JPH0314155B2 - - Google Patents

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JPH0314155B2
JPH0314155B2 JP56177090A JP17709081A JPH0314155B2 JP H0314155 B2 JPH0314155 B2 JP H0314155B2 JP 56177090 A JP56177090 A JP 56177090A JP 17709081 A JP17709081 A JP 17709081A JP H0314155 B2 JPH0314155 B2 JP H0314155B2
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JP
Japan
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ions
cooling water
radioactive
piping
adhesion
Prior art date
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JP56177090A
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Japanese (ja)
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JPS5879196A (en
Inventor
Kunio Myamaru
Kunio Kudo
Ichitaro Miura
Yoshiaki Yagi
Isamu Watanabe
Tadaaki Kawano
Yoshihiro Ozawa
Masao Endo
Naoto Uetake
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tohoku Electric Power Co Inc
Tokyo Electric Power Co Inc
Chubu Electric Power Co Inc
Hitachi Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、放射性イオン付着抑制方法に係り、
特に、沸騰水型原子炉の構造材表面への60Coイオ
ンの付着を抑制するのに好適な放射性イオン付着
抑制方法に関するものである。 原子力発電所、例えば、沸騰水型原子力発電所
の一次冷却水系に使用されている配管、ポンプ、
弁および機器等の構造材を長期間使用している
と、これらの構造材から金属不純物が溶出する。
金属不純物は、やがて原子炉内に搬入され、ここ
で中性子照射を受けることにより放射化され、放
射性腐食生成物を生成する。放射性腐食生成物に
は、冷却水に溶解した成分(以下、イオンと称す
る)と、不溶性の固体成分(以下、クラツドと称
する)とがある。 このようにして、生成された、60Coおよび54Mn
等の長半減期を有する放射性腐食生成物は、原子
炉の一次冷却水系を循還しているうちに構造材表
面に付着する。これは、構造材表面の放射線の線
量率を高める原因となる。したがつて、作業員の
放射線被ばくを防止するため、原子炉の保守点検
を短時間で実施することが困難となる。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな
くし、構造材への放射性イオンの付着を抑制する
ことにある。 本発明の特徴は、Mg,Cr,V,Ti,Cu,Ni,
ZnおよびCdからなる群から選ばれた少なくとも
1種の物質の金属イオンを冷却材中に添加するこ
とにある。 一次冷却系構造材の表面線量率の上昇を防止す
るため、構造材に付着した放射性腐食生成物を機
械的に除去することが実施されている。機械的洗
浄方法によれば、構造材の表面線量率を一時的に
減少させることが可能である。しかし、付着した
放射性腐食生成物の中には、機械的洗浄方法では
除去が非常に困難なものがある。このような付着
物が長年にわたつて徐々に集積されることにより
構造材の表面線量率は年々徐々に増加する傾向に
ある。 本発明は、構造材の表面に強固に付着して機械
的洗浄方法によつて除去することが困難な放射性
腐食生成物が一次冷却水中の放射性イオンに基づ
くものであつて、この放射性イオンが、非放射性
イオンとともに構造材表面にフエライト層を形成
する際に、フエライト層内に固溶した状態で取り
込まれ、フエライト層における放射性イオンの付
着速度が、冷却材中の金属イオンの濃度に反比例
する点に着目してなされたものである。すなわ
ち、放射性イオンが存在する冷却材中の金属イオ
ン濃度を高めることによつて、放射性イオンの構
造材フエライト層への付着速度を低下させるもの
である。 沸騰水型原子力発電所の再循環系等の配管、ポ
ンプ、弁等への放射性腐食生成物の付着機構を解
明するための種々の実験が行なわれた。それらの
実験によつて第1図に模式的に示したモデルのよ
うに腐食生成物が付着することが明らかにされ
た。第1図において、1は一次冷却系の構造材、
2はフエライト層、3はクラツド、4は放射性イ
オンを示している。構造材1の冷却水と接触する
面に形成されるフエライト層2は、α型の三酸化
二鉄(α−Fe2O3)を主成分とし、これにNi,
CoおよびCrが固溶したものから成つている。冷
却水中に溶解している放射性イオン4は、このフ
エライト層2が構造材1の表面に形成される際に
同時にフエライト層2内に取り込まれるものと、
すでに形成されたフエライト層2中へ拡散し、同
位体交換反応等によつて、フエライト層2中の
Ni,Co,Mn,Cr等と入れ代わり、強固に固定
されるものとがある。放射性イオンは、フエライ
ト層2を形成する際、構造材1の表面に形成され
る酸化被膜中に拡散し、酸化被膜の成長に伴なつ
て酸化第一鉄(FeO)の酸化が進むにつれ、スピ
ネル構造に取込まれる。クラツド3は、フエライ
ト層2の表面に比較的ゆるい状で付着する。 原子炉圧力容器の冷却水中の放射性腐食生成物
は、前述の如く放射性イオンとクラツドに大別で
きる。結水系への酸素注入等による構造材の腐食
抑制策が実施されている沸騰水型原子力発電プラ
ントにおいては、原子炉圧力容器内の冷却水中の
放射性腐食生成物の重量濃度は数ppb以下になつ
ている。このようなプラントでは、原子炉圧力容
器内の冷却水中のイオンの放射能濃度は、クラツ
ドの放射能濃度よりはるかに大きくなる。すなわ
ち、前者の放射能濃度は、後者のその約10倍以上
である。 58Co等のトレーサを用いた配管付着実験による
と、冷却水中のイオンとクラツドの放射能濃度が
等しい場合、配管付着に及ぼすイオンの寄与がク
ラツドのそれの15倍以上になることが実験によつ
て確認された。したがつて、配管表面の線量を低
減するためには、イオンの付着防止が重要である
ことが明らかある。 発明者等は、第2図に示す実験装置を用いて、
配管内面への放射性イオンの付着状を調べた。こ
の実験装置の構造を簡単に説明する。昇温部11
は、容器11Aの外側にヒータ11Bを取付けた
ものである。昇温部11、配管テスト部12およ
びポンプ17は、閉ループである配管18にて連
絡されている。トレーサタンク13および金属イ
オンタンク14にそれぞれ接続される配管19A
および19Bは、配管18に取付けられる。ポン
プ15および16が、配管19Aおよび19Bに
設けられる。トレーサタンク13内に 58Coイオ
ンが、金属イオンタンク14内にNiイオンが入
つている。 実験は、以下のようにして行なつた。ポンプ1
7を駆動し、昇温部11、配管テスト部12およ
び配管18内に冷却水(本実験では純水を用い
た)を循環させる。冷却水は、昇温部11で、沸
騰水型原子炉の冷却水の温度条件である285℃ま
で加熱される。バルブをあけてポンプ16を駆動
し、金属イオンタンク14内のNiイオンを配管
18内の冷却水中に注入し、配管18内を流れる
冷却水中に金属イオン濃度を約1ppbにする。所
定濃度になつた時、バルブをしめる。この金属イ
オン濃度は、配管18に取付けられたイオン濃度
計によつて検出される。次に、バルブをあけてポ
ンプ15を駆動し、トレーサタンク13内の
58Coイオンを配管18内に注入す。これによつ
て、配管18内を流れる冷却水中の 58Coイオン
濃度を約1×10-6μCi/mlにする。このように
58Coイオンを添加しても、配管18内を流れる冷
却水中の金属イオン濃度は、約1ppbである。冷
却水を循環させているうちに、 58Coイオンが、
配管テスト部12の配管内面に付着する。所定時
間経過後、配管テスト部12に付着した 58Coの
放射能をNaI(Tl)シンチレーシヨン検出器で測
定した。次に、さらにNiイオンを冷却水中に注
入し、配管18内を流れる冷却水の金属イオン濃
度を約15ppbに高めて同様の実験を行なつた。こ
の時の冷却水中の 58Coイオン濃度は、約1×
10-6μCi/mlである。それぞれの条件に対する配
管テスト部12の 58Coの放射能の測定結果から、
58Coの配管付着係数を求めた。 58Coの配管付着係数δ(cm/h)は、下記の式
で求めることができる。 dΓ/dt=δR… (1) ここで、Γは単位面積あたりの 58Coの付着量、
(μCi/cm2)、tは時間(hr)、Rは循環している
冷却水中の 58Coの濃度(μCi/ml)である。配
管への 58Coの付着係数は、後者(金属イオン濃
度が15ppbの場合)が、前者(金属イオン濃度が
1ppbの場合)の約1/10となつた。これにより、
冷却水中のNiイオン濃度が高くなると放射性イ
オンの付着を減少できることがわかつた。 Niの代りに、Mg,Cr,V,Ti,Cu,Znおよ
びCdのイイオンを冷却水中に添加して同様に実
験を行なつたが、これらのイオン濃度が増加する
と放射性イオンの付着係数が低下した。これらの
金属は、2価または3価の金属であつてフエライ
ト層のスピネル構造に取込まれやすい物質であ
る。 冷却水中におけるCo,MnおよびFeのイオン濃
度を高めても放射性イオンの付着係数を小さくす
ることができる。しかし、CoおよびMnは原子炉
内で放射化されることにより 60Coおよび 54Mn
の長半減期の放射性核種を生成するので、これら
を冷却材中に添加することは好しくない。また、
Feのように粒子状酸化物となつて燃料棒表面に
付着し、Coイオンのゲツタになつて、 60Coの生
成要因になるような物質を冷却水中に添加するこ
とは好しくない。Mg,Cr,V,Ti,Cu,Ni,
ZnおよびCdは、核反応によつて表1に示すよう
な放射性核種を生成するがこれらの半減期は
60Coに比べて著しく短かい。また、これらの放射
性イオンが、配管に付着したとしても、半減期が
著しく短かいので、短時間のうちに放射能が低下
する。したがつて、原子炉発電プラントに適用し
た場合、原子力発電プラントの運転停止後に配管
の表面線量率が急激に低下するので、運転停止後
に所定時間待機すれば配管の保守点検が容易にな
る。
The present invention relates to a method for suppressing radioactive ion adhesion,
In particular, the present invention relates to a method for suppressing radioactive ion adhesion suitable for suppressing the adhesion of 60 Co ions to the surface of structural materials of boiling water reactors. Nuclear power plants, such as piping and pumps used in the primary cooling water system of boiling water nuclear power plants,
When structural materials such as valves and equipment are used for a long period of time, metal impurities are leached from these structural materials.
The metal impurities are eventually carried into the nuclear reactor, where they are activated by neutron irradiation and generate radioactive corrosion products. Radioactive corrosion products include components dissolved in cooling water (hereinafter referred to as ions) and insoluble solid components (hereinafter referred to as cladding). In this way, 60 Co and 54 Mn were produced.
Radioactive corrosion products with long half-lives, such as those with long half-lives, adhere to the surfaces of structural materials while circulating in the primary cooling water system of the nuclear reactor. This causes an increase in the radiation dose rate on the surface of the structural material. Therefore, it becomes difficult to carry out maintenance and inspection of the nuclear reactor in a short period of time in order to prevent workers from being exposed to radiation. An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above and to suppress the adhesion of radioactive ions to structural materials. The features of the present invention are Mg, Cr, V, Ti, Cu, Ni,
The purpose is to add metal ions of at least one substance selected from the group consisting of Zn and Cd to the coolant. In order to prevent an increase in the surface dose rate of the structural materials of the primary cooling system, mechanical removal of radioactive corrosion products adhering to the structural materials has been carried out. Mechanical cleaning methods make it possible to temporarily reduce the surface dose rate of structural materials. However, some of the attached radioactive corrosion products are very difficult to remove using mechanical cleaning methods. Due to the gradual accumulation of such deposits over many years, the surface dose rate of structural materials tends to increase gradually year by year. The present invention provides that radioactive corrosion products that adhere firmly to the surface of structural materials and are difficult to remove by mechanical cleaning methods are based on radioactive ions in the primary cooling water, and that the radioactive ions are When a ferrite layer is formed on the surface of a structural material together with non-radioactive ions, they are incorporated into the ferrite layer as a solid solution, and the rate of attachment of radioactive ions in the ferrite layer is inversely proportional to the concentration of metal ions in the coolant. This was done with a focus on That is, by increasing the concentration of metal ions in the coolant in which radioactive ions are present, the rate of adhesion of radioactive ions to the structural material ferrite layer is reduced. Various experiments were conducted to elucidate the mechanism by which radioactive corrosion products adhere to piping, pumps, valves, etc. in the recirculation system of boiling water nuclear power plants. These experiments revealed that corrosion products adhere as shown in the model schematically shown in FIG. In Fig. 1, 1 is the structural material of the primary cooling system;
2 indicates a ferrite layer, 3 indicates a cladding, and 4 indicates a radioactive ion. The ferrite layer 2 formed on the surface of the structural material 1 that comes into contact with the cooling water has α-type diiron trioxide (α-Fe 2 O 3 ) as its main component, and Ni,
Consists of solid solution of Co and Cr. The radioactive ions 4 dissolved in the cooling water are simultaneously taken into the ferrite layer 2 when the ferrite layer 2 is formed on the surface of the structural material 1;
Diffusion into the already formed ferrite layer 2, and by isotope exchange reaction etc.
There are some that replace Ni, Co, Mn, Cr, etc. and are firmly fixed. When forming the ferrite layer 2, radioactive ions diffuse into the oxide film formed on the surface of the structural material 1, and as the oxide film grows and oxidation of ferrous oxide (FeO) progresses, the radioactive ions become spinel. incorporated into the structure. The cladding 3 adheres to the surface of the ferrite layer 2 in a relatively loose manner. As mentioned above, radioactive corrosion products in the cooling water of a nuclear reactor pressure vessel can be broadly classified into radioactive ions and cladding. In boiling water nuclear power plants where measures are taken to suppress corrosion of structural materials, such as by injecting oxygen into the water condensation system, the weight concentration of radioactive corrosion products in the cooling water in the reactor pressure vessel is below several ppb. ing. In such plants, the radioactivity concentration of ions in the cooling water in the reactor pressure vessel is much greater than the radioactivity concentration in the cladding. In other words, the radioactivity concentration of the former is about 10 times higher than that of the latter. 58 According to pipe adhesion experiments using tracers such as Co, it has been shown that when the radioactivity concentration of ions in the cooling water and the crud are equal, the contribution of ions to pipe adhesion is more than 15 times that of the crud. It was confirmed. Therefore, it is clear that prevention of ion adhesion is important in order to reduce the dose on the pipe surface. The inventors used the experimental apparatus shown in Figure 2 to
The adhesion of radioactive ions to the inner surface of the pipe was investigated. The structure of this experimental device will be briefly explained. Temperature rising section 11
In this example, a heater 11B is attached to the outside of a container 11A. The temperature raising section 11, the piping test section 12, and the pump 17 are connected by a piping 18, which is a closed loop. Piping 19A connected to tracer tank 13 and metal ion tank 14, respectively
and 19B are attached to the pipe 18. Pumps 15 and 16 are provided in piping 19A and 19B. The tracer tank 13 contains 58 Co ions, and the metal ion tank 14 contains Ni ions. The experiment was conducted as follows. pump 1
7 to circulate cooling water (pure water was used in this experiment) within the temperature raising section 11, piping test section 12, and piping 18. The cooling water is heated in the temperature raising section 11 to 285° C., which is the temperature condition for cooling water in a boiling water reactor. The valve is opened and the pump 16 is driven to inject the Ni ions in the metal ion tank 14 into the cooling water in the pipe 18 so that the metal ion concentration in the cooling water flowing in the pipe 18 is about 1 ppb. When the specified concentration is reached, close the valve. This metal ion concentration is detected by an ion concentration meter attached to the pipe 18. Next, open the valve and drive the pump 15 to fill the tracer tank 13.
58 Co ions are injected into the pipe 18. As a result, the 58 Co ion concentration in the cooling water flowing through the pipe 18 is set to approximately 1×10 −6 μCi/ml. in this way
Even if 58 Co ions are added, the metal ion concentration in the cooling water flowing through the pipe 18 is about 1 ppb. While circulating the cooling water, 58 Co ions are
It adheres to the inner surface of the piping of the piping test section 12. After a predetermined period of time had elapsed, the radioactivity of 58 Co adhering to the piping test section 12 was measured using a NaI (Tl) scintillation detector. Next, a similar experiment was conducted by further injecting Ni ions into the cooling water to increase the metal ion concentration of the cooling water flowing through the pipe 18 to about 15 ppb. The 58 Co ion concentration in the cooling water at this time is approximately 1×
10 -6 μCi/ml. From the measurement results of 58 Co radioactivity in the piping test section 12 for each condition,
The pipe adhesion coefficient of 58 Co was determined. The pipe adhesion coefficient δ (cm/h) of 58 Co can be calculated using the following formula. dΓ/dt=δ R … (1) Here, Γ is the amount of 58 Co deposited per unit area,
(μCi/cm 2 ), t is time (hr), and R is the concentration of 58 Co in the circulating cooling water (μCi/ml). The adhesion coefficient of 58 Co to piping is the latter (when the metal ion concentration is 15 ppb) and the former (when the metal ion concentration is 15 ppb).
1 ppb). This results in
It was found that increasing the Ni ion concentration in the cooling water can reduce the adhesion of radioactive ions. Similar experiments were conducted by adding Mg, Cr, V, Ti, Cu, Zn, and Cd ions to the cooling water instead of Ni, but as the concentration of these ions increased, the attachment coefficient of radioactive ions decreased. did. These metals are divalent or trivalent metals and are substances that are easily incorporated into the spinel structure of the ferrite layer. The adhesion coefficient of radioactive ions can also be reduced by increasing the concentration of Co, Mn, and Fe ions in the cooling water. However, Co and Mn are activated in the reactor, resulting in 60 Co and 54 Mn.
It is undesirable to add them to the coolant because they produce radionuclides with long half-lives. Also,
It is undesirable to add substances such as Fe, which become particulate oxides and adhere to the surface of fuel rods, become a source of Co ions, and become a factor in the formation of 60 Co, into the cooling water. Mg, Cr, V, Ti, Cu, Ni,
Zn and Cd produce radionuclides as shown in Table 1 through nuclear reactions, but their half-lives are
It is significantly shorter than 60 Co. Furthermore, even if these radioactive ions adhere to piping, their half-life is extremely short, so the radioactivity will decrease within a short period of time. Therefore, when applied to a nuclear power plant, the surface dose rate of the piping drops rapidly after the nuclear power plant shuts down, so maintenance and inspection of the piping becomes easy if the method is waited for a predetermined period of time after the nuclear power plant shuts down.

【表】【table】

【表】 沸騰水型原子力発電プラントに適用した本発明
の好適な一実施例を第3図に基づいて以下に説明
する。 原子炉圧力容器21内の炉心部32を冷却水が
通過することによつて、炉心部32内の燃料棒が
冷却される。冷却水は、反対に加熱されて蒸気と
なる。発生した蒸気は、主蒸気管28を通つて原
子炉圧力容器21からタービン22に送られ、復
水器23で凝縮される。復水器23内の凝縮水
は、脱塩器24で浄化され、さらに、給水加熱器
25によつて所定温度まで加熱された後、給水配
管29より炉心部32を冷却する冷却水として原
子炉圧力容器21内に戻される。原子炉圧力容器
21内の冷却水は、再循環ポンプ33を駆動する
ことによつて、再循環配管30内を流れ、炉心部
32内に供給される。 再循環配管30内を流れる冷却水の一部は、炉
浄化系の配管34内に流入する。この冷却水は、
ポンプ36の駆動により、再生熱交換器35およ
び非再生熱交換器27を通つて冷却された後脱塩
フイルタ26に導かれ、浄化される。冷却水に含
まれている放射性クラツドおよびイオンが、脱塩
フイルタ26で除去される。浄化された冷却水
は、再生熱交換器35で加熱され、給水配管29
を経て原子炉圧力容器21内に戻される。タンク
31内には、Crイオンが充填されている。電導
度計37は、配管34内を流れる冷却水中の金属
イオン濃度を測定する。この金属イオン濃度の測
定値は、制御器39に送られる。測定された金属
イオン濃度が設定値(本実施例では10PPb)以下
になつた時、制御器39の信号に基づいてバルブ
38が開けられ、配管34内にタンク31より
Crイオンが注入される。原子炉圧力容器21、
配管30および34等内に存在する冷却水中の金
属イオン濃度が10PPbに調節される。従来の沸騰
水型原子力発電プラントの原子炉圧力容器および
配管内の冷却水中の金属イオン濃度は約1PPbで
あるので、本実施例の冷却水中の金属イオン濃度
は約10倍に高められたことになる。したがつて、
本実施例では、プラントの構造材の冷却水と接触
する表面に、放射性イオン、特に 60Coイオンの
付着を抑制することができる。補修等によつて配
管を交換することによつて発生した使用済の配
管、ポンプ等の機器の保守で交換された部品等の
放射性固体廃棄物の取扱いも容易となり、その廃
棄物の処理作業も容易となる。さらに、前述した
ように、配管等の保守点検も容易となる。 炉浄化系の配管34内の冷却水中に金属イオン
を注入する場合は、脱塩フイルタ26より下流側
で行なう必要がある。脱塩フイルタ26は、冷却
水中のクラツドとイオンを取扱くので、脱塩フイ
ルタ26より上流の配管34内に金属イオンを注
入すると、脱塩フイルタ26で除去されてしま
い、金属イオン注入の効果が著しく減少する。脱
塩フイルタ26より下流側の配管34内に金属イ
オンを注入しても冷却水が循環しているので、脱
塩フイルタ26で金属イオンが徐々に除去され
る。しかし、金属イオンの除去された分は、タン
ク31より補給される。一方、脱塩フイルタ26
の寿命の著しい短縮が懸念されるが、タンク31
から注入される金属イオンの量はわずかであるの
で、脱塩フイルタ26の寿命はあまり短縮されな
い。 本発明は、加圧水型原子炉の一次系にも適用す
ることが可能である。 本発明によれば、原子力プラントの構造材の冷
却材と接触する表面への放射性イオンの付着を、
著しく抑制することができる。
[Table] A preferred embodiment of the present invention applied to a boiling water nuclear power plant will be described below with reference to FIG. As the cooling water passes through the reactor core 32 within the reactor pressure vessel 21, the fuel rods within the reactor core 32 are cooled. Cooling water, on the other hand, is heated and turns into steam. The generated steam is sent from the reactor pressure vessel 21 to the turbine 22 through the main steam pipe 28 and condensed in the condenser 23. The condensed water in the condenser 23 is purified by a demineralizer 24 and further heated to a predetermined temperature by a feed water heater 25, and then supplied to the reactor as cooling water for cooling the reactor core 32 through a feed water pipe 29. It is returned into the pressure vessel 21. Cooling water within the reactor pressure vessel 21 flows through the recirculation piping 30 and is supplied into the reactor core 32 by driving the recirculation pump 33 . A portion of the cooling water flowing through recirculation piping 30 flows into piping 34 of the furnace purification system. This cooling water is
By driving the pump 36, the heat is cooled through the regenerative heat exchanger 35 and the non-regenerative heat exchanger 27, and then guided to the desalination filter 26 where it is purified. Radioactive clades and ions contained in the cooling water are removed by a desalination filter 26. The purified cooling water is heated in the regenerative heat exchanger 35 and then passed through the water supply pipe 29.
It is returned to the reactor pressure vessel 21 through the process. The tank 31 is filled with Cr ions. The conductivity meter 37 measures the metal ion concentration in the cooling water flowing inside the pipe 34. This measured value of metal ion concentration is sent to the controller 39. When the measured metal ion concentration falls below the set value (10PPb in this example), the valve 38 is opened based on a signal from the controller 39, and a gas is discharged from the tank 31 into the pipe 34.
Cr ions are implanted. reactor pressure vessel 21,
The metal ion concentration in the cooling water present in the pipes 30, 34, etc. is adjusted to 10PPb. Since the metal ion concentration in the cooling water in the reactor pressure vessel and piping of a conventional boiling water nuclear power plant is approximately 1 PPb, the metal ion concentration in the cooling water in this example was increased approximately 10 times. Become. Therefore,
In this example, it is possible to suppress the adhesion of radioactive ions, especially 60 Co ions, to the surface of the structural material of the plant that comes into contact with the cooling water. It is now easier to handle radioactive solid waste such as used pipes generated by replacing pipes during repairs, parts replaced during maintenance of pumps and other equipment, and the waste disposal work is also easier. It becomes easier. Furthermore, as described above, maintenance and inspection of piping and the like becomes easier. When metal ions are injected into the cooling water in the piping 34 of the furnace purification system, it is necessary to do so on the downstream side of the desalination filter 26. Since the desalination filter 26 handles crud and ions in the cooling water, if metal ions are injected into the piping 34 upstream of the desalination filter 26, they will be removed by the desalination filter 26, and the effect of metal ion injection will be reduced. significantly reduced. Even if metal ions are injected into the pipe 34 on the downstream side of the desalination filter 26, the metal ions are gradually removed by the desalination filter 26 because the cooling water is circulated. However, the removed metal ions are replenished from the tank 31. On the other hand, the desalination filter 26
There is a concern that the service life of tank 31 will be significantly shortened.
Since the amount of metal ions injected from the filter is small, the life of the desalination filter 26 is not significantly shortened. The present invention can also be applied to the primary system of a pressurized water reactor. According to the present invention, the adhesion of radioactive ions to the surface of the structural material of a nuclear power plant that comes into contact with the coolant can be prevented.
can be significantly suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は放射性イオンおよびクラツドの構造材
表面への付着機構を示す模式図、第2図は本発明
の機能を確認した実験装置の系統図、第3図は沸
騰水型原子力発電プラントに適用した本発明の好
適な一実施例の系統図である。 21……原子炉圧力容器、26……脱塩フイル
タ、30,34……配管、31……タンク、37
……電導度計、38……バルブ。
Figure 1 is a schematic diagram showing the adhesion mechanism of radioactive ions and crud to the surface of structural materials, Figure 2 is a system diagram of the experimental equipment that confirmed the functionality of the present invention, and Figure 3 is applied to a boiling water nuclear power plant. 1 is a system diagram of a preferred embodiment of the present invention. 21... Reactor pressure vessel, 26... Desalination filter, 30, 34... Piping, 31... Tank, 37
...Conductivity meter, 38...Valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 放射性イオンを含む冷却材と接触する原子力
カプラントの構造材に放射性イオンが付着するこ
とを抑制する方法において、原子力プラントの運
転中に、前記冷却材中の金属イオンの量を測定
し、この測定値に基づいて前記冷却材中の金属イ
オンの量が所定値となるようにMg,Cr,V,
Ti,Cu,Ni,ZnおよびCdからなる群から選ばれ
た少なくとも1種の物質の金属イオンを前記冷却
材中に注入することを特徴とする放射性イオン付
着抑制方法。
1. In a method for suppressing the adhesion of radioactive ions to the structural materials of a nuclear power plant that come into contact with a coolant containing radioactive ions, the amount of metal ions in the coolant is measured during the operation of a nuclear power plant, and the amount of metal ions in the coolant is measured. Mg, Cr, V,
A method for suppressing adhesion of radioactive ions, comprising injecting metal ions of at least one substance selected from the group consisting of Ti, Cu, Ni, Zn, and Cd into the coolant.
JP56177090A 1981-11-06 1981-11-06 Method of controlling radioactive ion adhesion Granted JPS5879196A (en)

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