JPH0511097A - 原子炉起動時における炉水水質悪化抑制方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 原子炉起動時における過渡的な炉水水質の悪
化、即ち炉水導電率の上昇を極力抑制するための方法を
提供する。 【構成】 原子炉起動に先立って先ず復水器の真空度を
上昇させ、復水器の真空度が十分に上昇した後に復水脱
塩塔のインサートを行い、しかる後に原子炉への給水を
開始するとともに、この原子炉へ給水が徐々に行われる
ように原子炉を運転することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電設備におい
て、原子炉一次系構造材や燃料等に及ぼす水質環境を高
純度に維持するために、原子炉起動初期での過渡的な炉
水水質の悪化を抑制するようにした原子炉起動時におけ
る炉水水質悪化抑制方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電設備においては、ステンレス
鋼等の原子炉構造材の腐食を抑制して設備全体としての
健全性を維持するとともに、燃料の健全性を維持するた
め、炉水中のイオン不純物を低く抑えることが有効な手
段の一つであるといわれている。ここに、通常、原子炉
運転中に給水系から原子炉に供給される炉水（給水）
は、十分にイオン不純物濃度が低くなるようにコントロ
ールされているものの、原子炉の起動初期には、炉水水
質が過渡的に悪化してしまうことが一般に知られてい
る。

【０００３】この原子炉起動時の炉水水質の悪化の代表
的なパターンを図２に示す。

【０００４】同図は、原子炉起動前後における給復水再
循環時の復水ＴＯＣ（全有機炭素）の濃度の変化を示す
もので、給復水系の再循環浄化運転を開始した時間ｔ₁
から復水ＴＯＣ濃度は徐々に上昇する。そして、原子炉
が起動して時間ｔ₄ で原子炉に給水が開始されると、Ｔ
ＯＣを含んだ給水が原子炉に持ち込まれることになる。
すると、原子炉内に持ち込まれたＴＯＣは、熱分解及び
放射能分解し、イオン不純物を生成することになり、炉
水水質を悪化させてしまう。

【０００５】即ち、図３に示すように、原子炉起動と共
に給水流量が増加すると、給水流量の増加に合わせて炉
水導電率が上昇する。

【０００６】なお、同図において、給水流量が増加する
にもかかわらず、炉水導電率の上昇が給水流量の増加に
比例しないのは、図２に示したように、復水ＴＯＣ濃度
が原子炉起動による給水開始時間ｔ₄ から徐々に低下す
るためで、給水流量が増加しても、復水ＴＯＣ濃度が、
時間ｔ₅ ，ｔ₆において、原子炉起動初期に比べて減少
しており、原子炉に持ち込まれ熱及び放射線分解してイ
オン不純物を生成するＴＯＣの絶対量そのものがあまり
増加しないためである。

【０００７】また、図３に示すように、給水開始ととも
に、第１の極大値まで炉水導電率が上昇し、更に出力
上昇に伴う給水流量の増加によって、第２の極大値、
第３の極大値と導電率の上昇が発生することが知られ
ている。

【０００８】このように、原子炉起動時に炉水水質が過
渡的に悪化するのは、原子炉起動前に炉水及び給水中に
存在していたＴＯＣ成分が、原子炉起動に伴ない熱及び
放射線によって分解し、イオン不純物を生成するためで
ある。特に、供給弁が開いて給水が原子炉に供給される
と、急激な炉水導電率の上昇が見られのは、給水中に存
在していたＴＯＣが原子炉への給水に伴ない、急激に原
子炉内に持ち込まれるためである。

【０００９】原子炉起動時における炉水水質の悪化は、
原子炉出力が比較的低出力において発生するのが特徴で
ある。

【００１０】また、原子炉出力上昇に伴なう給水流量増
加に対応するために、復水脱塩塔を順次「採水」（イン
サービス）することによって炉水導電率上昇が見られる
（図３における第２の極大値、第３の極大値）の
は、プラント停止時に「待機」中の復水脱塩塔内に溶出
していた不純物が、「採水」によって給水中に流出する
ためと考えられる。

【００１１】原子炉起動時における炉水導電率の上昇の
原因は、プラント停止時に復水脱塩塔内のイオン交換樹
脂から溶出したＴＯＣが、復水脱塩塔が「待機」中に復
水脱塩塔内に蓄積するためである。また、原子炉起動前
と給復水系浄化のために、復水脱塩塔を「採水」し、長
時間インサービス状態にするため、復水脱塩塔内の樹脂
から溶出したＴＯＣ成分が、給復水中に蓄積するためで
ある。

【００１２】ここに、原子炉起動時における炉水導電率
の上昇を抑制するための手段としては、原子炉起動前に
おける給復水中の不純物を極力低減するために、給復水
の原子炉起動前における浄化を徹底するとともに、炉水
中の不純物を効率的に除去するために、原子炉冷却材浄
化系の不純物除去性能を常に十分に維持しておくことが
挙げられる。

【００１３】このため、従来、原子炉運転時の炉水導電
率上昇を抑制するために、原子炉起動前の給復水浄化運
転時に復水脱塩塔を「採水」する直前に、復水脱塩塔内
の水を系外に除去して置換する、いわゆるボトムドレン
という操作が一般に行われていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原子炉
起動前の給復水系再循環浄化運転時に復水脱塩塔を「採
水」し、長期に亙って浄化運転を実施すると、復水脱塩
塔内の樹脂から溶出するＴＯＣが給復水中に蓄積してＴ
ＯＣ濃度が上昇してしまう。復水脱塩塔内の樹脂から溶
出するＴＯＣは、樹脂自体を構成する有機物が樹脂の経
年的劣化、或いは給復水中の溶在酸素の影響による酸化
劣化により発生するといわれている。また、樹脂から溶
出したＴＯＣは、その樹脂自体では除去されにくく、経
時的に濃度上昇することとなる。

【００１５】従って、原子炉起動前の給復水再循環浄化
に先立って、復水脱塩塔を「採水」する場合、事前に復
水脱塩塔の中の水をボトムドレンして、蓄積していたＴ
ＯＣを系外に除去したとしても、原子炉起動前の給復水
再循環浄化時に給復水中のＴＯＣ濃度が上昇してしまう
ことを回避することは困難であった。

【００１６】本発明は上記に鑑み、原子炉起動時におけ
る過渡的な炉水水質の悪化、即ち炉水導電率の上昇を極
力抑制するための方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る原子炉起動時における炉水水質悪化抑
制方法は、原子炉起動に先立って先ず復水器の真空度を
上昇させ、復水器の真空度が十分に上昇した後に復水脱
塩塔のインサートを行い、しかる後に原子炉への給水を
開始するとともに、この原子炉へ給水が徐々に行われる
ように原子炉を運転するようにしたものである。

【００１８】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、可能な
限り復水器の真空度が十分に上昇した後に復水脱塩塔の
インサートを行うことにより、給復水中の溶在酸素を低
くして復水脱塩塔内の樹脂からのＴＯＣ溶出率を小さく
するとともに、原子炉起動以降、給水が原子炉に供給さ
れる場合に給水を徐々に原子炉に注入して、原子炉に持
ち込まれたＴＯＣが熱及び放射線で分解しイオン不純物
を生成する量をコントロールし、これによって原子炉冷
却材浄化系により効率的に炉水内のイオン不純物を除去
することができる。

【００１９】なお、原子炉出力上昇に伴なう給水流量の
増加に対応するために、順次復水脱塩塔を追加「採水」
することは、「採水」した復水脱塩塔から流出するＴＯ
Ｃ等の不純物が全て瞬時に原子炉に持ち込まれることと
なり、急激な原子炉水質の悪化となる可能性があるた
め、復水脱塩塔は、原子炉起動前に原子炉定格出力運転
に必要となる塔数を予め全塔「採水」にしておくことが
有効である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２１】図１において、原子炉１には、原子炉１内
の炉水を再循環させる際循環ポンプ２と、炉水を浄化す
る冷却材浄化系濾過脱塩塔３とが付設されている。一
方、給水再循環配管４に接続されたタービン５には、復
水器６が備えられ、この復水器６のホットウェルに溜ま
った復水は、復水ポンプ７によって汲み上げられ、復水
濾過脱塩塔８及び復水脱塩塔９をインサービスすること
により、給水再循環配管４を経由して復水器６のホット
ウェルに戻るラインが構成され、給復水系給水を再循環
浄化するようなされているとともに、給水弁１０を介し
て原子炉１に接続されている。

【００２２】このように、復水濾過脱塩塔８及び復水脱
塩塔９をインサービスした時、復水濾過脱塩塔８及び復
水脱塩塔９に装荷されているイオン交換樹脂からＴＯＣ
が溶出し、給復水（炉水）中のＴＯＣ濃度が時間ととも
に上昇することになる。

【００２３】即ち、従来においては、図２に示すよう
に、復水濾過脱塩塔８及び復水脱塩塔９をインサービス
して給復水系の再循環浄化運転を開始した時間ｔ₁ から
給復水中のＴＯＣ濃度が徐々に上昇し、原子炉１が起動
すると、時間ｔ₄ で給水弁１０が「開」し、原子炉１に
ＴＯＣを含んだ給水が持ち込まれることになり、炉内に
持ち込まれたＴＯＣは熱分解及び放射線分解し、イオン
不純物を生成することにより、炉水水質を悪化させるこ
とになる。

【００２４】そこで、本実施例では、原子炉起動前の給
復水再循環浄化運転時に、ＴＯＣ溶出源の１つである復
水脱塩塔９のインサービル時期を極力原子炉１の起動直
前とするとともに、ＴＯＣの溶出がイオン交換樹脂の酸
化劣化による可能性があることから、復水器６の真空度
上昇後の低溶在酸素条件下において、復水器脱塩塔９を
インサービスするようにしている。

【００２５】即ち、図２において、復水器６の真空上昇
を開始した時間ｔ₂以降の復水器６の真空度が低下した
時間ｔ₃ で復水脱塩塔９をインサートすることにより、
原子炉起動前の給復水ＴＯＣ濃度を、同図に示すよう
に、従来例に比べ低濃度に抑えることが可能となる。

【００２６】一方、原子炉起動時には、給復水系に蓄積
していたＴＯＣが、原子炉１の起動に伴なう給水ととも
に原子炉１内に持ち込まれ、熱及び放射線分解によりイ
オン不純物を生成するために原子炉水導電率が上昇す
る。従って、原子炉１の起動時における炉水導電率の上
昇を抑制・緩和するためには、原子炉１に持ち込まれる
ＴＯＣの量を極力少なくすることが重要な対策となる。

【００２７】そこで、本実施例では、図４に示すよう
に、給水流量が低い状態で長時間、原子炉１を運転する
ことによって、給復水系のＴＯＣ濃度を時間とともに低
下させるようにしている。即ち、給復水のＴＯＣ濃度が
十分に低下した時点で出力を上昇させると、図３におい
て見られた極大値，の炉水導電率のピークを、図４
に示すように、十分緩和、抑制することができる。

【００２８】このように、原子炉１の起動初期での原子
炉１への給水流量を極力低くし、かつ長時間この状態を
維持することによって、原子炉１の起動時における炉水
導電率の上昇を緩和抑制することができる。

【００２９】なお、原子炉の出力上昇に合わせ復水脱塩
塔を追加インサービスする場合には、追加インサービス
された復水脱塩塔からの溶出ＴＯＣが短時間に全て原子
炉に持ち込まれることになり、このため、原子炉内で分
解したＴＯＣから生成されるイオン不純物による炉水導
電率の急激な上昇が起きることとなる。

【００３０】従って、復水器真空上昇後の復水脱塩塔の
インサービスを、定格出力運転に必要となる全ての復水
脱塩塔に亙って行う方法を採用することで、復水脱塩塔
から溶出するＴＯＣを予め原子炉起動前に給復系に溶出
させておき、原子炉起動後の低出力時に原子炉内に持ち
込み分解することができ、これによって原子炉出力上昇
時の炉水導電率の上昇を抑制・緩和することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、復
水脱塩塔のインサートを原子炉起動前の復水器真空上昇
後にすることにより、原子炉起動に伴ない、給水系から
原子炉に持ち込まれ熱分解及び放射線分解することでイ
オン不純物を生成する可能のあるＴＯＣを低減、抑制す
るとともに、給水系から原子炉に持ち込まれるＴＯＣか
らの熱分解、放射線分解生成イオン不純物量と、原子炉
冷却材浄化系による不純物除去量をバランスさせるよう
に給水が徐々に原子炉に供給されるような原子炉運転方
法を採用することで、原子炉起動時における原子炉水質
の悪化を抑制することができる。

【００３２】その結果、原子炉構造材であるステンレス
鋼等の腐食を抑制して健全性を維持するとともに、燃料
の健全性を維持することができる。

【００３３】また、原子炉出力上昇に伴なう給水流量の
増加に応じ復水脱塩塔を追加「採水」するのではなく、
予め原子炉起動前に原子炉定格運転に必要となる復水脱
塩塔を全て「採水」する方法を採用することにより、原
子炉起動時の出力上昇時に復水脱塩塔を「採水」するこ
とによる原子炉水質悪化を効果的に抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】原子炉起動時における系統図。

【図２】従来例及び本発明における復水ＴＯＣ濃度、給
水流量並びに復水器真空度と経過時間との関係を示すグ
ラフ。

【図３】従来例における給水流量、原子炉圧力、原子炉
水導電率及び給水ＴＯＣ濃度と経過時間との関係を示す
グラフ。

【図４】本発明における給水流量、原子炉圧力、原子炉
水導電率及び給水ＴＯＣ濃度と経過時間との関係を示す
グラフ。

【符号の説明】

１ 原子炉 ６ 復水器 ８ 復水濾過脱塩塔 ９ 復水脱塩塔 １０ 給水弁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】原子炉起動に先立って先ず復水器の真空度
   を上昇させ、復水器の真空度が十分に上昇した後に復水
   脱塩塔のインサートを行い、しかる後に原子炉への給水
   を開始するとともに、この原子炉へ給水が徐々に行われ
   るように原子炉を運転することを特徴とする原子炉起動
   時における炉水水質悪化抑制方法。