JP3344608B2 - 原子力発電プラントにおける亜鉛注入方法及び装置 - Google Patents
原子力発電プラントにおける亜鉛注入方法及び装置Info
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Description
亜鉛の注入方法に係り、特に、亜鉛の溶解性を向上させ
高濃度の溶解亜鉛溶液として原子炉水中に注入する亜鉛
注入方法と装置に関する。
系放射能濃度低減、及び配管付着放射能濃度低減、ある
いは材料健全性向上に関する対策として亜鉛注入技術が
ある。原子力発電プラントの原子炉水中に亜鉛を注入す
ると、炉内構成材料や炉心外配管材料表面の酸化被膜に
亜鉛原子が取り込まれ、材料表層部に緻密な被膜が形成
される。したがって、炉内構成材及び表面酸化被膜から
の放射化腐食生成物の炉水への溶出量が低減されるた
め、炉水中の放射能濃度が低減され、また、構成材料の
腐食が抑制される。さらに、溶出した放射化腐食生成物
の、炉心外配管内表面の酸化被膜への取り込みが抑制さ
れるため、配管付着放射能濃度が低減される。
する溶解度は小さいため、純水を溶媒とした場合、低濃
度の溶解亜鉛溶液しか得られないため、大量の溶解水を
注入する必要がある。また、純水に対する亜鉛の溶解度
は温度が高いと大きくなるため、従来の亜鉛注入方法
は、図4に記載のように主に原子炉給水ポンプ43吐出
側より高温・高圧の実給水44を亜鉛充填層42を有す
る亜鉛溶解槽41へ供給し、原子炉給水ポンプ43吸込
側へ亜鉛溶液45を循環注入する方法を採用している。
また、注入亜鉛をスラリー状とした場合、注入ポンプあ
るいは注入配管等での閉塞や摩耗が懸念されるため、注
入亜鉛の形態はイオン状あるいはコロイド状、微粉末状
に保つことが望ましい。
解亜鉛濃度が小さいため、溶解亜鉛溶液の注入量が大き
くなり、系統の水バランスを保つため、放射性物質を含
む実給水を溶媒として使用することが要求されるが、溶
解槽は放射性物質を内包する容器となるため、運転時及
び開放点検時における作業性が低下する等の問題があ
る。また、亜鉛の溶解度を上げるため、高温、高圧条件
下で行うと、溶解槽は圧力容器となるため、亜鉛の連続
的な供給は困難であり、容器開放時にあらかじめ注入量
以上の亜鉛を充填する必要があるが、要求される溶解亜
鉛濃度を維持するためには、注入量以上の亜鉛が必要と
なる。また、注入亜鉛量は経時的に変化するため、要求
される亜鉛量で安定的に制御することが困難である等の
問題がある。いずれにしても、これらの方法では装置が
大規模化し、運用性が低下する。
技術の問題点を解消し、亜鉛の溶解性を向上し、低温、
低圧下で高濃度の溶解亜鉛溶液として供給できる亜鉛注
入方法とその装置を提供することを課題とする。
に、本発明では、原子力発電プラントの原子炉水中へ亜
鉛を供給する亜鉛の注入方法において、亜鉛溶解槽の底
部に設置された散気管から亜鉛溶解槽内の水溶液中に炭
酸ガスを導入して炭酸ガスで飽和した水溶液とし、亜鉛
溶解槽の上部に設置された亜鉛供給装置から板状、棒
状、粒状、粉末状のいずれかの形状の亜鉛を前記水溶液
中に供給して亜鉛を水溶液に溶解させ、得られた溶解亜
鉛溶液を注入することとしたものである。前記亜鉛注入
方法において、亜鉛供給装置から供給する亜鉛は、酸化
亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛から選択することができ
る。
原子炉水中へ亜鉛を供給する亜鉛の注入装置において、
亜鉛を溶解するための亜鉛溶解槽と、この亜鉛溶解槽の
上部に設置され板状、棒状、粒状、粉末状のいずれかの
形状の亜鉛を供給する亜鉛供給装置と、前記亜鉛溶解槽
の底部に設置された炭酸ガスを導入する散気管と、前記
亜鉛溶解槽の内部に設置された撹拌装置と、前記亜鉛溶
解槽で溶解した亜鉛溶解溶液を原子炉水中へ供給する注
入手段とを有することとしたものである。本発明におい
ては、注入に必要な亜鉛は連続あるいは非連続で供給し
て溶解することができ、供給する原料亜鉛の形状は板
状、棒状、粒状、粉末状等が使用できるが、粉末状のも
のを用いるのが好ましい。また、原料亜鉛としては、亜
鉛、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛を用いることがで
きる。
増加することができ、使用水量が低減されるため、溶解
槽への給液は実給水あるいは実復水である必要がなくな
る。そこで、溶解槽の放射能汚染を回避するため、溶解
槽への給液は純水に炭酸等の電解質を溶解させたものを
使用することができる。また、低温、低圧条件下におい
て、容易に高濃度の溶解亜鉛溶液が得られることから、
亜鉛注入装置における溶解及び注入を低温、低圧条件下
で行うことができる。さらに、亜鉛注入装置が低温・低
圧条件下で使用されることから、溶解槽を開放タンクと
し、連続あるいは非連続による溶解槽への亜鉛の供給が
可能なように、亜鉛供給装置を設置することができ、こ
れにより、要求される亜鉛量を安定的に注入可能なよう
に溶解槽への亜鉛供給量を制御することができる。
媒として亜鉛を溶解させるため、純水を溶媒として亜鉛
を溶解させる従来技術に比較し、図3に示されるよう
に、格段に亜鉛の溶解性が向上し、容易に高濃度の溶解
亜鉛溶液を得ることができた。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例1 沸騰水型原子力発電プラントを例にとり、図1及び図2
を用いて、原子力発電プラントの溶解亜鉛注入システム
を説明する。図1は、沸騰水型原子力発電プラント一次
系のシステム構成を示す系統図である。炉心1で発生し
た蒸気は、高圧タービン2及び低圧タービン3で仕事を
した後、復水器4に導れ、冷却凝縮され水に戻る。この
復水は復水ポンプ5、復水浄化系6を経て、高圧復水ポ
ンプ7、給水加熱器8及び給水ポンプ9により昇圧さ
れ、原子炉圧力容器10に供給される。一方、原子炉水
は原子炉再循環ポンプ11によって、その一部又は全部
が炉外を強制再循環12しており、この原子炉再循環系
12から分岐して原子炉冷却材浄化系13が設けられて
いる。通常、このどちらかの系統からサンプリングライ
ン14を介して炉水のサンプリングを行い、分析ラック
15において溶存酸素濃度、導電率等を測定している。
す。このシステムは亜鉛供給装置16及び亜鉛溶解槽1
7とこれらをコントロールする制御装置18から成って
いる。図2に示すように、粉末状の酸化亜鉛等を供給し
た溶解槽17に電解質として炭酸ガス34を封入し、p
H等の条件を最適化することにより、容易に粉末酸化亜
鉛は溶解し、亜鉛イオンが生成する。この生成溶解亜鉛
及び残存非溶解亜鉛の濃度については、溶解槽下流に設
置された注入水分析装置19にて測定される。また、本
施設の各系統水について、例えば炉水については炉水分
析ラック30での分析結果あるいは放射能濃度測定装置
29等の測定結果を信号ケーブル37を通じて出力信号
処理システム31に収集して注入の効果を定量的にモニ
タリングすることにより、その情報を注入システム18
にフィードバックし、溶解槽への亜鉛供給量、注入流量
等を制御装置18を通じてコントロールし、注入ポンプ
25を用いて注入配管35を通じて注入する。これによ
り、効率的で制御性の高く、配管閉塞等のない注入が可
能となる。また、溶解槽17に供給される亜鉛を酸化亜
鉛等としたが、具体的には酸化亜鉛の他、炭酸亜鉛、水
酸化亜鉛でも良いことはもちろんである。
ることができる。 (1)本発明により亜鉛注入装置における亜鉛の溶解及
び注入過程において、使用水量を低減することができ
る。 (2)低温・低圧条件下において、高濃度での亜鉛の溶
解及び注入が可能となる。 (3)(1)項により、実給水あるいは実復水による運
転が不要となるため、溶解槽等の主要機器が放射能汚染
から回避されるため、装置の運用性及び開放点検時の作
業性が向上する。 (4)(1),(2)項より、装置規模の縮小化が可能
となり、製作費用の節約及び設置スペースの縮小化がで
きる。 (5)溶解槽への亜鉛の供給が連続で可能となり、溶解
亜鉛注入濃度の制御が容易となる。 (6)(5)項より、注入に必要な亜鉛量以上の亜鉛を
溶解槽に充填する必要がなくなるため、亜鉛使用量を低
減できる。
図。
示す詳細説明図。
フ。
水器、5:復水ポンプ、6:復水浄化系、7:高圧復水
ポンプ、8:給水加熱器、9:給水ポンプ、10:原子
炉圧力容器、11:原子炉再循環ポンプ、12:原子炉
再循環系、13:原子炉冷却材浄化系、14:サンプリ
ングライン、15:炉水分析ラック、16:亜鉛供給装
置、17:亜鉛溶解槽、18:制御装置、19:注入水
分析装置、20:放射能濃度測定装置、21:信号ケー
ブル、22:注入ポンプ、23:注入配管、24:駆動
水ポンプ、25:エダクタ、26:散気管、27:攪拌
機、29:放射能濃度測定装置、30:炉水分析ラッ
ク、31:データ収集装置、32:駆動水配管、33:
液張用水配管、34:炭酸注入配管、35:溶解亜鉛注
入配管、36:サンプリング配管、37:信号ケーブル
Claims (3)
- 【請求項1】 原子力発電プラントの原子炉水中へ亜鉛
を供給する亜鉛の注入方法において、亜鉛溶解槽の底部
に設置された散気管から亜鉛溶解槽内の水溶液中に炭酸
ガスを導入して炭酸ガスで飽和した水溶液とし、亜鉛溶
解槽の上部に設置された亜鉛供給装置から板状、棒状、
粒状、粉末状のいずれかの形状の亜鉛を前記水溶液中に
供給して亜鉛を水溶液に溶解させ、得られた溶解亜鉛溶
液を注入することを特徴とする亜鉛注入方法。 - 【請求項2】 前記亜鉛供給装置から供給する亜鉛が、
酸化亜鉛、炭酸亜鉛、水酸化亜鉛から選択されることを
特徴とする請求項1記載の亜鉛注入方法。 - 【請求項3】 原子力発電プラントの原子炉水中へ亜鉛
を供給する亜鉛の注入装置において、亜鉛を溶解するた
めの亜鉛溶解槽と、この亜鉛溶解槽の上部に設置され板
状、棒状、粒状、粉末状のいずれかの形状の亜鉛を供給
する亜鉛供給装置と、前記亜鉛溶解槽の底部に設置され
た炭酸ガスを導入する散気管と、前記亜鉛溶解槽の内部
に設置された撹拌装置と、前記亜鉛溶解槽で溶解した亜
鉛溶解溶液を原子炉水中へ供給する注入手段とを有する
ことを特徴とする亜鉛注入装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24493494A JP3344608B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 原子力発電プラントにおける亜鉛注入方法及び装置 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0886899A JPH0886899A (ja) | 1996-04-02 |
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ID=17126144
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24493494A Expired - Lifetime JP3344608B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 原子力発電プラントにおける亜鉛注入方法及び装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3344608B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013250109A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 亜鉛注入方法及び亜鉛注入装置 |
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JP5118576B2 (ja) * | 2008-08-12 | 2013-01-16 | 三菱重工業株式会社 | 原子力プラントの運転方法 |
KR101450450B1 (ko) * | 2013-04-30 | 2014-10-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 원자로냉각재에 아연수용액을 주입하는 장치 및 방법 |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP24493494A patent/JP3344608B2/ja not_active Expired - Lifetime
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