JPH10307197A - Reactor power plant - Google Patents

Reactor power plant

Info

Publication number
JPH10307197A
JPH10307197A JP9118402A JP11840297A JPH10307197A JP H10307197 A JPH10307197 A JP H10307197A JP 9118402 A JP9118402 A JP 9118402A JP 11840297 A JP11840297 A JP 11840297A JP H10307197 A JPH10307197 A JP H10307197A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power plant
nuclear power
neutrons
activation
radioactive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9118402A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Uruma
裕 閏間
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9118402A priority Critical patent/JPH10307197A/en
Publication of JPH10307197A publication Critical patent/JPH10307197A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attempt no spacial dose and reduce exposure of workers by using materials of elements which are little activated by neutron to be radioactives for core structure material and the like. SOLUTION: For core structure materials and the like in high neutron irradiation field, materials with elements with little activated by neutron to be radioactives are used. That is, materials consisting of at least one of elements chosen from element group of Be, C, Si, P, S, Ca, Re, Pt, Tl, Pb and Bi are used. Or a material consisting of elements capable of reducing the fraction of isotope element activated by neutron to be radioactives are used. For example in laser cladding, powder of these elements is solved in binder to be pastelike, which is spread on an object part and melted by irradiation with laser beam 1 to form a clad alloy layer 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電プラン
トに係わり、特に機器や配管への付着放射能量が低減さ
れ、結果的に定期検査などの際の作業員の被曝線量の低
減が可能となる原子力発電プラントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear power plant, and in particular, to reduce the amount of radioactivity adhering to equipment and pipes, and as a result, it becomes possible to reduce the radiation dose to workers during periodic inspections and the like. Related to a nuclear power plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に原子力発電プラントにおいては、 1)中性子の高照射下にある炉心構造材が放射化され、
その一部が原子炉水に溶解して水中に放出される放射
能、あるいは 2)原子炉内の構造材から発生した腐食生成物、または
給水系や復水系の材料の腐食によって発生し原子炉内に
持ち込まれた腐食生成物が、燃料被覆管表面に付着し、
それが中性子の照射により放射性腐食生成物に変換さ
れ、その後溶解や剥離によって原子炉水中に放出される
放射能、もしくは 3)放射性腐食生成物の発生や移行の抑制のために、水
質コントロール等の目的で添加した化学種が、腐食生成
物と同様に燃料被覆管表面に付着し、それが中性子の照
射により放射性物質に変換され、その後溶解や剥離によ
って原子炉水中に放出される放射能、など発生プロセス
が異なるさまざまな放射能が存在している。なお、これ
らの放射能は、溶解現象で放出された場合には主にイオ
ン状で、剥離現象で放出された場合には主に中性原子ま
たは化合物の状態の粒子状で、それぞれ存在する。
2. Description of the Related Art Generally, in a nuclear power plant, 1) a core structural material under high neutron irradiation is activated,
A part of which is dissolved in the reactor water and released into the water; or 2) corrosion products generated from structural materials in the reactor, or corrosion of materials in the water supply system or condensate system, The corrosion products brought into the inside adhere to the fuel cladding surface,
It is converted into radioactive corrosion products by irradiation with neutrons and then released into the reactor water by dissolution or exfoliation; or 3) water quality control, etc., to suppress the generation and migration of radioactive corrosion products. The chemical species added for the purpose adheres to the fuel cladding surface in the same way as the corrosion products, and is converted into radioactive materials by neutron irradiation, and then released into the reactor water by dissolution or separation, etc. There are various types of radioactivity that have different generation processes. The radioactivity is mainly in the form of ions when released by the dissolution phenomenon, and is mainly in the form of neutral atoms or particles in the form of a compound when released by the exfoliation phenomenon.

【0003】これらの放射能の発生プロセスについて、
以下にさらに詳細に説明する。
[0003] Regarding the generation process of these radioactivity,
This will be described in more detail below.

【0004】1)中性子の高照射下にある炉心構造材が
放射化され、その一部が溶解して原子炉水中に放出され
る、放射能の発生プロセスについてBWR(沸騰水型軽
水炉)発電プラントにおいて、このような放射能を発生
・放出する代表的な炉心構造材としては、制御捧のピン
とローラ材が挙げられる。制御棒は原子炉の出力調整、
出力分布調整を行なう極めて重要な機器であり、この制
御棒の挿入または引き抜きを確実にかつ滑らかに行なわ
せる役割を、ピンとローラ材とが受け持っている。ピン
およびローラ材には、耐摩耗性や高温高圧水中での耐食
性が要求されるばかりでなく、耐衝撃性および耐熱衝撃
性も要求されるため、Fe基合金やNi基合金と比べて
耐食性および耐摩耗性に極めて優れているコバルト基合
金のステライトが、従来から用いられていた。
[0004] 1) Regarding a process of generating radioactivity, a core structure material under high irradiation of neutrons is activated, a part of which is dissolved and released into reactor water, and a BWR (boiling water light water reactor) power plant In this regard, typical core structural materials that generate and emit such radioactivity include control-dedicated pins and roller materials. Control rods control reactor power,
This is a very important device for adjusting the power distribution, and the role of the pin and the roller material is to ensure that the control rod is inserted or pulled out reliably and smoothly. Pin and roller materials are required not only to have wear resistance and corrosion resistance in high-temperature and high-pressure water, but also to have impact resistance and thermal shock resistance. Stellite, which is a cobalt-based alloy having extremely excellent wear resistance, has been conventionally used.

【0005】しかし、このようなピンおよびローラ材の
設置部位は中性子の高照射場にあるため、ステライト中
のコバルトは、以下の核反応により放射性の60Coに変
換する。
However, the installation site of such pins and rollers material due to the high irradiation field neutrons, cobalt in stellite, the following nuclear reaction is converted to 60 Co radioactive.

【0006】59Co(n、γ)60Co ところで、ピンおよびローラ材中の60Coは、使用に伴
いその一部が溶解して原子炉水中に放出されるばかりで
なく、制御棒の駆動により衝撃力が加わるため、「かじ
り」によって材料の一部が剥離することも考えられる。
[0006] 59 Co (n, γ) 60 Co Meanwhile, 60 Co in the pin and roller material is not only a portion thereof with use is released to the reactor water and dissolved by the drive of the control rod Since an impact force is applied, a part of the material may be peeled off due to “galling”.

【0007】そして、60Coは半減期が 5.2年と長く、
かつ放出するγ線のエネルギーが 1.17MeVと 1.33MeVと
高いため、現行のBWRやPWR(加圧水型軽水炉)発
電プラントにおいて、作業員が被曝を受ける主要な線源
となっている。ステライトはこのコバルト元素を50重量
%以上含むため、接液面積は少ないながらも、60Coの
発生源となる率が大きいものと考えられている。
[0007] Then, 60 Co has a long half-life of 5.2 years,
In addition, since the energy of the emitted gamma rays is as high as 1.17 MeV and 1.33 MeV, it is the main radiation source to which workers are exposed in the current BWR and PWR (pressurized water reactor) power plants. Since Stellite, including the cobalt element 50 wt% or more, wetted area while small, are believed large 60 Co sources become rate of.

【0008】2)原子炉内の構造材から発生した腐食生
成物、または給水系や復水系材料の腐食によって発生し
原子炉内に持ち込まれた腐食生成物が、燃料被覆管表面
に付着して、中性子の照射により放射性腐食生成物に変
換され、その後溶解や剥離によって原子炉水中に放出さ
れる、放射能の発生プロセスについてBWR発電プラン
トにおいて、このような放射能の付着・放出を行なう代
表的な構造材料は、抽気管、復水器、復水系配管などに
用いられる炭素鋼と、給水加熱器、炉内構造材などに多
用されているステンレス鋼およびニッケル基合金であ
る。
[0008] 2) Corrosion products generated from structural materials in the reactor or corrosion products generated by corrosion of water supply and condensate materials brought into the reactor adhere to the surface of the fuel cladding tube. The process of generating radioactivity, which is converted into radioactive corrosion products by irradiation with neutrons and then released into the reactor water by dissolution and separation, is a typical example of the deposition and release of such radioactivity in a BWR power plant. Examples of suitable structural materials include carbon steel used for bleed pipes, condensers, and condensate piping, and stainless steel and nickel-based alloys that are frequently used for feed water heaters, structural materials in furnaces, and the like.

【0009】これらの材料を起源とした放射性腐食生成
物の発生過程を、以下に示す。
The process of generating radioactive corrosion products originating from these materials is described below.

【0010】すなわち、炭素鋼から鉄イオンが放出さ
れ、ステンレス鋼からニッケルイオンとコバルトイオン
が、ニッケル基合金からも同様にニッケルイオンとコバ
ルトイオンがそれぞれ放出される。そして、水中に放出
されたこれらの腐食生成物は、給水系や復水系が発生部
位である場合は、水の流れに沿って移行し原子炉内に持
ち込まれる。原子炉内に持ち込まれた腐食生成物は、炉
内構造材から発生した腐食生成物とともに、燃料表面に
おいて以下のような反応により複合酸化物となる 。 2Fe2++Ni2++Η2 O→NiFe2 4 +Η2 +6Η+ ……( I) 2Fe2++Co2++Η2 O→CoFe2 4 +Η2 +6Η+ ……(II) なお、これらの複合酸化物は、燃料表面で鉄イオンが共
存しない場合には、原則的に生成し得ない。
That is, iron ions are emitted from carbon steel, nickel ions and cobalt ions are emitted from stainless steel, and nickel ions and cobalt ions are similarly emitted from nickel-based alloys. Then, when the water supply system or the condensate system is the generation site, these corrosion products released into the water migrate along the flow of the water and are brought into the reactor. Corrosion products brought into the reactor together with corrosion products generated from structural materials inside the reactor become complex oxides on the fuel surface by the following reaction. 2Fe 2+ + Ni 2+ + Η 2 O → NiFe 2 O 4 + Η 2 + 6Η + ... (I) 2Fe 2+ + Co 2+ + Η 2 O → CoFe 2 O 4 + Η 2 + 6Η + ... (II) In the case where iron ions do not coexist on the fuel surface, composite oxides cannot be generated in principle.

【0011】燃料表面で生成されたこれらの複合酸化物
は、中性子の高照射を受けて、例えば以下の核反応によ
り生成した58Co、60Co、54Mnなどを含む放射性腐
食生成物となる。
[0011] These composite oxides produced on the fuel surface are subjected to high neutron irradiation to become radioactive corrosion products containing 58 Co, 60 Co, 54 Mn, etc. produced by the following nuclear reactions.

【0012】58Ni(n、p)58Co59 Co(n、γ)60Co54 Fe(n、p)54Mn 3)放射性腐食生成物の発生や移行を抑制するため、水
質コントロール等を目的として添加した化学種が、腐食
生成物と同様に燃料被覆管表面に付着して、中性子の照
射により放射性物質に変換され、その後溶解や剥離によ
って原子炉水中に放出される、放射能の発生プロセスに
ついてプラントの構造材料から付随的に放射能が発生す
るばかりでなく、水質コントロール等の目的で添加した
化学種から放射能が発生する場合もある。
[0012] 58 Ni (n, p) 58 Co 59 Co (n, γ) 60 Co 54 Fe (n, p) 54 Mn 3) To control the generation and transfer of radioactive corrosion products, for water quality control, etc. The chemical species added as fuel adheres to the surface of the fuel cladding in the same way as the corrosion products, is converted into radioactive materials by neutron irradiation, and is then released into the reactor water by dissolution and exfoliation. Regarding the above, not only radioactivity is incidentally generated from the structural materials of the plant, but also radioactivity may be generated from chemical species added for the purpose of water quality control or the like.

【0013】例えば特許登録 1654414号として、「放射
性イオンを含む冷却材と接触する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
卜の運転中に、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」が開示されて
いる。
[0013] For example, as a patent registration No. 1654414, "In a method for suppressing the attachment of radioactive ions to a structural material that comes into contact with a coolant containing radioactive ions, a metal ion contained in the coolant during operation of a nuclear power plant is disclosed. Is measured, and Mg, Cr, V, Ti, Cu, and so on are determined so that the amount of metal ions in the coolant becomes a predetermined value based on the measured value.
A method for suppressing the adhesion of radioactive ions, characterized by injecting at least one metal ion selected from the group consisting of Ni, Zn, and Cd into the coolant.

【0014】本発明者らは、この特許の記載内容に沿っ
て同様な試験を行い、その有効性の確認とそのメカニズ
ムの解明を図った。その結果、この方法は、イオン状の
放射能が、構造材の腐食に伴い腐食皮膜中に取り込まれ
る過程で、放射性イオンの取り込み速度が、共存する金
属イオン種との競争反応によって支配される原理を利用
していることが明らかになった。つまり、腐食皮膜中へ
のイオンの取り込みは、程度の差はあるが、溶液中での
放射性イオンとその他の共存イオン種との濃度比によっ
て支配され、共存イオン種の濃度が高いと、結果的に腐
食皮膜中への放射性イオンの取り込み量が抑制される。
The present inventors conducted a similar test in accordance with the contents of this patent, and confirmed the effectiveness and elucidated the mechanism. As a result, this method is based on the principle that the rate of incorporation of radioactive ions is governed by a competitive reaction with coexisting metal ion species in the process where ionic radioactivity is incorporated into the corrosion film along with corrosion of structural materials. It became clear that we used. In other words, the incorporation of ions into the corrosion film is, to varying degrees, governed by the concentration ratio of radioactive ions and other coexisting ionic species in the solution. In addition, the amount of radioactive ions taken into the corrosion film is suppressed.

【0015】このような原理から、原子力発電プラント
においては、放射性腐食生成物の発生や移行を抑制する
ために、意図的に化学種を添加する場合がある。
From such a principle, in a nuclear power plant, a chemical species may be intentionally added in order to suppress generation and transfer of radioactive corrosion products.

【0016】さらに、次のような目的で化学種を加える
場合もある。すなわち、一般に金属材料の腐食は、pΗ
を高くすることによって減少することが知られている
が、燃料被覆管表面で沸騰現象が生じる原子炉型では、
その部位で濃縮現象が発生するため、pΗを上げた場合
には、燃料被覆管の水質環境が冷却材中と比較して極端
に高いpH条件となり、アルカリ割れなどによって破損
する危険性がある。
Furthermore, chemical species may be added for the following purposes. That is, generally, corrosion of a metal material is pΗ
Is known to decrease by increasing the pressure, but in the reactor type where the boiling phenomenon occurs on the fuel cladding tube surface,
Since the enrichment phenomenon occurs at the site, when the pΗ is increased, the water quality environment of the fuel cladding tube becomes extremely high pH condition as compared with that in the coolant, and there is a risk that the fuel cladding tube may be damaged by alkali cracking or the like.

【0017】そこで、本発明者等は、原子力発電プラン
トの運転中の水質データの中でpΗ値に注目し、その値
と燃料被覆管の破損例との相関性について蓄積された膨
大なデータを検証し、「BWRにおいては、冷却材中の
pΗが少なくとも25℃換算で8.6以下のアルカリ水質条
件であれば、燃料被覆管の健全性に影響がない」との結
論に達した。したがって、このようなアルカリ水質条件
を保持するために、冷却材に化学種を加える場合があ
る。
Therefore, the present inventors have focused on the pΗ value in the water quality data during the operation of the nuclear power plant, and have collected enormous data accumulated on the correlation between the value and the damage example of the fuel cladding tube. It has been verified and concluded that "in BWR, alkaline water quality conditions where p 冷却 in the coolant is at least 8.6 or less in terms of 25 ° C. do not affect the soundness of the fuel cladding tube." Therefore, in order to maintain such alkaline water quality conditions, a chemical species may be added to the coolant.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】前記した1)、2)、
3)のプロセスを経てそれぞれ発生した放射能は、一次
冷却材を媒体としてプラントの一次系全領域に達し、各
系統を汚染させることになる。また、一次冷却材の接液
部は、ほとんど金属材料で構成されているので、汚染現
象を局所的に見れば、金属材料に放射能が取り込まれる
現象に他ならない。
The above problems 1), 2),
The radioactivity generated through the process 3) reaches the entire primary system of the plant using the primary coolant as a medium and contaminates each system. In addition, since the liquid contact portion of the primary coolant is almost made of a metal material, if the contamination phenomenon is locally observed, it is nothing but a phenomenon in which radioactivity is taken into the metal material.

【0019】ここで、粒子状の放射能の取り込みは、主
に金属材料表面における物理的な吸着や重力沈降による
付着により行われ、一方イオン状の放射能は、金属材料
が腐食される際に、表面に生成される腐食皮膜中に酸化
物として共析したり、あるいは同位体交換反応により取
り込まれたりする。
Here, the incorporation of particulate radioactivity is mainly carried out by physical adsorption on the surface of the metal material or adhesion by gravity sedimentation, while ionic radioactivity is produced when the metal material is corroded. It is eutectoid as an oxide in a corrosion film formed on the surface or is taken in by an isotope exchange reaction.

【0020】例えば60Co2+は、鉄鋼材料の腐食に伴
い、次の2つの式(III)、(IV)で示される反応によ
り、腐食皮膜中に取り込まれると考えられる。
For example, it is considered that 60 Co 2+ is taken into the corrosion film by the reaction represented by the following two formulas (III) and (IV) with the corrosion of the steel material.

【0021】 2Fe2+60Co2++Η2 O→60CoFe2 4 +Η2 +6Η+ ……(III) 60Co2++CoFe2 4 →Co2+60CoFe2 4 ……(IV) このようにして、一次冷却材と接する金属材料は放射能
を取り込み、その量は、腐食皮膜の成長によって経年的
に増加する量と、取り込まれた放射能が放射性壊変によ
り減少する速度とがバランスするまで、増加の一途をた
どることになる。そして、配管や機器の表面に放射能が
蓄積されると、空間線量率が高まり、付近で作業を行な
う作業員の被曝線量が増加し、ひいては、プラントの定
期検査期間における総被曝線量(トータルマンシーベル
ト)を押し上げることになる。その結果、必要な作業員
数の増加とそれによる定期検査の費用増大や検査期間の
延長を招くばかりでなく、被曝自体が大きな社会的問題
を提起し、新規プラントの建設にも支障をきたすという
問題があり、そのような背景から、放射能の発生および
付着を抑制する方法や、一旦付着した放射能を除去する
方法(除染方法)などが精力的に研究されている。
[0021] 2Fe 2+ + 60 Co 2+ + Η 2 O → 60 CoFe 2 O 4 + Η 2 + 6Η + ...... (III) 60 Co 2+ + CoFe 2 O 4 → Co 2+ + 60 CoFe 2 O 4 ...... ( IV) In this way, the metallic material in contact with the primary coolant takes up radioactivity, the amount of which increases over time due to the growth of the corrosion film, and the rate at which the incorporated radioactivity decreases due to radioactive decay. Will continue to increase until the balance is reached. When radioactivity accumulates on the surfaces of pipes and equipment, the air dose rate increases, the radiation dose to workers working nearby increases, and the total radiation dose during the periodic inspection of the plant (total man- Belt). As a result, not only does the number of required workers increase, thereby increasing the cost of periodic inspections and the inspection period, but also the exposure itself poses a serious social problem and hinders the construction of new plants. From such a background, methods for suppressing generation and adhesion of radioactivity and methods for removing radioactivity once adhered (decontamination method) have been energetically studied.

【0022】前記した放射能の発生および移行の挙動を
総括的に検討することにより、放射能の一次系配管表面
や機器表面への付着に伴う空間線量率の上昇を抑制する
ための対策として、(1)放射能を発生させない、(2)放射
能を発生部位に止め、炉水中ヘ移行させない、(3)炉水
中に移行した放射能を除去し、炉水中濃度を高めない、
(4)放射能を配管や機器の表面に付着させない、(5)付着
した放射能を除去する、などの方法が考えられることが
わかった。これらの各方法について種々の提案がなされ
ており、実機に適用された技術もあるが、被曝低減の究
極の目的である被曝ゼロ化を達成するためには、未だ効
果的な方法が得られていないのが現状である。
By comprehensively examining the behavior of the generation and transfer of the above-mentioned radioactivity, as a measure for suppressing an increase in the air dose rate due to the adhesion of the radioactivity to the primary system piping surface or equipment surface, (1) do not generate radioactivity, (2) stop the radioactivity at the site of generation, do not transfer to the reactor water, (3) remove the radioactivity transferred to the reactor water, do not increase the concentration in the reactor water,
It was found that (4) radioactivity could not be attached to the surfaces of pipes and equipment, and (5) the radioactivity that had adhered could be removed. Various proposals have been made for each of these methods, and some techniques have been applied to actual equipment.However, effective methods have yet to be obtained in order to achieve zero exposure, which is the ultimate goal of exposure reduction. There is no present.

【0023】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、放射能を発生させないという観点に立って空間
線量率のゼロ化を図り、作業員等の被曝を低減し得る原
子力発電プラントを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these circumstances, and from the viewpoint of not generating radioactivity, a nuclear power plant capable of reducing the radiation dose to workers and the like by reducing the air dose rate to zero. The purpose is to provide.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明の原
子力発電プラントは、中性子の高照射場にある炉心構造
材として、中性子による放射化により放射能となること
の少ない元素からなる材料を用いることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a nuclear power plant comprising, as a core structural material in a high neutron irradiation field, a material comprising an element which is less likely to become radioactive by activation by neutrons. Is used.

【0025】第2の発明の原子力発電プラントは、腐食
生成物の発生部位を構成する構造材として、前記腐食生
成物が原子炉内に持ち込まれた場合に、中性子による放
射化により放射能となることの少ない元素からなる材料
を用いることを特徴とする。第3の発明の原子力発電プ
ラントは、水質コントロールの目的で炉水に添加される
化学種として、中性子による放射化により放射能となる
ことの少ない元素からなる化学種を用いることを特徴と
する。
In the nuclear power plant according to the second aspect of the present invention, when the corrosion product is introduced into a nuclear reactor, it becomes radioactive by neutron activation when the corrosion product is introduced into the nuclear reactor. It is characterized by using a material made of an element that rarely occurs. A nuclear power plant according to a third aspect of the present invention is characterized in that as a chemical species added to reactor water for the purpose of water quality control, a chemical species composed of an element that is less likely to become radioactive due to activation by neutrons is used.

【0026】第4の発明の原子力発電プラントは、中性
子の高照射場にある炉心構造材として、中性子による放
射化により放射能となる同位体元素の割合を減少させた
元素からなる材料を用いることを特徴とする。
In the nuclear power plant according to the fourth aspect of the present invention, as a core structural material in a high neutron irradiation field, a material composed of an element having a reduced proportion of an isotope element which becomes radioactive by activation by neutrons is used. It is characterized by.

【0027】第5の発明の原子力発電プラントは、腐食
生成物の発生部位を構成する構造材として、前記腐食生
成物が原子炉内に持ち込まれた場合に、中性子による放
射化により放射能となる同位体元素の割合を減少させた
元素からなる材料を用いることを特徴とする。
In the nuclear power plant according to the fifth aspect of the present invention, when the corrosion product is introduced into a nuclear reactor, it becomes radioactive by neutron activation when the corrosion product is introduced into a nuclear reactor. It is characterized by using a material made of an element having a reduced isotope ratio.

【0028】第6の発明の原子力発電プラントは、水質
コントロールの目的で原子炉水に添加される化学種とし
て、中性子による放射化により放射能となる同位体元素
の割合を減少させた元素からなる化学種を用いることを
特徴とする。
The nuclear power plant according to the sixth aspect of the present invention comprises, as a chemical species added to reactor water for the purpose of water quality control, an element having a reduced proportion of an isotope element which becomes radioactive by activation by neutrons. It is characterized by using a chemical species.

【0029】本発明の原子力発電プラントにおいては、
以下に示す放射能の発生プロセスのそれぞれに対して、
適切な発生抑制手段が施される。
In the nuclear power plant according to the present invention,
For each of the following radioactivity generation processes:
Appropriate generation suppression means are provided.

【0030】すなわち、 1)中性子の高照射下にある炉心構造材が放射化され、
その一部が溶解して原子炉水中に放出される、放射能の
発生プロセスに対して制御棒を駆動するピンとローラ材
のように、中性子の高照射下にある炉心構造材が放射化
され、その一部が原子炉水に溶解して炉水中に放出され
ることによる放射能の発生を抑制するには、次の2つの
方法がある。すなわち、1つの方法は、( i)中性子の
高照射場にある炉心構造材として、中性子による放射化
により放射能となることの少ない元素からなる材料を用
いる方法であり、別の方法は、(ii)中性子の高照射場
にある炉心構造材として、同位体比の調整により、中性
子による放射化により放射能となる同位体元素の割合
(構成比)を減少させた元素からなる材料を用いる方法
である。
That is: 1) The core structural material under high neutron irradiation is activated,
Core structure materials under high irradiation of neutrons are activated, such as pin and roller materials that drive control rods for the process of generating radioactivity, part of which is released into the reactor water, There are the following two methods to suppress the generation of radioactivity due to a part of the radioactivity being dissolved in the reactor water and released into the reactor water. That is, one method is (i) a method using a material made of an element that is less likely to become radioactive due to activation by neutrons as a core structure material in a high neutron irradiation field, and another method is ( ii) A method using a core material in a high neutron irradiation field, which is made of an element in which the proportion (constituent ratio) of the isotope element that becomes radioactive by activation by neutrons is reduced by adjusting the isotope ratio. It is.

【0031】まず( i)の方法については、アイソトー
プ便覧等により元素ごとに中性子との核反応を検証する
ことによって、対象元素を選定することができる。この
とき、(n、γ)反応がないこと、または例えあっても
発生する放射能の放出するγ線のエネルギーが低いこ
と、あるいは発生する放射能の半減期が短いこと、など
が選定の基準となる。これらのスクリーニングを行なっ
た結果、中性子による放射化によって放射能となること
の少ない元素として、Be、C、Si、P、S、Ca、
Ti、Re、Pt、Tl、Pb、Biが選択された。し
たがって、制御棒のピンとローラ材のように、中性子の
高照射場にある炉心構造材は、これらの元素群から選ば
れる少なくとも1種の元素からなる材料により構成する
ことが望ましい。
First, in the method (i), a target element can be selected by verifying a nuclear reaction with a neutron for each element by using an isotope handbook or the like. At this time, the selection criteria are that there is no (n, γ) reaction, or that the generated radioactivity emits low γ-ray energy, if any, or that the generated radioactivity has a short half-life. Becomes As a result of performing these screenings, Be, C, Si, P, S, Ca, as elements that are less likely to become radioactive due to activation by neutrons,
Ti, Re, Pt, Tl, Pb and Bi were selected. Therefore, it is desirable that the core structure material in the high neutron irradiation field, such as the control rod pin and the roller material, be made of a material composed of at least one element selected from these element groups.

【0032】次に(ii)の方法において、「同位体比を
調整する」ことについて、亜鉛を例として説明する。
Next, "adjustment of isotope ratio" in the method (ii) will be described by taking zinc as an example.

【0033】自然界には、64Zn、66Zn、67Zn、68
Zn、70Znの5種類のZnの安定同位体が、それぞれ
48.6、27.9、 4.1、18.8、 0.6%の割合で存在する。そ
して、中性子の高照射場にある原子炉圧力容器内の構造
材として、ZnまたはΖnを含む材料を用いた場合に
は、以下の核反応により放射性物質(65Zn、69Zn、
71Zn)が新たに発生する。
In nature, 64 Zn, 66 Zn, 67 Zn, 68
Five stable isotopes of Zn, Zn and 70 Zn, respectively
It is present at 48.6, 27.9, 4.1, 18.8, and 0.6%. When a material containing Zn or Δn is used as a structural material in a reactor pressure vessel in a high neutron irradiation field, a radioactive substance ( 65 Zn, 69 Zn,
71 Zn) is newly generated.

【0034】64Zn(n、γ)65Zn68 Zn(n、γ)69Ζn70 Zn(n、γ)71Zn このとき、同位体比を調整し、Znの安定同位体のうち
64Ζn、68Zn、70Znをそれぞれ除き、66Znと67
Znの一方または両方からなるZnを用いれば、亜鉛を
構造材に使用したことによって発生する二次的な放射能
を全くなくし、所期の目的を達成することができる。
64 Zn (n, γ) 65 Zn 68 Zn (n, γ) 69 Ζn 70 Zn (n, γ) 71 Zn At this time, the isotope ratio is adjusted, and 64 Ζn among the stable isotopes of Zn , 68 Zn and 70 Zn, respectively, 66 Zn and 67 Zn
If Zn composed of one or both of Zn is used, secondary radioactivity generated by using zinc as a structural material can be completely eliminated, and the intended purpose can be achieved.

【0035】中性子の放射化により放射能となる同位体
元素の構成比の低減を、前述の同位体比の調整により行
なうことができる元素としては、Li、B、Mg、V、
Cr、Fe、Ni、Zn、Ge、Se、Sr、Zr、M
o、Ru、Pd、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、L
a、Νd、Sm、Εr、Yb、Ηf、W、Os、Ηgが
あり、本発明においては、中性子の高照射場にある炉心
構造材を、これらの元素群から選ばれる少なくとも1種
の元素からなる材料により構成することが望ましい。な
お、実際の発電プラントへの適用においては、コストと
得られる効果との関係から、放射化により二次的な放射
能を発生する有害な同位体でも、必ずしも完全に除去す
る必要がない。
Elements which can reduce the composition ratio of the isotope element which becomes radioactive by neutron activation by adjusting the isotope ratio include Li, B, Mg, V, and
Cr, Fe, Ni, Zn, Ge, Se, Sr, Zr, M
o, Ru, Pd, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, L
a, Νd, Sm, Εr, Yb, Ηf, W, Os, Ηg, and in the present invention, the core structural material in the high irradiation field of neutrons is prepared from at least one element selected from these element groups. It is desirable to be composed of such materials. In application to an actual power plant, it is not always necessary to completely remove harmful isotopes that generate secondary radioactivity due to activation, due to the relationship between cost and the effect obtained.

【0036】また、1)中性子の高照射下にある炉心構
造材の放射化による放射能の発生を抑制するため、(
i)および(ii)の方法を採る場合においては、対象と
する部材全体を前記した元素からなる材料(以下、当該
材料と示す。)により構成することが望ましいが、対象
部材の接液表面から一定の厚さの層に対してのみ、この
ような方法を適用することもできる。その場合、より内
側の部分の放射化は避けられないが、接液部分における
放射化は全くないか、もしくは極めて少ないため、炉水
中へ移行する放射能量は極めて少量となる。内側部分に
ついては、従来から使用されている材料に限らず、より
安価な材料とすることも可能である。
1) In order to suppress the generation of radioactivity due to the activation of core structural materials under high neutron irradiation,
In the case of employing the methods i) and (ii), it is preferable that the entire target member is made of a material made of the above-described element (hereinafter, referred to as the material). Such a method can be applied only to a layer having a constant thickness. In that case, activation of the inner part is inevitable, but activation is very little or very little in the liquid contact part, so that the amount of radioactivity transferred into the reactor water is extremely small. The inner portion is not limited to a conventionally used material, but may be a less expensive material.

【0037】ここで、当該材料を適用する接液表面から
の厚さは、使用する材料により異なるが、本発明者らが
実施してきたBWR炉心模擬水質による材料腐食試験の
結果によれば、 5mm程度の厚さとすることが望ましい。
これは、プラントの寿命を40年とし、BWR炉心水質が
かなり酸化性の雰囲気であることを加味して、合理的に
算出した値である。また、接液表面から一定の厚さの部
分に当該材料を適用する施工方法としては、レーザーク
ラッディング、メッキ、ドライプレーティング、溶射、
イオン注入、ライニング等の方法を挙げることができ
る。
Here, the thickness from the liquid contact surface to which the material is applied varies depending on the material to be used. According to the result of a material corrosion test using a BWR core simulated water quality conducted by the present inventors, the thickness is 5 mm. It is desirable to have a thickness of the order.
This is a value calculated rationally considering that the life of the plant is 40 years and that the BWR core water quality is a considerably oxidizing atmosphere. In addition, as a method of applying the material to a portion having a certain thickness from the liquid contact surface, laser cladding, plating, dry plating, thermal spraying,
Examples of the method include ion implantation and lining.

【0038】さらに、( i)および(ii)の方法を適用
する時期としては、プラントの建設時に適用すれば、プ
ラントの運転初期から絶大な被曝低減効果を期待するこ
とができるが、既設プラントに対しても適用することが
できる。運転開始から相当期間を経過した既設プラント
では、例えばプラントの定期検査の際に実施すること
で、それ以降の期間における被曝低減効果が期待でき
る。
Further, when the methods (i) and (ii) are applied during the construction of a plant, a great reduction in exposure can be expected from the initial operation of the plant. The same can be applied. In an existing plant that has passed a considerable period from the start of operation, for example, by performing the inspection at the time of a periodic inspection of the plant, an effect of reducing the exposure in the subsequent period can be expected.

【0039】2)原子炉内の構造材から発生した腐食生
成物、または給水系や復水系材料の腐食によって発生し
原子炉内に持ち込まれた腐食生成物が、燃料被覆管表面
に付着して、中性子の照射により放射性腐食生成物に変
換され、その後溶解や剥離によって原子炉水中に放出さ
れる、放射能の発生プロセスに対して燃料表面で、前記
(I)、(II)の反応によって生成された複合酸化物
(NiFe2 4 、CoFe2 4 )を起源とする放射
性腐食生成物の発生を抑制するには、鉄イオンまたは鉄
クラッドの原子炉内への持ち込みを抑制することが重要
である。
2) Corrosion products generated from structural materials in the reactor, or corrosion products generated by corrosion of water supply and condensate materials and brought into the reactor, adhere to the surface of the fuel cladding tube. It is converted into radioactive corrosion products by irradiation of neutrons and then released into the reactor water by dissolution or exfoliation. In order to suppress the generation of radioactive corrosion products originating from the synthesized composite oxides (NiFe 2 O 4 , CoFe 2 O 4 ), it is important to suppress the introduction of iron ions or iron cladding into the reactor. It is.

【0040】そして、原子炉内の構造材または給水系や
復水系の材料である炭素鋼、ステンレス鋼、ニッケル基
合金などからの放射性腐食生成物の発生を抑制するに
は、これらの材料に対して、以下に示す代替材料を使用
する方法がある。1つの方法は、( i)腐食生成物の発
生部位における構造材として、腐食生成物が原子炉内に
持ち込まれても、中性子の放射化により放射能となるこ
との少ない元素からなる材料を用いる方法であり、別の
方法は、(ii)腐食生成物の発生部位における構造材と
して、同位体比の調整により、腐食生成物が原子炉内に
持ち込まれても、中性子の放射化により放射能となる同
位体元素の割合を減少させた元素からなる材料を用いる
方法である。
In order to suppress the generation of radioactive corrosion products from carbon steel, stainless steel, nickel-base alloys, etc., which are structural materials in the reactor or water supply and condensate materials, these materials must be used. Then, there is a method using the following alternative materials. One method is to use (i) a material made of an element that is less likely to become radioactive due to activation of neutrons even when the corrosion product is brought into the reactor, as a structural material at the site where the corrosion product is generated. Another method is (ii) as a structural material at the site where corrosion products are generated, even if corrosion products are brought into the reactor by adjusting the isotope ratio, even if the corrosion products are brought into the reactor, the neutrons will activate the radioactivity. In this method, a material made of an element having a reduced proportion of an isotope element is used.

【0041】そして、これらの方法を採る場合、前記し
た1)のプロセスによる放射能の発生を抑制する場合と
同様に、中性子による放射化によって放射能となること
の少ない元素としては、Be、C、Si、P、S、C
a、Ti、Re、Pt、Tl、Pb、Biの元素群から
選択される元素を使用することができ、中性子の放射化
により放射能となる同位体元素の構成比の減少を、同位
体比の調整により行なうことができる元素としては、L
i、B、Mg、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Ge、S
e、Sr、Zr、Mo、Ru、Pd、Cd、Sn、S
b、Te、Ba、La、Νd、Sm、Εr、Yb、Η
f、W、Os、Ηgの元素群から選択される元素を使用
することができる。
When these methods are employed, as in the case of suppressing the generation of radioactivity by the above-mentioned process 1), the elements which are less likely to become radioactive by activation by neutrons are Be and C. , Si, P, S, C
a, an element selected from the group consisting of Ti, Re, Pt, Tl, Pb, and Bi can be used. The decrease in the composition ratio of the isotope element which becomes radioactive by neutron activation can be determined by the isotope ratio The elements that can be adjusted by adjusting
i, B, Mg, V, Cr, Fe, Ni, Zn, Ge, S
e, Sr, Zr, Mo, Ru, Pd, Cd, Sn, S
b, Te, Ba, La, Νd, Sm, Εr, Yb, Η
An element selected from the group consisting of f, W, Os, and Δg can be used.

【0042】また、( i)および(ii)の方法を腐食生
成物の発生部位に適用する場合においては、対象部材の
接液表面から一定の厚さの層に対してのみ適用すること
が望ましい。すなわち、内側部分については、使用上の
問題がなければより安価な材料に変更することがコスト
的に望ましい。ここで、当該材料を適用する接液表面か
らの厚さは、使用する材料とその適用部位により異なる
が、炉内構造材以外の部位においては、本発明者らが実
施してきたBWR給水系や復水系の模擬水質による材料
腐食試験の結果から、 2mm程度の厚さとすることが望ま
しい。これは、プラントの寿命を40年とし、BWR給水
水や復水系水質が炉心水質と比較してマイルドな腐食環
境であることを加味し、合理的に算出した値である。ま
た、炉内構造材においても、水質環境が炉心水質より若
干マイルドであることから、接液表面から 2mm程度の厚
さに適用することで、同様に対応することができる。ま
た、接液表面から一定の厚さの部分に当該材料を適用す
る施工方法としては、レーザークラッディング、メッ
キ、ドライプレーティング、溶射、イオン注入、ライニ
ング等の方法を挙げることができる。さらに、( i)お
よび(ii)の方法を適用する時期としては、プラントの
建設時に適用すれば運転初期から絶大な被ばく低減効果
が期待できるが、既設プラントに対し定期検査の際に実
施することもできる。
When the methods (i) and (ii) are applied to a site where a corrosion product is generated, it is desirable to apply the method only to a layer having a certain thickness from the surface in contact with the liquid of the target member. . That is, it is desirable in terms of cost to change the inner portion to a less expensive material if there is no problem in use. Here, the thickness from the liquid contact surface to which the material is applied is different depending on the material to be used and the application site. However, at a site other than the structural material inside the furnace, the BWR water supply system and the Based on the results of a material corrosion test using simulated water quality of the condensate system, it is desirable that the thickness be about 2 mm. This is a value calculated rationally considering that the life of the plant is 40 years and that the BWR feedwater and condensate water quality are mildly corrosive in comparison with the core water quality. In addition, since the water quality environment is slightly milder than the core water quality in the in-furnace structural materials, the same can be applied by applying the material to a thickness of about 2 mm from the surface in contact with the liquid. Examples of a method of applying the material to a portion having a certain thickness from the liquid contact surface include methods such as laser cladding, plating, dry plating, thermal spraying, ion implantation, and lining. In addition, when applying the methods (i) and (ii), when applied during the construction of a plant, a significant reduction in exposure can be expected from the early stage of operation. Can also.

【0043】3)放射性腐食生成物の発生や移行の抑制
のために、水質コントロール等の目的で添加した化学種
が、腐食生成物と同様に燃料被覆管表面に付着し、中性
子の照射により放射性物質に変換され、その後溶解や剥
離によって原子炉水中に放出される、放射能の発生プロ
セスに対して原子力発電プラントにおいては、種々の目
的で意図的に化学種を添加することがあり、その場合に
は、添加した化学種を起源とする放射能の発生等の副次
的な影響が起き得る。このような事態を回避するには、
以下に示す2つの方法を採ることができる。すなわち、
1つの方法は、( i)水質コントロール等の目的で添加
する化学種として、中性子による放射化により放射能と
なることの少ない元素を含むものを用いる方法であり、
もう1つの方法は、(ii)水質コントロール等の目的で
添加する化学種として、同位体比の調整により、中性子
の放射化により放射能となる同位体元素の割合を減少さ
せた元素を含むものを用いる方法である。そして、これ
ら( i)および(ii)の方法を採る場合、中性子の放射
化により放射能となることの少ない元素としては、B
e、C、Si、P、S、Ca、Ti、Re、Pt、T
l、Pb、Biの元素群から選択される元素を使用する
ことができ、中性子の放射化により放射能となる同位体
元素の構成比の減少を、同位体比の調整により行なうこ
とができる元素としては、Li、B、Mg、V、Cr、
Fe、Ni、Zn、Ge、Se、Sr、Zr、Mo、R
u、Pd、Cd、Sn、Sb、Te、Ba、La、Ν
d、Sm、Εr、Yb、Ηf、W、Os、Ηgの元素群
から選択される元素を使用することができる。
3) In order to suppress the generation and migration of radioactive corrosion products, the chemical species added for the purpose of water quality control or the like adheres to the surface of the fuel cladding in the same manner as the corrosion products and becomes radioactive by neutron irradiation. In a nuclear power plant, chemical species may be intentionally added for various purposes to the process of generating radioactivity, which is converted into a substance and then released into the reactor water by melting or exfoliation. Can have side effects such as generation of radioactivity originating from the added chemical species. To avoid this,
The following two methods can be employed. That is,
One method is to use (i) a chemical species to be added for the purpose of water quality control or the like, which contains an element that rarely becomes radioactive by activation with neutrons,
The other method is (ii) a chemical species to be added for the purpose of water quality control, etc., which contains an element in which the proportion of the isotope element which becomes radioactive by neutron activation is reduced by adjusting the isotope ratio. It is a method using. When these methods (i) and (ii) are adopted, the element that is unlikely to become radioactive due to activation of neutrons is B
e, C, Si, P, S, Ca, Ti, Re, Pt, T
An element selected from the group consisting of l, Pb, and Bi can be used, and the composition ratio of an isotope element that becomes radioactive by neutron activation can be reduced by adjusting the isotope ratio. As Li, B, Mg, V, Cr,
Fe, Ni, Zn, Ge, Se, Sr, Zr, Mo, R
u, Pd, Cd, Sn, Sb, Te, Ba, La, Ν
An element selected from the group consisting of d, Sm, Δr, Yb, Δf, W, Os, and Δg can be used.

【0044】そして、原子力発電プラントにおいて、
3)の放射能の発生プロセスに対して( i)および(i
i)の方法を採る場合にあっては、前記した元素を発生
することができる元素発生装置、またはこれらの元素を
注入することができる元素注入装置をプラントに付帯さ
せ、これらの装置の運転により目的を達成することがで
きる。
Then, in the nuclear power plant,
(I) and (i) for the radioactivity generation process of 3)
When the method of i) is adopted, an element generator capable of generating the above-described elements or an element injection apparatus capable of injecting these elements is attached to a plant, and the operation of these apparatuses is performed. The goal can be achieved.

【0045】ここで、元素発生装置としては、前記した
元素群から選択される元素(当該元素)を、金属単体、
酸化物、水酸化物、水素化物、または金属酸塩を含む水
素と酸素の一方もしくは両方を含む化合物のいずれかの
状態とし、高温系に設置して高温水を通水させ、腐食放
出反応により所定の元素濃度を得ることができる構造の
ものを使用することができる。
Here, as the element generator, an element selected from the above-described element group (the element) is used as a simple metal,
Oxides, hydroxides, hydrides, or compounds containing one or both of hydrogen and metal salts, including metal salts, placed in a high-temperature system and passed through high-temperature water, A structure having a structure capable of obtaining a predetermined element concentration can be used.

【0046】また、元素注入装置としては、当該元素
を、金属単体、酸化物、水酸化物、水素化物、または金
属酸塩を含む水素と酸素の一方もしくは両方を含む化合
物としたものを出発物質とし、スラリー状態もしくは溶
液状態に変態させた後、注入ポンプ等を用いて一定量を
添加し、所定の元素濃度を得ることができる構造とした
ものを使用することが望ましい。
Further, the element implanting device may be a device in which the element is a simple metal, an oxide, a hydroxide, a hydride, or a compound containing one or both of hydrogen and oxygen containing a metal salt. After transformation into a slurry state or a solution state, it is preferable to use a structure in which a predetermined amount is added by using an injection pump or the like to obtain a predetermined element concentration.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】以下、本発明の原子力発電プラン
トの実施の形態について説明する。
Embodiments of the nuclear power plant according to the present invention will be described below.

【0048】本発明に係わる原子力発電プラントの実施
例においては、( i)Be、C、Si、P、S、Ca、
Ti、Re、Pt、Tl、Pb、Biのような、中性子
による放射化によって放射能となることの少ない元素群
から選ばれる少なくとも1種の元素からなる材料、ある
いは(ii)Li、B、Mg、V、Cr、Fe、Ni、Z
n、Ge、Se、Sr、Zr、Mo、Ru、Pd、C
d、Sn、Sb、Te、Ba、La、Νd、Sm、Ε
r、Yb、Ηf、W、Os、Ηgのような、同位体比の
調整により、中性子による放射化によって放射能となる
同位体元素の割合を減少させることが可能な元素群から
選ばれる少なくとも1種の元素からなる材料が、中性子
の高照射場にある炉心構造材、または腐食生成物の発生
部位を構成する構造材として使用されており、かつ当該
元素からなる材料(当該材料)が、接液表面から一定の
厚さの層に適用されている。
In the embodiment of the nuclear power plant according to the present invention, (i) Be, C, Si, P, S, Ca,
A material consisting of at least one element selected from the group of elements that rarely become radioactive by activation by neutrons, such as Ti, Re, Pt, Tl, Pb, Bi, or (ii) Li, B, Mg , V, Cr, Fe, Ni, Z
n, Ge, Se, Sr, Zr, Mo, Ru, Pd, C
d, Sn, Sb, Te, Ba, La, {d, Sm,}
At least one selected from a group of elements capable of reducing the proportion of isotopes that become radioactive by activation with neutrons by adjusting the isotope ratio, such as r, Yb, Δf, W, Os, and Δg. A material consisting of a certain element is used as a core structure material in a high neutron irradiation field or a structure material constituting a site where a corrosion product is generated, and a material consisting of the element (the material) is used as a contact material. It is applied to a layer of a certain thickness from the liquid surface.

【0049】そして、このような実施例の原子力発電プ
ラントでは、前記構造材の接液表面において、前記した
当該材料からなる一定の厚さの被覆層が、以下に示すレ
ーザークラッディング、メッキ、ドライプレーティン
グ、溶射、イオン注入、ライニングのうちのいずれかの
方法により形成されている。
In the nuclear power plant of such an embodiment, a coating layer of a certain thickness made of the above-mentioned material is formed on the surface in contact with the structural material with the following laser cladding, plating, and drying. It is formed by any one of rating, thermal spraying, ion implantation, and lining.

【0050】まず、レーザークラッディングにより、一
定の厚さの当該材料からなる層を形成する方法について
説明する。
First, a method of forming a layer made of the material having a constant thickness by laser cladding will be described.

【0051】レーザークラッディングは、図1に示すよ
うに、当該元素の粉末をバインダに溶かしペースト状に
して対象部位に塗布した後、レーザービーム1を照射し
て溶解し、クラッド合金層2を形成する方法である。な
お、図中符号3は母材を示し、4は溶解部を示す。レー
ザー源としては、YAG(Yttrium Aluminium Garnet)
レーザの使用が最も好ましい。また、このようなレーザ
ークラッディング処理は、通常不活性ガス雰囲気で行な
われるが、大気圧中で行なうことも可能である。レーザ
ークラッディング処理を大気圧中で行なった場合には、
入熱によりクラッド合金層2の表面が酸化して皮膜が生
成されるが、このように高温で生成された酸化皮膜は、
皮膜生成温度以下の高温水に晒された場合に、溶解を抑
制する働きがある。このレーザークラッディング法は、
点線源であるため、母材3への影響が少ないという利点
がある。
In the laser cladding, as shown in FIG. 1, a powder of the element is dissolved in a binder, applied in the form of a paste, and then applied to a target portion, and then irradiated with a laser beam 1 to form a clad alloy layer 2. How to In addition, the code | symbol 3 in a figure shows a base material, 4 shows a fusion | melting part. The laser source is YAG (Yttrium Aluminum Garnet)
The use of a laser is most preferred. Further, such a laser cladding treatment is usually performed in an inert gas atmosphere, but may be performed at atmospheric pressure. When laser cladding is performed at atmospheric pressure,
The surface of the clad alloy layer 2 is oxidized by the heat input to form a film, and the oxide film thus generated at a high temperature is
When exposed to high-temperature water at a temperature equal to or lower than the film formation temperature, it has a function of suppressing dissolution. This laser cladding method
Since it is a point source, there is an advantage that the influence on the base material 3 is small.

【0052】次に、当該材料からなる層をメッキにより
形成する方法について説明する。
Next, a method of forming a layer made of the material by plating will be described.

【0053】メッキは、当該元素を対象部位に電気化学
的に析出させる工法であり、対象とする構造材の表面全
体に当該元素からなる層を形成することができる。この
方法では、図2に示すように、当該元素を、硫酸塩、ア
ンモニウム塩、シアン化合物、エチレンジアミン化合
物、EDTA化合物等としてその溶液(電解液5)をメ
ッキ槽6内に満たし、電解液5中に対象部材を浸漬して
施工する。なお、図において、メッキ槽6内には、当該
元素からなる陽極7と陰極8とが設置されており、陽極
7と陰極8との間には所定の直流電圧が印加されてい
る。また、陽極7と陰極8との間には絶縁性の隔膜9が
介装されており、炉心構造材または腐食生成物の発生部
位における構造材のような対象部材は、絶縁性隔膜9の
内側に浸漬されて処理されるようになっている。さら
に、メッキ層の均一化を図るために、メッキ槽6下部に
は空気噴出パイプ10が設けられている。
The plating is a method of electrochemically depositing the element on a target portion, and a layer made of the element can be formed on the entire surface of the target structural material. In this method, as shown in FIG. 2, the element (sulfate, ammonium salt, cyanide, ethylenediamine compound, EDTA compound, etc.) is filled in a plating tank 6 with a solution thereof (electrolyte 5), and The target member is immersed in the work. In the figure, an anode 7 and a cathode 8 made of the element are provided in a plating tank 6, and a predetermined DC voltage is applied between the anode 7 and the cathode 8. An insulating diaphragm 9 is interposed between the anode 7 and the cathode 8, and a target member such as a core structure material or a structural material at a site where a corrosion product is generated is located inside the insulating diaphragm 9. It is soaked and processed. Further, an air ejection pipe 10 is provided below the plating tank 6 in order to make the plating layer uniform.

【0054】次に、ドライプレーティングによる施工方
法について説明する。
Next, a construction method by dry plating will be described.

【0055】ドライプレーティングは、当該元素膜を乾
式で対象部位に形成する工法であり、対象とする構造材
の表面全体に当該元素を付与することができる。ドライ
プレーティングをさらに細かく分類すると、金属を気化
させ固体表面で凝縮させる蒸着法、雰囲気ガス中で気体
放電を起こさせ、蒸発粒子をイオン化し活性にして成膜
するイオンプレーティング法、金属をターゲットとし電
極間に高電圧を印加し放電を起こさせて対象部位に薄膜
を形成するスパッタリング法等がある。
Dry plating is a method in which the element film is formed on a target portion in a dry manner, and the element can be applied to the entire surface of a target structural material. Dry plating can be further subdivided into two categories: vapor deposition in which metal is vaporized and condensed on the solid surface, gas discharge in atmosphere gas, ionization of evaporated particles to activate and form a film, and metal as a target. There is a sputtering method or the like in which a high voltage is applied between electrodes to cause a discharge to form a thin film on a target portion.

【0056】これらのドライプレーティングのうちでス
パッタリング法では、当該元素で形成されたターゲット
を備えたスパッタリング装置により薄膜が形成される。
この装置においては、図3に示すように、ターゲット1
1に対向してホルダー12が配置されており、このホル
ダー12上に対象部材13が載置されている。ターゲッ
ト11およびホルダー12は、絶縁部材14により真空
容器15から絶縁されて配置されており、さらにスパッ
タリング効率を高めるために、ターゲット11とホルダ
ー12の周囲にはシールド16が設けられている。そし
て、ターゲット11には直流電源17によって高電圧が
印加され、ターゲット11を構成する当該元素がプラズ
マ化して対象部材13に付着し、薄膜を形成するように
なっている。
Among these dry platings, in the sputtering method, a thin film is formed by a sputtering apparatus having a target formed of the element.
In this apparatus, as shown in FIG.
1, a holder 12 is arranged, and a target member 13 is placed on the holder 12. The target 11 and the holder 12 are arranged so as to be insulated from the vacuum vessel 15 by the insulating member 14. To further increase the sputtering efficiency, a shield 16 is provided around the target 11 and the holder 12. Then, a high voltage is applied to the target 11 by a DC power supply 17, and the elements constituting the target 11 are turned into plasma and adhere to the target member 13 to form a thin film.

【0057】次に、溶射による施工方法について説明す
る。
Next, an application method by thermal spraying will be described.

【0058】溶射は、当該元素を加熱して溶融またはそ
れに近い状態にし、構造材の対象部位に吹き付けて皮膜
を形成する工法である。対象とする構造材への溶射にあ
たっては、最も高温状態が得られ、高密度で密着性が良
好な皮膜が得られるプラズマ溶射が最も望ましい。プラ
ズマ溶射法においては、図4に示すように、陽極である
プラズマトーチ18を備え、このプラズマトーチ18の
中に陰極19が設けられた溶射装置が用いられる。そし
てこの溶射装置では、元素供給路20を経由して粉末状
の当該元素21が供給され、作動ガス22によってプラ
ズマジェット23が噴射され、溶射された材料は、対象
部材24の表面に付着して皮膜を形成するようになって
いる。さらにこの装置では、プラズマの指向性を高める
ために、対象部材24を陽極としている。
[0058] Thermal spraying is a method in which the element is heated to a molten state or a state close to it, and is sprayed on a target portion of the structural material to form a film. For thermal spraying on the target structural material, plasma spraying is most desirable, in which the highest temperature state can be obtained, and a film having high density and good adhesion can be obtained. In the plasma spraying method, as shown in FIG. 4, a spraying apparatus having a plasma torch 18 as an anode and a cathode 19 provided in the plasma torch 18 is used. In this thermal spraying apparatus, the powdered element 21 is supplied via the element supply path 20, the plasma jet 23 is jetted by the working gas 22, and the sprayed material adheres to the surface of the target member 24. A film is formed. Further, in this apparatus, the target member 24 is used as an anode in order to enhance the directivity of the plasma.

【0059】次に、イオン注入による施工方法について
説明する。
Next, a construction method by ion implantation will be described.

【0060】イオン注入は、当該元素をイオン化した後
に電界によって加速し、対象部材の表面に衝突させて打
ち込む工法である。この方法では、注入量を表す単位と
して、単位面積当りに注入されたイオン数(個/cm2
が用いられ、 1×1017個/cm2 の注入量は、10原子%程
度の表面組成に対応すると考えられる。対象とする構造
材の表面に当該元素を10原子%程度含有する皮膜が形成
されていれば、効果が期待できることから、イオン注入
法を用いる場合には、1×1017個/cm2 程度の注入量を
目安として施工することが望ましい。なお、イオン注入
の際には、試料原子との直接弾性衝突およびカスケード
衝突により、試料内に多数の点欠陥や2次欠陥が導入さ
れ、いわゆる照射損傷がもたらされるおそれがある。そ
こで、イオン注入後熱処理による焼鈍操作を加えること
が好ましい。
The ion implantation is a method in which the element is ionized, accelerated by an electric field, and colliding with the surface of the target member for implantation. In this method, the number of ions implanted per unit area (pieces / cm 2 )
It is considered that an implantation dose of 1 × 10 17 / cm 2 corresponds to a surface composition of about 10 atomic%. If a film containing about 10 atomic% of the element is formed on the surface of the target structural material, the effect can be expected. Therefore, when the ion implantation method is used, about 1 × 10 17 / cm 2 It is desirable to use the injection amount as a guide. At the time of ion implantation, a large number of point defects and secondary defects are introduced into the sample due to direct elastic collision and cascade collision with sample atoms, which may cause so-called irradiation damage. Therefore, it is preferable to add an annealing operation by heat treatment after ion implantation.

【0061】さらに、ライニングによる施工方法につい
て説明する。
Further, a construction method using lining will be described.

【0062】ライニングは、当該元素を金属状態で圧延
して作製した薄膜を、対象とする構造材の外側に被覆す
る工法である。施工性を考慮すると、薄膜を 100μm 程
度の厚さに成形し、それを多層に重ねることによって一
定の厚さを確保する工法を採ることが望ましい。
The lining is a method of coating a thin film produced by rolling the element in a metallic state on the outside of a target structural material. In consideration of workability, it is desirable to adopt a method of forming a thin film to a thickness of about 100 μm and stacking it in multiple layers to secure a constant thickness.

【0063】本発明の実施例においては、中性子の高照
射場にある炉心構造材や、腐食生成物の発生部位におけ
る構造材の接液表面に、以上述べた施工方法により当該
材料からなる一定の厚さの層を形成することができ、そ
の結果、放射能の発生が少ない原子力発電プラントを得
ることができる。
In the embodiment of the present invention, the core structure material in the high neutron irradiation field and the liquid contact surface of the structure material at the site where the corrosion product is generated are fixed by the above-mentioned construction method. A thick layer can be formed, and as a result, a nuclear power plant with less generation of radioactivity can be obtained.

【0064】次に、本発明に係わる原子力発電プラント
の別の実施例について、図面を参照して説明する。
Next, another embodiment of the nuclear power plant according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0065】この実施例の原子力発電プラントにおいて
は、当該元素を、金属単体、酸化物、水酸化物、水素化
物、金属酸塩を含む水素と酸素の一方または両方を含む
化合物のいずれかの状態で高温系に設置し、高温水を通
水して腐食放出反応により所定のイオン濃度を得ること
ができる元素発生装置が付設されている。
In the nuclear power plant according to the present embodiment, the element is in the state of one of a single metal, an oxide, a hydroxide, a hydride, a compound containing one or both of hydrogen and oxygen including metal salts. And an element generator capable of obtaining a predetermined ion concentration by a corrosion release reaction by passing high-temperature water through.

【0066】元素発生装置の一例を図5に示す。FIG. 5 shows an example of the element generator.

【0067】図に示すように、この元素発生装置25
は、内部に金属メッシュスクリーン26が配設されたカ
ラム27を備えており、金属メッシュスクリーン26の
間には粒子化された当該元素28が充填されている。当
該元素の粒子は、 0.1mmから 1mmに粒径分布を持つよう
に粒度が調整され、この粒度調整により、比表面積が増
大されるとともに、カラム27内での充填密度の向上が
図られている。そして、カラム27の一方の端部には、
原子力発電プラントの系統内の高温水を導入するための
供給配管29が接続されており、この供給配管29の途
中にはバルブ30が設けられている。また、カラム27
の他方の端部には、カラム27内に供給された高温水を
排出するための排出配管31が接続されており、この排
出配管31の途中には、流量調節機能を有する流量調節
バルブ32が設けられている。さらに、供給配管29と
排出配管31との間には、カラム27をバイパスするよ
うにバイパス配管33が設けられており、このバイパス
配管33の途中にも流量調節機能を有する流量調節バル
ブ34が設けられている。
As shown in FIG.
Has a column 27 in which a metal mesh screen 26 is disposed, and the space between the metal mesh screens 26 is filled with the element 28 in the form of particles. The particle size of the particles of the element is adjusted so as to have a particle size distribution from 0.1 mm to 1 mm, and by adjusting the particle size, the specific surface area is increased and the packing density in the column 27 is improved. . And at one end of the column 27,
A supply pipe 29 for introducing high-temperature water in the system of the nuclear power plant is connected, and a valve 30 is provided in the middle of the supply pipe 29. Column 27
A discharge pipe 31 for discharging the high-temperature water supplied into the column 27 is connected to the other end of the discharge pipe 31. In the middle of the discharge pipe 31, a flow control valve 32 having a flow control function is provided. Is provided. Further, a bypass pipe 33 is provided between the supply pipe 29 and the discharge pipe 31 so as to bypass the column 27, and a flow control valve 34 having a flow control function is provided in the middle of the bypass pipe 33. Have been.

【0068】そしてこの元素発生装置25においては、
原子力発電プラントの系統内の高温水が供給配管29を
経てカラム27内に導入され、粒子状の当該元素28を
通過すると、当該元素のイオンが高温水中に溶解し、当
該元素イオンを含有する高温水は排出配管31を経て原
子力発電プラントの系統内に環流される。このとき、原
子力発電プラント内の当該元素イオンの濃度が、後述す
る濃度制御装置(図示を省略)によって監視され、流量
調節バルブ32および34の開閉度をそれぞれ常時調節
することにより、最適の濃度に制御されている。すなわ
ち、当該元素イオンの濃度が所定値よりも低い場合に
は、バイパス配管33に配設された流量調節バルブ34
の流量を絞って、カラム27内を流れる高温水の流量を
増加させ、一方当該元素イオンの濃度が所定値より高い
場合には、排出配管31に配設された流量調節バルブ3
2の流量を絞ってカラム27内の流量を減少させ、当該
元素イオンの発生量を低下させることにより、最適濃度
に制御されている。
In the element generator 25,
When high-temperature water in the system of the nuclear power plant is introduced into the column 27 through the supply pipe 29 and passes through the element 28 in the form of particles, ions of the element are dissolved in the high-temperature water, and the high-temperature water containing the element ion is dissolved. The water is circulated through the discharge pipe 31 into the system of the nuclear power plant. At this time, the concentration of the element ion in the nuclear power plant is monitored by a concentration control device (not shown), which will be described later, and the degree of opening and closing of the flow control valves 32 and 34 is constantly adjusted, so that an optimum concentration is obtained. Is controlled. That is, when the concentration of the element ion is lower than the predetermined value, the flow control valve 34 provided in the bypass pipe 33
To increase the flow rate of the high-temperature water flowing through the column 27. On the other hand, when the concentration of the element ion is higher than a predetermined value, the flow control valve 3 provided in the discharge pipe 31 is used.
By controlling the flow rate of No. 2 to decrease the flow rate in the column 27 and reduce the generation amount of the element ions, the concentration is controlled to the optimum concentration.

【0069】なお、この元素発生装置25では、当該元
素を粒子化し、 0.1mmから 1mmに粒径分布を持つように
粒度を調整しているが、粒度を調整した後に溶融温度の
1/2以上の温度で加熱焼成することもできる。このよう
に焼結状態にして供した場合には、高温水を通過させて
も当該元素の粒子が焼結状態を保つため、焼結微粒子が
誤って原子力発電プラントの高温系に流入することがな
いなど、高温系での保持が容易となる。
In the element generator 25, the element is converted into particles and the particle size is adjusted so as to have a particle size distribution from 0.1 mm to 1 mm.
It is also possible to heat and bake at a temperature of 1/2 or more. When provided in a sintered state in this way, the particles of the element remain in a sintered state even when high-temperature water is passed through, so that sintered fine particles may accidentally flow into the high-temperature system of a nuclear power plant. For example, holding in a high-temperature system becomes easy.

【0070】図6は、このような元素発生装置25をB
WR発電プラントに付設した実施例を示している。
FIG. 6 shows that such an element generator 25 is
The embodiment attached to the WR power generation plant is shown.

【0071】この図において、符号35は原子炉圧力容
器を示し、その内部には炉心36が設けられている。炉
心36からの熱によって発生した蒸気は、蒸気ライン3
7を経由して蒸気タービン38に送られて仕事をした
後、復水器39において凝縮されて水に戻る。そしてこ
の水は、復水ポンプ40によって復水浄化装置41に送
られ不純物が除去された後、給水加熱器42により予熱
され原子炉圧力容器35内に環流される。また炉水は、
再循環ポンプ43を有する再循環ライン44とジェット
ポンプ45とにより、原子炉圧力容器35内を強制的に
循環されている。さらに、再循環ライン44を流れる炉
水の一部は、炉水浄化系ポンプ46を有する炉水浄化ラ
イン47を通り、再生熱交換器48および非再生熱交換
器49で降温された後、炉水浄化装置50により浄化さ
れ、浄化された炉水は給水ライン51を経由して原子炉
圧力容器35内に還流される。
In this figure, reference numeral 35 denotes a reactor pressure vessel, in which a reactor core 36 is provided. The steam generated by the heat from the core 36 is supplied to the steam line 3
After being sent to the steam turbine 38 via 7 for work, it is condensed in the condenser 39 and returns to water. Then, the water is sent to a condensate purification device 41 by a condensate pump 40 to remove impurities. Then, the water is preheated by a feedwater heater 42 and returned to the reactor pressure vessel 35. The reactor water is
A recirculation line 44 having a recirculation pump 43 and a jet pump 45 forcibly circulate inside the reactor pressure vessel 35. Further, a part of the reactor water flowing through the recirculation line 44 passes through a reactor water purification line 47 having a reactor water purification system pump 46, and is cooled by a regenerative heat exchanger 48 and a non-regenerative heat exchanger 49. The reactor water purified and purified by the water purification device 50 is returned to the reactor pressure vessel 35 via the water supply line 51.

【0072】このようなBWR発電プラントにおいて、
再循環ポンプ43の出口側に元素発生装置25が付設さ
れており、この元素発生装置25の上流側(供給配管2
9)に配設されたバルブ30および下流側(排出配管3
1)に配設された流量調節バルブ32が、それぞれメン
テナンス時に元素発生装置25を隔離するための隔離用
バルブとなるように構成されている。また、前記したよ
うに、元素発生装置25をバイパスするバイパスライン
(バイパス配管33)の途中には、流量調節バルブ34
が設けられており、この流量調節バルブ34は濃度制御
装置52により開閉度を調節できるようになっている。
濃度制御装置52は、再循環ポンプ43の下流側におけ
る元素イオン濃度を測定し、その測定値に応じて流量調
節バルブ34の開閉度を調節する働きをする。ここで、
濃度制御装置52における元素イオン濃度の測定方法
(分析方法)としては、イオン種濃度を連続的に測定す
ることができるイオンクロマトグラフィが最適する。
In such a BWR power plant,
An element generator 25 is attached to the outlet side of the recirculation pump 43, and the upstream side of the element generator 25 (the supply pipe 2).
9) and the downstream side (discharge pipe 3)
The flow control valves 32 provided in 1) are configured to serve as isolation valves for isolating the element generator 25 during maintenance. As described above, the flow control valve 34 is provided in the middle of the bypass line (bypass pipe 33) that bypasses the element generator 25.
The flow control valve 34 can be adjusted in the degree of opening and closing by the concentration control device 52.
The concentration control device 52 functions to measure the concentration of elemental ions downstream of the recirculation pump 43 and adjust the opening / closing degree of the flow control valve 34 according to the measured value. here,
As a method for measuring (analyzing) the element ion concentration in the concentration controller 52, ion chromatography capable of continuously measuring the ion species concentration is optimal.

【0073】このように構成される実施例においては、
元素発生装置25により発生した当該元素イオンが再循
環水とともに原子炉圧力容器35内に供給され、これに
よって放射能の発生が少ない原子力発電プラントが達成
される。
In the embodiment configured as described above,
The element ions generated by the element generator 25 are supplied together with the recirculated water into the reactor pressure vessel 35, whereby a nuclear power plant with less generation of radioactivity is achieved.

【0074】次に、本発明に係わる原子力発電プラント
の別の実施例について説明する。
Next, another embodiment of the nuclear power plant according to the present invention will be described.

【0075】図7に示す原子力発電プラントにおいて
は、図5に示す元素発生装置25が再循環ポンプ43の
上流側に設けられており、隔離のためのバルブ30、3
2を開放することにより、再循環ライン44に接続され
るようになっている。また、元素発生装置25と隔離用
のバルブ30との間には高圧ポンプ53が設けられてお
り、この高圧ポンプ53により元素発生装置25で生じ
る圧力損失を補償するようになっている。さらに、濃度
制御装置52は再循環ポンプ43の上流側における当該
元素イオン濃度を測定し、その測定値に応じて高圧ポン
プ53の流量を調整するようになっている。
In the nuclear power plant shown in FIG. 7, the element generator 25 shown in FIG. 5 is provided on the upstream side of the recirculation pump 43, and the valves 30 and 3 for isolation are provided.
By opening 2, it is connected to the recirculation line 44. A high-pressure pump 53 is provided between the element generator 25 and the isolation valve 30, and the high-pressure pump 53 compensates for a pressure loss generated in the element generator 25. Further, the concentration control device 52 measures the concentration of the element ion on the upstream side of the recirculation pump 43, and adjusts the flow rate of the high-pressure pump 53 according to the measured value.

【0076】このように構成される原子力発電プラント
では、高圧ポンプ53の流量が濃度制御装置52により
調節され、それにより元素イオン濃度が制御されるの
で、図6に示した再循環ライン44における流量調節バ
ルブ34が不要となる。
In the nuclear power plant configured as described above, the flow rate of the high-pressure pump 53 is adjusted by the concentration control device 52, thereby controlling the element ion concentration. Therefore, the flow rate in the recirculation line 44 shown in FIG. The adjustment valve 34 becomes unnecessary.

【0077】図8に示す原子力発電プラントにおいて
は、2基の元素発生装置25が並列に設けられ、それぞ
れの元素発生装置25の上流側および下流側にそれぞれ
隔離用のバルブ54が設けられている。このように構成
される原子力発電プラントでは、プラントの運転時にお
いても、一方の元素発生装置25によって当該元素の供
給を行ないながら、他方の元素発生装置25をその上流
側および下流側のバルブ54を閉じて隔離することで、
そのメンテナンスを行なうことができる。
In the nuclear power plant shown in FIG. 8, two element generators 25 are provided in parallel, and isolation valves 54 are provided upstream and downstream of each element generator 25, respectively. . In the nuclear power plant configured as described above, even during the operation of the plant, the one element generator 25 supplies the element while the other element generator 25 is connected to the upstream and downstream valves 54. By closing and isolating,
The maintenance can be performed.

【0078】なお、これら図6乃至図8にそれぞれ示す
実施例では、元素発生装置25を再循環ライン44に設
置したが、元素発生装置25の設置位置は再循環ライン
44に限定されるものではなく、例えば給水ライン51
や炉水浄化ライン47の出口部のように、炉水温度と同
程度の高温水が流れている位置に設置することができ
る。
In each of the embodiments shown in FIGS. 6 to 8, the element generator 25 is installed in the recirculation line 44, but the installation position of the element generator 25 is not limited to the recirculation line 44. No, for example, water supply line 51
Such as the outlet of the reactor water purification line 47 or the like, it can be installed at a position where high-temperature water at the same level as the reactor water temperature flows.

【0079】次に、本発明に係わる原子力発電プラント
のさらに別の実施例について、図面を参照して説明す
る。
Next, still another embodiment of the nuclear power plant according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0080】この実施例の原子力発電プラントにおいて
は、当該元素を、金属単体、酸化物、水酸化物、水素化
物、金属酸塩を含む水素と酸素の一方または両方を含む
化合物のいずれかの状態で、スラリー状もしくは溶液状
にした後、注入ポンプ等を用いて一定量を添加すること
により所定の元素濃度を得ることができる元素注入装置
が付設されている。
In the nuclear power plant of this embodiment, the element is in any state of a simple metal, an oxide, a hydroxide, a hydride, a compound containing one or both of hydrogen and oxygen including a metal salt. In addition, an element injection device capable of obtaining a predetermined element concentration by adding a certain amount by using an injection pump or the like after forming a slurry or a solution is provided.

【0081】図9は、金属状態の当該元素から電極反応
によって元素イオンを発生させ、このイオンを注入ポン
プを用いて原子力発電プラントの系統内に注入する元素
注入装置55を示している。
FIG. 9 shows an element injection device 55 for generating element ions from the element in a metal state by an electrode reaction and injecting the ions into a system of a nuclear power plant using an injection pump.

【0082】図において、符号56は炭酸ガス飽和槽を
示し、この槽は、電極反応により元素イオンが容易に発
生するように、電解液を電解質にする機能を有してい
る。なお、炭酸ガス飽和槽56により電解液を電解質に
することにより、低い電圧で電解反応を起こすことがで
きるので、直流電源設備を小型化することができる。
In the drawing, reference numeral 56 denotes a carbon dioxide gas saturation tank, which has a function of converting an electrolytic solution into an electrolyte so that elemental ions are easily generated by an electrode reaction. In addition, since the electrolytic reaction can be caused at a low voltage by converting the electrolytic solution into an electrolyte by the carbon dioxide gas saturation tank 56, the DC power supply equipment can be downsized.

【0083】炭酸ガス飽和槽56の内部には、先端部に
炭酸ガス放出部57が設けられたバブリングライン58
が配置されており、バブリングライン58の他端部には
炭酸ガスボンベ59が接続されている。そして、炭酸ガ
ス放出部57は多数の微細な吹き出し口を有するバブラ
ー構造を備えており、このバブラー構造により炭酸ガス
を槽内に効率的に注入することができるようになってい
る。また、炭酸ガス飽和槽56には、過剰に供給された
炭酸ガスを放出するために、配管を介してシールポット
60が接続されている。さらに、炭酸ガス飽和槽56に
は純水供給ライン61が接続されており、この純水供給
ライン61の途中には、純水流量を調節するための流量
調節バルブ62が設けられている。
A bubbling line 58 provided with a carbon dioxide emission part 57 at the tip is provided inside the carbon dioxide gas saturation tank 56.
Is disposed, and a carbon dioxide gas cylinder 59 is connected to the other end of the bubbling line 58. The carbon dioxide release section 57 has a bubbler structure having a number of fine outlets, and the bubbler structure allows carbon dioxide gas to be efficiently injected into the tank. In addition, a seal pot 60 is connected to the carbon dioxide gas saturation tank 56 via a pipe in order to release an excessively supplied carbon dioxide gas. Further, a pure water supply line 61 is connected to the carbon dioxide gas saturation tank 56, and in the middle of the pure water supply line 61, a flow control valve 62 for adjusting a pure water flow rate is provided.

【0084】また、このような炭酸ガス飽和槽56は、
連結管63を介して電解槽64に連結されている。電解
槽64には電解液が入れられており、電解液の中には、
当該元素単体または当該元素を含む金属材料により形成
された一対の板状の電極65が浸漬されており、これら
の電極65には直流電源66が接続されている。なお、
図9では、電解槽64内に2枚の板状の電極65が浸漬
配置されているが、電極65の枚数を増やすことにより
当該元素イオンの発生量を増加させたり、あるいは異な
る元素からなる電極を取り付けることにより異なるイオ
ン種をブレンド状態で発生させることもできる。また、
直流電源66の極性を一定時間ごとに切り替えることに
より、複数枚の電極65の減肉量を均等化し、当該元素
の有効利用を図ることも可能である。
Further, such a carbon dioxide gas saturation tank 56 is
It is connected to an electrolytic cell 64 via a connection pipe 63. An electrolytic solution is contained in the electrolytic bath 64, and in the electrolytic solution,
A pair of plate-like electrodes 65 made of the element alone or a metal material containing the element is immersed, and a DC power supply 66 is connected to these electrodes 65. In addition,
In FIG. 9, two plate-like electrodes 65 are immersed in the electrolytic cell 64. However, by increasing the number of the electrodes 65, the generation amount of the element ions can be increased, or an electrode made of a different element can be used. A different ionic species can also be generated in a blended state by attaching. Also,
By switching the polarity of the DC power supply 66 at regular intervals, it is possible to equalize the thickness reduction of the plurality of electrodes 65 and to effectively use the element.

【0085】さらに、このような電解槽64は、連結管
67を介して炭酸ガス除去槽68に連結されている。炭
酸ガス除去槽68の内部には、先端部に脱気ガス放出部
69が設けられたバブリングライン70が配置されてお
り、このバブリングライン70の他端部には脱気ガスボ
ンベ71が接続されている。脱気ガス放出部69は多数
の微細な吹き出し口を有するバブラー構造を備えてお
り、このバブラー構造により、脱気ガスを効率的に注入
することができるようになっている。また炭酸ガス除去
槽68には、回収された炭酸ガスと過剰な脱気ガスを放
出するために、配管を介してシールポット72が接続さ
れている。さらにこの炭酸ガス除去槽68には、生成さ
れた当該元素イオンを原子力発電プラント内の目的の部
位に送るために、輸送配管73が接続されており、この
輸送配管73の途中には注入ポンプ74が設けられてい
る。
Further, such an electrolytic cell 64 is connected to a carbon dioxide gas removing tank 68 via a connecting pipe 67. Inside the carbon dioxide gas removal tank 68, a bubbling line 70 provided with a degassing gas discharge section 69 at the tip is disposed, and a degassing gas cylinder 71 is connected to the other end of the bubbling line 70. I have. The degassing gas discharge section 69 has a bubbler structure having a large number of fine blowout ports, and the bubbler structure allows the degassing gas to be injected efficiently. Further, a seal pot 72 is connected to the carbon dioxide gas removing tank 68 via a pipe in order to release the collected carbon dioxide gas and excess degassed gas. Further, a transportation pipe 73 is connected to the carbon dioxide gas removal tank 68 to send the generated element ions to a target site in the nuclear power plant. Is provided.

【0086】この元素注入装置55においては、まず流
量調節バルブ62により一定流量に調節された純水が、
純水供給ライン61を経由して炭酸ガス飽和槽56に連
続的に供給される。また、炭酸ガスボンベ59から炭酸
ガスがバブリングライン58を経由して炭酸ガス放出部
57に供給され、炭酸ガス放出部57から槽内に気泡状
の炭酸ガスが放出される。炭酸ガス飽和槽56内に放出
された炭酸ガスは、純水中に溶解し、以下の解離反応を
起こして電解質となり、電解槽64での電極反応を促進
する。また、過剰に供給された炭酸ガスは、配管を経由
してシールポット60から系外に放出される。
In the element injection device 55, first, pure water adjusted to a constant flow rate by the flow control valve 62 is
It is continuously supplied to the carbon dioxide gas saturation tank 56 via the pure water supply line 61. Further, carbon dioxide gas is supplied from the carbon dioxide gas cylinder 59 to the carbon dioxide gas discharge unit 57 via the bubbling line 58, and the carbon dioxide gas discharge unit 57 releases bubble-like carbon dioxide gas into the tank. The carbon dioxide gas released into the carbon dioxide gas saturation tank 56 dissolves in pure water, causes the following dissociation reaction, becomes an electrolyte, and promotes an electrode reaction in the electrolytic tank 64. Further, the excessively supplied carbon dioxide gas is discharged from the seal pot 60 to the outside of the system via a pipe.

【0087】CO2 +H2 O→H2 CO3 Η2 CO3 →Η+ +ΗCO3 - ΗCO3 - →Η+ +CO3 2- 次に、炭酸ガスが溶解し炭酸イオンが解離状態にある溶
液(電解液)が、炭酸ガス飽和槽56から連結管63を
経て電解槽64に送られる。電解槽64内の一対の電極
65間には、直流電源66によって直流電圧が印加され
ているので、電極反応が行われ、電極65を構成する当
該元素がイオンとして電解液中に溶解する。
[0087] CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3 Η 2 CO 3 → Η + + ΗCO 3 - ΗCO 3 - → Η + + CO 3 2- Next, a solution of carbonate ions and carbon dioxide gas dissolved is in dissociated state ( The electrolytic solution is sent from the carbon dioxide gas saturation tank 56 to the electrolytic tank 64 via the connection pipe 63. Since a DC voltage is applied between the pair of electrodes 65 in the electrolytic bath 64 by the DC power supply 66, an electrode reaction is performed, and the element constituting the electrode 65 is dissolved in the electrolyte as ions.

【0088】こうして電解槽64において当該元素イオ
ンが溶解した電解液は、連結管67を経て炭酸ガス除去
槽68に送られる。炭酸ガス除去槽68内では、脱気ガ
スボンベ71からバブリングライン70を経由して供給
された脱気ガスが、脱気ガス放出部69から気泡状態で
放出されており、放出された脱気ガスにより、溶液中に
溶解している炭酸イオンが、前記した解離反応の逆反応
によって炭酸ガスとなり、回収される。回収された炭酸
ガスは、過剰に供給された脱気ガスとともに、配管を介
してシールポット72から系外に放出される。そして、
この元素注入装置55により生成された当該元素イオン
を含む溶液は、注入ポンプ74により加圧され、輸送配
管73を経由して原子力発電プラント内の目的の部位に
送られる。 この元素注入装置80によれば、当該元素
のイオン種を製造しながらこれを原子力発電プラントの
系統内に注入するように構成されており、しかも炭酸ガ
ス除去槽68内で電解液中の炭酸イオンを脱気によって
除去するように構成されているので、不必要なイオン種
の導入が抑制され、目的の元素イオンのみを注入するこ
とができる。
The electrolytic solution in which the element ions are dissolved in the electrolytic cell 64 is sent to the carbon dioxide gas removing tank 68 via the connecting pipe 67. In the carbon dioxide gas removal tank 68, the degassed gas supplied from the degassed gas cylinder 71 via the bubbling line 70 is discharged in a bubble state from the degassed gas discharge part 69, and The carbonate ions dissolved in the solution are converted into carbon dioxide gas by the reverse reaction of the above-described dissociation reaction, and are collected. The recovered carbon dioxide gas is released from the seal pot 72 to the outside of the system via a pipe together with the excessively supplied degassed gas. And
The solution containing the element ions generated by the element injection device 55 is pressurized by an injection pump 74 and sent to a target site in a nuclear power plant via a transport pipe 73. According to the element implanting device 80, the ion species of the element are manufactured and injected into the system of the nuclear power plant while producing the ion species. Is configured to be removed by degassing, the introduction of unnecessary ion species is suppressed, and only target element ions can be implanted.

【0089】また、炭酸ガスの脱気により、溶解してい
た当該元素イオンの一部は微粒子状の水酸化物として析
出するが、この微粒子は高温水中に導入されると再びイ
オン状態となる。これは、これらの元素イオンの溶解度
が、目的とする濃度(例えば5ppb)と比較して十分に高
いからであり、その結果、付随的に不要なイオン種を原
子炉内に持ち込むことなく、所期の目的を達成すること
が可能となる。さらに、当該元素単体からなる板状体、
もしくは当該元素を含む金属材料からなる板状体を複数
枚使用して電極65としたので、当該元素イオン種の濃
度は、電解の電流値を調整することによって任意に制御
することができる。しかも、当該元素イオン濃度の微調
整を正確に行なうことができるうえに、不必要な元素イ
オン種の流入を防止することができる。またさらに、電
極65として、元素組成の異なる複数枚の金属板を用い
ることにより、系統内に注入するイオン種をブレンド状
にすることもできる。さらに、電極65を構成する金属
板の数を増減することによって、対象とする原子力発電
プラントの規模に応じて、当該元素イオン種の発生量を
調節することができる。
Further, by degassing the carbon dioxide gas, a part of the dissolved element ions precipitates as hydroxides in the form of fine particles, but when the fine particles are introduced into high-temperature water, they become ionic again. This is because the solubility of these elemental ions is sufficiently high compared to the target concentration (for example, 5 ppb), and as a result, unnecessary ion species are not brought into the reactor without incidentally. It is possible to achieve the purpose of the period. Further, a plate-shaped body composed of the element alone,
Alternatively, since the electrode 65 is formed by using a plurality of plate bodies made of a metal material containing the element, the concentration of the element ion species can be arbitrarily controlled by adjusting the current value of electrolysis. In addition, the fine adjustment of the element ion concentration can be accurately performed, and the inflow of unnecessary element ion species can be prevented. Further, by using a plurality of metal plates having different element compositions as the electrode 65, it is possible to blend ion species to be implanted into the system. Further, by increasing or decreasing the number of metal plates constituting the electrode 65, the amount of generation of the element ion species can be adjusted in accordance with the scale of the target nuclear power plant.

【0090】図10は、このような元素注入装置55を
BWR発電プラントに付設した実施例を示している。
FIG. 10 shows an embodiment in which such an element implantation device 55 is attached to a BWR power plant.

【0091】この実施例においては、元素注入装置55
に接続された輸送配管74の出口端が、炉水浄化ライン
47に接続されており、注入ポンプ74の下流側には流
量調節バルブ75が設けられている。また、再循環ライ
ン44には、濃度制御装置76が設けられている。この
濃度制御装置76は、再循環ポンプ43の上流側におけ
る元素イオン濃度を測定し、その測定値に応じて、流量
調節バルブ75の開閉度および元素注入装置55におけ
る当該元素イオンの発生量を制御し、それによって炉水
中の当該元素イオンの濃度を所定値に調整するようにな
っている。ここで、濃度制御装置76における元素イオ
ン濃度の測定方法(分析方法)としては、イオン種濃度
を連続的に測定することができるインラインのイオンク
ロマトグラフィが最適であり、この方法によれば、一定
時間毎に炉水中の元素イオン濃度を測定することができ
る。
In this embodiment, the element implantation device 55
The outlet end of the transport pipe 74 connected to the furnace water purification line 47 is connected to the reactor water purification line 47, and a flow control valve 75 is provided downstream of the injection pump 74. Further, a concentration control device 76 is provided in the recirculation line 44. The concentration control device 76 measures the element ion concentration on the upstream side of the recirculation pump 43, and controls the opening / closing degree of the flow control valve 75 and the amount of the element ions generated in the element injection device 55 according to the measured value. Thereby, the concentration of the element ion in the reactor water is adjusted to a predetermined value. Here, as a method (analysis method) of measuring the element ion concentration in the concentration controller 76, an in-line ion chromatography that can continuously measure the ion species concentration is optimal. The element ion concentration in the reactor water can be measured every time.

【0092】なお、この実施例では、元素注入装置55
を炉水浄化ライン47に接続するようにしたが、接続位
置は炉水浄化ライン47に限定されるものではなく、例
えば再循環ライン44や給水ライン51のように、炉水
温度と同程度の高温水が流れている部位に接続すること
ができ、さらに復水浄化装置41の出口部のような、低
温水が流れている低温系に接続することも可能である。
In this embodiment, the element implantation device 55
Is connected to the reactor water purification line 47. However, the connection position is not limited to the reactor water purification line 47. For example, as in the recirculation line 44 and the water supply line 51, the connection position is substantially the same as the reactor water temperature. It can be connected to a portion where high-temperature water flows, and further can be connected to a low-temperature system where low-temperature water flows, such as an outlet of the condensate purification device 41.

【0093】次に、別の元素注入装置について、図11
に基づいて説明する。
Next, another element implantation apparatus will be described with reference to FIG.
It will be described based on.

【0094】この元素注入装置77においては、図に示
すように、純水供給ライン78を経由して純水が連続的
に供給されるタンク79を備えている。このタンク79
の上部には、当該元素が、金属単体、酸化物、水素化物
または水酸化物、あるいは金属酸塩のように水素と酸素
の一方もしくは両方を含む化合物として、微粉末状態で
充填された微粉末タンク80が設けられており、微粉末
タンク80内の微粉末が連続的にまたは間欠的にタンク
79内に供給されるようになっている。なお、当該元素
を含む微粉末の粒径は、沈降防止の観点から 1μm 以下
のサブミクロンオーダであることが望ましい。また、タ
ンク79内にはインペラー81が設けられており、この
インペラー81の強制撹拌作用により微粉末の沈降が防
止されるようになっている。さらにこのタンク79に
は、生成されたスラリー状の懸濁液もしくは溶液を原子
力発電プラント内の目的の部位に送るための輸送配管8
2が接続されており、この輸送配管82の途中には高圧
ポンプ83が設けられている。そして、輸送配管82を
経由して原子力発電プラント内の目的部位に供給された
スラリーは、プラント系統内の高温水と接触することに
よって、速やかにイオン化されるようになっている。
As shown in the figure, the element injection device 77 includes a tank 79 to which pure water is continuously supplied via a pure water supply line 78. This tank 79
In the upper part of the fine powder, the element is filled in a fine powder state as a simple substance, an oxide, a hydride or a hydroxide, or a compound containing one or both of hydrogen and oxygen such as a metal salt. A tank 80 is provided, and the fine powder in the fine powder tank 80 is supplied to the tank 79 continuously or intermittently. The particle size of the fine powder containing the element is desirably in the submicron order of 1 μm or less from the viewpoint of preventing sedimentation. Further, an impeller 81 is provided in the tank 79, and sedimentation of the fine powder is prevented by the forced stirring action of the impeller 81. Further, the tank 79 has a transport pipe 8 for sending the generated slurry suspension or solution to a target site in the nuclear power plant.
2 is connected, and a high-pressure pump 83 is provided in the middle of the transport pipe 82. Then, the slurry supplied to the target portion in the nuclear power plant via the transport pipe 82 is quickly ionized by contacting the high-temperature water in the plant system.

【0095】図12は、このような元素注入装置77を
BWR発電プラントに付設した実施例を示している。
FIG. 12 shows an embodiment in which such an element implantation apparatus 77 is attached to a BWR power plant.

【0096】この実施例においては、元素注入装置77
に接続された輸送配管82の出口端が給水ライン51に
接続されており、再循環ライン44には、濃度制御装置
84が設けられている。この濃度制御装置84は、再循
環ポンプ43の上流側における元素イオン濃度を測定
し、その測定値に応じて高圧ポンプ83の流量を制御
し、それにより炉水中の当該元素イオンの濃度を所定値
に制御するようになっている。そして、元素注入装置7
7で生成された当該元素を含むスラリー状の懸濁液が、
輸送配管82を経由して給水ライン51に供給され、供
給されたスラリーは、給水ライン51を流れる高温水と
接触してイオン化され、生成された当該元素のイオンは
原子炉圧力容器35内に供給されて、当初の目的が達成
される。
In this embodiment, the element implantation device 77
The outlet end of a transport pipe 82 connected to the water supply line 51 is connected to the water supply line 51, and a concentration control device 84 is provided in the recirculation line 44. The concentration control device 84 measures the concentration of element ions on the upstream side of the recirculation pump 43, controls the flow rate of the high-pressure pump 83 according to the measured value, and thereby controls the concentration of the element ions in the reactor water to a predetermined value. Is controlled. And the element implantation device 7
The slurry suspension containing the element generated in step 7 is
The slurry supplied to the water supply line 51 via the transport pipe 82 is contacted with high-temperature water flowing through the water supply line 51 to be ionized, and the ions of the generated element are supplied to the reactor pressure vessel 35. Thus, the original purpose is achieved.

【0097】なお、この実施例では、元素注入装置77
を給水ライン51に接続したが、元素注入装置77の接
続位置は給水ライン51に限定されるものではなく、例
えば再循環ライン44や炉水浄化ライン47の出口部の
ように、炉水温度と同程度の高温水が流れている部位に
設置することができる。また、低温水が流れている低温
系であっても、系内の流量が充分大きく微粉末の沈降が
無視できるような部位であれば、元素注入装置77を接
続することが可能である。
In this embodiment, the element implantation device 77
Was connected to the water supply line 51, but the connection position of the element injection device 77 is not limited to the water supply line 51. For example, like the outlet of the recirculation line 44 and the reactor water purification line 47, the reactor water temperature and It can be installed in a part where the same high temperature water flows. Further, even in a low-temperature system in which low-temperature water flows, an element injection device 77 can be connected to a portion where the flow rate in the system is sufficiently large and sedimentation of fine powder can be ignored.

【0098】さらに、以上述べた全ての実施例において
は、ジェットポンプ45により原子炉水を強制循環させ
るタイプのBWR発電プラントを例にとって説明した
が、本発明はこのようなタイプのBWRに限られるもの
ではなく、熱中性子を利用して核燃料物質から熱エネル
ギーを取り出すように構成された全ての原子炉に適用す
ることが可能である。すなわち、ジェットポンプ45を
持たない自然循環式のBWRや、外部再循環ライン44
を持たずインターナルポンプによって炉水を強制循環さ
せるタイプのABWR、さらには加圧水型原子力発電プ
ラント(PWR)などを含む全ての軽水炉、重水炉に対
しても適用することができる。またさらに、現行のBW
Rには、炉水浄化系ポンプ46が再生熱交換器48また
は非再生熱交換器49の下流側に設置されたプラントも
あり、このような発電プラントにも適用することができ
る。
Further, in all the embodiments described above, the BWR power generation plant of the type in which the reactor water is forcibly circulated by the jet pump 45 has been described as an example. However, the present invention is limited to such a type of BWR. Instead, it can be applied to all reactors configured to extract thermal energy from nuclear fuel material using thermal neutrons. That is, a natural circulation BWR without the jet pump 45 or the external recirculation line 44
The present invention can be applied to all light water reactors and heavy water reactors including an ABWR of a type in which reactor water is forcibly circulated by an internal pump without an internal pump, and a pressurized water nuclear power plant (PWR). In addition, the current BW
In R, there is a plant in which a reactor water purification system pump 46 is installed downstream of the regenerative heat exchanger 48 or the non-regenerative heat exchanger 49, and can be applied to such a power plant.

【0099】[0099]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、中性子の高照射場にある炉心構造材、また
は腐食生成物の発生部位における構造材、あるいは水質
コントロール等の目的で添加される化学種として、中性
子による放射化により放射能となる割合の少ない特定の
元素群からなる材料、あるいは同位体比の調整により、
中性子による放射化により放射能となる同位体元素の構
成割合を減少させた特定の元素群からなる材料が用いら
れているので、放射能の発生が少ない原子力発電プラン
トを得ることができる。
As is apparent from the above description, in the present invention, the core material added in the high neutron irradiation field, the structural material in the site where the corrosion product is generated, or the water added for the purpose of water quality control or the like. As a chemical species, a material consisting of a specific element group that has a low ratio of becoming radioactive by neutron activation, or by adjusting the isotope ratio,
Since a material composed of a specific element group in which the composition ratio of the isotope element which becomes radioactive by activation by neutrons is reduced is used, a nuclear power plant with less generation of radioactivity can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原子力発電プラントの実施例におい
て、レーザークラッディングにより当該材料からなる一
定の厚さの層を形成する方法を示す図。
FIG. 1 is a view showing a method of forming a layer having a constant thickness by laser cladding in an embodiment of a nuclear power plant of the present invention.

【図2】同じく実施例において、メッキ法により当該材
料の層を形成する方法を示す図。
FIG. 2 is a view showing a method for forming a layer of the material by a plating method in the same embodiment.

【図3】同じく実施例において、スパッタリング法によ
り当該材料の層を形成する方法を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a method for forming a layer of the material by a sputtering method in the same embodiment.

【図4】同じく実施例において、プラズマ溶射法により
当該材料の層を形成する方法を示す図。
FIG. 4 is a view showing a method for forming a layer of the material by a plasma spraying method in the embodiment.

【図5】本発明の原子力発電プラントの実施例に使用す
る元素発生装置を示す縦断面図。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an element generator used in the embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【図6】本発明の原子力発電プラントの第2の実施例を
概略的に示す図。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a second embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【図7】本発明の原子力発電プラントの第3の実施例を
概略的に示す図。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a third embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【図8】本発明の原子力発電プラントの第4の実施例を
概略的に示す図。
FIG. 8 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【図9】本発明の原子力発電プラントの実施例に使用す
る元素注入装置を概略的に示す図。
FIG. 9 is a diagram schematically showing an element injection device used in the embodiment of the nuclear power plant of the present invention.

【図10】本発明の原子力発電プラントの第5の実施例
を概略的に示す図。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a fifth embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【図11】本発明の原子力発電プラントの実施例に使用
する別の元素注入装置を概略的に示す図。
FIG. 11 is a view schematically showing another element implantation apparatus used in the embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【図12】本発明の原子力発電プラントの第6の実施例
を概略的に示す図。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a sixth embodiment of the nuclear power plant according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………レーザービーム 2………クラッド合金層 6………メッキ槽 9………絶縁性隔膜 11………ターゲット 12………ホルダー 13、24………対象部材 15………真空容器 18………プラズマトーチ 23………プラズマジェット 25………元素発生装置 27………カラム 28………当該元素 30、54………バルブ 32、34、62、75………流量調節バルブ 35………原子炉圧力容器 36………炉心 37………蒸気ライン 38………蒸気タービン 43………再循環ポンプ 44………再循環ライン 45………ジェットポンプ 47………炉水浄化ライン 51………給水ライン 52、76、84………濃度制御装置 53、83………高圧ポンプ 55、77………元素注入装置 56………炭酸ガス飽和槽 58、70………バブリングライン 59………炭酸ガスボンベ 60、72………シールポット 61、78………純水供給ライン 64………電解槽 65………電極 66………直流電源 68………炭酸ガス除去タンク 71………脱気ガスボンベ 73、82………輸送配管 74………注入ポンプ 79………タンク 80………微粉末タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser beam 2 ... Clad alloy layer 6 ... Plating tank 9 ... Insulating diaphragm 11 ... Target 12 ... Holder 13,24 ... Target member 15 ... Vacuum container 18 Plasma torch 23 Plasma jet 25 Element generator 27 Column 28 The element 30, 54 Valve 32, 34, 62, 75 Flow control valve 35 Reactor pressure vessel 36 Reactor core 37 Steam line 38 Steam turbine 43 Recirculation pump 44 Recirculation line 45 Jet pump 47 Furnace Water purification line 51 Water supply line 52, 76, 84 Concentration control device 53, 83 High pressure pump 55, 77 Element injection device 56 Carbon dioxide saturation tank 58, 70 … Bubbling line 59 Carbon dioxide cylinder 60, 72 Seal pot 61, 78 Pure water supply line 64 Electrolyzer 65 Electrode 66 DC power supply 68 Carbon dioxide removal Tank 71 Degassing gas cylinder 73, 82 Transport pipe 74 Injection pump 79 Tank 80 Fine powder tank

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中性子の高照射場にある炉心構造材とし
て、中性子による放射化により放射能となることの少な
い元素からなる材料を用いることを特徴とする原子力発
電プラント。
1. A nuclear power plant, wherein a material made of an element that is less likely to become radioactive due to activation by neutrons is used as a core structural material in a high neutron irradiation field.
【請求項2】 腐食生成物の発生部位を構成する構造材
として、前記腐食生成物が原子炉内に持ち込まれた場合
に、中性子による放射化により放射能となることの少な
い元素からなる材料を用いることを特徴とする原子力発
電プラント。
2. A material comprising an element which is less likely to become radioactive due to activation by neutrons when the corrosion product is introduced into a nuclear reactor, as a structural material constituting a corrosion product generation site. A nuclear power plant characterized by being used.
【請求項3】 水質コントロールの目的で炉水に添加さ
れる化学種として、中性子による放射化により放射能と
なることの少ない元素からなる化学種を用いることを特
徴とする原子力発電プラント。
3. A nuclear power plant, wherein a chemical species composed of an element that rarely becomes radioactive by activation by neutrons is used as a chemical species added to reactor water for the purpose of water quality control.
【請求項4】 中性子による放射化により放射能となる
ことの少ない元素が、Be、C、Si、P、S、Ca、
Ti、Re、Pt、Tl、Pb、Biからなる元素群か
ら選ばれる少なくとも1種の元素であることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれか1項記載の原子力発電プラ
ント。
4. An element that is less likely to become radioactive by activation by neutrons is Be, C, Si, P, S, Ca,
The nuclear power plant according to any one of claims 1 to 3, wherein the nuclear power plant is at least one element selected from the group consisting of Ti, Re, Pt, Tl, Pb, and Bi.
【請求項5】 中性子の高照射場にある炉心構造材とし
て、中性子による放射化により放射能となる同位体元素
の割合を減少させた元素からなる材料を用いることを特
徴とする原子力発電プラント。
5. A nuclear power plant, characterized in that as a core structure material in a high neutron irradiation field, a material made of an element having a reduced proportion of isotopes that become radioactive by activation by neutrons is used.
【請求項6】 腐食生成物の発生部位を構成する構造材
として、前記腐食生成物が原子炉内に持ち込まれた場合
に、中性子による放射化により放射能となる同位体元素
の割合を減少させた元素からなる材料を用いることを特
徴とする原子力発電プラント。
6. As a structural material constituting a site where a corrosion product is generated, when the corrosion product is brought into a nuclear reactor, the proportion of an isotope element which becomes radioactive by activation by neutrons is reduced. A nuclear power plant characterized by using a material made of different elements.
【請求項7】 水質コントロールの目的で原子炉水に添
加される化学種として、中性子による放射化により放射
能となる同位体元素の割合を減少させた元素からなる化
学種を用いることを特徴とする原子力発電プラント。
7. A chemical species to be added to reactor water for the purpose of water quality control, wherein a chemical species composed of an element having a reduced proportion of an isotope element which becomes radioactive by activation by neutrons is used. Nuclear power plant.
【請求項8】 中性子による放射化により放射能となる
同位体元素の割合を減少させた元素が、Li、B、M
g、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Ge、Se、Sr、
Zr、Mo、Ru、Pd、Cd、Sn、Sb、Te、B
a、La、Nd、Sm、Er、Yb、Ηf、W、Os、
Ηgからなる元素群から選ばれる少なくとも1種の元素
であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項
記載の原子力発電プラント。
8. The element in which the proportion of the isotope element which becomes radioactive by activation by neutrons is reduced to Li, B, M
g, V, Cr, Fe, Ni, Zn, Ge, Se, Sr,
Zr, Mo, Ru, Pd, Cd, Sn, Sb, Te, B
a, La, Nd, Sm, Er, Yb, Δf, W, Os,
The nuclear power plant according to any one of claims 5 to 7, wherein the nuclear power plant is at least one element selected from the group consisting of Ηg.
【請求項9】 前記炉心構造材において、中性子による
放射化により放射能となることの少ない元素、または中
性子による放射化により放射能となる同位体元素の割合
を減少させた元素からなる材料により、接液表面から一
定の厚さの被覆層が形成されていることを特徴とする請
求項1または5記載の原子力発電プラント。
9. In the core structural material, a material made of an element that is less likely to become radioactive by activation by neutrons or a material that has a reduced proportion of isotope elements that become radioactive by activation by neutrons is used, 6. The nuclear power plant according to claim 1, wherein a coating layer having a constant thickness is formed from a surface in contact with the liquid.
【請求項10】 前記炉心構造材における前記被覆層の
厚さが、 5mmであることを特徴とする請求項9記載の原
子力発電プラント。
10. The nuclear power plant according to claim 9, wherein the thickness of the coating layer in the core structural material is 5 mm.
【請求項11】 前記炉心構造材において、前記被覆層
が、レーザークラッディング、メッキ、ドライプレーテ
ィング、溶射、イオン注入、ライニングのうちの1種ま
たは2種以上の方法を組み合わせて形成されていること
を特徴とする請求項9または10記載の原子力発電プラ
ント。
11. The core structure material, wherein the coating layer is formed by a combination of at least one of laser cladding, plating, dry plating, thermal spraying, ion implantation, and lining. The nuclear power plant according to claim 9 or 10, wherein:
【請求項12】 前記腐食生成物の発生部位の構造材と
して、中性子による放射化により放射能となることの少
ない元素、または中性子による放射化により放射能とな
る同位体元素の割合を減少させた元素からなる材料によ
り、接液表面から一定の厚さの被覆層が形成されている
ことを特徴とする請求項2または6記載の原子力発電プ
ラント。
12. As a structural material at a site where the corrosion product is generated, the proportion of an element that is less likely to become radioactive by activation by neutrons or a proportion of an isotope element that becomes radioactive by activation by neutrons is reduced. 7. The nuclear power plant according to claim 2, wherein a coating layer having a constant thickness is formed from a surface of the liquid by using a material made of an element.
【請求項13】 前記腐食生成物の発生部位の構造材に
おける前記被覆層の厚さが、 2mmであることを特徴とす
る請求項12記載の原子力発電プラント。
13. The nuclear power plant according to claim 12, wherein the thickness of the coating layer in the structural material at the site where the corrosion product is generated is 2 mm.
【請求項14】 前記腐食生成物の発生部位の構造材に
おいて、前記被覆層が、レーザークラッディング、メッ
キ、ドライプレーティング、溶射、イオン注入、ライニ
ングのうちの1種または2種以上の方法を組み合わせて
形成されていることを特徴とする請求項12または13
記載の原子力発電プラント。
14. In the structural material at the site where the corrosion product is generated, the coating layer is formed by combining one or more of laser cladding, plating, dry plating, thermal spraying, ion implantation, and lining. 14. The image forming device according to claim 12, wherein
Nuclear power plant as described.
【請求項15】 中性子による放射化により放射能とな
ることの少ない元素、または中性子による放射化により
放射能となる同位体元素の割合を減少させた元素からな
る化学種が、金属単体、酸化物、水酸化物、水素化物、
金属酸塩を含む水素と酸素の一方または両方を含む化合
物を出発物質とし、スラリー状態もしくは溶液状態で供
用されることを特徴とする請求項3または7記載の原子
力発電プラント。
15. A chemical species consisting of an element that is less likely to become radioactive by activation by neutrons or an element in which the proportion of isotopes that become radioactive by activation by neutrons is reduced to a simple metal, an oxide, or the like. , Hydroxides, hydrides,
The nuclear power plant according to claim 3 or 7, wherein a compound containing one or both of hydrogen containing metal salt and oxygen is used as a starting material and used in a slurry state or a solution state.
【請求項16】 中性子による放射化により放射能とな
ることの少ない元素、または中性子による放射化により
放射能となる同位体元素の割合を減少させた元素からな
る化学種を発生させる元素発生装置が付設されているこ
とを特徴とする請求項3または7記載の原子力発電プラ
ント。
16. An element generator for generating a chemical species comprising an element which is less likely to become radioactive by activation by neutrons or an element having a reduced proportion of isotopes which become radioactive by activation by neutrons is provided. The nuclear power plant according to claim 3, wherein the nuclear power plant is provided.
【請求項17】 前記元素発生装置が、中性子による放
射化により放射能となることの少ない元素、または中性
子による放射化により放射能となる同位体元素の割合を
減少させた元素を、金属単体、酸化物、水酸化物、水素
化物、金属酸塩を含む水素と酸素の一方または両方を含
む化合物のいずれかの状態とし、高温水を通水し腐食放
出反応により所定のイオン濃度を得るように構成されて
いることを特徴とする請求項16記載の原子力発電プラ
ント。
17. The method according to claim 17, wherein the element generator is configured to convert an element that is less likely to become radioactive by activation with neutrons or an element that reduces the proportion of an isotope element that becomes radioactive by activation with neutrons into a simple metal, Oxides, hydroxides, hydrides, compounds containing one or both of hydrogen and oxygen, including metal salts, through which water is passed through high-temperature water to obtain a predetermined ion concentration by a corrosion release reaction 17. The nuclear power plant according to claim 16, wherein the nuclear power plant is configured.
【請求項18】 中性子による放射化により放射能とな
ることの少ない元素、または中性子による放射化により
放射能となる同位体元素の割合を減少させた元素からな
る化学種を注入する元素注入装置が付設されていること
を特徴とする請求項3または7記載の原子力発電プラン
ト。
18. An element injection device for injecting a chemical species consisting of an element that is less likely to become radioactive by activation by neutrons or an element in which the proportion of isotopes that become radioactive by activation by neutrons is reduced. The nuclear power plant according to claim 3, wherein the nuclear power plant is provided.
【請求項19】 前記元素注入装置が、中性子による放
射化により放射能となることの少ない元素、または中性
子による放射化により放射能となる同位体元素の割合を
減少させた元素を、金属単体、酸化物、水酸化物、水素
化物、金属酸塩を含む水素と酸素の一方または両方を含
む化合物のいずれかの状態で、スラリー状または溶液状
としたものを、ポンプにより注入添加し所定のイオン濃
度を得るように構成されていることを特徴とする請求項
18記載の原子力発電プラント。
19. The element implantation apparatus according to claim 1, wherein the element that is less likely to become radioactive due to activation by neutrons or the element in which the proportion of the isotope element that becomes radioactive due to activation by neutrons is reduced to a simple metal, Oxides, hydroxides, hydrides, compounds containing one or both of hydrogen and oxygen, including metal salts, in the form of a slurry or a solution, are injected by a pump and added, and 19. The nuclear power plant according to claim 18, wherein the plant is configured to obtain a concentration.
JP9118402A 1997-05-08 1997-05-08 Reactor power plant Pending JPH10307197A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9118402A JPH10307197A (en) 1997-05-08 1997-05-08 Reactor power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9118402A JPH10307197A (en) 1997-05-08 1997-05-08 Reactor power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10307197A true JPH10307197A (en) 1998-11-17

Family

ID=14735773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9118402A Pending JPH10307197A (en) 1997-05-08 1997-05-08 Reactor power plant

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10307197A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007232432A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Hitachi Ltd Chimney of natural circulation type boiling water reactor
JP2013246165A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Method and apparatus for jet pump inlet-mixer slip joint

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007232432A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Hitachi Ltd Chimney of natural circulation type boiling water reactor
JP2013246165A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Method and apparatus for jet pump inlet-mixer slip joint

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nygren et al. Liquid surfaces for fusion plasma facing components—A critical review. Part I: Physics and PSI
US6940939B1 (en) Reactor structural member and method of suppressing corrosion of the same
US4820473A (en) Method of reducing radioactivity in nuclear plant
DE102005058737A1 (en) Nuclear power plant, method of forming a corrosion resistant coating therefor and method of operating a nuclear power plant
Mazzitelli et al. Conference report on the 3rd international symposium on lithium application for fusion devices
JPH10339793A (en) Water quality control system and water quality control method
JP2002323596A (en) Pressurized water reactor and noble metal catalyst for reducing corrosion, erosion and stress corrosion cracking in contingent high temperature water environment
JP2008051530A (en) Elution suppression method for nickel and cobalt from structure material
JP3069787B2 (en) Method for suppressing adhesion of radioactive corrosion products to the surface of primary cooling water piping in nuclear power plants
JPH10307197A (en) Reactor power plant
JP5754970B2 (en) Nuclear plant exposure reduction method, fuel assembly and nuclear power plant
JPH1048371A (en) Reactor plant
JP2010229543A (en) Method of forming nickel ferrite film onto carbon steel member
Han et al. Corrosion characteristics of Al-B4C metal matrix composites in boric acid solution
JPH0784090A (en) Method and device for injecting metal ion into reactor primary coolant
JPH05288893A (en) Control method of concentration of chromium of boiling water nuclear power plant
Förch et al. Chemical cleaning of PWR steam generators with a low temperature process
JPH06214092A (en) Atomic power plant and water quality control method, fuel rod, and fuel assembly for the atomic power plant.
RU2120143C1 (en) Water chemistry organizing process
JPH09178892A (en) Radioactive contamination suppressing method and primary reactor cooling system
Pankratov et al. Analysis of the polonium hazard in nuclear power systems with lead–bismuth coolant
JP2003035798A (en) Method for preventing corrosion of reactor
JP2020172679A (en) Coating processing method for structural member
JP2010096582A (en) Radioactive decontamination method and device
JPS61245093A (en) Feedwater system of nuclear power generating plant

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041026

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050405

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050606

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050705