JPH05264785A - 沸騰水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の抑制方法および装置 - Google Patents

沸騰水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の抑制方法および装置

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JPH05264785A
JPH05264785A JP4062436A JP6243692A JPH05264785A JP H05264785 A JPH05264785 A JP H05264785A JP 4062436 A JP4062436 A JP 4062436A JP 6243692 A JP6243692 A JP 6243692A JP H05264785 A JPH05264785 A JP H05264785A
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JP
Japan
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reactor
water
organic compound
radiolysis
inorganic carbon
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JP4062436A
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Inventor
Akira Ichimura
彰 市村
Kazuhiko Akamine
赤嶺和彦
Katsumi Osumi
大角克己
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Hitachi Ltd
Hitachi Kyowa Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Kyowa Kogyo Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 沸騰水型原子炉内の水の放射線分解により発
生する酸素量を抑制して原子炉水の溶存酸素濃度を低減
する方法と装置を提供する。 【構成】 有機化合物注入装置14は、炉水水質モニタ
リング装置12からの情報を処理する有機化合物注入装
置制御系13により制御される。有機化合物(例えばト
リメチルアミン)は、有機化合物注入装置14から注入
ポンプ16により制御棒駆動機構11の冷却水ラインを
経て炉心1に供給され、水の放射線分解によって発生す
るOHラジカルと反応して、OHラジカルを消滅させ、
OHラジカルの分解生成物である酸素の発生を抑制す
る。 【効果】 従来の水素注入より少量の有機化合物注入量
で同等の効果が得られる。また、有機化合物を使用する
ため、高圧ガス状の水素を使用する従来技術に比べて運
搬保管など取扱いが容易であり、注入量の把握も容易で
あるから制御性が高まるとともに設備面の安全性も高ま
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は沸騰水型原子炉における
水の放射線分解による酸素の発生を抑制するための方法
および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】原子炉内における腐食環境を緩和させる
方法として、水の放射線分解による酸素の発生を抑制す
ることが有効である。原子炉内における水の放射線分解
による酸素の発生を抑制する方法としては、原子炉水に
水素を混在させ、これを原子炉内で放射線と水との相互
作用で発生し且つ酸素分子の生成源となるOHラジカル
と反応させる方法が知られている。原子炉水に水素を混
在させる方法としては外部から水素ガスを注入する方法
が一般的であるが、水素は下記の特性により取扱に難点
がある。
【0003】(1)可燃性であり引火性も高い。
【0004】(2)沸点が低く液化が困難なので、常に
高圧のガス状で取扱う必要がある。
【0005】(3)分子が小さいため漏洩しやすい。
【0006】(4)水に対する溶解度が低く、蒸気層に
逸散するので、常時必要量の供給が必要である。
【0007】(5)排気処理時に未反応の水素ガスに対
応した量の酸素ガスを注入する必要がある。
【0008】以上のような問題を解決するため、大がか
りな装置と連続した大量の水素供給が必要となってい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術は、原子炉内における腐食環境を緩和させるため原子
炉水の溶存酸素濃度を低減する手段として気体状の水素
を使用し、これを原子炉水中に注入している。このた
め、上記のように、高圧ガスの取扱いに難点があるこ
と、設備容量が大きくなること、および水素ガスの使用
量が多くなること等の難点があった。本発明の目的は、
従来技術に比べて、より容易に原子炉内の水の放射線分
解による酸素の発生を抑制して原子炉内の腐食環境を緩
和する技術を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、従来技術の
ように原子炉水に水素を注入する代りに、水の放射線分
解によって発生するOHラジカルと反応してOHラジカ
ルを消滅させる作用を持つ有機化合物または無機炭素も
しくは無機炭素化合物を注入することによって達成され
る。上記の有機化合物としては炭化水素系有機化合物が
好ましく、例えばトリメチルアミンが好適に用いられ
る。また上記の無機炭素化合物の例としてはCO,CO
2 が挙げられる。
【0011】
【作用】本発明は、原子炉において水の放射線分解によ
って生成するOHラジカル(酸素の生成源)と有機化合
物との反応速度定数が大きく、例えばトリメチルアミン
では約12,000,000,000(リットル/mo
l・s)であり、水素とOHラジカルの反応速度定数が
約42,000,000(リットル/mol・s)であ
るのに比べて約290倍程度も大きいことを利用したも
のである。
【0012】例えばトリメチルアミンでは反応速度定数
が水素のそれに比べて約290倍大きいことから、約1
/290モルのトリメチルアミンで水素1モルと同等の
効果が得られる。トリメチルアミンの分子量は水素の約
30倍であることを考慮しても、重量に換算すると、水
素量の1/10程度の量で水素と同等の効果が得られ
る。
【0013】また液体での注入が可能となるため容量型
ポンプを使用できるから、注入量の把握が容易となり注
入量の制御性を高めることが可能となる。また気体に比
べて漏洩検知が容易であり、安全性を高めることが可能
となる。
【0014】
【実施例】以下、図により本発明の実施例を説明する。
各図面において、1は沸騰水型原子炉の炉心、2は原子
炉圧力容器、3は発電用の蒸気タービン、4は復水器、
5は復水ポンプ、6は復水浄化系、7は高圧復水ポン
プ、8は給水加熱器、9は給水ポンプである。また10
は原子炉水再循環系の炉水再循環ポンプであり、11は
制御棒駆動機構である。これらは、従来のものと同じで
ある。
【0015】図1は有機化合物を外部から注入する装置
を設けた一実施例を示す系統図である。有機化合物注入
装置14は、有機化合物貯蔵タンク15と有機化合物注
入ポンプ16により構成されており、原子炉再循環系に
設けた炉水水質モニタリング装置12からの各種情報を
処理する有機化合物注入装置制御系13により運転制御
される。有機化合物たとえばトリメチルアミンが注入ポ
ンプ16から制御棒駆動機構11の冷却水ラインに注入
され、炉心1の下部から炉心1に供給される。炉心1に
供給された有機化合物たとえばトリメチルアミンは、炉
心1で水の放射線分解によって発生するOHラジカルと
反応してOHラジカルを消滅させる効果により、OHラ
ジカルの分解生成物である酸素の発生を抑制する。この
有機化合物たとえばトリメチルアミンは、OHラジカル
との反応を繰返し、最終的に炭酸まで酸化され、原子炉
水の導電率を上昇させる可能性があるが、沸騰水型原子
炉の運転温度では炭酸は解離せず発揮性であるため、原
子炉水質への影響は少ない。揮発した炭酸は、主蒸気と
共にタービン3、復水器4を経て、一部は復水浄化系6
で除去され、また、残部は復水器6から空気と共に公知
の気体廃棄物処理系(不図示)に抽出されて処理され
る。
【0016】この実施例においては、水質モニタリング
装置12により例えば原子炉水の導電率、溶存酸素濃度
または腐食電位を監視しながら、炉水の溶存酸素濃度、
導電率あるいは腐食電位またはそれらの組合せが予め定
めた基準値になるよう上記の有機化合物の注入量を制御
する。
【0017】図2は、プロセス計算機17からの原子炉
水温度、原子炉圧力、または原子炉出力あるいは電気出
力、または原子炉給水流量あるいは主蒸気流量、または
原子炉再循環ポンプ流量あるいは炉心流量または原子炉
運転モード等の情報の一つまたはこれらの情報を組み合
わせて有機化合物注入装置制御系13で処理し、有機化
合物注入装置14を制御する様にした実施例である。こ
れらの情報は、プロセス計算機17を経由せずに夫々検
出器から直接得ることも可能である。
【0018】原子炉運転状況を示すこれらの情報と原子
炉水の水質との間には経験的に知られている関係がある
ので、これを利用して本実施例では上記制御系により、
炉水の溶存酸素濃度や腐食電位等の炉水水質を必要な値
に保つ様に上記有機化合物たとえばトリメチルアミンの
注入量を制御する。例えば、上記情報の1つである原子
炉出力が予め定められた値に達した時点で有機化合物供
給装置14を起動し、以後、原子炉出力情報を判断基準
として有機化合物の注入量を制御することが可能であ
る。
【0019】なお、有機物注入装置制御系13は、上記
の如き原子炉運転状況を示す各種情報と、図1の原子炉
水水質モニタリング装置12からの炉水の導電率、溶存
酸素濃度もしくは腐食電位の情報とを組合せた情報に基
づいて有機化合物注入量を制御する様にしてもよい。
【0020】また図1および図2において、有機化合物
注入ポンプ16はプランジャ型ポンプ等の容積式ポンプ
を使用することにより容易に任意の流量に設定すること
が可能になるとともに、不必要に多量の注入を行わない
よう制御が可能である。
【0021】図1および図2はいずれも制御棒駆動機構
11の冷却水ラインから炉心1に有機化合物を供給する
実施例であるが、有機化合物の注入場所としては、復水
浄化系6の出口や原子炉循環ポンプ10付近等、原子炉
圧力容器2に流入する場所であればよい。
【0022】図3は有機化合物注入装置14にポンプを
使用しない実施例を示す。本実施例では、前記と同様に
動作する有機化合物注入装置制御系13の制御信号に基
づき、有機化合物注入装置14を流れる炉水の温度ある
いは流量を温度あるいは流量制御装置18により制御し
て、炉水への有機化合物の注入量を制御する。すなわ
ち、あらかじめ液体または固体の有機化合物を内蔵した
耐圧構造の有機化合物貯蔵タンク15に制御棒駆動機構
11の出口等の圧力の高い部分から原子炉冷却水の一部
を導入し、タンク15中の有機化合物を希釈あるいは溶
解させることにより、原子炉再循環ポンプ10の入口等
の相対的に圧力の低い部分に注入する実施例である。
【0023】例えば、タンク15に内蔵した有機化合物
が固体である場合には、これを流れる原子炉冷却水の温
度および/または流量を制御することによって該有機化
合物の溶解速度を制御し、他方、タンク15に内蔵した
有機化合物が液体状である場合には、これを流れる炉水
の流量を制御することによって該有機化合物の希釈度を
制御し、これによって、いずれの場合でも、原子炉に注
入される有機化合物の量を制御し得る。この実施例では
密閉系で有機化合物を原子炉に注入することが可能であ
る。更に有機化合物注入装置14への取水源を原子炉冷
却材浄化系ポンプの出口または給水系に選ぶことによ
り、同様に密閉系で高温の水を取り入れることが可能で
あり、より効率的なシステムを組むことが出来る。
【0024】以上の実施例において、炉水に注入する有
機化合物としてトリメチルアミンの代りにアセトンを用
いてもよく、またはCO,CO2 等の無機炭素化合物を
注入してもよい。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、水の放射線分解による
酸素の発生を抑制するために従来技術で必要とされる水
素量の1/10程度の量の有機化合物または無機炭素化
合物の注入で従来技術と同一の効果が得られる。また、
有機化合物または無機炭素化合物を使用するので、高圧
ガス状の水素を使用する従来技術に比べて運搬保管など
取扱いが容易であり、また注入量の把握が容易となり注
入の制御性を高めることが可能となるとともに設備面の
安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】水質モニタの情報により原子炉への有機化合物
注入装置の制御を行う様にした本発明の一実施例の系統
図。
【図2】原子炉プラントのプロセス量または運転モード
の情報により原子炉への有機化合物注入装置の制御を行
う様にした本発明の他の実施例の系統図。
【図3】原子炉系統の圧力差を利用し密閉系で原子炉へ
の有機化合物注入を行う様にした本発明の更に他の実施
例の系統図。
【符号の説明】
1…炉心 2…原子炉圧力容
器 3…蒸気タービン 4…復水器 5…低圧復水ポンプ 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…原子炉再循
環ポンプ 11…制御棒駆動機構 12…水質モニタ
リング装置 13…有機化合物注入装置制御系 14…有機化合物
注入装置 15…有機化合物貯蔵タンク 16…有機化合物
注入ポンプ 17…プロセス計算機 18…温度あるい
は流量制御装置
フロントページの続き (72)発明者 大角克己 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原子炉水に、水の放射線分解によって生ず
    るOHラジカルと反応してOHラジカルを消滅させる作
    用を持つ有機化合物または無機炭素または無機炭素化合
    物を注入することを特徴とする、沸騰水型原子炉におけ
    る水の放射線分解に因る酸素発生の抑制方法。
  2. 【請求項2】原子炉水の溶存酸素濃度、導電率もしくは
    腐食電位の情報またはそれらを組合せた情報に基づいて
    原子炉水に注入する前記有機化合物または無機炭素また
    は無機炭素化合物の量を制御する請求項1記載の沸騰水
    型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の抑制
    方法。
  3. 【請求項3】原子炉水温度、原子炉圧力、原子炉出力も
    しくは電気出力、原子炉給水流量もしくは主蒸気流量、
    原子炉再循環ポンプ流量もしくは炉心流量または原子炉
    運転モードの情報またはそれらを組合せた情報に基づい
    て、原子炉水に注入する前記有機化合物または無機炭素
    または無機炭素化合物の量を制御する請求項1記載の沸
    騰水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の
    抑制方法。
  4. 【請求項4】原子炉水の溶存酸素濃度、導電率もしくは
    腐食電位、原子炉水温度、原子炉圧力、原子炉出力もし
    くは電気出力、原子炉給水流量もしくは主蒸気流量、原
    子炉再循環ポンプ流量もしくは炉心流量または原子炉運
    転モードの情報またはそれらを組合せた情報に基づい
    て、原子炉水に注入する前記有機化合物または無機炭素
    または無機炭素化合物の量を制御する請求項1記載の沸
    騰水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の
    抑制方法。
  5. 【請求項5】水の放射線分解によって生ずるOHラジカ
    ルと反応してOHラジカルを消滅させる作用を持つ有機
    化合物または無機炭素または無機炭素化合物を原子炉水
    中に注入する注入装置からなることを特徴とする、沸騰
    水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の抑
    制装置。
  6. 【請求項6】前記注入装置は、液状の前記有機化合物ま
    たは無機炭素化合物または無機炭素含有液を収納したタ
    ンクおよび該タンク内の液を原子炉冷却水内に送入する
    ポンプよりなる請求項5記載の沸騰水型原子炉における
    水の放射線分解に因る酸素発生の抑制装置。
  7. 【請求項7】前記注入装置は、原子炉冷却水の流れる配
    管と、該配管の途中に挿入され内部に液状の前記有機化
    合物または無機炭素化合物または無機炭素含有液を内蔵
    したタンクと、該タンクを通って上記配管中を流れる原
    子炉冷却水の流量を制御する装置とからなる請求項5記
    載の沸騰水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素
    発生の抑制装置。
  8. 【請求項8】前記注入装置は、原子炉冷却水の流れる配
    管と、該配管の途中に挿入され内部に冷却水に溶解し得
    る固体状の前記有機化合物または無機化合物を内蔵した
    タンクと、該タンクを通って上記配管中を流れる原子炉
    冷却水の温度および/又は流量を制御する装置とからな
    る請求項5記載の沸騰水型原子炉における水の放射線分
    解に因る酸素発生の抑制装置。
JP4062436A 1992-03-18 1992-03-18 沸騰水型原子炉における水の放射線分解に因る酸素発生の抑制方法および装置 Pending JPH05264785A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5578374A (en) * 1985-06-17 1996-11-26 Alliedsignal Inc. Very low creep, ultra high modulus, low shrink, high tenacity polyolefin fiber having good strength retention at high temperatures and method to produce such fiber
JP2010243474A (ja) * 2009-03-31 2010-10-28 Westinghouse Electric Co Llc 加圧水型原子炉の冷却水に有機化合物を添加するプロセス

Cited By (4)

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