JP2012052950A - 低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明では再結合器内部に充填された触媒の被毒物資となる環状シロキサン等を極力発生しないシール材、又は環状シロキサンを全く発生しないフッ素系のシール材を沸騰水型原子力発電システムに適用することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
原子力発電システムの方式には、沸騰水型原子炉(以下、BWRと略す)、及び改良型沸騰水型原子炉(以下、ABWRと略す)があるが、本方式では原子炉内での水の放射線分解により、水素と酸素が発生し、これが蒸気と共にタービン系に移行する。この際、蒸気は最終的に復水器において凝縮水となるが、水素と酸素は非凝縮性のガスとして残る。復水器内部の非凝縮性ガスは安全な状態を確保した上で排気される。特に水素と酸素の混合ガスは、気相反応で再結合すると燃焼の危険性があるため、(1)式に示すように、これらを排ガス再結合器内部の燃焼触媒上で水へ再結合させる方法が適用されている。
2H2 + O2 → 2H2O ・・・(1)
再結合器上流に設置されている低圧タービンにおいて、従来はパッキン部のシール材として亜麻仁油を使用していたが、気密性が低いためタービン効率が低下し、これを改善するためにシール材を硬化性シール材に変更した。非特許文献1〜3に開示されているように、これらのシール材からは室温でも微量のヘキサメチルジシロキサン(HMDS)が発生し、これが可燃式水素センサーの電極に付着して性能が低下することに関する研究例は多くある。HMDSはSi原子を2個含む鎖状化合物であるが、Si原子数が3個以上に増えると、下記式
(1)沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記蒸気タービン部のフランジ接触箇所に低触媒被毒性シール材を有し、該低触媒被毒性シール材が、単位質量当たりに含有するケイ素原子数20個以下の環状シロキサンの含有総量が200μg/g以下のものであることを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
(2)沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記復水器の伸縮継手部に接する箇所に低触媒被毒性シール材を有し、該低触媒被毒性シール材が、単位質量当たりに含有するケイ素原子数20個以下の環状シロキサンの含有総量が200μg/g以下のものであることを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
(3)沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記再結合処理装置の上流位置に設置した空気圧縮機のガスケット又はフランジ部分に低触媒被毒性シール材を有し、該低触媒被毒性シール材が、単位質量当たりに含有するケイ素原子数20個以下の環状シロキサンの含有総量が200μg/g以下のものであることを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
(4)運転時に150〜200℃の温度範囲となるプラントにおいて、低触媒被毒性シール材がフッ素ゴム系シール材又はシリコーン系シール材であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかの低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
(5)沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記沸騰水型原子炉の定期検査時に前記原子炉から蒸気を排出する配管部分に、前記原子炉内部に水供給槽から充填した水が漏洩しないように閉止バルブを設置し、該閉止バルブと前記蒸気を排出する配管部分が接触する部分に、フッ素ゴム系シール材を適用することを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
各種シール材としては、ポリイソブチレン系、変成シリコーン系、ポリサルファイド系、アクリルウレタン系、ポリウレタン系、アクリル系、ブチルゴム系、油性コーキング系、フッ素ゴム系などのシール材が使用可能である。
但し、主として150℃以上の高温環境で用いられるため、耐熱性が優れており、D類含有量がシール材単位質量当たりで200μg/g以下であるようなシリコーン系シール材の使用が好ましい。また同様に耐熱性に優れたフッ素ゴム系シール材、特にフッ素化ポリエーテル系シール材が好ましい。
(A)ベースポリマーとして、分子鎖末端が水酸基又は炭素数1〜3のアルコキシ基等の加水分解性基で封鎖されたジオルガノポリシロキサンで、20℃において10-12mmHg以上の蒸気圧を有するD類含有量が0.1質量%以下のジオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)架橋剤として、一分子中に3個以上の加水分解性基を含有するオルガノシラン及び/又はその部分加水分解物:0.5〜30質量部
また、(B)成分としては、式R4-ySiXyで示されるシラン又はその部分加水分解物が好適に用いられる。ここで、Rはメチル基、エチル基、ビニル基、フェニル基等の炭素数1〜6の1価炭化水素基、Xはメチルエチルケトオキシム基、ジブチルケトオキシム基等のケトオキシム基、イソプロペノキシ基等のアルケノキシ基、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基等の加水分解性基を示す。yは3又は4である。
なお、必要により、有機スズ化合物、チタン酸エステル、チタンキレート等の有機チタン化合物等の縮合反応触媒、煙霧質シリカ、炭酸カルシウム等の補強性充填剤、シランカップリング剤等の接着性付与剤等を配合し得る。
上記シリコーン系シール材は、空気中の水分により雰囲気温度において架橋硬化される。
なお、シリコーン系シール材としては、市販品を使用することができ、例えば、信越化学工業(株)製ピュアシーラント、ピュアシーラントSシリーズ等が挙げられる。
(C)アルケニル基含有フッ素化ポリエーテル:100質量部、
(D)含フッ素オルガノ水素シロキサン:1〜30質量部、
(E)ヒドロシリル化反応触媒:(C)、(D)成分の合計量に対し1〜1,000ppm
上記フッ素化ポリエーテル系シール材は、雰囲気温度で、又は60〜200℃に加熱することによって硬化する。
このフッ素化ポリエーテル系シール材も市販品を使用し得、例えば、信越化学工業(株)製X−71−6053A/B、X−71−6049A/B等を使用することができる。
[実施例1]
図1は再結合器用触媒に対して被毒性が小さいシール材を適用したBWRプラントの一実施例である。
本実施例のBWRプラント18は、原子炉、低圧(蒸気)タービン3、復水器5、除湿冷却器12、排ガス予熱器13、オフガス系配管15、再結合器(再結合装置)1、活性炭吸着装置11、サービスエアー導入管2、ガス分析装置(図示せず)及び酸素供給装置(図示せず)を備えている。原子炉は、原子炉圧力容器4内に配置した炉心16を有する。核燃料物質を含む複数の燃料集合体9が炉心16に装荷されている。原子炉には複数の制御棒10が設けられ、これらの制御棒10が炉心に出し入れされることによって原子炉出力が制御される。
図2にエバポレータ揮発試験装置を示す。本装置は、有機溶媒を高真空、低温で揮発させ回収する市販のロータリーエバポレータを利用したものである。装置は、試料であるシール材19を設置するナスフラスコ24、前記シール材19を所定温度まで加熱するオイルバス27、本体であるエバポレータ揮発試験装置20の内部の減圧度を調節する圧力制御装置22、前記シール材19から発生する揮発成分のD類を冷却して回収する液体窒素トラップ21、及び予備回収瓶29、ダイヤフラム真空ポンプ23等から構成される。真空下で所定時間加熱処理すると、シール材19からはD類が揮発し、液体窒素トラップ21、予備回収瓶29等に回収される。これらに付着したD類はヘキサンで洗浄して回収し、回収液をガスクロマトグラフ分析計で定量分析した。なお、図中25は溶媒貯め、26は冷却水、28はホットスターラである。
シール材AはA社製の市販品である流動タイプの一般脱オキシム縮合硬化型シリコーン系であり、大気下、室温で24時間湿気硬化後の試料中にはD類が約10,000μg/g含有されている。大気下、室温で24時間湿気硬化後の試料を更に150℃,2時間乾燥し、この約1gの硬化シートを比較例の組成物として試験に用いた。
シール材Bは、信越化学工業(株)製の非流動タイプの低触媒被毒性脱オキシム縮合硬化型シリコーン系シール材であり、品番はピュアシーラントであり、大気下、室温で24時間湿気硬化後の試料中にはD類が約100μg/g含有されている。大気下、室温で24時間湿気硬化後の試料を更に150℃,2時間乾燥し、この約1gの硬化シートを試験に用いた。
図6にシール材水添加分解試験装置を示す。本装置はバッチ式の装置である。テフロン(登録商標)製の反応容器にシール材C(約1g,約10mm2,厚さ約1mm,約10枚)をセットした。シール材Cはフッ素系のシール材である。
なお、図中35はテフロン(登録商標)製内筒容器、36はステンレス製外筒容器、37は恒温槽、38は圧力計、39は圧抜き手動バルブ、40は排ガス、41は水である。
図8は再結合器用触媒に対して被毒性が小さいシール材をBWRプラントの点検時に適用した一実施例である。BWRプラントでの定期点検時においては、原子炉内に装荷された原子燃料の一部が新しい原子燃料に交換が行われる。この際、炉心で燃焼した使用済みの燃料は、放射線を発するウランの核分裂生成物が燃料被覆管中に閉じ込められているため、作業所の受ける放射線量を低減するために、原子炉の上部に水を蓄え、水遮蔽層内を移動させる。この際、図8中のAで示した箇所の原子炉圧力容器4に接続された主蒸気配管8は、蒸気水遮蔽層内に埋没する位置にある。このため、予め原子炉圧力容器4の蒸気出口配管部に閉止プラグをつけて主蒸気配管8を原子炉から隔離した後に、補給水槽42から供給した水で原子炉内部全体を満たす。なお、原子炉圧力容器4内を水で満たした時に、閉止プラグと主蒸気配管8の接続部から水が漏洩しないように、主蒸気配管8と接する閉止プラグの表面にシール材を塗布する。この場合、定期点検終了後にこのシール材の一部が管壁部に付着し、残存する。このため、原子力プラント負荷が上昇し、温度が約280℃、圧力が約70atmまで上昇した時に熱分解して、触媒に対して被毒物質を放出する場合がある。
図9は再結合器用触媒に対して被毒性が小さいシール材を適用したBWRプラントの一実施例である。BWRプラントのA箇所は蒸気タービン3と復水器5を接続する箇所であり、この部分を拡大した図によると、この接続箇所は伸縮継手43、連鎖胴44、上部胴45、下部胴46から構成される。伸縮継手43は連鎖胴44と復水器の上部胴45を接続する役目がある。
Claims (5)
- 沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記蒸気タービン部のフランジ接触箇所に低触媒被毒性シール材を有し、該低触媒被毒性シール材が、単位質量当たりに含有するケイ素原子数20個以下の環状シロキサンの含有総量が200μg/g以下のものであることを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
- 沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記復水器の伸縮継手部に接する箇所に低触媒被毒性シール材を有し、該低触媒被毒性シール材が、単位質量当たりに含有するケイ素原子数20個以下の環状シロキサンの含有総量が200μg/g以下のものであることを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
- 沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記再結合処理装置の上流位置に設置した空気圧縮機のガスケット又はフランジ部分に低触媒被毒性シール材を有し、該低触媒被毒性シール材が、単位質量当たりに含有するケイ素原子数20個以下の環状シロキサンの含有総量が200μg/g以下のものであることを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
- 運転時に150〜200℃の温度範囲となるプラントにおいて、低触媒被毒性シール材がフッ素ゴム系シール材又はシリコーン系シール材であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
- 沸騰水型原子炉、復水器、蒸気タービン、再結合処理装置、補給水槽を具えた沸騰水原子力発電システムにおいて、前記沸騰水型原子炉の定期検査時に前記原子炉から蒸気を排出する配管部分に、前記原子炉内部に水供給槽から充填した水が漏洩しないように閉止バルブを設置し、該閉止バルブと前記蒸気を排出する配管部分が接触する部分に、フッ素ゴム系シール材を適用することを特徴とする低触媒被毒性シール材を適用した沸騰水型原子力プラント。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014083511A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | シロキサン分解装置 |
JP2015522745A (ja) * | 2012-06-18 | 2015-08-06 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | タービンの静止した部品間のシール |
JP2016014618A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 東京電力株式会社 | 原子炉格納容器の密閉構造および密閉方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63159791A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-02 | 株式会社日立製作所 | 原子炉用シ−ルリング材 |
JP2011074334A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 原子力プラント用ガスケット |
-
2010
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63159791A (ja) * | 1986-12-24 | 1988-07-02 | 株式会社日立製作所 | 原子炉用シ−ルリング材 |
JP2011074334A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Nippon Pillar Packing Co Ltd | 原子力プラント用ガスケット |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015522745A (ja) * | 2012-06-18 | 2015-08-06 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | タービンの静止した部品間のシール |
JP2014083511A (ja) * | 2012-10-25 | 2014-05-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | シロキサン分解装置 |
JP2016014618A (ja) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 東京電力株式会社 | 原子炉格納容器の密閉構造および密閉方法 |
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