JPH023960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は復水の通る配管機器の防食に利用され
る復水の水素酸素濃度制御設備に関するもので、
例えば沸騰水型原子力発電プラントの配管機器の
防食のため特に中性純水及び放射線環境下で復水
の水素酸素濃度を制御して不働態化防食を図るに
適する水素酸素濃度制御設備に関する。

沸騰水型原子力発電プラントにおける配管機器
の不働態化防食のための中性純水環境下の復水の
水素酸素濃度制御は、従来、第１図に例示したよ
うに、原子炉圧力容器１から出てタービン２を経
た蒸気が復水器３で復水となつた水をポンプ４に
より復水浄化装置５に送り、ここで浄化された復
水がポンプ６から復水管７を通る際に、酸素ガス
ボンベ１２から配管１３により復水系に酸素ガス
を注入して復水中の溶存酸素を20〜200ppbの濃
度に制御して、下流の機器である低圧給水加熱器
８、給水ポンプ９および高圧給水加熱器１０や配
管１１等の防食を行うものであり、これにより原
子炉圧力容器１内への不純物の持込みを防ぎ、プ
ラントの放射能を低減することに成功している。

ところで、近年、原子炉容器内の放射線下にお
ける水の放射線分解による生成物として過酸化水
素H₂O₂や酸素O₂が生じその溶存量が必要以上に
多くなるので、これらの溶存量を低減する防食方
法の検討を要するようになつた。例えば原子炉起
動前に原子炉圧力容器１内を真空脱気する方法が
採用されている。しかし通常運転中は、この真空
脱気は効果がないので、炉内は一定の溶存酸素や
過酸化水素の平衡濃度になつている。そのレベル
は酸素で200ppb程度であるが、原子炉一次冷却
系のオーステナイトステンレス鋼にとつては、こ
の濃度を更に低下させる方が、応力腐食割れ等の
腐食現象を更に緩和するのに有効であることが知
見された。そのための方法として、第２図に示す
ような水素を注入する水素酸素濃度制御方法が考
えられている。これは隔壁２１を有する電解容器
２０の陰極、陽極２２，２３に直流電源２４から
直流を流し、電解容器２０中の水の電気分解で発
生した水素と酸素を取出し、水素をガスの状態で
管２５及びノズル２６から原子炉−冷却系の復水
管７に注入する方法である。２７は上流側の復水
の１部を電解容器２０に流入させるとともに酸素
をガスの状態で一部復水管７に注入する配管、２
８は余剰酸素の排出管である。

第２図に示した復水の水素酸素濃度制御方法
は、酸素ガスをボンベから注入するという第１図
の従来方法に比べて、ボンベの交換を再々行う必
要がないという運転上の利点はあるが、水素をガ
ス状態で注入するため、その注入する水素の希釈
が不安定・不良となり、注入点より下流にあるポ
ンプのキヤビテーシヨンや熱交換器内での停滞を
生ずるという欠点がある。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑み、
安定した水素及び酸素を復水系に注入して注水後
の希釈を良好にすると共にその濃度を確実に制御
し得る復水の水素酸素濃度制御設備を提供するに
ある。

本発明の水素酸素濃度制御設備は、水を直流電
流で電気分解する電解容器と、該電解容器に復水
系から復水の１部を導入する流路と、該電解容器
中でその陰極及び陽極近傍に夫々発生した水素及
び酸素を互に混らないようにして水溶液状態で復
水系に注入する各別の注入用流路と、上記の注入
を受けた復水系中の復水の水素濃度及び酸素濃度
を夫々検出する水素計及び酸素計と、これら検出
された水素濃度及び酸素濃度に従つて上記各別の
注入路における水素水溶液及び酸素水溶液の夫々
の流量を制御する制御装置とからなることを特徴
としている。

以下、本発明の実施例を第３図により説明す
る。この図において第２図に示した従来技術にお
ける部分と対応する部分は同じ符号を付してあ
る。復水管７を流れる復水の一部は弁４３、ポン
プ４２、弁４４を含む管路２７を通つて電解容器
２０に給水される。電解容器２０の中では直流電
源２４より給電される陰極２２及び陽極２３の近
傍に夫々水素及び酸素が水の電気分解の結果発生
する。陽極及び陰極間の隔壁２１はこれら水素と
酸素を互に混らないように分離する。発生した水
素は、水に溶存した状態即ち水溶液の状態で、調
整弁３３を含む配管２５を経て復水管７に注入さ
れる。また上記の発生した酸素は弁３９を含む配
管２９を経て同じく水に溶存した水溶液の状態で
復水管７に注入される。このように注入された水
素及び酸素は、復水管７の上記注入点より下流側
に設けられた水素計３５及び酸素計４１で注入後
の復水中の夫々の濃度が検出され、この検出濃度
に応じた電気信号が調整装置３４及び４０に送ら
れ、これにより弁３３及び３９を調整して夫々配
管２５及び２９を通る水素水溶液及び酸素水溶液
の流量を制御する。このようにして原子炉への給
水系での水の水素及び酸素濃度を一定に保つ。

一方、過剰な水素、酸素が電解容器２０中に生
成しないように直流電源２４の電流を制御すべく
調整装置３４，４０をセツトしておく。更に、電
解容器２０中に余剰に発生した水素及び酸素のガ
スは夫々気液分離ヘツダ３０，３６及び配管３
１，３７を経て水素貯蔵装置３２および酸素貯蔵
装置３８に貯蔵される。この貯蔵ガスは発電所内
の他の適宜の用途に用いることができる。

第４図に示す他の実施例は第３図に示した実施
例と似ているが、異る点は、例えば電気分解が停
電などで停止したとき貯蔵装置３２，３８に貯蔵
されていた水素及び酸素をバツクアツプ用として
復水管７に注入するための配管５０，５１及び弁
５２，５３を備えていることである。弁５２，５
３は調整装置３４，４０により調整される。

以上説明したように本発明によれば、水の電気
分解を用いて安定した水素及び酸素を発生させ、
且つこれを夫々水溶液の状態で復水中に注入する
ので、その注入による希釈が良好で且つその濃度
制御が確実となる利点がある。更に水の電気分解
で生じた水素及び酸素を貯蔵しておき、必要に応
じ、バツクアツプのためこれを復水系に注入すれ
ば、復水の水素酸素濃度制御の信頼性を一層向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の沸騰水型原子力発電プラントに
おける復水の水素酸素濃度の制御手段の例を示す
模式図、第２図は復水の水素酸素濃度制御手段の
他の従来例を示す概略図、第３図は本発明の１実
施例を示す系統図、第４図は本発明の他の実施例
を示す系統図である。 １……原子炉、２……タービン、３……復水
器、４……ポンプ、５……復水浄化装置、７……
復水管、８……低圧給水加熱器、９……給水ポン
プ、１０……高圧給水加熱器、１１……配管、１
２……酸素ガスボンベ、２０……電解容器、２１
……隔壁、２２……陰極、２３……陽極、２４…
…直流電源、２５……水素注入管、２７……復水
導出管、２９……酸素注入管、３２……水素貯蔵
装置、３４……水素調整装置、３５……水素計、
３８……酸素貯蔵装置、４０……酸素調整装置、
４１……酸素計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直流電流により水を電気分解する電解容器
   と、該電解容器に復水系から復水の１部を導入す
   る流路と、該電解容器内でその陰極及び陽極の近
   傍に夫々発生した水素及び酸素を互に混らないよ
   うにして水溶液状態で復水系に注入する各別の注
   入用流路と、上記の注入を受けた復水系中の復水
   の水素濃度及び酸素濃度を夫々検出する水素計及
   び酸素計と、これら検出された水素濃度及び酸素
   濃度に従つて上記各別の注入路における水素水溶
   液及び酸素水溶液の流量を制御する制御装置とか
   らなることを特徴とする復水の水素酸素濃度制御
   設備。 ２ 上記酸素計の検出した濃度に従つて電解容器
   への直流電流を調節して水の電気分解量を調整す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   復水の水素酸素濃度制御設備。 ３ 電解容器中に発生した余剰の水素及び酸素を
   ガス状で夫々貯蔵する貯蔵装置を備えたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の復水の酸素
   水素濃度制御設備。 ４ 貯蔵装置に貯蔵された水素及び酸素を、必要
   に応じ復水系に注入する管路及び該管路中の弁を
   備えたことを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の復水の水素酸素濃度制御設備。