平6−130191号公報においては、被覆管外面に付着した酸化コバルト59の溶解を促進するために銅が注入されている。この銅は被覆管の腐食を促進させる可能性がある。本実施例は、モリブデン酸イオンを注入するため、銅の注入によって生じる問題を解消することができる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 6-130191, copper is injected to promote dissolution of cobalt oxide 59 attached to the outer surface of the cladding tube. This copper can promote corrosion of the cladding. In this embodiment, molybdate ions are implanted, so that problems caused by the implantation of copper can be solved.
モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18の注入配管21を、給水配管11に接続する替りに、脱塩器17の下流で浄化系配管14に接続してもよい。これによって、給水配管11を通して給水を原子炉圧力容器3に供給することができない期間であっても、浄化系配管14を通して原子炉圧力容器3内にモリブデン酸イオンを注入することができる。給水が原子炉圧力容器3に供給されない期間とは、原子炉の起動から、原子炉出力上昇過程で原子炉への給水開始時点の直前までの期間である。浄化系配管14にモリブデン酸イオンを注入することによって、沸騰水型原子力プラントの起動時から炉水のコバルト放射能濃度を低減できる。モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18を給水配管11の替りに浄化系配管14に接続することは、後述の実施例3及び5に適用してもよい。
Instead of connecting the
本実施例では、モリブデン酸イオン含有溶液の注入流量の制御は、ポンプ20の回転速度を制御することによって行っているが、開閉弁22を流量調節弁に替えて、制御装置28によってこの流量調節弁の開度を調節することによって行ってもよい。
In the present embodiment, the injection flow rate of the molybdate ion-containing solution is controlled by controlling the rotational speed of the
本実施例は、モリブデン酸イオン含有溶液の注入流量の制御を制御装置28を用いて行っているが、その制御を手動で行ってもよい。すなわち、必要な情報をオペレータがパーソナルコンピュータに入力し、(1)式によるモリブデン酸イオン含有溶液(例えば、モリブデン酸溶液)の注入流量Ftank Mo(t/h)をパーソナルコンピュータで計算する。求められた注入流量Ftank Mo(t/h)に基づいて、オペレータがポンプ20の回転速度を調節する。
In this embodiment, the flow rate of the molybdate ion-containing solution is controlled using the
モリブデン酸(H2MoO4)溶液の替りにモリブデン酸ナトリウム(Na2MoO4)溶液、モリブデン酸カリウム(K2MoO4)溶液及びモリブデン酸リチウム(Li2MoO4)溶液のいずれかを、または陽イオン不純物を含んでいるモリブデン酸(H2MoO4)溶液を給水配管11に注入する場合には、モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18を、図6に示すモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18Aに替えてもよい。モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18Aは、モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18において陽イオン交換樹脂塔30を追加した構成を有する。モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18Aの他の構成はモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18と同じである。陽イオン交換樹脂塔30は、ポンプ20と開閉弁22の間で注入配管21に設けられる。注入配管21は、図1に示すように、給水配管11に接続される。陽イオン交換樹脂塔30は後述の実施例3及び5に適用してもよい。
Instead of the molybdate (H 2 MoO 4 ) solution, any of a sodium molybdate (Na 2 MoO 4 ) solution, a potassium molybdate (K 2 MoO 4 ) solution and a lithium molybdate (Li 2 MoO 4 ) solution, or When a molybdate (H 2 MoO 4 ) solution containing a cation impurity is injected into the
モリブデン酸イオン含有溶液貯蔵タンク19内の、モリブデン酸イオン及び陽イオン不純物を含む溶液が、ポンプ20の駆動によって陽イオン交換樹脂塔30に導かれる。これにより、モリブデン酸イオンを含む溶液に含まれた陽イオン不純物等の陽イオンが、陽イオン交換樹脂塔30で除去され、モリブデン酸イオンを給水に注入できる。陽イオン不純物等の陽イオンの給水への注入を阻止できる。モリブデン酸ナトリウム溶液を用いた場合にはNa+イオンが存在し、モリブデン酸カリウム溶液を用いた場合にはK+イオンが存在し、モリブデン酸リチウム溶液を用いた場合にはLi+イオンが存在する。陽イオン交換樹脂塔30はNa+イオン、K+イオン及びLi+イオンを除去する。
The solution containing molybdate ions and cation impurities in the molybdate ion-containing
陽イオン交換樹脂塔30の設置により、陽イオン不純物等の陽イオンの原子炉圧力容器3内への流入による影響(陽イオンの放射化、応力腐食割れへの影響、燃料棒の被覆管の酸化加速、及び炉水中の不純物増加による、原子炉浄化系13脱塩器17の負荷の増加等)を無くすことができ、炉水中のコバルト放射能濃度を低減できる。
By installing the cation
陽イオン交換樹脂塔30の替りに陽イオン交換膜を設置してもよい。
A cation exchange membrane may be installed in place of the cation
本発明の他の実施例である実施例2の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法を、図7を用いて説明する。本実施例が適用される沸騰水型原子力プラント1Aは、実施例1が適用される沸騰水型原子力プラント1においてモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18をタングステン酸イオン含有溶液注入装置(タングステン酸イオン注入装置)31に替え、制御装置28を制御装置28Aに替えた構成を有する。沸騰水型原子力プラント1Aの他の構成は沸騰水型原子力プラント1と同じである。
A water quality control method for a boiling water nuclear power plant according to
タングステン酸イオン含有溶液注入装置31は、モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18においてモリブデン酸イオン含有溶液タンク19をタングステン酸イオン含有溶液タンク32に替えた構成を有する。タングステン酸イオン含有溶液注入装置31の他の構成はモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18と同じである。タングステン酸イオン含有溶液タンク32は、タングステン酸イオン含有溶液を充填している。タングステン酸イオン含有溶液は、給水に注入するタングステン酸イオンとして、タングステンの、二次的な放射能を発生させない同位体(例えば、180W、182W等)を含むタングステン酸イオン、及びタングステンの、二次的な放射能を発生させる同位体(例えば、184W、186W等)を含むタングステン酸イオンを含んでいる。タングステン酸イオン含有溶液としては、タングステン酸(H2WO4)溶液、タングステン酸ナトリウム(Na2WO4)溶液、タングステン酸リチウム(Li2WO4)溶液、タングステン酸カリウム(K2WO4)溶液のいずれかが用いられる。
The tungstate ion-containing
沸騰水型原子力プラント1Aの運転時に、浄化系配管14内を流れる炉水の一部がサンプリング配管27によってサンプリングされ、サンプリングされた炉水がクロマトグラフィー等により分析される。これにより、この炉水に含まれているコバルトイオン及びタングステン酸イオン等の物質のそれぞれの濃度が測定される。
During the operation of the boiling water nuclear power plant 1A, a part of the reactor water flowing in the
沸騰水型原子力プラント1Aの運転時に、タングステン酸イオン含有溶液がタングステン酸イオン含有溶液注入装置31のタングステン酸イオン含有溶液タンク32から給水配管11内に注入される。本実施例では、タングステン酸イオン含有溶液として、タングステン酸(H2WO4)溶液を用いる。
During operation of the boiling water nuclear power plant 1 </ b> A, a tungstate ion-containing solution is injected into the
タングステン酸イオン含有溶液注入装置31によるタングステン酸溶液の注入について、詳細に説明する。測定されたコバルトイオン及びタングステン酸イオンの各濃度が、オペレータによって入力装置(図示せず)から制御装置28Aに入力される。制御装置28Aは、流量計29で計測した、浄化系配管14内を流れる炉水の流量を入力する。制御装置28Aは、計測された浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCU(t/h)、及び炉水に含まれるタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W set(mol/kg)を(3)式に代入して、タングステン酸イオン含有溶液の注入流量Ftank W(t/h)を求める。
The injection of the tungstic acid solution by the tungstate ion-containing
但し、CRW,W measは炉水中のタングステン酸イオンの測定濃度(mol/kg)、Ctank Wはタングステン酸イオン含有溶液貯蔵タンク内に充填されたタングステン酸イオン含有溶液に含まれるタングステン酸イオンの濃度(mol/kg)及びfWはファクターである。 Where C RW, W meas is the measured concentration (mol / kg) of tungstate ion in the reactor water, and C tank W is the tungstate ion contained in the tungstate ion-containing solution filled in the tungstate ion-containing solution storage tank. The concentration (mol / kg) and f W are factors.
(3)式に基づいてタングステン酸イオン含有溶液の注入流量Ftank W(t/h)を算出する際に、最初、1と仮定したファクターfWが用いられる。タングステン酸イオン含有溶液貯蔵タンク31内に充填されたタングステン酸溶液に含まれるタングステン酸イオンの濃度Ctank W(mol/kg)、例えば、0.03mol/kg及び炉水中のモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,W set(mol/kg)、例えば、1×10−7mol/kgも、オペレータによって制御装置28Aに入力される。タングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setである1×10−7mol/kgは、前述した1×10−7mol/kg以上1×10−6mol/kg以下の範囲に含まれている。流量計29で計測された、浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCUは、例えば、128t/hであり、制御装置28Aに入力される。
When calculating the injection flow rate F tank W (t / h) of the tungstate ion-containing solution based on the equation (3), a factor f W assumed to be 1 at first is used. The concentration C tank W (mol / kg) of the tungstate ion contained in the tungstate solution filled in the tungstate ion-containing
制御装置28Aは、開閉弁22を開いてポンプ20を駆動し、上記した各数値を(3)式に代入し、タングステン酸イオン含有溶液、すなわち、タングステン酸溶液の注入流量Ftank Wを算出する。算出されたタングステン酸溶液の注入流量Ftank Wは3.84×10−4t/hとなる。制御装置28Aは、算出したタングステン酸溶液の注入流量Ftank W(t/h)になるように、ポンプ20の回転速度を制御する。タングステン酸イオン含有溶液貯蔵タンク32内のタングステン酸溶液は、4.27×10−4t/hで給水配管11内に供給される。このようにしてタングステン酸イオンが、給水に注入され、給水と共に原子炉圧力容器3内に導かれて原子炉圧力容器3内の炉水に注入される。サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定されたコバルトイオンが監視される。制御装置28Aは、タングステン酸溶液の注入後にサンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により計測されたタングステン酸イオン濃度が、タングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setになっているかを判定する。タングステン酸イオン濃度が、タングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setになっていれば、制御装置28Aは、4.27×10−4t/hでタングステン酸溶液の注入を継続する。
The
もし、制御装置28Aが、計測されたタングステン酸イオン濃度が、タングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setになっていないと判定したときは、この計測されたタングステン酸イオン濃度、及びタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setを(4)式に代入して、ファクターfWを算出する。本実施例では、タングステン酸溶液注入後におけるの炉水中のタングステン酸イオンの測定濃度CRW,W measは、0.8×10−7mol/kgである。このため、測定濃度CRW,W measが、設定濃度CRW,W setになっていないと判定される。
If the
制御装置28Aは、1×10−7mol/kg及び0.8×10−7mol/kgを(4)式に代入し、ファクターfWを算出する。算出されたファクターfWである1.25を(3)式に代入してタングステン酸溶液の注入流量Ftank W(t/h)を新たに算出する。新たに得られた注入流量Ftank Wは、5.33×10−4t/hである。制御装置28Aは、新たに求めたタングステン酸溶液の注入流量Ftank W(t/h)に基づいてポンプ20の回転速度を制御する。これにより、タングステン酸溶液が、5.33×10−4t/hで、タングステン酸イオン含有溶液貯蔵タンク32から給水配管11に供給される。すなわち、必要量のタングステン酸イオンが給水配管11に注入される。制御装置28Aによるタングステン酸溶液の注入制御により、炉水に含まれるタングステン酸イオンの濃度がタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W set(例えば、1×10−7mol/kg)に調節される。
The
本実施例では、原子炉圧力容器3内の炉水に含まれるタングステン酸イオンの濃度が1×10−7mol/kgになり、実施例1と同様に、ジルコニウム合金製の被覆管外面への非放射性コバルト(例えば、コバルト59)の付着が抑制され、炉心内での放射性コバルトの生成量が低減する。このため、本実施例のタングステン酸イオン注入の適用により炉水中のコバルト放射能濃度が従来の1/3に低下する。原子炉圧力容器3、及び浄化系配管14等の原子炉圧力容器3内の炉水が流れる配管の表面線量率が低減され、沸騰水型原子力プラント1の定期検査における作業員の被ばくが低減できる。ちなみに、新設の沸騰水型原子力プラント、及び化学除染を行った既設の沸騰水型原子力プラントにおいて、配管線量率が0の状態で本実施例のモリブデン酸イオン注入を適用した運転を開始した場合には、最初の運転サイクル(例えば、10000時間)の終了後における被ばく線量率は1/2に低下する((本実施例を適用した場合における配管線量率)=(本実施例を適用しない場合での配管線量率)×(1/2))。なお、沸騰水型原子量プラント1Aの平衡サイクル以降、例えば、沸騰水型原子量プラント1Aが約5つの運転サイクルの運転を経験した後に、沸騰水型原子力プラントに本実施例のモリブデン酸イオン注入を適用した場合には、本実施例適用後の最初の運転サイクル終了時点で配管線量率が4/5に低下し((本実施例を適用した場合における配管線量率)=(本実施例を適用しない場合での配管線量率)×(4/5))、10運転サイクル後に配管線量率が3/5に低下する((本実施例を適用した場合における配管線量率)=(本実施例を適用しない場合での配管線量率)×(3/5))。
In the present embodiment, the concentration of tungstate ions contained in the reactor water in the
本実施例では、炉水に注入されるタングステン酸イオンが、タングステンの、二次的な放射能を発生しない同位体である180W、182W等、及びタングステンの、二次的な放射能を発生する同位体である184W、186W等のそれぞれのタングステン酸イオンを含んでいる。このため、本実施例は、特開平7−84090号公報のように、タングステンの同位体分離を行って二次的な放射能を発生するタングステンの同位体を除去する必要がない。注入するタングステン酸イオンとして、二次的な放射能を発生するタングステン(例えば、184W、186W等)を含むタングステン酸イオンが存在しても、炉水に含まれるタングステン酸イオンの濃度が1×10−7mol/kgであるので、作業員の被ばくを低減することができる。 In this embodiment, the tungstate ions injected into the reactor water have the secondary radioactivity of tungsten, such as 180 W and 182 W, which are isotopes that do not generate secondary radioactivity. Each tungstate ion such as 184 W, 186 W and the like, which are generated isotopes, is included. For this reason, in this embodiment, there is no need to perform tungsten isotope separation and remove tungsten isotopes that generate secondary radioactivity as in JP-A-7-84090. Even if tungstate ions containing tungsten (for example, 184 W, 186 W, etc.) that generate secondary radioactivity exist as tungstate ions to be implanted, the concentration of tungstate ions contained in the reactor water is 1 Since it is × 10 −7 mol / kg, the exposure of workers can be reduced.
本実施例は、構成部材の応力腐食割れを抑制するタングステン酸イオンを炉水に注入するので、この炉水に接触する構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。 Since a tungstate ion which suppresses the stress corrosion crack of a structural member is inject | poured into a reactor water, a present Example can suppress the stress corrosion crack of the structural member which contacts this reactor water.
本実施例においても、水素が水素注入装置23から給水配管11に注入されるので、炉水に含まれている酸素濃度及び過酸化水素濃度を低減することができる。
Also in this embodiment, since hydrogen is injected from the
タングステン酸イオン含有溶液注入装置31の注入配管21を、給水配管11に接続する替りに、脱塩器17の下流で浄化系配管14に接続し、タングステン酸イオンを浄化系配管14に注入してもよい。給水配管11に接続する替りにタングステン酸イオン含有溶液注入装置31を浄化系配管14に接続することは、後述の実施例4に、及び実施例5に記載された、タングステン酸イオンを注入する場合に、適用してもよい。
Instead of connecting the
本実施例では、タングステン酸イオン含有溶液の注入流量の制御は、ポンプ20の回転速度を制御することによって行っているが、開閉弁22を流量調節弁に替えて、制御装置28Aによってこの流量調節弁の開度を調節することによって行ってもよい。
In this embodiment, the injection flow rate of the tungstate ion-containing solution is controlled by controlling the rotational speed of the
本実施例は、タングステン酸イオン含有溶液の注入流量の制御を制御装置28Aを用いて行っているが、その制御を手動で行ってもよい。すなわち、必要な情報をオペレータがパーソナルコンピュータに入力し、(3)式によるタングステン酸イオン含有溶液の注入流量Ftank W(t/h)をパーソナルコンピュータで計算する。求められた注入流量Ftank W(t/h)に基づいて、オペレータがポンプ20の回転速度を調節する。
In this embodiment, the control of the injection flow rate of the tungstate ion-containing solution is performed using the
本発明の他の実施例である実施例3の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法を、図8を用いて説明する。本実施例が適用される沸騰水型原子力プラント1Bは、実施例1が適用される沸騰水型原子力プラント1において制御装置28を制御装置28Bに替えた構成を有する。沸騰水型原子力プラント1Bの他の構成は沸騰水型原子力プラント1と同じである。
A water quality control method for a boiling water nuclear power plant according to
本実施例の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法は、炉水中のコバルトイオンのモル濃度CoCに対するモリブデン酸イオンのモル濃度MoCの比MoC/CoCが0<MoC/CoC<1200を満足するように、炉水にモリブデン酸イオンを添加するものである。本実施例では、0<MoC/CoC<1200の範囲内に存在するモル濃度比MoC/CoCを、モル濃度比MoC/CoCの設定値として制御装置28Bに設定する。オペレータは、モル濃度比MoC/CoCの設定値として、例えば、30を、入力装置を用いて制御装置28Bに入力する。この設定値は制御装置28Bのメモリに登録される。モル濃度比MoC/CoCの設定値である30は、モリブデン酸イオン注入による被ばく線量低減効果が最大となるモル濃度比MoC/CoCである。
The water quality control method of the boiling water nuclear power plant according to the present embodiment is such that the ratio MoC / CoC of the molar concentration MoC of molybdate ions to the molar concentration CoC of cobalt ions in the reactor water satisfies 0 <MoC / CoC <1200. Molybdate ions are added to the reactor water. In the present embodiment, the molar concentration ratio MoC / CoC existing within the range of 0 <MoC / CoC <1200 is set in the control device 28B as the set value of the molar concentration ratio MoC / CoC. The operator inputs, for example, 30 as the set value of the molar concentration ratio MoC / CoC to the control device 28B using the input device. This set value is registered in the memory of the control device 28B. The
沸騰水型原子力プラント1Bが運転され、給水配管11を通して給水が原子炉圧力容器3に供給された後、モリブデン酸イオン含有溶液、例えば、モリブデン酸溶液がモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18から給水配管11内に注入される。本実施例におけるモリブデン酸溶液の、原子炉圧力容器3内の炉水への注入は以下のように行われる。
After the boiling water nuclear power plant 1B is operated and feed water is supplied to the
サンプリング配管27によってサンプリングされた炉水の分析により、測定された、炉水中のコバルトイオンのモル濃度が制御装置28Bに入力される。制御装置28Bは、モル濃度比MoC/CoCの設定値と測定されたコバルトイオンのモル濃度の積算を行い、モリブデン酸イオンのモル濃度を算出する。算出されたモリブデン酸イオンのモル濃度MoCが、炉水に含まれるモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setとなる。制御装置28Bは、このモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setを用いて、実施例1と同様に、モリブデン酸イオンの給水への注入、すなわち、(1)式で算出したモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Mo(t/h)に基づいたモリブデン酸溶液の給水への注入を行う。
The molar concentration of cobalt ions in the reactor water measured by analysis of the reactor water sampled by the
サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定された、炉水に含まれたコバルトイオン濃度が、例えば、1×10−8mol/kgであったとする。このコバルトイオン濃度の測定値、及びモル濃度比MoC/CoCの設定値である30に基づいて、制御装置28Bは、炉水に含まれるモリブデン酸イオンの濃度を算出し、この濃度として3.0×10−7mol/kgを得る。このため、制御装置28Bには、3.0×10−7mol/kgがモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setとして登録される。
It is assumed that the cobalt ion concentration contained in the reactor water measured by the analysis of the reactor water sampled by the
制御装置28Bは、最初に、ファクターfMoを1とし、測定されたモリブデン酸イオン濃度Ctank Mo(例えば、0.1mol/kg)、測定された、浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCU(例えば、128t/h)、設定されたモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo set(例えば、3.0×10−7mol/kg)を(1)式に代入し、モリブデン酸溶液の注入流量Ftank Moである3.84×10−4t/hを算出する。制御装置28Bは、モリブデン酸イオン含有溶液貯蔵タンク19から給水配管11へのモリブデン酸溶液の注入流量が3.84×10−4t/hになるように、ポンプ20の回転速度を調節する。しかしながら、このモリブデン酸溶液の注入によっても、炉水中のモリブデン酸イオン濃度が3.0×10−7mol/kgにならないので、制御装置28Bは、(2)式に基づいてファクターfMoを新たに算出し、ファクターfMoとして1.2を得る。制御装置28Bは、1.2及び上記した各数値を(1)式に代入し、モリブデン酸溶液の注入流量Ftank Moを再度算出して4.61×10−4t/hを新たに得る。制御装置28Bは、4.61×10−4t/hに基づいて、モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18による給水へのモリブデン酸溶液の注入流量を制御する。これによって、所定量のモリブデン酸イオンが原子炉圧力容器3内の炉水に注入される。
First, the control device 28B sets the factor f Mo to 1, the measured molybdate ion concentration C tank Mo (for example, 0.1 mol / kg), and the measured flow rate of the reactor water flowing in the
本実施例では、制御装置28Bに登録された、モル濃度比MoC/CoCの設定値(例えば、30)は変わらないが、炉水に含まれるコバルトイオン濃度は、炉水へのモリブデン酸イオンの注入によって変化する。このため、測定されたコバルトイオン濃度に基づいて求められる炉水中のモリブデン酸イオン濃度が変化し、制御装置28Bに設定されるモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setも変化する。しかしながら、制御装置28Bは、更新された最新のモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setを用いて、(1)式によりモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Moを算出する。 In the present embodiment, the set value (for example, 30) of the molar concentration ratio MoC / CoC registered in the control device 28B is not changed, but the cobalt ion concentration contained in the reactor water is the molybdate ion concentration in the reactor water. Varies with injection. For this reason, the molybdate ion concentration in the reactor water determined based on the measured cobalt ion concentration changes, and the set concentrations C RW, Mo set of the molybdate ions set in the control device 28B also change. However, the control device 28B calculates the injection flow rate F tank Mo of the molybdic acid solution from the equation (1) using the updated updated molybdate ion set concentration C RW, Mo set .
本実施例は、実施例1で生じる各効果を得ることができる。炉水のコバルトイオン濃度に基づいて求めたモリブデン酸イオンの設定濃度CRW,Mo setを用いてモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Moを算出する本実施例は、炉内構造材料の取替え及び水質変化に伴い炉水のコバルトイオンの濃度が変化した場合に、モリブデン酸イオン注入濃度を最適化することができる。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. This embodiment set concentration C RW molybdate ion, which has been calculated based on the cobalt ion concentration in the reactor water, using a Mo The set to calculate the infusion rate F tank Mo molybdate solution, replacement and the water quality of the reactor internal material When the concentration of cobalt ions in the reactor water changes with the change, the molybdate ion implantation concentration can be optimized.
制御装置28Bで実行される制御を手動にて行ってもよい。 The control executed by the control device 28B may be performed manually.
本発明の他の実施例である実施例4の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法を、図9を用いて説明する。本実施例が適用される沸騰水型原子力プラント1Cは、実施例2が適用される沸騰水型原子力プラント1Aにおいて制御装置28Aを制御装置28Cに替えた構成を有する。沸騰水型原子力プラント1Cの他の構成は沸騰水型原子力プラント1Aと同じである。
A water quality control method for a boiling water nuclear power plant according to
本実施例の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法は、炉水中のコバルトイオンのモル濃度CoCに対するタングステン酸イオンのモル濃度WCの比WC/CoCが0<WC/CoC<70を満足するように、炉水にタングステン酸イオンを添加するものである。本実施例では、0<WC/CoC<70の範囲内に存在するモル濃度比WC/CoCを、モル濃度比WC/CoCの設定値として制御装置28Cに設定する。オペレータは、モル濃度比WC/CoCの設定値として、例えば、30を、入力装置を用いて制御装置28Cに入力する。この設定値は制御装置28Cのメモリに登録される。モル濃度比WC/CoCの設定値である30は、タングステン酸イオン注入による被ばく線量低減効果が最大となるモル濃度比WC/CoCである。
The water quality control method for the boiling water nuclear power plant according to the present embodiment is such that the ratio WC / CoC of the molar concentration WC of tungstate ions to the molar concentration CoC of cobalt ions in the reactor water satisfies 0 <WC / CoC <70. The tungstate ion is added to the reactor water. In the present embodiment, the molar concentration ratio WC / CoC existing within the range of 0 <WC / CoC <70 is set in the control device 28C as the set value of the molar concentration ratio WC / CoC. The operator inputs, for example, 30 as the set value of the molar concentration ratio WC / CoC to the control device 28C using the input device. This set value is registered in the memory of the control device 28C. The
沸騰水型原子力プラント1Cが運転され、給水配管11を通して給水が原子炉圧力容器3に供給された後、タングステン酸イオン含有溶液、例えば、タングステン酸溶液がタングステン酸イオン含有溶液注入装置31から給水配管11内に注入される。本実施例におけるタングステン酸溶液の、原子炉圧力容器3内の炉水への注入は以下のように行われる。
After the boiling water nuclear power plant 1C is operated and feed water is supplied to the
測定された、炉水中のコバルトイオンのモル濃度が制御装置28Cに入力される。制御装置28Cは、モル濃度比WC/CoCの設定値と測定されたコバルトイオンのモル濃度の積算を行い、タングステン酸イオンのモル濃度を算出する。算出されたタングステン酸イオンのモル濃度が、炉水に含まれるタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setとなる。制御装置28Cは、このタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setを用いて、実施例2と同様に、タングステン酸イオンの給水への注入、すなわち、(3)式で算出したタングステン酸溶液の注入流量Ftank W(t/h)に基づいたタングステン酸溶液の給水への注入を行う。 The measured molar concentration of cobalt ions in the reactor water is input to the controller 28C. The controller 28C integrates the set value of the molar concentration ratio WC / CoC and the measured molar concentration of cobalt ions, and calculates the molar concentration of tungstate ions. Molar concentration of the calculated tungstate ions, set of tungstate ions contained in the reactor water concentration C RW, a W The set. The control device 28C uses the set concentration CRW, W set of the tungstate ion to inject the tungstate ion into the water supply, that is, the tungstate solution calculated by the equation (3), as in the second embodiment. The tungstic acid solution is injected into the feed water based on the injection flow rate F tank W (t / h).
サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定された、炉水に含まれたコバルトイオン濃度が、例えば、1×10−9mol/kgであったとする。このコバルトイオン濃度の測定値、及びモル濃度比WC/CoCの設定値である30に基づいて、制御装置28Cは、炉水に含まれるタングステン酸イオンの濃度を算出し、この濃度として3.0×10−8mol/kgを得る。このため、制御装置28Cには、3.0×10−8mol/kgがタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setとして登録される。
It is assumed that the cobalt ion concentration contained in the reactor water measured by the analysis of the reactor water sampled by the
制御装置28Cは、最初に、ファクターfWを1とし、測定されたタングステン酸イオン濃度Ctank W(例えば、0.01mol/kg)、測定された、浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCU(例えば、128t/h)、設定されたタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W set(例えば、3.0×10−8mol/kg)を(3)式に代入し、タングステン酸溶液の注入流量Ftank Wである3.84×10−4t/hを算出する。制御装置28Cは、タングステン酸イオン含有溶液貯蔵タンク32から給水配管11へのタングステン酸溶液の注入流量が3.84×10−4t/hになるように、ポンプ20の回転速度を調節する。しかしながら、このタングステン酸溶液の注入によっても、炉水中のタングステン酸イオン濃度が3.0×10−7mol/kgにならないので、制御装置28Cは、(4)式に基づいてファクターfWを新たに算出し、ファクターfMoとして1.2を得る。制御装置28Cは、1.2及び上記した各数値を(3)式に代入し、タングステン酸溶液の注入流量Ftank Wを再度算出して4.61×10−4t/hを新たに得る。制御装置28Cは、4.61×10−4t/hに基づいて、タングステン酸イオン含有溶液注入装置31による給水へのタングステン酸溶液の注入流量を制御する。これによって、所定量のタングステン酸イオンが原子炉圧力容器3内の炉水に注入される。
First, the controller 28C sets the factor f W to 1, the measured tungstate ion concentration C tank W (for example, 0.01 mol / kg), and the measured flow rate of the reactor water flowing in the purification system pipe 14 F RWCU (for example, 128 t / h), the set tungstate ion set concentration C RW, W set (for example, 3.0 × 10 −8 mol / kg) is substituted into the formula (3), and the tungstic acid solution An injection flow rate F tank W of 3.84 × 10 −4 t / h is calculated. The control device 28C adjusts the rotational speed of the
本実施例では、制御装置28Cに登録された、モル濃度比WC/CoCの設定値(例えば、30)は変わらないが、炉水に含まれるコバルトイオン濃度は、炉水へのタングステン酸イオンの注入によって変化する。このため、測定されたコバルトイオン濃度に基づいて求められる炉水中のタングステン酸イオン濃度が変化し、制御装置28Cに設定されるタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setも変化する。しかしながら、制御装置28Cは、更新された最新のタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setを用いて、(3)式によりタングステン酸溶液の注入流量Ftank Wを算出する。 In the present embodiment, the set value (for example, 30) of the molar concentration ratio WC / CoC registered in the control device 28C is not changed, but the cobalt ion concentration contained in the reactor water is the tungstate ion concentration in the reactor water. Varies with injection. For this reason, the tungstate ion concentration in the reactor water obtained based on the measured cobalt ion concentration changes, and the set concentration CRW, W set of tungstate ions set in the control device 28C also changes. However, the control device 28C calculates the injection flow rate F tank W of the tungstic acid solution according to the equation (3) using the updated updated tungstate ion concentration C RW, W set .
本実施例は、実施例2で生じる各効果を得ることができる。炉水のコバルトイオン濃度に基づいて求めたタングステン酸イオンの設定濃度CRW,W setを用いてタングステン酸溶液の注入流量Ftank Wを算出する本実施例は、炉内構造材料の取替え及び水質変化に伴い炉水のコバルトイオンの濃度が変化した場合に、タングステン酸イオン注入濃度を最適化することができる。 In the present embodiment, each effect produced in the second embodiment can be obtained. The present embodiment for calculating the injection flow rate F tank W of the tungstic acid solution using the set concentration CRW, W set of the tungstate ion obtained based on the cobalt ion concentration of the reactor water is the replacement of the structural material in the reactor and the water quality. When the concentration of cobalt ions in the reactor water changes with the change, the tungstate ion implantation concentration can be optimized.
制御装置28Cで実行される制御を手動にて行ってもよい。 The control executed by the control device 28C may be performed manually.
本発明の他の実施例である実施例5の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法を、図10を用いて説明する。本実施例が適用される沸騰水型原子力プラント1Dは、実施例1が適用される沸騰水型原子力プラント1において制御装置28を制御装置28Dに替え、さらに、亜鉛イオン含有溶液注入装置33を追加した構成を有する。沸騰水型原子力プラント1Dの他の構成は沸騰水型原子力プラント1と同じである。
A water quality control method for a boiling water nuclear power plant according to
沸騰水型原子力プラント1Dにおいて沸騰水型原子力プラント1と異なる部分を、説明する。亜鉛イオン含有溶液注入装置33は、亜鉛イオン含有溶液タンク34、ポンプ35及び注入配管36を有する。ポンプ35及び開閉弁37を設けた注入配管36が、亜鉛イオン含有溶液を充填した亜鉛イオン含有溶液タンク34及び給水配管11に接続される。注入配管36が、注入配管21と給水配管11の接続点と中空子フィルタ8Aの間で給水配管11に接続される。
The difference between the boiling water nuclear plant 1D and the boiling water nuclear plant 1 will be described. The zinc ion-containing
制御装置28Dは、モリブデン酸イオン含有溶液注入装置18のポンプ20の回転速度を制御することによってモリブデン酸イオン含有溶液の給水配管11への注入量を調節し、亜鉛イオン含有溶液注入装置33のポンプ35の回転速度を制御することによって亜鉛イオン含有溶液の給水配管11への注入量を調節する。
The
本実施例の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法では、原子炉圧力容器3に給水が供給される、沸騰水型原子力プラント1Dの運転時において、モリブデン酸イオン含有溶液及び亜鉛イオン含有溶液が、給水に注入されて原子炉圧力容器3内に供給される。サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定された、炉水中のコバルトイオン濃度、モリブデン酸イオン濃度及び亜鉛イオン濃度のそれぞれが、オペレータによって入力装置より制御装置28Dに入力される。本実施例では、測定されたコバルトイオン濃度は監視に用いられる。
In the water quality control method for a boiling water nuclear plant according to the present embodiment, during operation of the boiling water nuclear plant 1D in which feed water is supplied to the
モリブデン酸イオン含有溶液、例えば、モリブデン酸溶液が、実施例1の制御装置28と同様に、制御装置28Dによって制御されてモリブデン酸イオン含有溶液注入装置18のモリブデン酸イオン含有溶液タンク19から給水配管11に注入される。モリブデン酸溶液を給水配管11に注入する制御を行う制御装置28Dは、実施例1で用いられる制御装置28と同様に機能する。
A molybdate ion-containing solution, for example, a molybdate solution, is controlled by the
実施例1で行われていない亜鉛イオン含有溶液の注入について詳細に説明する。制御装置28Dは、計測された浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCU(t/h)、炉水中の亜鉛イオン測定濃度CRW,Zn meas(mol/kg)、炉水に含まれる亜鉛イオンの設定濃度CRW,Zn set(mol/kg)、及び亜鉛イオン含有溶液貯蔵タンク34内に充填された亜鉛イオン含有溶液に含まれる亜鉛イオンの濃度Ctank W(mol/kg)を(5)式に代入して、亜鉛イオン含有溶液の注入流量Ftank Zn(t/h)を求める。
The injection of the zinc ion-containing solution not performed in Example 1 will be described in detail. The
但し、fZnはファクターである。 However, fZn is a factor.
炉水中の亜鉛イオンの設定濃度CRW,Zn setは1×10−8mol/kgから2×10−7mol/kgの範囲内に設定することが望ましい。本実施例では亜鉛イオンの設定濃度CRW,Zn setが、制御装置28Dにおいて8×10−8mol/kgに設定されている。
Nominal concentration C RW in the reactor water zinc ion, Zn The set is preferably set to the range of 1 × 10 -8 mol / kg of 2 × 10 -7 mol / kg. Nominal concentration C RW of zinc ions in this embodiment, Zn The set is set to 8 × 10 -8 mol / kg in the
制御装置28Dは、本実施例においてモリブデン酸溶液の注入流量Ftank Mo(t/h)を算出するために(1)式に代入された、浄化系配管14内を流れる炉水の流量FRWCUである128t/h、さらに、亜鉛イオンの設定濃度CRW,Zn setである8×10−8mol/kg、及び亜鉛イオン含有溶液貯蔵タンク34内に充填された亜鉛イオン含有溶液に含まれる亜鉛イオンの濃度Ctank Zn、例えば、2.7×10−2mol/kgを(5)式に代入し、亜鉛イオン含有溶液の注入流量Ftank Zn(t/h)を求める。このとき、ファクターfZnとして1が用いられる。算出された亜鉛イオン含有溶液の注入流量Ftank Znは、3.79×10−4t/hとなる。
In this embodiment, the
制御装置28Dは、算出した亜鉛イオン含有溶液の注入流量Ftank Znが3.79×10−4t/hになるように、ポンプ35の回転速度を制御する。亜鉛イオン含有溶液タンク34内の亜鉛イオン含有溶液が、3.79×10−4t/hで給水配管11内に供給される。このようにして亜鉛イオンが、給水に注入され、給水と共に原子炉圧力容器3内に導かれて原子炉圧力容器3内の炉水に注入される。
The
3.79×10−4t/hの亜鉛イオン含有溶液が原子炉圧力容器3内に供給された後、サンプリング配管27でサンプリングされた炉水の分析により、測定された、炉水中の亜鉛イオン濃度CRW,Zn measが、例えば、6.67×10−8mol/kgであったとする。この亜鉛イオン濃度CRW,Zn measは亜鉛イオンの設定濃度CRW,Zn setよりも小さくなっている。制御装置28Dは、亜鉛イオンの設定濃度CRW,Zn setである8×10−8mol/kg及び測定された亜鉛イオン濃度CRW,Zn measである6.67×10−8mol/kgを(6)式に代入し、ファクターfZnを算出する。(6)式から求められたファクターfZnが1.2となる。
3. Zinc ions in the reactor water measured by analysis of the reactor water sampled by the
制御装置28Dは、(5)式のファクターfZnを1.2にして亜鉛イオン含有溶液の注入流量Ftank Zn(t/h)を算出する。この注入量Ftank Znが4.55×10−4t/hとなり、制御装置28Dによってポンプ35の回転速度が制御されて亜鉛イオン含有溶液タンク34内の亜鉛イオン含有溶液が4.55×10−4t/hで給水配管11内に供給される。したがって、原子炉圧力容器3内の炉水に含まれる亜鉛イオンの濃度が8×10−8mol/kgに調節される。
The
本実施例は、実施例1で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、炉水に亜鉛イオンを注入するので、沸騰水型原子力プラントにおいて炉水と接触する構成部材の腐食を抑制することができ、非放射性コバルト(例えば、コバルト59)の供給を低減できる。このため、燃料棒の外面への非放射性物質の付着を実施例1よりもさらに抑制することができる。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Furthermore, since this embodiment injects zinc ions into the reactor water, it is possible to suppress corrosion of the components that come into contact with the reactor water in the boiling water nuclear power plant, and supply of non-radioactive cobalt (for example, cobalt 59). Can be reduced. For this reason, adhesion of a non-radioactive substance to the outer surface of the fuel rod can be further suppressed than in the first embodiment.
本実施例で用いられる亜鉛イオン含有溶液注入装置33を実施例3が適用される沸騰水型原子力プラント1Bに設置してもよい。これによって、実施例3の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法で、モリブデン酸イオンの注入と共に、原子炉圧力容器3内の炉水中に亜鉛イオンを注入することができる。さらに、亜鉛イオン含有溶液注入装置33を、実施例2が適用される沸騰水型原子力プラント1A、及び実施例4が適用される沸騰水型原子力プラント1Cに設置してもよい。実施例2の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法、及び実施例4の沸騰水型原子力プラントの水質制御方法で、タングステン酸イオンの注入と共に、原子炉圧力容器3内の炉水中に亜鉛イオンを注入することができる。
You may install the zinc ion containing
本発明は沸騰水型原子力プラントに適用できる。 The present invention can be applied to a boiling water nuclear power plant.
1,1A,1B,1C,1D…沸騰水型原子力プラント、2…原子炉、3…原子炉圧力容器、4…炉心、8A…中空子フィルタ、11…給水配管、13…原子炉浄化系、14…浄化系配管、17…脱塩器、18…モリブデン酸イオン含有溶液注入装置、19…モリブデン酸イオン含有溶液タンク、12,35…ポンプ、21,36…注入配管、23…水素注入装置、26,27…サンプリング配管、28,28A,28B,28C,28D…制御装置、30…陽イオン交換樹脂塔、31…タングステン酸イオン含有溶液注入装置、32…タングステン酸イオン含有溶液タンク、33…亜鉛イオン含有溶液注入装置、34…亜鉛イオン含有溶液タンク。
1, 1A, 1B, 1C, 1D ... Boiling water nuclear power plant, 2 ... Reactor, 3 ... Reactor pressure vessel, 4 ... Reactor core, 8A ... Hollow core filter, 11 ... Feed water piping, 13 ... Reactor purification system, DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記原子炉圧力容器内の炉水のコバルトイオンモル濃度CoCに対する前記炉水のモリブデン酸イオンモル濃度MoCの比MoC/CoCが0<MoC/CoC<1200を満足するように、前記炉水にモリブデン酸イオンを注入することを特徴とする沸騰水型原子力プラントの水質制御方法。 In a water quality control method for a boiling water nuclear plant equipped with equipment for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less,
The ratio of the molybdate ion molar concentration MoC of the reactor water to the cobalt ion molar concentration CoC of the reactor water in the reactor pressure vessel so that the MoC / CoC satisfies 0 <MoC / CoC <1200. A water quality control method for a boiling water nuclear plant characterized by implanting ions.
前記原子炉圧力容器内の炉水のコバルトイオンモル濃度CoCに対する前記炉水のタングステン酸イオンモル濃度WCの比WC/CoCが0<WC/CoC<70を満足するように、前記炉水にタングステン酸イオンを注入することを特徴とする沸騰水型原子力プラントの水質制御方法。 In a water quality control method for a boiling water nuclear plant equipped with equipment for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less,
Tungstic acid in the reactor water so that a ratio WC / CoC of the tungstate ion molar concentration WC of the reactor water to the cobalt ion molar concentration CoC of the reactor water in the reactor pressure vessel satisfies 0 <WC / CoC <70. A water quality control method for a boiling water nuclear plant characterized by implanting ions.
前記原子炉圧力容器内の炉水にモリブデン酸イオンを注入し、前記炉水に含まれるモリブデン酸イオン濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−6mol/kg以下の範囲内に調節することを特徴とする沸騰水型原子力プラントの水質制御方法。 In a water quality control method for a boiling water nuclear plant equipped with equipment for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less,
Molybdate ions are injected into the reactor water in the reactor pressure vessel, and the concentration of molybdate ions contained in the reactor water is within the range of 1 × 10 −8 mol / kg or more and 1 × 10 −6 mol / kg or less. A water quality control method for a boiling water nuclear power plant characterized by adjusting to a water temperature.
前記原子炉圧力容器内の炉水にタングステン酸イオンを注入し、前記炉水に含まれるタングステン酸イオン濃度を、1×10−8mol/kg以上1×10−7mol/kg以下の範囲内に調節することを特徴とする沸騰水型原子力プラントの水質制御方法。 In a water quality control method for a boiling water nuclear plant equipped with equipment for suppressing the iron oxide concentration contained in the feed water supplied to the reactor pressure vessel to 1 × 10 −9 mol / kg or less,
Tungstate ions are injected into the reactor water in the reactor pressure vessel, and the tungstate ion concentration contained in the reactor water is in the range of 1 × 10 −8 mol / kg or more and 1 × 10 −7 mol / kg or less. A water quality control method for a boiling water nuclear power plant characterized by adjusting to a water temperature.
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