JP2011149764A - 原子力プラント構成部材の線量低減方法 - Google Patents
原子力プラント構成部材の線量低減方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011149764A JP2011149764A JP2010010053A JP2010010053A JP2011149764A JP 2011149764 A JP2011149764 A JP 2011149764A JP 2010010053 A JP2010010053 A JP 2010010053A JP 2010010053 A JP2010010053 A JP 2010010053A JP 2011149764 A JP2011149764 A JP 2011149764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- water
- nuclear
- dose
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
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
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
【課題】フェライト皮膜への放射性核種の取り込みをさらに抑制することができる原子力プラント構成部材の線量低減方法を提供する。
【解決手段】原子力プラントが停止されている期間において、皮膜形成対象の再循環系配管に皮膜形成装置を接続し、鉄(II)イオン、過酸化水素及びヒドラジンを含むpHが5.5〜9.0の範囲内にある皮膜形成水溶液を、皮膜形成装置から再循環配管に供給する。これにより、再循環系配管の内面にフェライト皮膜が形成される。皮膜形成装置を合い循環系配管から取り外し、原子炉を起動する。昇温昇圧過程で炉水温度が定格温度に到達したとき、水素を注入しない状態で、500時間、運転を継続する。このとき、炉水の放射線分解で生成された酸化性化学種を含む炉水が、再循環系配管の内面のフェライト皮膜の表面に接触し、フェライト皮膜の表面にヘマタイト皮膜が形成される。
【選択図】図1
【解決手段】原子力プラントが停止されている期間において、皮膜形成対象の再循環系配管に皮膜形成装置を接続し、鉄(II)イオン、過酸化水素及びヒドラジンを含むpHが5.5〜9.0の範囲内にある皮膜形成水溶液を、皮膜形成装置から再循環配管に供給する。これにより、再循環系配管の内面にフェライト皮膜が形成される。皮膜形成装置を合い循環系配管から取り外し、原子炉を起動する。昇温昇圧過程で炉水温度が定格温度に到達したとき、水素を注入しない状態で、500時間、運転を継続する。このとき、炉水の放射線分解で生成された酸化性化学種を含む炉水が、再循環系配管の内面のフェライト皮膜の表面に接触し、フェライト皮膜の表面にヘマタイト皮膜が形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、原子力プラント構成部材の線量低減方法に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子力プラント構成部材の線量低減方法に関する。
例えば、沸騰水型原子力発電プラント(以下、BWRプラントと略記する。)は、原子炉圧力容器(RPVと称する)内に炉心を内蔵した原子炉を有する。再循環ポンプ(またはインターナルポンプ)によって炉心に供給された炉水は、炉心内に装荷された燃料集合体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、一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉からタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水として原子炉に供給される。給水は、原子炉内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で主として金属不純物が除去される。
また、放射性腐食生成物の元となる腐食生成物は、RPV及び再循環系配管等のBWRプラントの構成部材の接水部から発生することから、主要な一次系の構成部材には腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などの不銹鋼が使用されている。また、低合金鋼製のRPVは内面にステンレス鋼の肉盛りが施され、低合金鋼が、直接、炉水と接触することを防いでいる。炉水とは、原子炉内に存在する冷却水である。さらには、炉水の一部を原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって浄化し、炉水中に僅かに存在する金属不純物を積極的に除去している。
しかし、上述のような腐食対策を講じても、炉水中における極僅かな金属不純物の存在が避けられないため、一部の金属不純物が、金属酸化物として、燃料集合体に含まれる燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した金属不純物(例えば、金属元素)は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂により放出される中性子の照射によって原子核反応を起こし、コバルト60,コバルト58,クロム51,マンガン54等の放射性核種になる。
これらの放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままである。しかしながら、一部の放射性核種は、取り込まれている酸化物の溶解度に応じて炉水中にイオンとして溶出したり、クラッドと呼ばれる不溶性固体として炉水中に再放出されたりする。炉水中の放射性物質は、原子炉に接続された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系で除去されなかった放射性物質は炉水とともに再循環系などを循環している間に、原子力プラントの構成部材(例えば、配管)の炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構成部材の表面から放射線が放射され、定検作業時の従事者の放射線被曝の原因となる。
その従業者の被曝線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されている。近年この規定値が引き下げられ、各人の被曝線量を可能な限り低くする必要が生じている。
そこで、配管の炉水と接触する表面への放射性核種の付着を低減する方法、及び炉水中の放射性核種の濃度を低減する方法が様々検討されている。例えば、特開2006−38483号公報、特開2007−192745号公報及び特開2007−24644号公報には、原子力プラント構成部材の炉水と接触する表面にフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜を形成し、その構成部材への放射性核種の付着を抑制する方法が提案されている。構成部材の炉水と接触する表面へのフェライト皮膜の形成によって、原子力プラントの運転後において、その構成部材の表面に放射性核種が付着することが抑制される。この放射性核種付着抑制方法では、鉄(II)イオンを含むギ酸水溶液,過酸化水素及びヒドラジンを含み、常温から100℃の範囲に加熱された処理液を、その構成部材表面に接触させてその表面にフェライト皮膜を形成する。
特開2000−105295号公報には、酸化除染及び還元除染を含む化学除染が記載されている。
特開2006−38483号公報に記載された原子力プラント構成部材への放射性核種の付着抑制方法は、フェライト皮膜を形成して原子力プラント構成部材の腐食を抑制し、腐食皮膜の成長に伴って生じる放射性核種の付着を抑制して原子力発電プラントの再循環配管の表面線量率を低減することができる。発明者らは、特開2006−38483号公報に記載された方法により原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の線量低減について詳細な検討を行った。この結果、作成されたフェライト皮膜自身への放射性核種の付着は、腐食皮膜の成長に伴って生じる放射性核種の付着に比べて非常に少なくなるが、フェライト皮膜自身の溶解再析出の際に、原子力プラント構成部材の表面に形成されているフェライト皮膜への若干の放射性核種の取り込みが認められた。
本発明の目的は、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みをさらに抑制することができる原子力プラント構成部材の線量低減方法を提供することにある。
上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子力プラントの構成部材の表面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜を覆うヘマタイト皮膜を形成することにある。
フェライト皮膜がヘマタイト皮膜で覆われているので、放射性核種を含む水がフェライト皮膜と接触することを防止することができる。このため、フェライト皮膜の上記水中への溶解、再析出が生じなく、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止することができる。このため、原子力プラントの構成部材の線量をさらに低減することができる。ヘマタイトはフェライトよりも水への溶解度が低くなっている。
本発明によれば、原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜への放射性核種の取り込みをさらに抑制することができ、原子力プラント構成部材の線量をさらに低減することができる。
発明者らは、特開2006−38483号公報に記載されたフェライト皮膜の放射性核種の付着抑制性能の向上を目指してCo−60付着実験を行った。この実験には、フェライト皮膜を形成した、ステンレス鋼製の試験片、及び研磨試験片(#600研磨)を用いた。Co−60付着実験を行う前に、フェライト皮膜を形成した、ステンレス鋼製の1つの試験片を、水素を添加しないBWRの運転条件(この運転条件をNWC条件という)を模擬した水質を有する水に500時間浸漬した。具体的には、この水は、温度が280℃、圧力が7MPa、溶存酸素濃度が100ppb、過酸化水素濃度が200ppb、腐食電位が+0.2Vである高温高圧の純水である。発明者らは、上記の後処理が行われた、フェライト皮膜を形成している試験片(以下、第1試験片という)、上記の後処理が行われていないがフェライト皮膜を形成している試験片(以下、第2試験片という)、及び研磨試験片(以下、第3試験片という)の3つの試験片を用いて、Co−60付着実験を行った。このCo−60付着実験では、上記した3つの試験片が、水素注入条件(この条件をHWC条件という)を模擬したBWRの水質を有する水(Co−60を含む)に、所定時間の間、浸漬された。発明者らは、この所定時間経過後に水から取り出した各々の試験片におけるCo−60の付着量を測定した。
この実験結果が図4に示される。第2試験片におけるCo−60の付着量が、第3試験片におけるその付着量よりも約60%低減された。これに対して、NWC条件で後処理を施した第1試験片におけるCo−60の付着量は第3試験片におけるその付着量よりも約90%低減された。Co−60の付着量は、NWC条件で後処理を施していない第2試験片よりもNWC条件で後処理を施した第1試験片でより低減された。この結果について、発明者らは以下のように考察した。
第1及び第2試験片におけるフェライト皮膜の形成は、以下のようにして行われる(特開2006−38483号公報参照)。フェライトの材料である鉄(II)イオン、鉄(II)イオンを酸化する過酸化水素、及びフェライト化反応を促進するpH調整剤であるヒドラジンを含む水溶液を、第1及び第2試験片の母材であるステンレス鋼材の表面に接触させることにより、(1)式で示す反応が生じ、その表面にフェライトの一種であるマグネタイトの皮膜が形成される。
3Fe2++H2O2+6OH− → Fe3O4+4H2O ……(1)
このマグネタイトの構造は、Fe(III)[Fe(II)Fe(III)]O4で表される。大括弧の部分は酸素の八面体構造の中心に位置する金属イオンを示しており、マグネタイトではこの部分にFe(II)イオンが存在している。(1)式の反応に基づいて形成されたフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜(第2試験片に形成された皮膜)、及びこのマグネタイト皮膜をNWC条件で処理して得られた皮膜(第1試験片に形成された皮膜)のラマンスペクトルを、図5に示す。第2試験片に形成された皮膜からはマグネタイトのみのピークが観察されたのに対して、NWC条件の後処理を施して第1試験片に形成された皮膜からは、マグネタイトのピークだけでなくヘマタイトのピークも観察された。これは、マグネタイトに含まれる鉄(II)イオンが(2)式に示すように鉄(III)イオンへと酸化されてヘマタイトになったためと考えられる。
このマグネタイトの構造は、Fe(III)[Fe(II)Fe(III)]O4で表される。大括弧の部分は酸素の八面体構造の中心に位置する金属イオンを示しており、マグネタイトではこの部分にFe(II)イオンが存在している。(1)式の反応に基づいて形成されたフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜(第2試験片に形成された皮膜)、及びこのマグネタイト皮膜をNWC条件で処理して得られた皮膜(第1試験片に形成された皮膜)のラマンスペクトルを、図5に示す。第2試験片に形成された皮膜からはマグネタイトのみのピークが観察されたのに対して、NWC条件の後処理を施して第1試験片に形成された皮膜からは、マグネタイトのピークだけでなくヘマタイトのピークも観察された。これは、マグネタイトに含まれる鉄(II)イオンが(2)式に示すように鉄(III)イオンへと酸化されてヘマタイトになったためと考えられる。
4Fe3O4+O2→ 6Fe2O3 ……(2)
ヘマタイトの生成には酸素が必要であるため、マグネタイトのヘマタイト化では、酸素と接触し易いマグネタイト皮膜のごく表層の部分のみがヘマタイト化しているものと考えられる。
ヘマタイトの生成には酸素が必要であるため、マグネタイトのヘマタイト化では、酸素と接触し易いマグネタイト皮膜のごく表層の部分のみがヘマタイト化しているものと考えられる。
発明者らは、マグネタイトへのCoイオンの取り込みは、(3)式に示される化学反応のようにイオン交換反応によって行われると考えた。
Fe(III)[Fe(II)Fe(III)]O4+Co2+ → Fe(III)[Co(II)Fe(III)]O4+Fe2+ ……(3)
一方、ヘマタイトへのCoイオンの取り込みは、(4)式の化学反応のように固相反応によって行われると発明者らは考えた。
一方、ヘマタイトへのCoイオンの取り込みは、(4)式の化学反応のように固相反応によって行われると発明者らは考えた。
Co2++2H2O → Co(OH)2+H+ ……(4)
Fe2O3+Co(OH)2 → Fe(III)[Co(II)Fe(III)]O4+H2O ……(5)
(5)式の反応はコランダム型結晶構造を持つヘマタイトからスピネル型結晶構造を持つマグネタイトへの結晶構造変化を伴う反応であるのに対して、(3)式の反応は結晶構造変化を伴わない反応であり、(5)式の反応が(3)の反応よりも起こり難い。このため、ステンレス鋼材の表面に形成されたマグネタイト皮膜の表層がヘマタイト化した、NWCの条件で後処理を行って得られた皮膜は、この後処理を行っていないマグネタイト皮膜よりもCoの取り込みが抑制されると考えられる。
Fe2O3+Co(OH)2 → Fe(III)[Co(II)Fe(III)]O4+H2O ……(5)
(5)式の反応はコランダム型結晶構造を持つヘマタイトからスピネル型結晶構造を持つマグネタイトへの結晶構造変化を伴う反応であるのに対して、(3)式の反応は結晶構造変化を伴わない反応であり、(5)式の反応が(3)の反応よりも起こり難い。このため、ステンレス鋼材の表面に形成されたマグネタイト皮膜の表層がヘマタイト化した、NWCの条件で後処理を行って得られた皮膜は、この後処理を行っていないマグネタイト皮膜よりもCoの取り込みが抑制されると考えられる。
発明者らは、形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成する後処理(NWC条件による処理)の条件を検討した。この結果、原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成するためには、フェライト皮膜の表面に接触させる水の腐食電位を−0.2V〜+0.2Vの範囲内にする必要がある。−0.2V以上の腐食電位では、マグネタイトよりもヘマタイトが安定化する。従って、通常の水素注入条件である−0.5Vから水素注入量を減らして腐食電位を−0.2Vにすると、形成したフェライト皮膜中のマグネタイトがヘマタイトに化学変化する。−0.4V以上−0.2V未満の腐食電位の範囲では、ヘマタイトの形成が不完全である。通常の原子力プラントの運転では、+0.2Vを超える腐食電位にはならない。
フェライト皮膜の表面に接触させる水の腐食電位を−0.2V〜+0.2Vの範囲内に調節するためには、炉水への水素の注入量を調節するとよい。
好ましくは、−0.2V〜+0.2Vの範囲内の腐食電位を有する水を原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触させる時間を、50時間から500時間の範囲に含まれる時間にすることが望ましい。フェライト皮膜の表面への水の接触時間を50時間以上にした場合には、フェライト皮膜の表層部に形成されたヘマタイト皮膜の作用により、フェライト皮膜の溶解を抑制でき、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止することができた。また、フェライト皮膜の表面への水の接触時間を500時間よりも長くした場合には、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止する効果を得ることができるが、ヘマタイト皮膜の形成時において原子力プラント構成部材の応力腐食割れを抑制する観点からは500時間以下に短くした方がよい。
以上に述べた検討結果を反映した本発明の実施例を、以下に説明する。
本発明の好適な一実施例である実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図1,図2及び図3を用いて説明する。本実施例は、原子力プラント構成部材の線量低減方法をBWRプラントに適用した例である。
このBWRプラントの概略構成を、図2を用いて説明する。BWRプラントは、原子炉1、タービン3、復水器4、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉格納容器11内に設置された原子炉1は、炉心13を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)12を有し、RPV12内にジェットポンプ14を設置している。炉心13には複数の燃料集合体(図示せず)が装荷されている。各燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は再循環ポンプ21及びステンレス鋼製の再循環系配管22を有し、再循環ポンプ21が再循環系配管22に設置されている。給水系は、復水器4とRPV12を連絡する給水配管10に、復水ポンプ5、復水浄化装置6、低圧給水加熱器8、給水ポンプ7及び高圧給水加熱器9を設置して構成される。水素注入装置16が、復水浄化装置6と低圧給水加熱器8の間で給水配管10に接続されている。原子炉浄化系は、再循環系配管22と給水配管10を連絡する浄化系配管20に、浄化系ポンプ24,再生熱交換器25,非再生熱交換器26及び炉水浄化装置27を設置して構成される。浄化系配管20は、再循環ポンプ21より上流で再循環系配管22に接続される。
RPV12内の冷却水(以下、炉水という)は、再循環ポンプ21で昇圧され、再循環系配管22を通ってジェットポンプ14のノズル(図示せず)からジェットポンプ14のベルマウス(図示せず)内に噴出される。ノズルの周囲に存在する炉水も、ノズルから噴出される噴出流の作用により、ベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ14から吐出された炉水は、炉心13に供給され、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る。加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、RPV12から主蒸気配管2を通ってタービン3に導かれ、タービン3を回転させる。タービン3に連結された発電機(図示せず)が回転され、電力が発生する。タービン3から排出された蒸気は、復水器4で凝縮され、水になる。
この水は、給水として、給水配管10を通りRPV12内に供給される。給水配管10を流れる給水は、復水ポンプ5で昇圧され、復水浄化装置6で不純物が除去され、給水ポンプ7でさらに昇圧され、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9で加熱される。抽気配管15で主蒸気配管2,タービン3から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。
再循環系配管22内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ24の駆動によって浄化系配管20内に流入し、炉水浄化装置27で浄化される。浄化された炉水は、浄化系配管20及び給水配管10を経てRPV12内に戻される。
BWRプラントは、1つの運転サイクルでの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、BWRプラントに対して定期検査が実施される。この定期検査が終了した後、BWRプラントが再度起動される。この定期検査の期間中において、炉心13内の一部の燃料集合体が新燃料集合体と交換される。すなわち、炉心内の一部の燃料集合体が、使用済燃料集合体としてRPV12から取り出され、燃焼度ゼロの新たな燃料集合体が炉心13に装荷される。
BWRプラントの運転が停止されている定期検査の期間中において、RPV12に接続された配管系(例えば、再循環系配管22及び浄化系配管20等)の炉水と接する内面へのフェライト皮膜の形成が行われる。このフェライト皮膜の形成には、仮設の設備である皮膜形成装置30が用いられる。皮膜形成装置30の循環配管35が、BWRプラントの運転が停止された後、皮膜形成対象である、例えば、再循環系配管22に接続される。皮膜形成装置30は、フェライト皮膜の形成後、具体的には、フェライト皮膜の形成に使用した溶液の処理が終了した後、BWRプラントの運転開始前に再循環系配管22から取り外される。皮膜形成装置30は、BWRプラントの運転が停止されている間で、再循環系配管22の内面に形成した放射性核種を含む酸化皮膜の溶解除去、及び酸化皮膜溶解除去後の配管表面へのフェライト皮膜の形成、及びこの皮膜の形成に使用された溶液(廃液)の処理に用いられる。
皮膜形成装置30の詳細な構成を、図3を用いて説明する。皮膜形成装置30は、サージタンク31,循環配管35,鉄(II)イオン注入装置100,酸化剤注入装置101,pH調整剤注入装置102,フィルタ54,分解処理装置67及びカチオン交換樹脂塔63,混床樹脂塔65を備えている。開閉弁50,循環ポンプ51,弁52,加熱器56,弁58,59,60,サージタンク31,循環ポンプ32,弁33及び開閉弁34が、上流よりこの順に循環配管35に設けられている。
配管69が、弁52をバイパスするように両端で循環配管35に接続される。配管69には、弁53及びフィルタ54が設けられる。加熱器56及び弁58をバイパスする配管70の両端が循環配管35に接続される。冷却器61及び弁62が配管70に設置される。両端が循環配管35に接続されて弁59をバイパスする配管71に、カチオン交換樹脂塔63及び弁64が設置される。両端が配管71に接続されてカチオン交換樹脂塔63及び弁64をバイパスする配管72に、混床樹脂塔65及び弁66が設置される。弁68及び分解処理装置67が設置される配管73が、弁60をバイパスして循環配管35に接続される。分解処理装置67は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。弁36及びエゼクタ37が設けられる配管74が、弁33と循環ポンプ32の間で循環配管35に接続され、さらに、サージタンク31に接続される。化学除染の対象となる配管(例えば、再循環系配管22)の内面の汚染物を酸化溶解するための過マンガン酸、さらには配管内の汚染物を還元溶解するためのシュウ酸をサージタンク31内に供給するためのホッパ(図示せず)がエゼクタ37に設けられている。化学除染の対象となる配管は、皮膜形成対象の配管(例えば、再循環系配管22)である。
鉄(II)イオン注入装置100は、薬液タンク47,弁41,注入ポンプ44及び注入配管75を有する。薬液タンク47は、注入ポンプ44及び弁41が設けられた注入配管75によって循環配管35に接続される。薬液タンク47は、鉄をギ酸で溶解して調製した2価の鉄(II)イオンを含む薬剤(第1の薬剤)が充填されている。この薬剤はギ酸も含んでいる。なお、鉄を溶解させる薬剤としては、ギ酸に限らず、鉄(II)イオンの対アニオンとなる有機酸または炭酸を用いることができる。
酸化剤注入装置101は、薬液タンク48,注入ポンプ45,弁42及び注入配管76を有する。薬液タンク48は、注入ポンプ45及び弁42が設置された注入配管76によって循環配管35に接続されている。薬液タンク48には、酸化剤(第2の薬剤)である過酸化水素が充填されている。
pH調整剤注入装置102は、薬液タンク40,注入ポンプ39,弁38及び注入配管77を有する。薬液タンク40は、注入ポンプ39及び弁38が設置された注入配管77によって循環配管35に接続される。薬液タンク40はpH調整剤(第3の薬剤)であるヒドラジンを充填する。
弁57を設けた配管78が、注入配管76に接続され、さらに、分解処理装置67の上流で配管73に接続される。サージタンク31は、最初に、処理に用いられる水が充填されている。薬液タンク47及びサージタンク31には、それぞれの内部に存在する溶液に含まれる酸素を除去するために、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスをその溶液内にバブリングする不活性ガス注入装置(図示せず)を接続することが好ましい。
酸化剤注入装置101の注入配管76と循環配管35の第2接続点、及びpH調整剤注入装置102の注入配管77と循環配管35の第3接続点は、鉄(II)イオン注入装置100の注入配管75と循環配管35の第1接続点よりも下流に配置され、皮膜形成対象箇所にできるだけ近い位置に配置することが好ましい。このように、皮膜形成装置30の配管系統が構成されているので、循環配管35に鉄(II)イオンを注入した後、酸化剤注入装置101及びpH調整剤注入装置102を起動することによって、循環配管35内の鉄(II)イオンを含む水溶液に酸化剤及びpH調整剤を添加することができる。
分解処理装置67は、鉄(II)イオンの対アニオンとして使用する有機酸(例えば、ギ酸)、及びpH調整剤であるヒドラジンを分解する。つまり、鉄(II)イオンの対アニオンとしては、廃棄物量の低減化を考慮して水や二酸化炭素に分解できる有機酸、または気体として放出可能で廃棄物を増やさない炭酸を用いている。
皮膜形成装置30を用いて再循環系配管22内にフェライト皮膜を形成し、その後、形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成する、本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法では、図1に示された各工程が実行される。本実施例におけるBWRプラント構成部材の、炉水と接触する表面へのフェライト皮膜の形成は、BWRプラントの運転を停止した後の、例えば、BWRプラントの定期検査(保守点検)の期間内で行われる。
皮膜形成装置30を皮膜形成対象の配管系に接続する(ステップS1)。BWRプラントが定期検査のために停止された後、前述したように、循環配管35が、皮膜形成対象の、例えば、再循環系配管22に接続される。再循環系配管22に接続された浄化系配管20には弁23が設けられている。この弁23のボンネットを開放して浄化系配管20の炉水浄化装置27側を閉鎖する。弁23のフランジに循環配管35の一端を接続する。循環配管35の他端は、再循環ポンプ21よりも下流で再循環系配管22、例えば、再循環系配管22に接続された枝管(ドレン配管または計装配管などを切り離した枝管)に接続される。このようにして、皮膜形成装置30が再循環系配管22に接続される。
皮膜形成対象の配管系の内面に対して化学除染を実施する(ステップS2)。運転されたBWRプラントの、炉水と接触する、再循環系配管22の内面には、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜(汚染物)が形成されている。このため、運転を経験したBWRプラントでは、配管系の内面にフェライト皮膜を形成する前に、配管系の内面に形成された、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜(汚染物)を、除去することが好ましい。皮膜形成対象の配管系へのフェライト皮膜の形成はその配管系への放射性核種の付着抑制を目的とするものであるが、事前にその酸化皮膜を除去することは、形成されたフェライト皮膜が放射性核種を取り込んだ酸化皮膜を覆うことを防ぎ、配管系の線量を低減させることになる。本実施例では、配管系の内面に形成された、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜の除去が、化学除染により行われる。フェライト皮膜を形成する前に皮膜形成対象の金属部材の表面が露出されていればよいので、化学除染の替りに機械的な除染処理を適用することも可能である。
ステップS2で実施する化学除染は、公知の方法(特開2000−105295号公報参照)であるが、簡単に説明する。まず、開閉弁50,弁52,58,59,60及び33、及び開閉弁34を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ32,51を起動して、皮膜形成対象である再循環系配管22内にサージタンク31内の水を循環させる。そして、加熱器56によって加熱して、循環する水の温度を約90℃まで昇温させる。エゼクタ37に連絡されたホッパから供給された過マンガン酸カリウムが、弁36を開くことによって配管74内を流れる水により、サージタンク31内に供給される。サージタンク31内で、過マンガン酸カリウムにより酸化除染液が生成される。この酸化除染液は、循環配管35を通って再循環系配管22内に供給され、再循環系配管22の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物を溶解する。このようにして、再循環系配管22の内面の酸化除染が行われる。
酸化除染終了後、酸化除染液に残留する過マンガン酸イオンは、上記のホッパからサージタンク31に注入されるシュウ酸によって分解される。サージタンク31内にシュウ酸を供給することによって還元除染液が生成される。還元除染液のpH調整のため、弁38を開いて薬液タンク40からヒドラジンを循環配管35内に供給する。ヒドラジンを含む還元除染液が、循環ポンプ32により再循環系配管22内に供給され、再循環系配管22の内面に形成されている酸化皮膜等の汚染物を還元溶解する。還元除染時に、弁64を開くと共に弁59の開度を調整し、還元除染液の一部をカチオン交換樹脂塔63に導く。再循環系配管22の内面から還元除染液中に溶出してきた金属陽イオンが、カチオン交換樹脂塔63内のカチオン交換樹脂に吸着され、除去される。
還元除染の終了後、弁68を開いて循環配管35内を流れる還元除染液の一部を分解処理装置67に供給する。分解処理装置67は、薬液タンク48から配管78を通して供給される過酸化水素、及び活性炭触媒の作用によって還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解する。シュウ酸及びヒドラジンの分解後、弁58を閉じて加熱を停止し、除染液を冷却器61で冷却して、例えば、60℃まで低下させる。60℃になった除染液が、弁64を閉じて弁66を開くことにより、混床樹脂塔65に供給される。混床樹脂塔65は、分解処理装置67で分解されなかった、除染液に含まれる不純物を除去する。
皮膜形成対象箇所の表面にフェライト皮膜を形成する(ステップS3)。まず、上記の除染終了後で皮膜形成装置30による最後の浄化運転が終了した後、以下の弁操作が行われる。弁53を開いて弁52を閉じ、フィルタ54への通水を開始する。弁59を開いて弁66を閉じることにより、混床樹脂塔65への通水を停止する。さらに、弁62を閉じ、弁58を開いて加熱器56によって循環配管35内の水を所定温度まで加熱する。皮膜形成対象である再循環系配管22に供給される皮膜形成水溶液の温度調整が行われる。弁50,60,33,34は開いており、弁36,41,38,42,57,62,64,66,68は閉じている。加熱された皮膜形成水溶液は、循環配管35及び再循環系配管22により形成される閉ループの経路内を循環する。
フィルタ54への通水は水中に残留している微細な固形物を除去するためである。この固形物が残留していると、皮膜形成対象箇所へのフェライト皮膜の形成の際に、その固形物の表面にもフェライト皮膜が形成され、薬剤が無駄に使用されることになる。上記の固形物の除去によって、皮膜形成水溶液(皮膜形成液)に含まれる薬剤を有効に使用できる。フィルタ54への通水を除染中に実施した場合には、溶解した高い放射能の放射性核種を含む固形物によってフィルタ54の線量率が高くなりすぎる恐れがある。このため、フィルタ54への通水は除染終了後に行う。上記固形物の除去が終了した時点で、弁52を開いて弁53を閉じる。
皮膜形成水溶液の上記の所定温度は、100℃程度が好ましいが、これに限られない。要は原子炉の運転時に炉水に含まれる放射性核種が、皮膜形成対象箇所に生成されるフェライト皮膜に取り込まれない程度に、その皮膜の結晶等の膜構造が緻密に形成できればよいのである。したがって、皮膜形成水溶液の温度は少なくとも200℃以下が好ましく、下限は常温(20℃)でもよいが、フェライト皮膜の生成速度が実用範囲になる60℃以上が好ましい。100℃以上では皮膜形成水溶液の沸騰を抑制するため、加圧しなければならず仮設設備の耐圧性が要求されるようになり設備が大型化するため好ましくない。皮膜形成水溶液の温度が200℃以下であるので、皮膜形成対象の配管系、例えば、再循環系配管22の炉水と接触する内面に緻密なフェライト皮膜を形成することができる。
皮膜形成対象箇所にフェライト皮膜を形成させるためには、鉄(II)イオンが皮膜形成対象箇所の金属部材の表面(例えば、再循環系配管22の内面)に吸着される必要がある。しかし、皮膜形成水溶液に含まれる鉄(II)イオンは、(6)式に基づいて溶存酸素により鉄(III)イオンに酸化される。鉄(III)イオンは、鉄(II)イオンに比べて溶解度が低いため、(7)式の反応により水酸化第二鉄として析出してしまい、フェライト皮膜の形成に寄与しなくなってしまう。そこで、皮膜形成水溶液中の溶存酸素を除去するため、上記したように、不活性ガスのバブリングまたは真空脱気を行うことが好ましい。
4Fe2++O2+2H2O → 4Fe3++4OH− ……(6)
Fe3++3OH− → Fe(OH)3 ……(7)
循環配管35内を循環する水の温度が所定温度に達した後、鉄(II)イオンを含む薬剤(水溶液)を循環配管35内に注入する。すなわち、弁41を開いて注入ポンプ44を駆動し、鉄をギ酸で溶解して調製して得られた鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬剤を、薬液タンク47から循環配管35内を流れる皮膜形成水溶液に注入する。酸化剤である過酸化水素を循環配管35内に注入する。すなわち、弁42を開いて注入ポンプ45を駆動することにより、薬液タンク48内の過酸化水素が、注入配管76を通して、循環配管35内を流れる、鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液に注入される。過酸化水素は、皮膜形成対象箇所の金属部材の表面(再循環系配管22の内面)に吸着された鉄(II)イオン、及び皮膜形成水溶液内の鉄(II)イオンを、鉄(III)イオンに酸化する。後者の鉄(II)イオンが鉄(III)イオンに酸化されることにより、皮膜形成水溶液は鉄(II)イオン及び鉄(III)イオンを含むことになる。続いて、pH調整剤であるヒドラジンを循環配管35内へ注入する。すなわち、弁38を開いて注入ポンプ39を駆動することによって、薬液タンク40内のヒドラジンが、注入配管77を通って、循環配管35内を流れる、鉄(II)イオン、鉄(III)イオン及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液(皮膜形成液)に注入される。ヒドラジンが、皮膜形成水溶液のpHを5.5〜9.0の範囲内にするように注入される。皮膜形成水溶液のpHが5.5〜9.0の範囲内に調節されるので、鉄(II)イオン及び鉄(III)イオンからフェライトの一種であるマグネタイトが、再循環系配管22の内面に形成される。マグネタイトは、(8)式に示す反応により、鉄(II)イオンと鉄(III)イオンが反応して生成される。
Fe3++3OH− → Fe(OH)3 ……(7)
循環配管35内を循環する水の温度が所定温度に達した後、鉄(II)イオンを含む薬剤(水溶液)を循環配管35内に注入する。すなわち、弁41を開いて注入ポンプ44を駆動し、鉄をギ酸で溶解して調製して得られた鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬剤を、薬液タンク47から循環配管35内を流れる皮膜形成水溶液に注入する。酸化剤である過酸化水素を循環配管35内に注入する。すなわち、弁42を開いて注入ポンプ45を駆動することにより、薬液タンク48内の過酸化水素が、注入配管76を通して、循環配管35内を流れる、鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液に注入される。過酸化水素は、皮膜形成対象箇所の金属部材の表面(再循環系配管22の内面)に吸着された鉄(II)イオン、及び皮膜形成水溶液内の鉄(II)イオンを、鉄(III)イオンに酸化する。後者の鉄(II)イオンが鉄(III)イオンに酸化されることにより、皮膜形成水溶液は鉄(II)イオン及び鉄(III)イオンを含むことになる。続いて、pH調整剤であるヒドラジンを循環配管35内へ注入する。すなわち、弁38を開いて注入ポンプ39を駆動することによって、薬液タンク40内のヒドラジンが、注入配管77を通って、循環配管35内を流れる、鉄(II)イオン、鉄(III)イオン及び過酸化水素を含む皮膜形成水溶液(皮膜形成液)に注入される。ヒドラジンが、皮膜形成水溶液のpHを5.5〜9.0の範囲内にするように注入される。皮膜形成水溶液のpHが5.5〜9.0の範囲内に調節されるので、鉄(II)イオン及び鉄(III)イオンからフェライトの一種であるマグネタイトが、再循環系配管22の内面に形成される。マグネタイトは、(8)式に示す反応により、鉄(II)イオンと鉄(III)イオンが反応して生成される。
Fe2++2Fe3++2H2O → Fe(III)[Fe(II)Fe(III)]O4 + 8H+
……(8)
なお、(1)式はFe3+の生成過程をまとめて示したものである。
……(8)
なお、(1)式はFe3+の生成過程をまとめて示したものである。
この皮膜形成水溶液が循環配管35を通って再循環系配管22に供給される。皮膜形成水溶液と接触する再循環系配管22の内面全面でマグネタイト皮膜の生成反応が生じ、その全面にフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜が形成される。制御装置(図示せず)は、pH計79によって計測された処理液のpH計測値に基づいて注入ポンプ39の回転速度を制御し、再循環系配管22内に注入するヒドラジンの注入量を調整する。この制御によって、皮膜形成水溶液のpHが上記の範囲内に調節される。本実施例では、皮膜形成水溶液のpHが7.0に調節される。
循環ポンプ32,51が駆動されているので、ヒドラジン、鉄(II)イオン及び過酸化水素を含むpHが7.0である皮膜形成水溶液が、循環配管35により、開閉弁34を介して給水配管10内に供給される。この皮膜形成水溶液が、再循環系配管22内を流れて、循環配管35の開閉弁50側へと戻される。戻された皮膜形成水溶液に、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬剤が薬液タンク47から、過酸化水素が薬液タンク48から、ヒドラジンが薬液タンク40からそれぞれ注入される。この皮膜形成水溶液が再び再循環系配管22内に導かれる。
皮膜形成対象の配管系の内面へのフェライト皮膜の形成が完了したかの判定が行われる。この判定は、フェライト皮膜の形成処理開始、すなわち、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬剤の注入が開始されて酸化剤及びpH調整剤の注入が開始された後の経過時間で行われる。この経過時間が再循環系配管22の内面に所定の厚みのフェライト皮膜を形成するのに要する時間になるまでの間は、フェライト皮膜の形成が完了したかの判定は「NO」になる。この場合には、再循環系配管22の内面へのフェライト皮膜の形成が引き続き行われる。その判定が「YES」になったとき、注入ポンプ39,44及び45を停止し(または弁38,41及び42を閉じ)て各薬剤の、循環している皮膜形成水溶液への注入を停止する。これによって、再循環系配管22の内面へのフェライト皮膜の形成作業が終了する。
配管系の内面へのフェライト皮膜の形成作業が終了したとき、皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が実施される(ステップS4)。再循環系配管22の内面へのフェライト皮膜の形成に使用された皮膜形成水溶液は、フェライト皮膜の形成が終了した後においても、ヒドラジン及び有機酸であるギ酸を含んでいる。皮膜形成水溶液に含まれたヒドラジン及びギ酸は、還元除染剤であるシュウ酸の分解と同様に、分解処理装置67で分解される。薬剤の分解処理では、弁60,68の開度を調整し、循環配管35内の皮膜形成水溶液の一部を分解処理装置67に供給する。弁57を開くことにより、過酸化水素が、薬液タンク48から配管78を通して分解処理装置67に供給される。ヒドラジン及びギ酸は、分解処理装置67内で過酸化水素及び活性炭触媒の作用により分解される。ギ酸は(9)式の反応により二酸化炭素と水に、ヒドラジンは(10)式の反応により窒素と水にそれぞれ分解する。
薬剤の分解を実行している期間において、皮膜形成水溶液は、循環ポンプ32,51の駆動によって循環配管35の一端から再循環系配管22の一端に供給され、再循環系配管22内を通って循環配管35の他端に戻される。
HCOOH+H2O2 → CO2+2H2O ……(9)
N2H4+2H2O2 → N2+4H2O ……(10)
分解処理装置67に皮膜形成水溶液を供給する前に、弁53を開けて弁52を閉じ、皮膜形成水溶液をフィルタ54に供給する。皮膜形成水溶液に含まれたマグネタイト粒子がフィルタ54によって除去される。マグネタイト粒子の除去後、弁59,64の開度を調整して皮膜形成水溶液の一部をカチオン交換樹脂塔63に供給する。皮膜形成水溶液に含まれる鉄(II)イオン及びヒドラジニウムイオンがカチオン交換樹脂塔63によって除去される。皮膜形成水溶液に含まれているギ酸及びカチオン交換樹脂塔63で除去し切れなかったヒドラジンの分解は、前述したように、分解処理装置67を用いて行われる。
N2H4+2H2O2 → N2+4H2O ……(10)
分解処理装置67に皮膜形成水溶液を供給する前に、弁53を開けて弁52を閉じ、皮膜形成水溶液をフィルタ54に供給する。皮膜形成水溶液に含まれたマグネタイト粒子がフィルタ54によって除去される。マグネタイト粒子の除去後、弁59,64の開度を調整して皮膜形成水溶液の一部をカチオン交換樹脂塔63に供給する。皮膜形成水溶液に含まれる鉄(II)イオン及びヒドラジニウムイオンがカチオン交換樹脂塔63によって除去される。皮膜形成水溶液に含まれているギ酸及びカチオン交換樹脂塔63で除去し切れなかったヒドラジンの分解は、前述したように、分解処理装置67を用いて行われる。
ヒドラジン及びギ酸を混床樹脂塔65で処理することもできるが、イオン交換樹脂の廃棄物が増えてしまうので、これらの物質は分解処理装置67で分解処理するのが好ましい。ヒドラジンとギ酸ではギ酸の方が分解し難いので、分解処理装置67による薬剤の分解がある程度進むと、循環している皮膜形成水溶液のpHが低下し始める。この皮膜形成水溶液のpHが4以下になると、再循環系配管22の内面に形成したフェライト皮膜が溶解する可能性が生じる。このため、pH計79で計測されたpHの値が4以下にならないように、弁38を開けて注入ポンプ39を起動し、薬液タンク40内のヒドラジンを皮膜形成水溶液に注入する。
ギ酸とヒドラジンが共存した水溶液に含まれるギ酸及びヒドラジンを、触媒及び過酸化水素を用いて分解すると、両者の分解が同時には進むが、ヒドラジンの方が分解し易いためにヒドラジンが先に全て分解される。このため、皮膜形成水溶液中にギ酸が残ってこの水溶液のpHが低下する。pHが4を下回ると、形成されたフェライト皮膜が溶解するので、上記したように、ギ酸の分解を継続しながらpHが4を下回らないようにヒドラジンを添加する。ヒドラジンを注入しながら残留したギ酸、及び注入したヒドラジンの分解を進めると、ギ酸の濃度も徐々に低下するので、pH4を維持する、水溶液中のヒドラジンの量が少なくなる。ギ酸の濃度が少なくなると、水溶液にヒドラジンを注入しなくても水溶液のpHが4以上を維持される。このようにして、ギ酸及びヒドラジンが分解される。
なお、触媒を用いた分解処理装置67の替りに紫外線照射装置を用いることも可能である。紫外線照射装置も、酸化剤の存在下でヒドラジン,ギ酸及びシュウ酸を分解することができる。
ヒドラジン及びギ酸を分解処理装置67で上記のように気体及び水に分解することによって、カチオン交換樹脂塔64によるヒドラジン、及び混床樹脂塔65によるギ酸の除去を大幅に低減できるので、これらのイオン交換樹脂の廃棄物量を著しく低減できる。
皮膜形成装置の、皮膜形成対象の配管系からの取り外しを行う(ステップS5)。皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が終了した後、再循環系配管22に連絡されている循環配管35の両端が、浄化系配管20、及び再循環系配管22に接続された枝管から取り外される。浄化系配管20に設けられたバルブ28、及びその枝管等が元通りに復旧される。これにより、BWRプラントの運転が開始できる状態になる。再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜は、BWRプラントの起動まで、そのままの状態に保たれる。
BWRプラントの定期検査が終了した後、BWRプラント起動の準備が進められる。再循環ポンプ21が起動されて、再循環系配管22には炉水が循環され、ジェットポンプ14から吐出された炉水が炉心13に供給される。BWRプラントの起動時における復水器真空度、炉水温度、及び原子炉圧力の変化を図6に示す。BWRプラント起動前に復水器4の真空度を上昇させる。復水器4の真空度の上昇は、復水器4に接続されたオフガス系(図示せず)に設けられた空気抽出器(図示せず)により行われる。さらに、主蒸気配管2に設けられた主蒸気隔離弁を全開にし、主蒸気配管2と復水器4を接続するタービンパス配管(図示せず)に設けられたバイパス弁を開いて炉水の脱気を行い、炉水の溶存酸素濃度を0.2ppm程度まで低下させる。
その後、原子炉を起動する(ステップS6)。中央制御室に設置された操作盤に設けられた原子炉モードスイッチが起動に入れられ、炉心13に挿入された複数の制御棒(図示せず)が順番に引き抜かれる。原子炉1のある運転サイクルにおける運転が開始される。やがて、原子炉1が臨界に達する(ステップS7)。炉心13に装荷された各燃料集合体に含まれた核燃料物質が核分裂を起こし、炉水の核加熱が開始される。原子炉の昇温昇圧が行われる(ステップS8)。この昇温昇圧工程では、制御棒が炉心からさらに引き抜かれて核燃料物質の核分裂が増大し、炉水の温度が上昇して蒸気が発生する。昇温昇圧工程により、原子炉圧力が定格圧力まで上昇し、炉水温度も定格温度(例えば、280℃)まで上昇する。炉心13では核燃料物質の核分裂によって中性子線及びガンマ線が発生する。中性子線及びガンマ線は炉水の放射線分解を誘発して、炉水中に過酸化水素及び酸素を生じさせる。昇温昇圧工程が終了した後、制御棒の引き抜き、及び炉心流量の増大によって、原子炉出力が定格出力(100%出力)まで、上昇される。
本実施例では、炉水温度が定格温度に到達した後、炉水に水素(還元剤)を注入しない状態を、500時間、継続する(ステップS9)。この期間において、原子炉出力は、定格出力まで上昇し、原子炉停止するまで定格出力に保持される。上記の500時間の期間では、RPV12内の炉水に水素が注入されないので、原子炉1はNWC条件で運転される。このNWC条件での運転期間では、炉水の放射線分解で発生した過酸化水素及び酸素等の酸化性化学種は、再循環ポンプ21が駆動されているので、高温の定格温度になっている炉水と共に再循環系配管22内に流入する。
酸化性化学種を含む高温の炉水は、再循環系配管22内を流れるとき、ステップS3により再循環系配管22の内面に形成されているフェライト皮膜(例えば、マグネタイト皮膜)に接触する。280℃の高温環境で酸化性化学種がフェライト皮膜の表面に接触することにより、このフェライト皮膜を構成するマグネタイトに含まれる鉄(II)イオンが酸化される。この結果、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表層にヘマタイトが徐々に形成される。昇温昇圧工程で炉水が定格温度に到達してから500時間が経過するまで、NWC条件での原子炉1の運転が継続される。このため、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表層にヘマタイト皮膜が形成される。このヘマタイト皮膜が、フェライト皮膜の全表面を覆うように、形成される。
炉心における放射線による水の放射線分解で生じる酸素、及び過酸化水素によって、炉水の腐食電位は+0.2Vになる。発生した酸化剤を消費するために炉水に水素を注入した場合には、腐食電位は+0.2V未満になる。この水素注入を停止すると(NWC条件で)、腐食電位は+0.2Vになる。
水素注入を行う(ステップS10)。ステップS9での500時間に及ぶNWC条件での原子炉1の運転が終了したとき、水素注入装置16から給水配管10内を流れる給水に、水素(還元剤)を注入する。この水素注入によって、原子炉1はHWC条件で運転されることになる。給水配管10を流れる、水素を含む給水がRPV12内に供給される。注入された水素が、炉水に含まれる酸素と反応して水を生成する。このため、RPV12内の炉水の溶存酸素濃度が低下し、炉水の腐食電位が低下する。炉水と接触する、原子力プラント構成部材の応力腐食割れを抑制することができる。構成部材の腐食電位を目標電位以下に低下させるように、炉水への水素注入が行われる。
水素注入が開始された後、BWRプラントの定格運転が継続して行われる(ステップS11)。炉水への水素注入は、運転サイクルの終了時まで継続して行われる。運転サイクルの終了時になったとき、原子炉1が停止される(ステップS12)。なお、水素注入は、運転サイクルの途中で中断することもあるが、構成部材の応力腐食割れ対策のためは、できるだけ長い期間に亘って行われる。
本実施例によれば、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表面がヘマタイト皮膜で覆われているので、再循環配管22内を流れる炉水が、フェライト皮膜の表面と接触しなく、ヘマタイト皮膜の表面と接触する。このため、フェライト皮膜が炉水と接触しないので、フェライト皮膜の溶解、再析出が生じなく、フェライト皮膜への放射性核種の取り込みを防止することができる。このため、再循環系配管22の線量をさらに低減することができる。ヘマタイトはフェライトよりも水に対する溶解度が低いため、炉水と接触するヘマタイト皮膜への放射性核種の取り込みが著しく抑制される。
さらに、本実施例は、ヘマタイト皮膜が炉水に接触しているので、炉水に含まれるCo−60等の放射性核種の再循環系配管22の内面(具体的には、ヘマタイト皮膜の表面)への付着を著しく抑制することができる。
本実施例では、鉄(II)イオン、及び鉄(II)イオンを鉄(III)イオンに酸化する酸化剤を含むpHが5.5〜9.0の範囲内にある皮膜形成水溶液(皮膜形成液)を、好ましくは、60℃〜100℃の範囲内の温度に調節して、皮膜形成対象である配管(例えば、再循環系配管22)の内面に接触させるので、その配管の内面に緻密なフェライト皮膜を形成することができる。
本実施例では、再循環系配管22の内面に形成したフェライト皮膜の表層部をヘマタイトに変えているので、フェライト皮膜自身に取り込まれるCo−60の付着量を低減することができる。さらに、本実施例では、再循環系配管22の内面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜の表層部をヘマタイト皮膜にしているので、ヘマタイト皮膜を形成が可能になる。このことは、化学除染を行わない新設のBWRプラントでも言えることである。
本実施例では、ヘマタイト皮膜を、炉水温度が定格温度に達した後で且つ炉水への水素注入を行う前で、酸化性化学種を含む炉水をフェライト皮膜の表面に接触させることによって形成しているので、フェライト皮膜自身に取り込まれるCo−60の付着量を低減することができる。
本実施例では、水素注入装置16を給水配管10に接続しているが、水素注入装置16を浄化系配管20に接続してもよい。この場合には、浄化系配管20内に水素が注入され、この水素が浄化系配管20及び給水配管10を介してRPV12内の炉水に注入される。
皮膜形成装置30の循環配管35の両端を浄化系配管20に接続し、BWRプラントの運転停止期間において、浄化系配管20の内面にフェライト皮膜を形成してもよい。浄化系配管20の内面にフェライト皮膜が形成された後、循環配管35の両端を浄化系配管20から取り外して、BWRプラントの運転を開始する。ステップS9において、炉水が定格温度になった状態で且つ水素を炉水に注入しない状態で、500時間、原子炉の運転を継続する。この期間において、酸化性化学種を含む炉水が浄化系配管20の内面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触され、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成される。この浄化系配管20においても、再循環系配管22で得られる上記の各効果を得ることができる。
新設のBWRプラントに対しても、このBWRプラントの運転開始前に、再循環系配管22及び浄化系配管20の少なくとも一方の内面にフェライト皮膜を形成することができる。しかしながら、新設のBWRプラントの運転開始前では、再循環系配管22及び浄化系配管20の各内面に放射性核種が付着していない。このため、それらの配管の内面にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップS1,S3,S4及びS5の各工程が実施され、ステップS2の化学除染は実施されない。新設のBWRプラントの最初の運転サイクルにおいてステップS6の原子炉起動が行われ、ステップS7〜S12の各操作が引き続き行われる。ステップS9において、新設のBWRプラントの再循環系配管22及び浄化系配管20の少なくとも一方の内面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成される。
本発明の他の実施例である実施例2の原子力プラント構成部材の線量低減方法を説明する。
発明者らは、フェライト皮膜を表面に形成した試験片を用いて、NWC条件でヘマタイト皮膜を形成するための、試験片の高温水への浸漬時間と、試験片へのCo−60付着量の関係を調べる実験を行った。この実験結果を図7に示している。図7の横軸は、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成するために、試験片をNWC条件の280℃の高温水に浸漬した時間を示している。図7の縦軸はCo−60の付着量を示している。図7に示すひし形の印では、0.2Vの腐食電位を有するNWC条件の高温水に、フェライト皮膜を表面に形成した試験片を200時間または500時間浸漬させ、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した試験片を用いている。2つのひし形の印では、ヘマタイト皮膜を形成する際におけるそれぞれの試験片の浸漬時間が異なっている。図7に示す黒丸の印では、昇温昇圧時に水素注入を行った場合を想定しており、280℃に到達してから12時間が経過するまではHWC条件の−0.5Vの高温水に上記試験片を浸漬させ、その後、水素注入を行い且つ数ppb程度の過酸化水素が残っている条件を模擬した−0.2Vの腐食電位を有する高温水に、50時間、浸漬させてフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した試験片を用いている。フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した各試験片を、HWC条件を満足してCo−60を含んでいる280℃の高温水に500時間浸漬させたとき、試験片ごとに付着したCo−60の量を調べた。試験片に計測したCo−60付着量が図7の縦軸にプロットされている。
腐食電位−0.2Vの高温水に50時間浸漬させてフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成した試験片でも、Co−60の付着量が約17%軽減されることが確認された。次に、この腐食電位−0.2Vの高温水に50時間浸漬させてヘマタイト皮膜の形成処理を施した試験片について、レーザーラマンスペクトルを測定した。この測定結果を図8に示す。図8から明らかであるように、マグネタイトを示す660cm−1付近のピークと共に、226cm−1、293cm−1、414cm−1及び616cm−1のヘマタイトを示すそれぞれのピークが観察された。したがって、腐食電位−0.2Vの高温水、及び水素注入条件よりも少し高い腐食電位を有する高温水に50時間浸漬させた各試験片でもマグネタイト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成されることが分かった。
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法は、上記の検討結果を反映している。本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法では、実施例1におけるステップS1〜S8及びS10〜S12を実施し、実施例1におけるステップS9を500時間継続から50時間継続に変更している。
BWRプラントの運転が停止された後、実施例1と同様に、皮膜形成装置30の循環配管35の両端が再循環系配管22に連絡される。この状態で、ステップS2〜S4の各処理が行われ、ステップS5で皮膜形成装置30の循環配管35の両端と再循環系配管22の連絡が解除される。ステップS3で再循環系配管22の内面にフェライト皮膜が形成される。新設のBWRプラントの配管系の内面にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップS2の化学除染は不要である。
循環配管35の両端と再循環系配管22の連絡が解除された後、ステップS6で原子炉が起動される。ステップS7,S8の操作が行われ、ステップS9では、炉水温度が定格温度に到達した後、炉水に水素を注入しない状態が、50時間、継続される。この50時間の期間において、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜が形成される。上記の50時間が経過した時点で、構成部材である再循環系配管22の腐食電位が、目標食電位、例えば、−0.5Vまで低下するように、ステップS10において水素注入装置16から給水配管10に水素を注入する。
本実施例では、実施例1で生じた各効果を得ることができる。
本発明の他の実施例である実施例3の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図9を用いて説明する。
本実施例における原子力プラント構成部材の線量低減方法は、実施例1における原子力プラント構成部材の線量低減方法においてステップS10の水素注入開始をステップS6の原子炉の起動とステップS7の原子炉の臨界の間で実施し、ステップS13の水素注入の停止をステップS8の後に、ステップS14の定格水素注入の開始をステップS9の後にそれぞれ実施する。このような本実施例は、実施例1で実施されたステップS1〜S6,S10,S7〜S9,S11及びS12をこの順番で行い、ステップS8とステップS9の間で新たなステップS13を実施し、ステップS9とステップS11の間で新たなステップS14を実施する。実施例1と異なる部分を主に説明する。
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法が適用されるBWRプラントでは、水素注入装置16が、給水配管10ではなく浄化系配管20に接続されている。
BWRプラントの運転が停止された後、実施例1と同様に、皮膜形成装置30の循環配管35の両端が再循環系配管22に連絡される。この状態で、ステップS2〜S4の各処理が行われ、ステップS5で皮膜形成装置30の循環配管35の両端と再循環系配管22の連絡が解除されて皮膜形成装置30が外される。ステップS3で再循環系配管22の内面にフェライト皮膜が形成される。新設のBWRプラントの配管系の内面にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップS2の化学除染は不要である。
循環配管35の両端と再循環系配管22の連絡が解除された後、原子炉が起動される(ステップS6)。炉心13に挿入されている複数の制御棒の炉心13からの引き抜きが開始される。このときには、既に再循環ポンプ21が駆動されており、RPV12内から吸引されて再循環ポンプ21で昇圧された炉水が、この炉水に接触する内面にフェライト皮膜が形成された再循環系配管22を通して、前述したように、ジェットポンプ14のノズルに到達する。このノズルからジェットポンプ14のベルマウス内に炉水が噴射され、ノズルの周囲の炉水もベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ14から吐出された炉水が炉心13に供給される。原子炉1が臨界になっていないので、炉心13に供給された炉水は核加熱されていない。炉水は、再循環ポンプ21の駆動によって発生する熱によって加熱され、約50℃〜60℃の温度になっている。
原子炉の起動と同時に、炉水に水素を注入する(ステップS10)。水素注入装置16から浄化系配管20内に水素が注入される。原子炉1が起動されたときには、給水配管10によるRPV12への給水の供給は行われていないが、浄化系ポンプ24が駆動されて浄化系配管20内には炉水が流れている。注入された水素は、炉水と共に浄化系配管20を通ってRPV1内に導かれる。
炉心13からの制御棒の引き抜きが継続して行われることにより、原子炉1が臨界になる(ステップS7)。原子炉1の昇温昇圧が行われ(ステップS8)、原子炉圧力が低格圧力に、炉水温度が原子炉1の運転時における定格温度(例えば、280℃)に到達したとき、原子炉の昇温昇圧が終了する。水素注入装置16からの水素注入は、昇温昇圧過程においても継続して行われている。原子炉の昇温昇圧が終了した後、原子炉出力が定格出力まで上昇される。
水素注入を停止する(ステップS13)。炉水温度が原子炉1の運転時における定格温度まで上昇したとき、水素注入装置16から浄化系配管20への水素の注入を停止する。このため、RPV12内の炉水への水素注入が停止される。水素注入を停止してから、500時間の間、炉水温度が定格温度に実質的に保持されて水素注入を行っていない状態で、原子炉1が運転される(ステップS9)。この期間において、NWC条件での運転が行われ、炉水の放射線分解で発生した酸化性化学種を含む、腐食電位が+0.2Vである炉水が、再循環系配管22内を流れ、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触する。このため、実施例1と同様に、フェライト皮膜の表層部にヘマタイトが生成され、やがて、フェライト皮膜の表面全面を覆うヘマタイト皮膜が形成される。
ステップS13の水素注入の停止から500時間が経過した後、定格水素注入が開始される(ステップS14)。ステップS10の水素注入を行うときは昇温過程で炉水の温度が280℃よりも低い状態にあるのに対して、ステップS14の定格水素注入では、炉水の温度が280℃になっている。本実施例が適用されるBWRプラントでは、復水ポンプ5よりも上流で給水配管10にも、浄化系配管20に接続された水素注入装置16とは別の水素注入装置16が接続されている。ステップS14の定格水素注入では、復水ポンプ5よりも上流で、水素注入装置16から給水配管10内に内に水素が注入され、RPV12内の炉水に水素が注入される。これにより、原子炉1はHWC条件で運転されることになる。復水ポンプ5よりも上流で給水配管10内を流れる給水の温度が低く圧力も低いので、水素注入量の制御が容易である。ステップS11で開始された水素注入は、本運転サイクルでの原子炉の運転が停止されるまで、継続される。この運転サイクルでの運転が終了したとき、原子炉1が停止される(ステップS12)。
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。本実施例では、原子炉の起動からRPV12内の炉水に水素を注入することができるので、原子力プラント構成部材の応力腐食割れをさらに抑制することができる。
BWRプラントの起動により、炉内構造物等の原子力プラント構成部材は、起動時の約50℃〜60℃から昇温昇圧過程終了時の定格温度(280℃)まで温度が上昇する。この温度変化に伴う構成部材の熱膨張により、構成部材に応力が発生する。このため、原子力プラント構成部材の応力腐食割れ抑制対策の観点から、原子炉の起動直後から炉水に水素を注入する場合がある。しかしながら、原子炉の起動直後から炉水への水素注入を実施した場合には、再循環系配管22の内面に形成したフェライト皮膜の表面が酸化される期間が得られなくなり、フェライト皮膜の表層部にヘマタイト皮膜を形成することができなくなる。そこで、本実施例では、原子炉の起動直後に炉水への水素注入を行う場合に、炉水の温度が定格温度に到達したとき、炉水への水素注入を停止することにより、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表面が酸化されてヘマタイトを生成する期間を設けるようにした。
本発明の他の実施例である実施例4の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図10及び図11を用いて説明する。
本実施例における原子力プラント構成部材の線量低減方法は、実施例3における原子力プラント構成部材の線量低減方法において水素注入停止(ステップS13)を腐食電位−0.2Vを実現するように水素注入量を調節(ステップS15)に替え、ステップ9の500時間を50時間に変えたものである。実施例3と異なる部分を主に説明する。
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法を実施するために、BWRプラントは、腐食電位センサー80を再循環系配管22に設置し、水素注入装置16を、流量調節弁17を介して浄化系配管20に接続している。腐食電位センサー80は制御装置18に接続されている。
実施例3では、炉水温度が定格温度まで上昇したときに炉水への水素の注入を停止し(ステップS13)、この状態を500時間継続している(ステップS9)。しかしながら、図7及び図8に示された特性によれば、炉水への水素注入を完全に停止せずとも、腐食電位が−0.2Vである状態を少なくとも50時間継続することにより、Co−60の付着を抑制できる表層部がヘマタイト化したフェライト皮膜が得られること分かる。本実施例は、この新たな知見に基づいて得ることができた。
運転を経験した既設のBWRプラントでは、ステップS1〜S5の各作業が行われ、フェライト皮膜形成対象の配管系である再循環系配管22の内面に実施例1と同様に、フェライト皮膜が形成される。その後、実施例3と同様に、原子炉の起動等のステップS6,S10,S7及びS8の各工程が実施される。新設のBWRプラントに対しては、ステップS2以外の各ステップが適用される。
炉水温度9が定格温度に達したとき、炉水の腐食電位が−0.2Vになるように水素注入量を調節する(ステップS15)。再循環系配管22に設けられた腐食電位センサー80が、再循環系配管22内を流れる炉水の腐食電位を計測する。腐食電位センサー80で計測された腐食電位の計測値が制御装置18に入力される。制御装置18は、入力した腐食電位の計測値が設定値である−0.2Vになるように、流量調節弁17の開度を調節し、水素注入装置16から浄化系配管20内に注入される水素の注入量を制御する。この制御により、浄化系配管20に注入される水素の量が減少する。
水素の注入量の制御によって炉水の腐食電位が実質的に−0.2Vに保持され、且つ炉水温度が定格温度に保持されている状態で、50時間の運転が継続される(ステップS9)。この運転期間において、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表層部にヘマタイトが生成され、やがて、フェライト皮膜の表面前面を覆うヘマタイト皮膜が形成される。その後、ステップS14及びS11の工程が実施され、運転サイクルの終了時に原子炉1が停止される(ステップS12)。本実施例におけるステップS14の水素注入では応力腐食割れの抑制も考慮する必要があるので、ステップS14では、炉水の腐食電位が−0.5Vになるように水素注入量を調節する。
本実施例は、実施例3で生じる各効果を得ることができる。ステップS15において炉水の腐食電位が−0.2Vになるように水素注入量を調節するので、原子力プラント構成部材での応力腐食割れの亀裂進展速度が遅くなる(腐食電位が+0.2Vのときよりも)。従って、マグネタイト皮膜からヘマタイト皮膜を形成する工程での亀裂進展量が少なくなる。
本発明の他の実施例である実施例5の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図12及び図13を用いて説明する。
BWRプラントの起動時における復水器真空度、炉水温度、原子炉圧力、タービン回転数及び電気出力の変化を図12に示す。BWRプラントでは、炉水温度が定格温度に到達した後、発電機を併入して電気出力を定格電気出力まで上昇させ、定期検査の最終段階であるBWRプラントの調整運転を実施する。この調整運転の最後にBWRプラントに対する総合負荷性能検査を受けてBWRプラントの定期検査が終了する。その後、発電が伴う営業運転が開始される。BWRプラントの起動から総合負荷性能検査までの期間は、20日から30日程度ある。このため、炉水への水素注入を総合負荷性能検査終了後に行うことによって、NWC条件での原子炉の運転の期間を確保することができる。
本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図13を用いて具体的に説明する。本実施例においても、実施例1と同様に、ステップS1〜S5の工程が実施され、フェライト皮膜形成対象である、例えば、再循環系配管22の内面にフェライト皮膜が形成される。その後、実施例1と同様に、原子炉の起動等のステップS6〜S8の各工程が実施される。
実施例1においてステップS9で行われた500時間継続したNWC条件での原子炉の運転は、総合負荷性能検査の期間で行われる。ステップS8で炉水温度が定格温度に到達したとき、総合負荷性能検査を含む調整運転が実施される(ステップS16)。総合負荷性能検査の期間内で、炉水温度が定格温度になっており、炉水に水素注入を行わない状態での運転が所定期間行われる。この運転期間内で、炉水の放射線分解によって発生した酸化性化学種を含む炉水が、再循環系配管22内を流れ、再循環系配管22の内面に形成されたフェライト皮膜の表面に接触する。このため、実施例1と同様に、フェライト皮膜の表層部にヘマタイトが生成され、やがて、フェライト皮膜の表面全面を覆うヘマタイト皮膜が形成される。総合負荷性能検査が終了した後、定格水素注入が開始される(ステップS14)。この定格水素注入では、炉水の腐食電位が−0.5Vになるように、水素注入装置16から炉水に注入される水素の量が制御される。この水素注入量の制御によって、炉水に注入される水素の量が増大する。その後、ステップS11の工程が実施され、運転サイクルの終了時に原子炉1が停止される(ステップS12)。
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。本実施例では、BWRプラントの運転開始直後における総合負荷性能検査期間でヘマタイト皮膜が形成できるため、それ以後の放射性核種付着が抑制でき、総合負荷性能検査終了後の営業運転中にヘマタイト皮膜を形成する場合より、放射能付着抑制効果が得られる期間が長くなる。
上記した実施例1〜5は、加圧水型原子力プラントにも適用することができる。
本発明は、沸騰水型原子力プラント及び加圧水型原子力プラント等の原子力プラントに適用することができる。
1…原子炉、2…主蒸気配管、3…タービン、4…復水器、7…給水ポンプ、8…低圧給水加熱器、9…高圧給水加熱器、10…給水配管、12…原子炉圧力容器、13…炉心、14…ジェットポンプ、16…水素注入装置、18…制御装置、20…浄化系配管、21…再循環ポンプ、22…再循環系配管、27…炉水浄化装置、30…皮膜形成装置、31…サージタンク、32,51…循環ポンプ、35…循環配管、39,44,45…注入ポンプ、40,47,48…薬液タンク、54…フィルタ、56…加熱器、61…冷却器、63…カチオン交換樹脂塔、65…混床樹脂塔、67…分解処理装置、79…pH計、80…腐食電位センサー、100…鉄(II)イオン注入装置、101…酸化剤注入装置、102…pH調整剤注入装置。
Claims (18)
- 原子力プラントの構成部材の表面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜を覆うヘマタイト皮膜を形成することを特徴とする原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記構成部材の表面への前記フェライト皮膜の形成は、鉄(II)イオン、及び鉄(II)イオンを鉄(III)イオンに酸化する酸化剤を含むpHが5.5〜9.0の範囲内にある皮膜形成液を、前記構成部材の前記表面に接触させることによって行われる請求項1に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記構成部材の前記表面に接触させる前記皮膜形成液は、60℃〜100℃の範囲内の温度に調節されている請求項2に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記ヘマタイト皮膜の形成は、酸化性化学種を含む水を前記フェライト皮膜の表面に接触させることによって行われる請求項1または2に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記ヘマタイト皮膜の形成は、腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある水を前記フェライト皮膜の表面に接触させることによって行われる請求項1または2に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記フェライト皮膜の形成は原子力プラントの運転が停止されている期間において行われ、前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記フェライト皮膜の形成後における前記原子力プラントの運転中において行われる請求項1または2に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記原子力プラントの原子炉内に存在して腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある定格温度の水を、前記原子力プラントに設けられた前記構成部材に形成された前記フェライト皮膜の表面に接触させることによって行われる請求項6に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を、50時間から500時間の範囲内の期間において、前記フェライト皮膜に接触させる請求項7に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記フェライト皮膜に接触する水の温度が定格温度まで上昇した後に、前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる請求項7または8に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間が経過したとき、前記水に還元剤を注入する請求項7ないし9のいずれか1項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間が経過したとき、前記水の腐食電位を−0.2V未満にする請求項7ないし9のいずれか1項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間内では、前記水に還元剤を注入しない請求項7ないし9のいずれか1項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記原子力プラントが起動された後に、前記原子力プラントの原子炉内に存在している水に還元剤を注入し、前記水の温度が定格温度に上昇した後に、前記水の腐食電位を−0.2V〜0.2Vの範囲にある腐食電位まで上昇させ、腐食電位を−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記腐食電位を有する水を、前記フェライト皮膜に接触させる請求項7または8に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間が経過したとき、前記水の腐食電位を−0.2V未満にする請求項13に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記腐食電位が−0.2V〜0.2Vの範囲にある前記水を前記フェライト皮膜に接触させる期間内では、前記水に還元剤を注入しない請求項13に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記フェライト皮膜の形成後における前記原子力プラントの調整運転中において行われる請求項6に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記ヘマタイト皮膜の形成は、前記調整運転中で総合負荷性能検査を行っているときに行われる請求項16に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
- 前記総合負荷性能検査が終了したときに、前記原子力プラントの原子炉内に存在する水に還元剤を注入する請求項16または17に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010010053A JP2011149764A (ja) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010010053A JP2011149764A (ja) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014059665A Division JP2014130160A (ja) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011149764A true JP2011149764A (ja) | 2011-08-04 |
Family
ID=44536891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010010053A Pending JP2011149764A (ja) | 2010-01-20 | 2010-01-20 | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011149764A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011242186A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | プラント構成部材へのフェライト皮膜形成方法 |
JP2014109034A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 構造部材の表面処理方法 |
JP2016502102A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-01-21 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーGe−Hitachi Nuclear Energy Americas, Llc | 沸騰水炉用運転始動/運転停止水素注入システムおよびその方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6053896A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-27 | 株式会社日立製作所 | 沸騰水型原子力発電プラント |
JPH09157828A (ja) * | 1995-12-08 | 1997-06-17 | Hitachi Ltd | 原子力プラント用炭素鋼部材の表面処理方法 |
JPH1019825A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-23 | Hitachi Ltd | 電位測定装置及び発電プラントの配管系統 |
JP2008051530A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Hitachi Ltd | 構造材からのニッケル及びコバルトの溶出抑制方法 |
JP2009168377A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電設備及び発電設備の水質管理方法 |
JP2010096534A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Japan Atom Power Co Ltd:The | Pwr発電所二次冷却系の水処理システム及びその方法 |
-
2010
- 2010-01-20 JP JP2010010053A patent/JP2011149764A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6053896A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-03-27 | 株式会社日立製作所 | 沸騰水型原子力発電プラント |
JPH09157828A (ja) * | 1995-12-08 | 1997-06-17 | Hitachi Ltd | 原子力プラント用炭素鋼部材の表面処理方法 |
JPH1019825A (ja) * | 1996-07-04 | 1998-01-23 | Hitachi Ltd | 電位測定装置及び発電プラントの配管系統 |
JP2008051530A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Hitachi Ltd | 構造材からのニッケル及びコバルトの溶出抑制方法 |
JP2009168377A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電設備及び発電設備の水質管理方法 |
JP2010096534A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Japan Atom Power Co Ltd:The | Pwr発電所二次冷却系の水処理システム及びその方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011242186A (ja) * | 2010-05-17 | 2011-12-01 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | プラント構成部材へのフェライト皮膜形成方法 |
JP2014109034A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 構造部材の表面処理方法 |
JP2016502102A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-01-21 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーGe−Hitachi Nuclear Energy Americas, Llc | 沸騰水炉用運転始動/運転停止水素注入システムおよびその方法 |
US10229761B2 (en) | 2012-12-21 | 2019-03-12 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Startup/shutdown hydrogen injection system for boiling water reactors (BWRS), and method thereof |
JP2020073940A (ja) * | 2012-12-21 | 2020-05-14 | ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシーGe−Hitachi Nuclear Energy Americas, Llc | 沸騰水炉用運転始動/運転停止水素注入システムおよびその方法 |
US10964436B2 (en) | 2012-12-21 | 2021-03-30 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | System for hydrogen injection for boiling water reactors (BWRs) during startup / shutdown |
JP2022125296A (ja) * | 2012-12-21 | 2022-08-26 | ジーイー-ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシー | 沸騰水炉用運転始動/運転停止水素注入システムおよびその方法 |
JP7422186B2 (ja) | 2012-12-21 | 2024-01-25 | ジーイー-ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシー | 沸騰水炉用運転始動/運転停止水素注入システムおよびその方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4538022B2 (ja) | 原子力プラント構成部材への放射性核種の付着抑制方法及びフェライト皮膜形成装置 | |
JP2012247322A (ja) | プラント構成部材への白金皮膜形成方法 | |
JP6619717B2 (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 | |
JP2016102727A (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種付着抑制方法及び皮膜形成装置 | |
JP2011247651A (ja) | プラント構成部材へのフェライト皮膜形成方法 | |
JP5420472B2 (ja) | プラント構成部材へのフェライト皮膜形成方法 | |
JP2011149764A (ja) | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 | |
JP5377147B2 (ja) | 炭素鋼部材へのニッケルフェライト皮膜形成方法 | |
JP6931622B2 (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 | |
JP6751044B2 (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属の付着方法、及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 | |
JP2009210307A (ja) | 原子力プラント構成部材への放射性核種の付着抑制方法及びフェライト皮膜形成装置 | |
JP2011111661A (ja) | 原子力部材へのフェライト皮膜形成方法、応力腐食割れの進展抑制方法及びフェライト成膜装置 | |
JP2010276490A (ja) | 原子力プラントを構成する部材へのフェライト皮膜の形成方法と皮膜形成装置 | |
JP2014130160A (ja) | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 | |
JP2013164269A (ja) | 原子力プラント構成部材の線量低減方法及び原子力プラント | |
JP6059106B2 (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法 | |
JP6751010B2 (ja) | 放射性物質付着抑制皮膜の形成方法 | |
JP2016099159A (ja) | 炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法及びその装置 | |
JP2021113683A (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属付着方法及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 | |
JP5645759B2 (ja) | 原子力プラント構成部材の線量低減方法 | |
JP2016003940A (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種付着抑制方法 | |
JP7142587B2 (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への貴金属付着方法及び原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 | |
JP6894862B2 (ja) | 原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種付着抑制方法 | |
JP7001534B2 (ja) | 原子力プラントの構造部材への放射性核種の付着抑制方法 | |
JP4959196B2 (ja) | 原子力発電プラント用交換部材及び原子力発電プラント用部材の取扱方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140603 |