JP3476432B2 - 原子力発電所の一次系の水を入れる構造部材に亜鉛を付与する方法 - Google Patents

原子力発電所の一次系の水を入れる構造部材に亜鉛を付与する方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、特に放射性コバルトの沈積を阻
止しおよび／または構造部材の材料に予想される易腐食
性を低減するため、沸騰水炉又は加圧水炉型原子力発電
所の一次系の、水を入れる構造部材に亜鉛を付与する方
法に関する。
【０００２】原子力発電所のこのような水を入れる構造
部材は、沸騰水炉又は加圧水炉装置の一次系といえる。
従って給水は一次系内に装着されるか又は一次系の一部
である配管内に行われることが予想される。
【０００３】構造部材中でこの水は、例えば放射性コバ
ルトのような放射性元素を含有することが予想される。
これらの放射性元素はこのような構造部材の内部表面に
形成される酸化物層中に沈積する。その結果放射線源が
酸化物層中に生じ、これは予想される構造部材の修理及
び整備作業時に出費を要する保護措置を必要とする。
【０００４】欧州特許出願公開第０２５７４６５号明細
書から、酸化物層中に放射性コバルトが組込まれるの
を、元素の亜鉛を構造部材内の水に添加することにより
阻止できることが公知である。つまり亜鉛に、さもなけ
れば酸化物層中の放射性コバルトにより占められるであ
ろう位置を占めさせる。亜鉛を酸化物層中に適切に付与
することにより放射性コバルトの取り込みは著しく低減
される。これに伴い酸化物層中の放射線源を低減するこ
とができるという利点がある。
【０００５】更に亜鉛は、構造部材の表面上の酸化物層
の保護層の特性を改善し、それにより構造部材の材料に
予想される易腐食性を低減させる。
【０００６】欧州特許出願公開第０２５７４６５号明細
書には、塩化亜鉛の形で亜鉛を付与することが論じられ
ている。しかしその際塩化亜鉛を使用することで構造部
材内の水に達するアニオンは、構造部材の内部表面に有
害であることが確認されている。つまりこれらのアニオ
ンは構造部材の内部表面を腐食させる作用をする。従っ
て欧州特許出願公開第０２５７４６５号明細書には、塩
化亜鉛の代わりに酸化亜鉛を構造部材中の水に添加する
ことが提案されている。
【０００７】しかし水中での酸化亜鉛の可溶性は極めて
低い。この理由から酸化亜鉛の添加は複雑なものとな
る。懸濁させるか又は少量ずつ分割して入れなければな
らず、これは固体を配量することを不可欠とする。この
方法は技術的に経費を要し、配量系統を詰まらせる傾向
があるため故障し易くなる。
【０００８】もう１つの方法として、焼結された酸化亜
鉛ペレットを通して原子炉の給水の部分流を貫流させる
ものがあるが、これは圧力及び温度に耐える受動的な配
量装置の設置を前提条件として必要とする。
【０００９】亜鉛はまた腐食防止にも使用できる。米国
特許第３５８０９３４号明細書から、給水管の内部表面
に亜鉛を含むケイ酸塩からなる保護層を形成するように
して管の腐食を防止できることが記載されている。この
保護層を形成するため、塩化亜鉛、特に亜鉛錯体が使用
される。しかし、この技術を原子力発電所の核反応部に
使用することは、そこにケイ酸塩を入れることができな
いことから不可能である。
【００１０】本発明の課題は、簡単に制御可能で、かつ
価格的に有利に実施でき、しかもその際構造部材の内部
表面の酸化物層内への放射性物質の沈積を確実に阻止す
る、原子力発電所の一次系の水を入れる構造部材中に亜
鉛を付与する方法を提供することにある。かつまた、構
造部材の材料に予想される易腐食性が最少化又はむしろ
阻止されなければならない。
【００１１】この課題は本発明により、亜鉛を亜鉛錯体
および／または亜鉛酸塩の溶解した亜鉛化合物として構
造部材に付与することにより解決される。
【００１２】この方法によれば、有害なアニオンが付着
することがなく、また更に固体物質の配量を必要としな
いという利点が得られる。酸化物層中への放射性コバル
トの沈積は低減され、更に構造部材の材料の腐食防止性
が改善される。
【００１３】つまり亜鉛を予め構造部材の内部表面上に
ある酸化物層中に付与することにより、１つには放射性
元素、例えばコバルトの、この酸化物層中への沈積を低
減し、また１つにはそれにより酸化物層自身の特性を改
善し、こうして酸化物層の腐食防止性を高めることがで
きる。またその他の点では、可溶性の亜鉛化合物を使用
することで有害なアニオンが構造部材中の水に達するこ
とがなくなる。
【００１４】この可溶性の亜鉛化合物は、例えば亜鉛ア
ンモニア錯体のような亜鉛錯体および／または亜鉛酸塩
である。これらの化合物は、その製造が容易であると言
う利点を持ち、しかもその際有害な副産物を生じること
がない。
【００１５】亜鉛アンモニア錯体は、例えば公知の方法
で酸化亜鉛とアンモニアから生成される。亜鉛酸塩は、
例えば同様に公知の方法で酸化亜鉛と水酸化物から生成
される。この水酸化物は水酸化カリウム（ＫＯＨ）であ
ってもよい。
【００１６】亜鉛化合物は、例えば水溶液に添加され
る。これは能動的配量系統を介して行われる。このよう
な能動的配量系統は配量ポンプで操作することができ、
有利にはいわゆる沸騰水炉又は加圧水炉の一次系の直前
又は一次系内に組込むことができる。それにより亜鉛が
一次系、特に熱交換器の導管内に沈積することを阻止で
きる。亜鉛化合物が完全に溶解しているため、簡単な配
量ポンプで済ませることができる。
【００１７】この水溶液は、例えば原子力発電所の稼働
中に連続的もしくは非連続的に添加することができる。
そのため目標通りに所望の濃度に調整することができ
る。
【００１８】この水溶液は、例えば沸騰水型原子炉の原
子力発電所の原子炉圧力容器の直前の給水に入れてもよ
い。しかしこの水溶液はまた、例えば加圧水炉又は沸騰
水炉型原子力発電所の炉水浄化装置に入れてもよい。そ
の際、それぞれ給水ポイントは原子炉圧力容器の入口の
少し手前が特に有利である。この両方法で溶液が、十分
にかつ損失なしに適正な個所に達する利点が得られる。
【００１９】原子炉の構造部材中にある炉水中で、例え
ば亜鉛濃度は３ｐｐｂ〜２０ｐｐｂに調整される。この
濃度範囲は所望の目的に特に適している。
【００２０】可溶性の亜鉛化合物中の亜鉛は、例えば天
然の同位体組成を有している。もう１つの例では、この
亜鉛化合物の亜鉛の64Ｚｎが減損されていると有利であ
る。それにより、構造部材の酸化物層中の放射線源が一
層低減される利点が達成される。64Ｚｎの原子は中性子
の捕獲により放射性の亜鉛同位体65Ｚｎになる。従って
酸化物層中の数カ所に放射性コバルト60Ｃｏの代わりに
放射性亜鉛64Ｚｎを付与できる。しかし減損されていな
い亜鉛を付与したとしても、64Ｚｎが60Ｃｏよりも半減
期が明らかに短いことから、構造部材中の放射能は低減
される。亜鉛化合物の亜鉛の64Ｚｎが減損されている場
合、更に場合によっては存在する65Ｚｎの量が減少され
る。
【００２１】本発明方法を使用して、特に圧力容器の酸
化物層内への放射性物質の沈積、更には構造部材の材料
に予想される易腐食性を低減するため、簡単ではあるが
しかし的確な手段で亜鉛を原子力発電所の構造部材に付
与する利点が達成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライツナー、ウヴェ ドイツ連邦共和国 デー‐91058 エル ランゲン フーバーヴェーク ９ (56)参考文献 独国特許出願公開4425902（ＤＥ，Ａ １) 欧州特許出願公開599619（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開281672（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開338769（ＥＰ，Ａ １) 欧州特許出願公開790621（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 5/00 G21D 1/00 - 3/18

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に放射性コバルトの沈積を阻止しおよ
    び／または構造部材の材料に起こり得る易腐食性を低減
    するため、沸騰水炉又は加圧水炉型原子力発電所の一次
    系の水を入れる構造部材中に亜鉛を付与する方法におい
    て、亜鉛を亜鉛錯体および／または亜鉛酸塩の溶解した
    亜鉛化合物としてこの構造部材に付与することを特徴と
    する原子力発電所の一次系の水を入れる構造部材に亜鉛
    を付与する方法。
  2. 【請求項２】 亜鉛錯体が亜鉛アンモニア錯体であるこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 亜鉛アンモニア錯体を酸化亜鉛とアンモ
    ニアから生成することを特徴とする請求項２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 亜鉛酸塩を酸化亜鉛と水酸化物から生成
    することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに
    記載の方法。
  5. 【請求項５】 水酸化物が水酸化カリウム（ＫＯＨ）で
    あることを特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 亜鉛化合物を水溶液に添加することを特
    徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 亜鉛化合物の水溶液を、能動的配量系統
    を介して添加することを特徴とする請求項６記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 この水溶液を原子力発電所の稼働中に連
    続的又は非連続的に添加ことを特徴とする請求項６又は
    ７記載の方法。
  9. 【請求項９】 この水溶液を沸騰水型原子力発電所の原
    子炉圧力容器の直前の給水に添加することを特徴とする
    請求項６乃至８のいずれか１つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 この水溶液を沸騰水炉又は加圧水炉型
    原子力発電所の原子炉の浄水装置に添加することを特徴
    とする請求項６乃至８のいずれか１つに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 この構造部材内にある炉水中の亜鉛濃
    度を３ｐｐｂ〜２０ｐｐｂに調整することを特徴とする
    請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 亜鉛化合物の亜鉛の64Ｚｎが減損され
    ていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１
    つに記載の方法。
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