JPH06123798A - 沸騰水型原子炉プラントの酸素注入方法 - Google Patents
沸騰水型原子炉プラントの酸素注入方法Info
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- JPH06123798A JPH06123798A JP4271676A JP27167692A JPH06123798A JP H06123798 A JPH06123798 A JP H06123798A JP 4271676 A JP4271676 A JP 4271676A JP 27167692 A JP27167692 A JP 27167692A JP H06123798 A JPH06123798 A JP H06123798A
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- hydrogen
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】水素注入時における主蒸気系と復水系の材料の
腐食を防止する。 【構成】原子炉圧力容器１の蒸気乾燥器４の下部または
主蒸気管５に酸素／水素発生装置25から酸素注入ライン
26を通して酸素を注入する。これにより材料の腐食を防
ぐとともに腐食生成物の性状を水素注入を実施しない通
常運転時と同様、良好に維持できる。
腐食を防止する。 【構成】原子炉圧力容器１の蒸気乾燥器４の下部または
主蒸気管５に酸素／水素発生装置25から酸素注入ライン
26を通して酸素を注入する。これにより材料の腐食を防
ぐとともに腐食生成物の性状を水素注入を実施しない通
常運転時と同様、良好に維持できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は材料の応力腐食を抑制す
るための沸騰水型原子炉プラント（以下、ＢＷＲプラン
トと記す）の酸素注入方法に関する。
るための沸騰水型原子炉プラント（以下、ＢＷＲプラン
トと記す）の酸素注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＷＲプラントの運転時において、材料
の応力腐食割れの低減を目的として原子炉水の溶存酸素
濃度を低減する。そのため、給水系統等から水素を注入
する一方、オフガス系統では水素注入量に相当する水素
が酸素に比較して過剰になるため、酸素をオフガス再結
合器の上流に注入し、水素と酸素を再結合させ水として
水素を除去する方法（以下、水素注入法という）が行わ
れている。
の応力腐食割れの低減を目的として原子炉水の溶存酸素
濃度を低減する。そのため、給水系統等から水素を注入
する一方、オフガス系統では水素注入量に相当する水素
が酸素に比較して過剰になるため、酸素をオフガス再結
合器の上流に注入し、水素と酸素を再結合させ水として
水素を除去する方法（以下、水素注入法という）が行わ
れている。
【０００３】従来の水素注入法では水素注入量の増加に
ともない炉水の水素濃度が増大し、炉心部での水の放射
線分解による酸素および水素の発生が抑制される。一
方、主蒸気および復水系統では水素過剰で酸素濃度が低
減した極めて還元性の雰囲気となる。
ともない炉水の水素濃度が増大し、炉心部での水の放射
線分解による酸素および水素の発生が抑制される。一
方、主蒸気および復水系統では水素過剰で酸素濃度が低
減した極めて還元性の雰囲気となる。
【０００４】この場合、主蒸気や復水系統の材料の全面
腐食量が増大するとともに、その腐食生成物の性状が変
化し、復水浄化系での除去性能の低下による炉内持ち込
み量の増加や差圧上昇による運転員の作業負荷の増加が
問題となっている。
腐食量が増大するとともに、その腐食生成物の性状が変
化し、復水浄化系での除去性能の低下による炉内持ち込
み量の増加や差圧上昇による運転員の作業負荷の増加が
問題となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸素注入方法で
はオフガス再結合器直前のオフガス配管から酸素を注入
しているため、水素注入量の増加により炉心部での水の
放射線分解による酸素および水素の発生が抑制される。
はオフガス再結合器直前のオフガス配管から酸素を注入
しているため、水素注入量の増加により炉心部での水の
放射線分解による酸素および水素の発生が抑制される。
【０００６】このため、主蒸気および復水系での酸素濃
度は大幅に低減される。一方、水素の濃度は注入水素分
が加わるため、ほとんど変化しない。したがって、主蒸
気および復水系では酸素が減少し、水素濃度が酸素に比
較して過剰になって、還元性の雰囲気となる。
度は大幅に低減される。一方、水素の濃度は注入水素分
が加わるため、ほとんど変化しない。したがって、主蒸
気および復水系では酸素が減少し、水素濃度が酸素に比
較して過剰になって、還元性の雰囲気となる。
【０００７】この還元性雰囲気においては炭素鋼等の材
料では酸化被膜の生成が不十分となり、粒子径の小さい
非結晶性の鉄銹が多量に発生する。粒子径の小さい非結
晶性の鉄銹は一般に復水脱塩塔内のイオン交換樹脂での
除去性能が小さく、かつ粒子を除去するフィルタの目詰
まりを起こしやすいため、差圧上昇をもたらす等の課題
がある。
料では酸化被膜の生成が不十分となり、粒子径の小さい
非結晶性の鉄銹が多量に発生する。粒子径の小さい非結
晶性の鉄銹は一般に復水脱塩塔内のイオン交換樹脂での
除去性能が小さく、かつ粒子を除去するフィルタの目詰
まりを起こしやすいため、差圧上昇をもたらす等の課題
がある。
【０００８】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、水素注入を行った場合、主蒸気および復水系
統の酸素濃度をほぼ一定にすることにより、材料の全面
腐食速度および腐食生成物の性状を水素注入を実施しな
い通常運転時と同様、良好に維持できるＢＷＲプラント
の酸素注入方法を提供することができる。
たもので、水素注入を行った場合、主蒸気および復水系
統の酸素濃度をほぼ一定にすることにより、材料の全面
腐食速度および腐食生成物の性状を水素注入を実施しな
い通常運転時と同様、良好に維持できるＢＷＲプラント
の酸素注入方法を提供することができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は沸騰水型原子炉
プラントの給水系統から水素を注入して原子炉水の溶存
酸素を低減するための水素注入時に、該水素注入による
余剰水素を酸素を注入して除去する沸騰水型原子炉プラ
ントの酸素注入方法において、前記沸騰水型原子炉プラ
ントの原子炉圧力容器の上部または主蒸気管から前記酸
素を注入してなり、前記酸素の注入量は前記注入水素量
の１／２分子当量以上とすることを特徴とする。
プラントの給水系統から水素を注入して原子炉水の溶存
酸素を低減するための水素注入時に、該水素注入による
余剰水素を酸素を注入して除去する沸騰水型原子炉プラ
ントの酸素注入方法において、前記沸騰水型原子炉プラ
ントの原子炉圧力容器の上部または主蒸気管から前記酸
素を注入してなり、前記酸素の注入量は前記注入水素量
の１／２分子当量以上とすることを特徴とする。
【００１０】
【作用】原子炉圧力容器内上部の蒸気層または主蒸気管
内の蒸気層に酸素を注入水素量の１／２分子当量以上注
入すると、水素注入の実施によっても主蒸気中の酸素濃
度は殆ど変化しない。したがって、主蒸気および復水系
では還元性雰囲気とはならず、炭素鋼等の材料では酸化
被膜の生成が十分となり、粒子径の小さい非結晶性の鉄
銹は発生しない。よって、材料の腐食を防止し、主蒸気
および復水系の全系統の酸素濃度をほぼ水素注入を実施
しない場合と同様に維持できる。
内の蒸気層に酸素を注入水素量の１／２分子当量以上注
入すると、水素注入の実施によっても主蒸気中の酸素濃
度は殆ど変化しない。したがって、主蒸気および復水系
では還元性雰囲気とはならず、炭素鋼等の材料では酸化
被膜の生成が十分となり、粒子径の小さい非結晶性の鉄
銹は発生しない。よって、材料の腐食を防止し、主蒸気
および復水系の全系統の酸素濃度をほぼ水素注入を実施
しない場合と同様に維持できる。
【００１１】
【実施例】図１から図３を参照しながら本発明に係るＢ
ＷＲプラントの酸素注入方法の一実施例を説明する。な
お、図１は本発明方法を説明するためのＢＷＲプラント
を概略的に示す系統図で、図２および図３は本発明と従
来例との作用効果を比較して示すグラフである。
ＷＲプラントの酸素注入方法の一実施例を説明する。な
お、図１は本発明方法を説明するためのＢＷＲプラント
を概略的に示す系統図で、図２および図３は本発明と従
来例との作用効果を比較して示すグラフである。
【００１２】図１において符号１は原子炉圧力容器で、
この原子炉圧力容器１内には炉心２、気水分離器３およ
び蒸気乾燥器４が積層配置されている。原子炉圧力容器
１の上方からは主蒸気管５の一端が接続され、主蒸気管
５の他端は高圧タービン６に接続している。高圧タービ
ン６は湿分分離加熱器７を介して低圧タービン８に接続
している。低圧タービン８の下部には主復水器９が設置
され、主復水器９は復水ポンプ10に接続している。
この原子炉圧力容器１内には炉心２、気水分離器３およ
び蒸気乾燥器４が積層配置されている。原子炉圧力容器
１の上方からは主蒸気管５の一端が接続され、主蒸気管
５の他端は高圧タービン６に接続している。高圧タービ
ン６は湿分分離加熱器７を介して低圧タービン８に接続
している。低圧タービン８の下部には主復水器９が設置
され、主復水器９は復水ポンプ10に接続している。
【００１３】復水ポンプ10の吐出側には復水浄化装置1
1、低圧給水加熱器12、給水管13、給水ポンプ14および
高圧給水加熱器15が順次接続され、給水管13の端末は原
子炉圧力容器１に接続している。
1、低圧給水加熱器12、給水管13、給水ポンプ14および
高圧給水加熱器15が順次接続され、給水管13の端末は原
子炉圧力容器１に接続している。
【００１４】主復水器９の排ガス吐出側には蒸気インジ
ェクタ16、オフガス再結合器17およびスタック18が接続
し、オフガス再結合器17で排ガス中の水素を触媒の働き
で酸素と結合させ水蒸気として処理し、スタック18から
処理済み排ガスを放出している。
ェクタ16、オフガス再結合器17およびスタック18が接続
し、オフガス再結合器17で排ガス中の水素を触媒の働き
で酸素と結合させ水蒸気として処理し、スタック18から
処理済み排ガスを放出している。
【００１５】なお、図１中符号19は原子炉圧力容器１に
接続する再循環系配管で、再循環ポンプ20により炉水を
循環させ、原子炉圧力容器１内の炉心２から熱を有効に
取り出し蒸気を発生しやすくするため、炉水を炉心２内
に強制循環させる。
接続する再循環系配管で、再循環ポンプ20により炉水を
循環させ、原子炉圧力容器１内の炉心２から熱を有効に
取り出し蒸気を発生しやすくするため、炉水を炉心２内
に強制循環させる。
【００１６】符号21は再循環系配管19から分岐した炉水
浄化系配管で、熱交換器22、炉水浄化系ポンプ23および
炉水浄化装置24が接続されており、炉水浄化系配管21の
端末は給水管13に接続している。
浄化系配管で、熱交換器22、炉水浄化系ポンプ23および
炉水浄化装置24が接続されており、炉水浄化系配管21の
端末は給水管13に接続している。
【００１７】符号25は酸素／水素発生装置で、この発生
装置25からの酸素注入ライン26は原子炉圧力容器１内の
蒸気乾燥器４の下部と主蒸気管５に接続しており、水素
注入ライン27は給水ポンプ14の流入側給水管13に接続し
ている。
装置25からの酸素注入ライン26は原子炉圧力容器１内の
蒸気乾燥器４の下部と主蒸気管５に接続しており、水素
注入ライン27は給水ポンプ14の流入側給水管13に接続し
ている。
【００１８】なお、符号28は従来の酸素注入ラインで、
酸素／水素発生装置25からオフガス再結合器17の入口側
まで接続されている。
酸素／水素発生装置25からオフガス再結合器17の入口側
まで接続されている。
【００１９】図１の酸素注入ライン26で示したように本
実施例では原子炉圧力容器１の上部の蒸気層つまり蒸気
乾燥器４の下部または主蒸気管５に酸素を注入する。す
なわち、水素は水の電気分解等の酸素／水素発生装置25
から水素注入ライン27を通して給水管13に供給され、一
方、酸素は酸素注入ライン26から原子炉圧力容器１また
は主蒸気管５に供給される。
実施例では原子炉圧力容器１の上部の蒸気層つまり蒸気
乾燥器４の下部または主蒸気管５に酸素を注入する。す
なわち、水素は水の電気分解等の酸素／水素発生装置25
から水素注入ライン27を通して給水管13に供給され、一
方、酸素は酸素注入ライン26から原子炉圧力容器１また
は主蒸気管５に供給される。
【００２０】酸素の注入量は、水素と酸素を再結合して
水に戻すときの反応を考慮して、注入水素量の１／２分
子当量以上とすることが望ましく、１／２分子当量未満
では還元性雰囲気に近くなり、酸素注入の効果は期待で
きない。
水に戻すときの反応を考慮して、注入水素量の１／２分
子当量以上とすることが望ましく、１／２分子当量未満
では還元性雰囲気に近くなり、酸素注入の効果は期待で
きない。
【００２１】図２は湿り蒸気中の炭素鋼腐食の酸素濃度
依存性を示している。従来のオフガス再結合器17の入口
側に酸素を注入する方法では主蒸気中の酸素濃度は一点
鎖線ａで示したように水素注入により急激に減少する。
これに対して、本実施例では炉心発生分ａに注入分ｂが
加わった合計ｃとなり、水素注入によって主蒸気中の酸
素濃度は殆ど変化しないことが認められる。
依存性を示している。従来のオフガス再結合器17の入口
側に酸素を注入する方法では主蒸気中の酸素濃度は一点
鎖線ａで示したように水素注入により急激に減少する。
これに対して、本実施例では炉心発生分ａに注入分ｂが
加わった合計ｃとなり、水素注入によって主蒸気中の酸
素濃度は殆ど変化しないことが認められる。
【００２２】一方、主蒸気中の水素濃度は曲線３に示す
ように変化する。このように従来例では、給水水素濃度
に従って、酸素濃度と水素濃度は大きく離れる傾向にあ
るが、本実施例では、酸素濃度と水素濃度とは一定割合
で変化し、酸素濃度と水素濃度を所定の値に制御するこ
とができる。
ように変化する。このように従来例では、給水水素濃度
に従って、酸素濃度と水素濃度は大きく離れる傾向にあ
るが、本実施例では、酸素濃度と水素濃度とは一定割合
で変化し、酸素濃度と水素濃度を所定の値に制御するこ
とができる。
【００２３】図３は湿り蒸気中の炭素鋼腐食の酸素濃度
依存性を示している。従来例では主蒸気中の酸素濃度は
大幅に減少するため、腐食速度は増加する。これに対し
て、本実施例では主蒸気中の酸素濃度は殆ど変化しない
ので、腐食速度は増加しないことが認められる。
依存性を示している。従来例では主蒸気中の酸素濃度は
大幅に減少するため、腐食速度は増加する。これに対し
て、本実施例では主蒸気中の酸素濃度は殆ど変化しない
ので、腐食速度は増加しないことが認められる。
【００２４】図４は図１における原子炉圧力容器１内の
蒸気乾燥器４を拡大して斜視図で示したものである。こ
の蒸気乾燥器４はカバー29内に多孔板30を有し、この多
孔板30の内側に波板31が隙間を有して多数板並列配置さ
れている。波板31の下部にはドレンとい32が設けられて
おり、ドレンとい32の外側に細孔33を有する酸素注入管
34が設けられ、ドレンとい32より下方にドレン管35が設
けられている。
蒸気乾燥器４を拡大して斜視図で示したものである。こ
の蒸気乾燥器４はカバー29内に多孔板30を有し、この多
孔板30の内側に波板31が隙間を有して多数板並列配置さ
れている。波板31の下部にはドレンとい32が設けられて
おり、ドレンとい32の外側に細孔33を有する酸素注入管
34が設けられ、ドレンとい32より下方にドレン管35が設
けられている。
【００２５】この蒸気乾燥器４は気水分離器３で炉心２
からの沸騰二相流を蒸気と水とに分離した蒸気中の水分
をさらに除去するためのもので、酸素注入管34の細孔33
から吹き出した酸素は気水分離器３からの湿り気蒸気と
混合し、蒸気乾燥器４に導かれる。
からの沸騰二相流を蒸気と水とに分離した蒸気中の水分
をさらに除去するためのもので、酸素注入管34の細孔33
から吹き出した酸素は気水分離器３からの湿り気蒸気と
混合し、蒸気乾燥器４に導かれる。
【００２６】酸素注入された蒸気は波板31の間を通り抜
け乾燥され主蒸気管５を通り、高圧タービン６に送られ
る。
け乾燥され主蒸気管５を通り、高圧タービン６に送られ
る。
【００２７】図４のように蒸気乾燥器４の下部に酸素吹
き出し細孔33を有する酸素注入管34を取付けて一体化構
造とすることにより、蒸気乾燥器４を含む蒸気と接する
原子炉一次系全体の配管および機器の全ての腐食を低減
することができるほか、酸素注入管34の設置スペースの
低減および機械的強度の確保が容易となる。
き出し細孔33を有する酸素注入管34を取付けて一体化構
造とすることにより、蒸気乾燥器４を含む蒸気と接する
原子炉一次系全体の配管および機器の全ての腐食を低減
することができるほか、酸素注入管34の設置スペースの
低減および機械的強度の確保が容易となる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば水素注入の実施による主
蒸気および復水系統の材料の腐食の増加および発生する
腐食生成物の復水浄化系での除去性能の低下や運転状況
の不具合を防止できる。
蒸気および復水系統の材料の腐食の増加および発生する
腐食生成物の復水浄化系での除去性能の低下や運転状況
の不具合を防止できる。
【図１】本発明に係るＢＷＲプラントの酸素注入方法の
実施例を説明するためのＢＷＲプラントの系統図。
実施例を説明するためのＢＷＲプラントの系統図。
【図２】本発明の従来例の水素注入量をパラメータとし
た場合の酸素／水素バランスを比較して示す特性図。
た場合の酸素／水素バランスを比較して示す特性図。
【図３】本発明と従来例の湿り蒸気中炭素鋼腐食の酸素
濃度依存性を比較して示す曲線図。
濃度依存性を比較して示す曲線図。
【図４】図１における原子炉圧力容器内の蒸気乾燥器と
一体の酸素注入装置を示す斜視図。
一体の酸素注入装置を示す斜視図。
１…原子炉圧力容器、２…炉心、３…気水分離器、４…
蒸気乾燥器、５…主蒸気管、６…高圧タービン、７…湿
分分離加熱器、８…低圧タービン、９…主復水器、10…
復水ポンプ、11…復水浄化装置、12…低圧給水加熱器、
13…給水管、14…給水ポンプ、15…高圧給水加熱器、16
…蒸気インジェクタ、17…オフガス再結合器、18…スタ
ック、19…再循環系配管、20…再循環ポンプ、21…炉水
浄化系配管、22…熱交換器、23…炉水浄化系ポンプ、24
…炉水浄化装置、25…酸素／水素発生装置、26…酸素注
入ライン、27…水素注入ライン、28…酸素注入ライン
（従来例）、29…カバー、30…多孔板、31…波板、32…
ドレンとい、33…細孔、34…酸素注入管、35…ドレン
管。
蒸気乾燥器、５…主蒸気管、６…高圧タービン、７…湿
分分離加熱器、８…低圧タービン、９…主復水器、10…
復水ポンプ、11…復水浄化装置、12…低圧給水加熱器、
13…給水管、14…給水ポンプ、15…高圧給水加熱器、16
…蒸気インジェクタ、17…オフガス再結合器、18…スタ
ック、19…再循環系配管、20…再循環ポンプ、21…炉水
浄化系配管、22…熱交換器、23…炉水浄化系ポンプ、24
…炉水浄化装置、25…酸素／水素発生装置、26…酸素注
入ライン、27…水素注入ライン、28…酸素注入ライン
（従来例）、29…カバー、30…多孔板、31…波板、32…
ドレンとい、33…細孔、34…酸素注入管、35…ドレン
管。
Claims (1)
- 【請求項１】 沸騰水型原子炉プラントの給水系統から
水素を注入して原子炉水の溶存酸素を低減するための水
素注入時に、該水素注入による余剰水素を酸素を注入し
て除去する沸騰水型原子炉プラントの酸素注入方法にお
いて、前記沸騰水型原子炉プラントの原子炉圧力容器の
上部または主蒸気管から前記酸素を注入してなり、前記
酸素の注入量は前記注入水素量の１／２分子当量以上と
することを特徴とする沸騰水型原子炉プラントの酸素注
入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271676A JPH06123798A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 沸騰水型原子炉プラントの酸素注入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271676A JPH06123798A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 沸騰水型原子炉プラントの酸素注入方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123798A true JPH06123798A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17503327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4271676A Pending JPH06123798A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 沸騰水型原子炉プラントの酸素注入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06123798A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102348834A (zh) * | 2009-03-10 | 2012-02-08 | 株式会社东芝 | 控制发电设备中水化学的方法和系统 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4271676A patent/JPH06123798A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102348834A (zh) * | 2009-03-10 | 2012-02-08 | 株式会社东芝 | 控制发电设备中水化学的方法和系统 |
| US9758880B2 (en) | 2009-03-10 | 2017-09-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and system for controlling water chemistry in power generation plant |
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