JP2022048742A - Method for inhibiting corrosion of plant - Google Patents

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Abstract

To provide a method capable of inhibiting the corrosion of a plant sufficiently and effectively.SOLUTION: A method for inhibiting the corrosion of a plant having a structural material, includes a hydrophobic coating formation step for forming a hydrophobic coating on the surface of the structural material. In the hydrophobic coating formation step, the hydrophobic coating is formed with an agent including a first functional group bound to the structural material and a hydrophobic, second functional group.SELECTED DRAWING: Figure 3C

Description

本発明の実施形態は、プラントの腐食抑制方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method for suppressing corrosion of a plant.

腐食は、金属の経年劣化事象の一つである。腐食の予防は、金属で形成された構造材の寿命や安全性の観点から不可欠である。特に、すきま腐食、孔食、応力腐食割れ（ＳＣＣ）と呼ばれる局部腐食は、一般的な腐食と比較して、短期間に急速に進展するおそれがあるので、局部腐食の防止が重要な課題となっている。 Corrosion is one of the aging events of metals. Corrosion prevention is essential from the standpoint of life and safety of structural materials made of metal. In particular, local corrosion called crevice corrosion, pitting corrosion, and stress corrosion cracking (SCC) may progress rapidly in a short period of time compared to general corrosion, so prevention of local corrosion is an important issue. It has become.

発電所や化学プラント等のプラントでは、局部腐食の発生を抑制するために水質管理等の対策がなされている。たとえば、塩化物濃度を管理することで、塩化物に起因する孔食等の発生を防止している。応力腐食割れは、応力と材料と環境の３つの要因が複合的に起因して発生するため、３つの要因のいずれか一つの要因を除くことで応力腐食割れの発生を抑制することができる。しかしながら、応力腐食割れの発生を完全に防止することは困難である。 In plants such as power plants and chemical plants, measures such as water quality control are taken to suppress the occurrence of local corrosion. For example, by controlling the chloride concentration, the occurrence of pitting corrosion and the like caused by chloride is prevented. Since stress corrosion cracking occurs due to a combination of three factors of stress, material, and environment, the occurrence of stress corrosion cracking can be suppressed by removing any one of the three factors. However, it is difficult to completely prevent the occurrence of stress corrosion cracking.

また、原子力発電プラントでは、腐食抑制と共に、被ばく低減の対策を施すことも重要である。 In addition, in nuclear power plants, it is important to take measures to reduce exposure as well as to control corrosion.

沸騰水型原子炉では、応力腐食割れの抑制のために、水素注入や貴金属注入が適用されている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、これらの技術は、水素をプラント内に注入する過程において、プラント内の放射性窒素が水素と反応することでタービン系統へ移行するので、タービン建屋の線量率を上昇させてしまう可能性がある。 In boiling water reactors, hydrogen injection and precious metal injection are applied to suppress stress corrosion cracking (see, for example, Patent Document 1). However, these technologies may increase the dose rate of the turbine building because the radioactive nitrogen in the plant reacts with hydrogen and shifts to the turbine system in the process of injecting hydrogen into the plant. ..

光触媒反応を利用した応力腐食割れの抑制技術では、炉内で発生するチェレンコフ光があれば水素注入をせずに応力腐食割れの抑制を実現できる（たとえば、特許文献２参照）。しかし、再循環系（ＰＬＲ）配管などのようにチェレンコフ光が到達しない部分では、光触媒効果が発現しないので、腐食の抑制を行うためには、水素注入技術などを併用する必要がある。 In the technique for suppressing stress corrosion cracking using a photocatalytic reaction, it is possible to suppress stress corrosion cracking without injecting hydrogen if there is Cherenkov light generated in the furnace (see, for example, Patent Document 2). However, since the photocatalytic effect does not appear in a part where Cherenkov light does not reach, such as a recirculation system (PLR) pipe, it is necessary to use hydrogen injection technology or the like in combination to suppress corrosion.

火力発電プラントの一部などでは、腐食を抑制するために、タービンや抽気系配管などの構造材の表面に、疎水性のアミンによる防食層を形成するフィルムフォーミングアミン（ＦＦＡ）が適用されている（たとえば、特許文献３参照）。しかし、疎水性のアミンは、沸点が炉水温度以下であるので、蒸気と共に、蒸気系配管及び抽気系配管へと移行する。このため、炉水と接している部分については、防食効果が十分でない。また、燃料棒や燃料被覆管に疎水性皮膜を生成する場合には、伝熱効率が低下する可能性があるため、好ましくない。 In some thermal power plants, film forming amine (FFA), which forms an anticorrosion layer with hydrophobic amine, is applied to the surface of structural materials such as turbines and bleeding pipes in order to suppress corrosion. (See, for example, Patent Document 3). However, since the boiling point of the hydrophobic amine is lower than the furnace water temperature, it shifts to the steam-based piping and the bleed-based piping together with the steam. Therefore, the anticorrosion effect is not sufficient for the part in contact with the furnace water. Further, when a hydrophobic film is formed on the fuel rods and fuel cladding tubes, the heat transfer efficiency may decrease, which is not preferable.

特許第４５５７５１１号Patent No. 4557511 特許第６１１８２７８号Patent No. 6118278 特表２０１５－５１６５０１Special table 2015-516501

上記のように従来の腐食抑制技術においては、プラントの腐食を十分かつ効果的に抑制することが困難な場合がある。 As described above, it may be difficult to sufficiently and effectively suppress the corrosion of the plant by the conventional corrosion control technique.

したがって、本発明が解決しようとする課題は、プラントの腐食を十分かつ効果的に抑制可能な、プラントの腐食抑制方法を提供することである。 Therefore, an object to be solved by the present invention is to provide a method for suppressing corrosion of a plant, which can sufficiently and effectively suppress the corrosion of the plant.

実施形態は、構造材を備えるプラントの腐食抑制方法であって、前記構造材の表面に疎水性皮膜を形成する疎水性皮膜形成工程を有し、前記疎水性皮膜形成工程では、前記構造材に結合する第１官能基および疎水性の第２官能基を有する薬剤を用いて、前記疎水性皮膜の形成を行う。 An embodiment is a method for suppressing corrosion of a plant provided with a structural material, which comprises a hydrophobic film forming step of forming a hydrophobic film on the surface of the structural material, and in the hydrophobic film forming step, the structural material is formed. The hydrophobic film is formed by using a drug having a first functional group to be bound and a hydrophobic second functional group.

本発明によれば、プラントの腐食を十分かつ効果的に抑制可能な、プラントの腐食抑制方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for suppressing corrosion of a plant, which can sufficiently and effectively suppress the corrosion of the plant.

図１は、実施形態に係るプラントの一例として沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）プラントを模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a boiling water reactor (BWR) plant as an example of a plant according to an embodiment. 図２Ａは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）の化学式の一例を示している。FIG. 2A shows an example of the chemical formula of the agent (II) in the method for suppressing corrosion of a plant according to an embodiment. 図２Ｂは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）の化学式の一例を示している。FIG. 2B shows an example of the chemical formula of the agent (II) in the method for suppressing corrosion of a plant according to an embodiment. 図３Ａは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）を注入したときの様子を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing a state when the agent (II) is injected in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment. 図３Ｂは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）が構造材の表面に付着したときの様子を示す図である。FIG. 3B is a diagram showing a state when the chemical agent (II) adheres to the surface of the structural material in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment. 図３Ｃは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）が構造材の表面に付着した後に加熱処理を実施したときの様子を示す図である。FIG. 3C is a diagram showing a state when the heat treatment is performed after the chemical agent (II) adheres to the surface of the structural material in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment.

［Ａ］プラント
図１は、実施形態に係るプラントの一例として沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）プラントを模式的に示す図である。 [A] Plant FIG. 1 is a diagram schematically showing a boiling water reactor (BWR) plant as an example of a plant according to an embodiment.

図１に示すように、ＢＷＲプラントにおいて、原子炉１は、炉心２、シュラウド３、および、ジェットポンプ４を内蔵しており、炉心２の下部には、炉心下部プレナム５が設けられている。 As shown in FIG. 1, in a BWR plant, the reactor 1 contains a core 2, a shroud 3, and a jet pump 4, and a core lower plenum 5 is provided below the core 2.

原子炉１には、主蒸気系統２２が設けられている。主蒸気系統２２は、主蒸気配管２１を含む。主蒸気配管２１は、一端が原子炉１の上部に連結され、他端がタービン１００に連結されており、作動媒体である主蒸気が原子炉１からタービン１００へ流れる。タービン１００から排気された蒸気は、復水器２０において凝縮される。凝縮された液相水は、給水ポンプ１９が設けられた給水系配管２３を介して、原子炉１へ流入する。 The reactor 1 is provided with a main steam system 22. The main steam system 22 includes a main steam pipe 21. One end of the main steam pipe 21 is connected to the upper part of the reactor 1 and the other end is connected to the turbine 100, and the main steam as an operating medium flows from the reactor 1 to the turbine 100. The steam exhausted from the turbine 100 is condensed in the condenser 20. The condensed liquid phase water flows into the reactor 1 through the water supply system pipe 23 provided with the water supply pump 19.

また、原子炉１には、原子炉再循環系６（ＰＬＲ系）が設けられている。原子炉再循環系６は、再循環系配管７（ＰＬＲ配管）に再循環ポンプ８が設けられている。再循環系配管７の一端が原子炉１の下部に連結され、再循環系配管７の他端が原子炉１の上部に連結されている。原子炉再循環系６では、再循環ポンプ８によって、冷却水が再循環系配管７を介して原子炉１の下部側から上部側へ流れるように構成されている。 Further, the reactor 1 is provided with a reactor recirculation system 6 (PLR system). In the reactor recirculation system 6, a recirculation pump 8 is provided in the recirculation system pipe 7 (PLR pipe). One end of the recirculation system pipe 7 is connected to the lower part of the reactor 1, and the other end of the recirculation system pipe 7 is connected to the upper part of the reactor 1. In the reactor recirculation system 6, the recirculation pump 8 is configured to allow the cooling water to flow from the lower side to the upper side of the reactor 1 via the recirculation system pipe 7.

冷却水循環系統１８は、残留熱除去系系統１２（ＲＨＲ系統）および原子炉冷却材浄化系統１６（ＣＵＷ系統）を備える。 The cooling water circulation system 18 includes a residual heat removal system system 12 (RHR system) and a reactor coolant purification system 16 (CUW system).

残留熱除去系系統１２は、残留熱除去系配管９（ＲＨＲ系配管）を含む。残留熱除去系配管９の一端は、再循環系配管７のうち再循環ポンプ８よりも原子炉１の下部側に位置する部分に連結されており、残留熱除去系配管９の他端は、原子炉１の上部に連結されている。そして、残留熱除去系配管９においては、原子炉１の下部側から上部側に向かって、残留熱除去系ポンプ１１と熱交換器１０とが設置されている。残留熱除去系系統１２では、残留熱除去系ポンプ１１によって、冷却水が残留熱除去系配管９を介して原子炉１の下部側から上部側へ流れるように構成されている。 The residual heat removing system system 12 includes a residual heat removing system pipe 9 (RHR system pipe). One end of the residual heat removal system pipe 9 is connected to a portion of the recirculation system pipe 7 located on the lower side of the reactor 1 with respect to the recirculation pump 8, and the other end of the residual heat removal system pipe 9 is connected. It is connected to the upper part of the reactor 1. In the residual heat removing system pipe 9, the residual heat removing system pump 11 and the heat exchanger 10 are installed from the lower side to the upper side of the reactor 1. In the residual heat removing system system 12, the residual heat removing system pump 11 is configured to allow the cooling water to flow from the lower side to the upper side of the reactor 1 via the residual heat removing system pipe 9.

原子炉冷却材浄化系統１６は、原子炉冷却材浄化系配管１４（ＣＵＷ系配管）を含む。原子炉冷却材浄化系配管１４の一端は、残留熱除去系配管９のうち残留熱除去系ポンプ１１よりも原子炉１の下部側に位置する部分に連結されており、原子炉冷却材浄化系配管１４の他端は、給水系配管２３に連結されている。そして、原子炉冷却材浄化系配管１４においては、残留熱除去系配管９側から給水系配管２３側に向かって、原子炉冷却材浄化系ポンプ１３（ＣＵＷポンプ）とろ過脱塩器１５とが設置されている。原子炉冷却材浄化系統１６では、原子炉冷却材浄化系ポンプ１３によって、冷却水が原子炉冷却材浄化系配管１４を介して残留熱除去系配管９側から給水系配管２３側へ流れるように構成されている。また、原子炉冷却材浄化系配管１４には、２つの熱交換器１７が設けられている。２つの熱交換器１７のうち一方は、再生熱交換器であって、残留熱除去系配管９から原子炉冷却材浄化系ポンプ１３へ流れる冷却水と、ろ過脱塩器１５から給水系配管２３へ流れる冷却水との間において熱交換が行われるように構成されている。２つの熱交換器１７のうち他方は、非再生熱交換器であって、残留熱除去系配管９から原子炉冷却材浄化系ポンプ１３へ流れる冷却水と、外部から供給される冷却材（図示省略）との間において熱交換が行われるように構成されている。 The reactor coolant purification system 16 includes a reactor coolant purification system pipe 14 (CUW system pipe). One end of the reactor coolant purification system piping 14 is connected to a portion of the residual heat removal system piping 9 located on the lower side of the reactor 1 than the residual heat removal system pump 11, and is connected to the reactor coolant purification system. The other end of the pipe 14 is connected to the water supply system pipe 23. Then, in the reactor coolant purification system piping 14, the reactor coolant purification system pump 13 (CUW pump) and the filtration desalting device 15 are connected from the residual heat removal system piping 9 side to the water supply system piping 23 side. is set up. In the reactor coolant purification system 16, the reactor coolant purification system pump 13 causes the cooling water to flow from the residual heat removal system pipe 9 side to the water supply system pipe 23 side via the reactor coolant purification system pipe 14. It is configured. Further, two heat exchangers 17 are provided in the reactor coolant purification system pipe 14. One of the two heat exchangers 17 is a regenerative heat exchanger, in which the cooling water flowing from the residual heat removal system pipe 9 to the reactor cooling material purification system pump 13 and the cooling water flowing from the filtration desalting device 15 to the water supply system pipe 23. It is configured to exchange heat with the cooling water flowing to. The other of the two heat exchangers 17 is a non-regenerative heat exchanger, in which the cooling water flowing from the residual heat removal system pipe 9 to the reactor cooling material purification system pump 13 and the cooling material supplied from the outside (illustrated). It is configured so that heat exchange is performed with (omitted).

［Ｂ］プラントの腐食抑制方法
プラントの腐食抑制方法について説明する。 [B] Plant Corrosion Control Method A plant corrosion control method will be described.

［Ｂ－１］薬剤（Ｉ）の注入
プラントの腐食抑制を行う際には、最初に、薬剤（Ｉ）の注入を実行する。 [B-1] Injection of drug (I) When suppressing corrosion of a plant, first, injection of drug (I) is performed.

薬剤（Ｉ）は、たとえば、図１に示すように、薬剤注入装置（図示省略）を用いて、再循環系配管７と残留熱除去系配管９と給水系配管２３とのいずれかから注入される。薬剤（Ｉ）は、溶液の形態で注入される。その他、薬剤（Ｉ）は、ナノ粒子の形態で注入されてもよい。注入された薬剤（Ｉ）は、炉水（冷却水）と共に、炉内を循環する過程で、構造材の表面に付着する。上記の他に、構造材への塗布、溶液の浸漬などの方法で薬剤（Ｉ）の付着を実行してもよい。施工時期は、定期検査等のプラントが停止される期間であるが、注入についてはプラントの定格運転時に実施してもよい。 The drug (I) is injected from any of the recirculation system pipe 7, the residual heat removal system pipe 9, and the water supply system pipe 23, for example, by using a drug injection device (not shown), as shown in FIG. To. The drug (I) is injected in the form of a solution. In addition, the drug (I) may be injected in the form of nanoparticles. The injected drug (I) adheres to the surface of the structural material in the process of circulating in the furnace together with the furnace water (cooling water). In addition to the above, the agent (I) may be adhered by a method such as application to a structural material or immersion of a solution. The construction period is the period during which the plant is shut down, such as periodic inspections, but injection may be performed during the rated operation of the plant.

薬剤（Ｉ）は、プラントの構造材の表面に付着した後に、光（放射線を含む）によって励起して構造材にアノード電流を供給する薬剤である。薬剤（Ｉ）は、酸化チタン、チタン酸亜鉛、チタン酸ニッケル、チタン酸コバルト、酸化亜鉛、窒化ガリウムなどの光触媒物質の金属酸化物であって、プラントの構造材の表面に付着することで、金属酸化物層を形成する（金属酸化物層形成工程）。 The drug (I) is a drug that, after adhering to the surface of the structural material of the plant, is excited by light (including radiation) to supply an anode current to the structural material. The agent (I) is a metal oxide of a photocatalytic substance such as titanium oxide, zinc titanate, nickel titanate, cobalt titanate, zinc oxide, and gallium nitride, and adheres to the surface of the structural material of the plant. Forming a metal oxide layer (metal oxide layer forming step).

応力腐食割れは、腐食電位が－２３０ｍＶｖｓＳＨＥ以下であるときに発生しないとされている。腐食電位とは、電解質の溶液中にある金属に固有の電位であって、金属に流れるアノード電流とカソード電流が平衡状態にとなる電位である。一般的に、腐食電位は、アノード電流を増加またはカソード電流を減少させることで低減することが可能である。 It is said that stress corrosion cracking does not occur when the corrosion potential is −230 mV vs SHE or less. The corrosion potential is a potential peculiar to the metal in the solution of the electrolyte, and is a potential at which the anode current and the cathode current flowing through the metal are in an equilibrium state. In general, the corrosion potential can be reduced by increasing the anode current or decreasing the cathode current.

プラントの内部において光（放射線を含む）が照射される領域では、薬剤（Ｉ）によってプラントの構造材に流れるアノード電流が増加する。その結果、腐食電位が低下するので、応力腐食割れを抑制することができる。 In the region where light (including radiation) is irradiated inside the plant, the agent (I) increases the anode current flowing through the structural material of the plant. As a result, the corrosion potential is lowered, so that stress corrosion cracking can be suppressed.

［Ｂ－２］薬剤（ＩＩ）の注入
つぎに、薬剤（ＩＩ）の注入を実行する。 [B-2] Injection of drug (II) Next, injection of drug (II) is performed.

薬剤（ＩＩ）は、薬剤（Ｉ）の場合と同様に、たとえば、図１に示すように、薬剤注入装置（図示省略）を用いて、再循環系配管７と残留熱除去系配管９と給水系配管２３とのいずれかから注入される。薬剤（ＩＩ）は、注入温度を沸点以上にすることで、主蒸気系統２２にも注入することができる。薬剤（ＩＩ）の注入で用いる薬剤注入装置（図示省略）は、薬剤（Ｉ）の注入で用いる薬剤注入装置（図示省略）と併用してもよい。上記の他に、溶液の浸漬などの方法で薬剤（ＩＩ）の付着を実行してもよい。 As for the drug (II), as in the case of the drug (I), for example, as shown in FIG. 1, a recirculation system pipe 7, a residual heat removal system pipe 9, and water supply are used by using a drug injection device (not shown). It is injected from any of the system pipes 23. The drug (II) can also be injected into the main steam system 22 by raising the injection temperature to the boiling point or higher. The drug injection device (not shown) used for injecting the drug (II) may be used in combination with the drug injection device (not shown) used for injecting the drug (I). In addition to the above, the adhesion of the drug (II) may be carried out by a method such as immersion of a solution.

薬剤（ＩＩ）は、プラントの構造材の表面のうち、光（放射線を含む）が十分に照射されずに、薬剤（Ｉ）では、応力腐食割れを十分に抑制することができない部分に関して、腐食を抑制するために注入される。ここでは、薬剤（ＩＩ）の付着によって、構造材の表面に疎水性皮膜を形成することで、構造材の腐食が抑制される。 The chemical (II) corrodes the surface of the structural material of the plant where light (including radiation) is not sufficiently irradiated and the chemical corrosion cracking cannot be sufficiently suppressed by the chemical (I). Is injected to suppress. Here, the adhesion of the chemical agent (II) forms a hydrophobic film on the surface of the structural material, whereby corrosion of the structural material is suppressed.

構造材を構成する鋼は、鉄元素を含み、鉄の腐食は、下記の（式１）および（式２）に示す反応によって発生する。 The steel constituting the structural material contains an element of iron, and the corrosion of iron is generated by the reactions shown in the following (formula 1) and (formula 2).

Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ－ …（式１）
２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋４ｅ－→４ＯＨ－ …（式２） Fe → Fe 2 + + 2e － … (Equation 1)
2H 2 O + O 2 +4 e- → 4OH -... ( Equation 2)

これから判るように、構造材の腐食は、構造材が水と接触し、構造材と水との間で電子の授受が行われることで進行する。つまり、構造材と水との間において接触が生じなければ、構造材の腐食は、発生しない。 As can be seen, the corrosion of the structural material proceeds when the structural material comes into contact with water and electrons are exchanged between the structural material and water. That is, if there is no contact between the structural material and water, corrosion of the structural material does not occur.

薬剤（ＩＩ）は、少なくとも構造材に結合する第１官能基Ｘ、および、疎水性の第２官能基Ｙを有する薬剤である。薬剤（ＩＩ）において、第１官能基Ｘは、構造材の表面に生成された酸化皮膜、および、構造材の表面に付着した薬剤（Ｉ）と結合する。これにより、炉水（冷却水）側に疎水性の第２官能基Ｙが向いた形態で、薬剤（ＩＩ）が構造材の表面に付着する。 The drug (II) is a drug having at least a first functional group X that binds to a structural material and a hydrophobic second functional group Y. In the drug (II), the first functional group X binds to the oxide film formed on the surface of the structural material and the drug (I) adhering to the surface of the structural material. As a result, the agent (II) adheres to the surface of the structural material in a form in which the hydrophobic second functional group Y faces the furnace water (cooling water) side.

図２Ａおよび図２Ｂは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）の化学式の一例を示している。 2A and 2B show an example of the chemical formula of the agent (II) in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment.

薬剤（ＩＩ）は、図２Ａおよび図２Ｂにおいて式（Ａ１）および式（Ａ２）の化学式で示すように、構造材に結合する第１官能基Ｘ、および、疎水性の第２官能基Ｙを有するケイ素化合物（シラン化合物）である。 The agent (II) has a first functional group X and a hydrophobic second functional group Y bonded to the structural material, as represented by the chemical formulas (A1) and (A2) in FIGS. 2A and 2B. It is a silicon compound (silane compound) having.

第１官能基Ｘは、メトキシ基（－ＯＭｅ）、エトキシ基（－ＯＥｔ）などのアルコキシ基（－ＯＲ）、および、ヒドロキシ基（－ＯＨ）などである。 The first functional group X is an alkoxy group (—OR) such as a methoxy group (—OME) and an ethoxy group (—OEt), a hydroxy group (—OH) and the like.

第２官能基Ｙは、ビニル基（－ＣＨ＝ＣＨ２）、エポキシ基、メタクリル基、メルカプト基（－ＳＨ）などである。なお、薬剤（ＩＩ）としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェルニトリメトキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ｎ－プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ｎ－プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシランなどを用いることができる。 The second functional group Y is a vinyl group (-CH = CH 2 ), an epoxy group, a methacrylic group, a mercapto group (-SH) and the like. Examples of the drug (II) include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, fernitrimethoxysilane, dimethoxydiphenylsilane, n-propyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, and dimethyldi. Ethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octadecyltriethoxysilane and the like can be used.

式（Ａ１）中のＲ、および、式（Ａ２）中のＲ’は、炭素数が１個から９個の炭化水素である。 R in the formula (A1) and R'in the formula (A2) are hydrocarbons having 1 to 9 carbon atoms.

図３Ａは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）を注入したときの様子を示す図である。 FIG. 3A is a diagram showing a state when the agent (II) is injected in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment.

図３Ａにおいては、式（Ａ１）に示す化合物のうち、第１官能基Ｘがヒドロキシ基（－ＯＨ）である薬剤（ＩＩ）を注入したときの様子を示している。ここでは、薬剤（ＩＩ）は、式（Ａ１）に示す化合物のうちＳｉ元素に結合した－Ｒ－ＯＨ基が加水分解反応によって結合し、オリゴマーを構成している。 FIG. 3A shows a state when the drug (II) in which the first functional group X is a hydroxy group (—OH) among the compounds represented by the formula (A1) is injected. Here, in the drug (II), the —R—OH group bonded to the Si element among the compounds represented by the formula (A1) is bonded by a hydrolysis reaction to form an oligomer.

図３Ｂは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）が構造材の表面に付着したときの様子を示す図である。 FIG. 3B is a diagram showing a state when the chemical agent (II) adheres to the surface of the structural material in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment.

前述の図３Ａに示したように、構造材３０の表面においては、ヒドロキシ基（－ＯＨ）が存在する。ヒドロキシ基（－ＯＨ）は、水が存在する環境、または、湿度の高い環境において、構造材３０として設けられた酸化物、構造材３０の表面に生成した酸化物（自然酸化物，図示省略）、構造材３０の表面に付着した薬剤（Ｉ）によって構成される金属酸化物層３１によって存在する。 As shown in FIG. 3A described above, a hydroxy group (—OH) is present on the surface of the structural material 30. The hydroxy group (-OH) is an oxide provided as the structural material 30 or an oxide formed on the surface of the structural material 30 in an environment where water is present or in a high humidity environment (natural oxide, not shown). , Exists by the metal oxide layer 31 composed of the agent (I) adhering to the surface of the structural material 30.

このため、図３Ｂに示すように、薬剤（ＩＩ）の第１官能基Ｘであるヒドロキシ基（－ＯＨ）と、構造材３０の表面に存在するヒドロキシ基（－ＯＨ）との間が水素結合で結合した状態になる。 Therefore, as shown in FIG. 3B, a hydrogen bond is formed between the hydroxy group (-OH), which is the first functional group X of the drug (II), and the hydroxy group (-OH) existing on the surface of the structural material 30. It becomes a combined state with.

［Ｂ－３］加熱処理
つぎに、加熱処理を実行する。 [B-3] Heat treatment Next, heat treatment is executed.

加熱処理は、薬剤（ＩＩ）と薬剤（Ｉ）が付着した構造材３０の表面との間、または、薬剤（ＩＩ）と構造材３０の表面との間を、化学的に強固に結合させるために実行される。加熱処理は、大気中または水中において実施される。 The heat treatment is for chemically firmly binding between the agent (II) and the surface of the structural material 30 to which the agent (I) is attached, or between the agent (II) and the surface of the structural material 30. Is executed. The heat treatment is carried out in the air or in water.

図３Ｃは、実施形態に係るプラントの腐食抑制方法において、薬剤（ＩＩ）が構造材の表面に付着した後に加熱処理を実施したときの様子を示す図である。 FIG. 3C is a diagram showing a state when the heat treatment is performed after the chemical agent (II) adheres to the surface of the structural material in the method for suppressing corrosion of the plant according to the embodiment.

図３Ｃに示すように、薬剤（ＩＩ）において、加熱処理によって脱水縮合反応が生じる。その結果、薬剤（ＩＩ）によって疎水性皮膜４０が形成される（疎水性皮膜形成工程）。薬剤（ＩＩ）で構成される疎水性皮膜４０は、薬剤（Ｉ）で構成される金属酸化物層３１を介して、構造材３０の表面に形成される部分を含むように形成される。 As shown in FIG. 3C, in the drug (II), a dehydration condensation reaction occurs by the heat treatment. As a result, the hydrophobic film 40 is formed by the agent (II) (hydrophobic film forming step). The hydrophobic film 40 made of the drug (II) is formed so as to include a portion formed on the surface of the structural material 30 via the metal oxide layer 31 made of the drug (I).

薬剤（ＩＩ）は、官能基によって沸点等の化学的特性が異なる。このため、温度を調整して沸点以上の温度で施工を実行した場合には、薬剤（ＩＩ）が気化して、気相へと移行する。これにより、薬剤（ＩＩ）を気相部分へと供給することが可能となる。その結果、構造材３０の表面のうち薬剤（ＩＩ）を含む溶液に接触しない領域においても同様に、疎水性皮膜４０を形成することができる。なお、薬剤（ＩＩ）が式（Ａ２）であるときに、ｎ＝１である場合には、ポリマー化が生じないと予想されるが、ｎ≧２である場合には、Ｘ基がポリマー化する場合がある。 The drug (II) has different chemical properties such as boiling point depending on the functional group. Therefore, when the temperature is adjusted and the construction is carried out at a temperature equal to or higher than the boiling point, the drug (II) vaporizes and shifts to the gas phase. This makes it possible to supply the drug (II) to the gas phase portion. As a result, the hydrophobic film 40 can be similarly formed in the region of the surface of the structural material 30 that does not come into contact with the solution containing the drug (II). When the drug (II) is of the formula (A2), it is expected that polymerization will not occur if n = 1, but if n ≧ 2, the X group will be polymerized. May be done.

［Ｂ－４］疎水性皮膜４０の一部除去
原子炉１において、炉心２を構成する構造材３０である燃料集合体（図示省略）は、熱を効率的に利用するために、高い濡れ性が求められる。疎水性皮膜４０が燃料集合体を被覆するように形成された場合には、燃料集合体の濡れ性が低下するため、伝熱効率が低下する。これに加えて、燃料集合体の近傍においては、燃料から発生する光（放射線やチェレンコフ光）の強度が非常に高いため、疎水性皮膜４０がなくても、薬剤（Ｉ）で構成される金属酸化物層３１によって十分に腐食を抑制可能である。 [B-4] Partial removal of hydrophobic film 40 In the reactor 1, the fuel assembly (not shown), which is the structural material 30 constituting the core 2, has high wettability in order to efficiently utilize heat. Is required. When the hydrophobic film 40 is formed so as to cover the fuel assembly, the wettability of the fuel assembly is lowered, so that the heat transfer efficiency is lowered. In addition to this, in the vicinity of the fuel assembly, the intensity of the light (radiation and Cherenkov light) generated from the fuel is very high, so even without the hydrophobic film 40, the metal composed of the drug (I). Corrosion can be sufficiently suppressed by the oxide layer 31.

このため、燃料集合体などの構造材３０の表面においては、疎水性皮膜４０が存在しない方が好ましい。したがって、本実施形態では、燃料集合体などの構造材３０の表面に疎水性皮膜４０が形成された場合には、その疎水性皮膜４０を除去することが好ましい（疎水性皮膜除去工程）。 Therefore, it is preferable that the hydrophobic film 40 does not exist on the surface of the structural material 30 such as the fuel assembly. Therefore, in the present embodiment, when the hydrophobic film 40 is formed on the surface of the structural material 30 such as the fuel assembly, it is preferable to remove the hydrophobic film 40 (hydrophobic film removing step).

金属酸化物層３１を構成する薬剤（Ｉ）は、一般的に、光触媒効果を有する物質であるので、光（紫外線や放射線）が照射されて電子が励起される際には、活性酸素が発生する。活性酸素は、強力な酸化作用を有する。このため、光が金属酸化物層３１に照射されることによって生じた活性酸素によって、薬剤（ＩＩ）で構成された疎水性皮膜４０が分解され、構造材３０の表面から除去される。 Since the agent (I) constituting the metal oxide layer 31 is generally a substance having a photocatalytic effect, active oxygen is generated when electrons are excited by irradiation with light (ultraviolet rays or radiation). do. Active oxygen has a strong oxidizing action. Therefore, the hydrophobic film 40 composed of the agent (II) is decomposed by the active oxygen generated by irradiating the metal oxide layer 31 with light, and is removed from the surface of the structural material 30.

この反応は、光（紫外線や放射線）の強度が高く、金属酸化物層３１を構成する薬剤（Ｉ）が十分に励起される環境でないと進行しない。このため、上記の反応は、光（紫外線や放射線）の強度が低い部分（再循環系配管７（ＰＬＲ配管）、残留熱除去系配管９（ＲＨＲ系配管）など）では生じない。 This reaction does not proceed unless the intensity of light (ultraviolet rays and radiation) is high and the agent (I) constituting the metal oxide layer 31 is sufficiently excited. Therefore, the above reaction does not occur in a portion where the intensity of light (ultraviolet rays or radiation) is low (recirculation system piping 7 (PLR piping), residual heat removal system piping 9 (RHR system piping), etc.).

したがって、光（紫外線や放射線）の強度が高い領域では、疎水性皮膜４０が自動的に除去され、光（紫外線や放射線）の強度が低い領域では、疎水性皮膜４０が除去されずに形成された状態に保持される。その結果、本実施形態では、プラントを構成する炉内の全域について、腐食の抑制を効果的に実行可能である。 Therefore, in the region where the intensity of light (ultraviolet rays or radiation) is high, the hydrophobic film 40 is automatically removed, and in the region where the intensity of light (ultraviolet rays or radiation) is low, the hydrophobic film 40 is formed without being removed. It is held in the same state. As a result, in the present embodiment, it is possible to effectively suppress corrosion in the entire area of the furnace constituting the plant.

［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態では、プラントを構成する構造材３０の表面に疎水性皮膜４０を形成する際には、構造材３０に結合する第１官能基Ｘおよび疎水性の第２官能基Ｙを有する薬剤（II）を用いて、疎水性皮膜４０の形成を行う。本実施形態では、上述したように、疎水性皮膜４０によって構造材３０の表面に水に接触しないため、構造材３０の腐食を効果的に抑制可能である。 [C] Summary As described above, in the present embodiment, when the hydrophobic film 40 is formed on the surface of the structural material 30 constituting the plant, the first functional group X bonded to the structural material 30 and the hydrophobicity are selected. The hydrophobic film 40 is formed by using the agent (II) having the second functional group Y. In the present embodiment, as described above, since the hydrophobic film 40 does not come into contact with water on the surface of the structural material 30, corrosion of the structural material 30 can be effectively suppressed.

本実施形態では、疎水性皮膜４０の形成を行う前に、薬剤（Ｉ）を用いて金属酸化物層３１を構造材３０の表面に形成する。そして、疎水性皮膜４０が金属酸化物層３１を介して構造材３０の表面に形成される部分を含むように、疎水性皮膜４０の形成を行う。薬剤（Ｉ）は、光触媒として機能する金属酸化物であって、光（放射線を含む）によって励起して構造材３０にアノード電流を供給する薬剤である。このため、本実施形態では、プラントの内部において光（放射線を含む）が照射される領域では、構造材３０に流れるアノード電流が増加する。その結果、本実施形態では、腐食電位が低下するので、構造材３０において腐食が発生することを効果的に抑制可能である。 In the present embodiment, the metal oxide layer 31 is formed on the surface of the structural material 30 by using the agent (I) before forming the hydrophobic film 40. Then, the hydrophobic film 40 is formed so that the hydrophobic film 40 includes a portion formed on the surface of the structural material 30 via the metal oxide layer 31. The drug (I) is a metal oxide that functions as a photocatalyst and is a drug that is excited by light (including radiation) to supply an anode current to the structural material 30. Therefore, in the present embodiment, the anode current flowing through the structural material 30 increases in the region where light (including radiation) is irradiated inside the plant. As a result, in the present embodiment, since the corrosion potential is lowered, it is possible to effectively suppress the occurrence of corrosion in the structural material 30.

また、本実施形態では、疎水性皮膜４０が金属酸化物層３１を介して構造材３０の表面に形成される部分において疎水性皮膜４０を除去する。ここでは、光が金属酸化物層３１に照射されることによって、疎水性皮膜４０が分解され、構造材３０の表面から疎水性皮膜４０が除去される。たとえば、構造材３０である燃料集合体（図示省略）の表面において疎水性皮膜４０が除去され、燃料集合体（図示省略）の表面に金属酸化物層３１が露出した状態になる。したがって、燃料集合体の濡れ性が低下せずに、伝熱効率の低下を防止可能である。 Further, in the present embodiment, the hydrophobic film 40 is removed at the portion where the hydrophobic film 40 is formed on the surface of the structural material 30 via the metal oxide layer 31. Here, when the metal oxide layer 31 is irradiated with light, the hydrophobic film 40 is decomposed and the hydrophobic film 40 is removed from the surface of the structural material 30. For example, the hydrophobic film 40 is removed from the surface of the fuel assembly (not shown) which is the structural material 30, and the metal oxide layer 31 is exposed on the surface of the fuel assembly (not shown). Therefore, it is possible to prevent the heat transfer efficiency from being lowered without lowering the wettability of the fuel assembly.

＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 <Others>
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１：原子炉、２：炉心、３：シュラウド、４：ジェットポンプ、５：炉心下部プレナム、６：原子炉再循環系、７：再循環系配管、８：再循環ポンプ、９：残留熱除去系配管、１０：熱交換器、１１：残留熱除去系ポンプ、１２：残留熱除去系系統、１３：原子炉冷却材浄化系ポンプ、１４：原子炉冷却材浄化系配管、１５：ろ過脱塩器、１６：原子炉冷却材浄化系統、１７：熱交換器、１８：冷却水循環系統、１９：給水ポンプ、２０：復水器、２１：主蒸気配管、２２：主蒸気系統、２３：給水系配管、３０：構造材、３１：金属酸化物層、４０：疎水性皮膜、１００：タービン 1: Reactor 2: Core 3: Shroud 4: Jet pump 5: Core lower plenum, 6: Reactor recirculation system, 7: Recirculation system piping, 8: Recirculation pump, 9: Residual heat removal System piping, 10: Heat exchanger, 11: Residual heat removal system pump, 12: Residual heat removal system, 13: Reactor cooling material purification system pump, 14: Reactor cooling material purification system piping, 15: Filter desalting Vessel, 16: Reactor cooling material purification system, 17: Heat exchanger, 18: Cooling water circulation system, 19: Water supply pump, 20: Water recovery device, 21: Main steam piping, 22: Main steam system, 23: Water supply system Piping, 30: Structural material, 31: Metal oxide layer, 40: Hydrophobic film, 100: Reactor

Claims (3)

構造材を備えるプラントの腐食抑制方法であって、
前記構造材の表面に疎水性皮膜を形成する疎水性皮膜形成工程
を有し、
前記疎水性皮膜形成工程では、前記構造材に結合する第１官能基および疎水性の第２官能基を有する薬剤を用いて、前記疎水性皮膜の形成を行う、
プラントの腐食抑制方法。 It is a method of suppressing corrosion of plants equipped with structural materials.
It has a hydrophobic film forming step of forming a hydrophobic film on the surface of the structural material.
In the hydrophobic film forming step, the hydrophobic film is formed by using a drug having a first functional group and a hydrophobic second functional group bonded to the structural material.
How to control plant corrosion. 前記疎水性皮膜形成工程を実行する前に、金属酸化物で形成された金属酸化物層を前記構造材の表面に形成する金属酸化物層形成工程
を有し、
前記疎水性皮膜形成工程では、前記疎水性皮膜が前記金属酸化物層を介して前記構造材の表面に形成される部分を含むように、前記疎水性皮膜の形成を行う、
請求項１に記載のプラントの腐食抑制方法。 It has a metal oxide layer forming step of forming a metal oxide layer formed of a metal oxide on the surface of the structural material before carrying out the hydrophobic film forming step.
In the hydrophobic film forming step, the hydrophobic film is formed so as to include a portion formed on the surface of the structural material via the metal oxide layer.
The method for suppressing corrosion of a plant according to claim 1. 前記疎水性皮膜が前記金属酸化物層を介して前記構造材の表面に形成される部分において前記疎水性皮膜を除去する疎水性皮膜除去工程
を有し、
前記金属酸化物層は、光触媒として機能する金属酸化物を用いて形成されており、
前記疎水性皮膜除去工程では、光が前記金属酸化物層に照射されることによって、前記疎水性皮膜が前記構造材の表面から除去される、
請求項２に記載のプラントの腐食抑制方法。 It has a hydrophobic film removing step of removing the hydrophobic film at a portion where the hydrophobic film is formed on the surface of the structural material via the metal oxide layer.
The metal oxide layer is formed by using a metal oxide that functions as a photocatalyst.
In the hydrophobic film removing step, the hydrophobic film is removed from the surface of the structural material by irradiating the metal oxide layer with light.
The method for suppressing corrosion of a plant according to claim 2.
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