JPS6186688A

JPS6186688A - 炉水水質制御方法及び装置

Info

Publication number: JPS6186688A
Application number: JP59207874A
Authority: JP
Inventors: 佐々田　泰宏; 紀夫中山
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1986-05-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、原子炉の炉水水質制御方法及び装置に係９、
特に応力腐食割れ等の腐食損傷を防止するため、炉水水
質をオンラインで予測し制御する方法及び装置に関する
。

〔発明の背景〕

原子炉の一次冷却系配管に使われているオーステナイト
系ステンレス鋼の応力腐食割れ（以下、ＳＣＣという）
は、材料、応力、環境因子の重なシによシ発生する。こ
れらのうちどれか一つの因子を除去すると、ＳＣＣ防止
が可能となる。ＳＣＣ防止法のうち、環境因子改善によ
る方法として、炉水中の溶存酸素濃度（以下、ＤＯとい
う）を低減させ、ＳＣＣ感受性を低減する方法が知られ
ている。この具体例として、例えば、原子炉給水系への
水素の注入により、炉水中ＤＯを低減できることが＠Ｑ
ｘｙｇｅｎ　５ｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｑｓｋａ
ｒｓｈａｍｎ　−’ｌ”Ｍａｇｄａｌ　１ｎｓｋｉ　ａ
ｎｄ　Ｉｖａｒｓ、　Ｔｒａｎｓ、ＡＩＴＬ　殉ｃｌ　
、　３ｏｃ、　、　４３．３２３（１９８２）及び、、
−Ｑｘｙｇｅｎ　３ｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｎ　Ｂ９
ＶＲ１ｅａｃｔｏｒＷａｔｅｒ　ｂｙＨｙｄｒｏｇｅｎ
　Ａｄｄｌｔｉｏｎｓ−１３ｕｒｌｅｙ　ｅｔ　ａｌ、
。

’Ｉ”ｒａｎｓ、　ＡＪＴｌ、Ｎｕｃｌ、　３ｏｃ、、
　４３．３２２　（１９８２）において示され、実機プ
ラントでの水素注入による炉水中Ｄｏ低減効果及びＳＣ
Ｃ感受性低減効果が論じられている。更に、水素注入法
に関連する水素注入量制御方法として、例えば特開昭５
７−３０８５号公報及び特開昭５７−７０４９９号公報
に示され−るように、ＳＣＣ防止指針としてＤＯ及びＥ
ＣＰ１／Ｃ着目Ｌテ、Ｄｏしｆ　０〜５０　ｐｐｂ、　
ＥＣＰを−２５０〜−６００ｍＶ、溶存酸素を１５０　
ｐｐｂ以下にするよう水素注入量を制御する方法が知ら
れている。

しかしながら、”）ｉ：ｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｙ
ｉｅｌｄｓｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｒａｄｉｏｌｙｓｌｓｏ
ｆＪ＊ａｔｅｒ　ｉｎ　ＢｏｉｌｉｎｇＷａｔｅｒ　ｌ
（、ｅａｃｔｏｒ　ｂｙ　Ｎｅｗｔｒｏｎ　ａｎｄ；　
ＱａｒｒｍａＲａｄｉａｔｉｏｎ’伊部、白日、　Ｎｕ
ｃｌｅａｒ　３ｃｉｅｎｃｅ　＆ｐ：ｎｇｉｎｅｅｒ　
ｉｎｇ、　８５．　ｐ３３９　（１９８３）　’に示さ
れている如く、放射線照射の影響で、Ｉ１５水中には過
酸化水素等の短寿命種が生成し、これらとの反応により
炉水中の溶存酸素濃度は炉内各部で変化する。この反応
は溶存酸素計及び腐食電位計を接続する計測配管の中で
も起シ、計器の指示１直と炉水中の溶存酸素濃度及び腐
食電位との間に差が生じる。そこで、炉内の溶存酸素濃
度及び材料の腐食状態に関する正しい知見を測定結果か
ら直接得に＜＜、炉内溶存酸素濃度を減少させ、構造材
のＳｃｃを防止するための真に適正な（直に、水素注入
量を制御することは困難であった。

さらに、ＳＣＣ発生はＤｏ及びＥＣＰのみで説明できる
ものではなく、例えば、＠ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔｏｆ　
ＡｑｕｅＯｕＳ　工ｍｐｕｒｉｔｉｅｓ　Ｏｎ　ｔｈｅ
　５ｔｒｅｓｓＣｏｒｒｏｓｌｏｎ　Ｃｒａｃｋｉｎｇ
　ｏｆ　Ａｕ５ｔｅｎｉｔｉｃ３ｔａｉｎｌｅｓｓ３ｔ
ｅｅｌ　ｉｎ　ｌ（ｉｇｈ　’ｌ’ｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅＷａ　ｔ　ｅ　ｒ”］）ａｖｉｓ　ａｎｄ　Ｉｎｄｉ
ｇ、Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　、８３゜Ｎｏ、　１２８．１
　（１９８３）　　において、硫酸イオン（Ｓ　０４”
−）　、炭酸イオン（ＣＯｓ”−）、硝酸イオン（Ｎ　
０３−）　、及びフッ素イオン（Ｆ−）による粒界型応
力腐食割れ（以下、工ＧＳＣＣという）への影響が論じ
られておυ、不純物陰イオンの存在及びこれによる炉水
の導電率（以下、ＥＣという）及び水素イオン濃度（以
下、ｐＨという）などの影響を考慮する必要がある。こ
のことは例えばプラントの定格運転時において、復水脱
塩塔の切換による水質変化あるいはイオン交換樹脂漏洩
による不純物の炉内持込量増加の場合のような水質の過
渡状態において、特に大きな影・響を持っている。

従来の水素注入技術においては、注入量制御法は、水素
注入量を実験的に決定するか、ＤＯ及びＥＣＰを指標に
余裕を見込んで注入する方法でおり、不純物陰イオンの
増加による炉水水質変化の過渡状態に対応して、ＳＣＣ
防止に最適な炉水状態を維持することが困難であった。

また、水素注入により炉心での水の放射線分解が変化し
、水素と酸素の発生量が変わシ、気体廃棄系において水
素過剰となり、過剰水素の再結合処理のため酸素または
空気を注入する必要があるが、この注入量制御において
もプラントの状態の変動に対して、最適な状態を維持す
ることが困難であった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、原子炉−次系に使用されているステン
レス鋼の応力腐食割れ防止法に関連して、原子炉運転の
全過程において、水質測定データに基づき炉内各部の水
質を予測し、応力腐食割れ防止に最適な炉水水質を維持
するとともに、気体廃棄系における過剰水素の再結合処
理を安全に行い、原子炉運転の安全性と経済性向上に資
する方法及び装置を提供することである。

〔発明の概要〕

本発明は、原子炉−法論却系に使用されているステンレ
ス鋼等炉内構造材の応力腐食割れは、炉水中溶存酸素濃
度、金属や陰イオン濃度、及びそれに関連したｐＨ，導
電率に関連して生じること、これら濃度、導電率等は、
炉水中に存在する短寿命ラジカルとの反応のために短時
間で変化し、炉水を減温減圧してから測定した結果は、
炉内のこれらの１直を直接反映しないことに着目し、プ
ラント運転データと炉水分析結果とをもとに、これら炉
内の値を解析的に求め、この解析結果に基づき、炉水水
質を調整し、炉水各部の最適炉水条件を維持することを
特徴とする。

炉水水質の予測には、水の放射線分解理論に基づく解析
コードを用い、プラント主要データ、例えば熱出力、給
水及び再循環流量、炉水温度、中性子及びガンマ線照射
線量などを用いて、水の分解生成物、例えば水素（Ｈｚ
）−酸素（０２）。

過酸化水素（Ｈ２Ｏり、水素イオン濃度（ｐＨ）などの
、−次系内分布を解析的に求める。この結果から炉水中
のＤＯを目標値まで低減させるのに必要な水素注入量及
びタービン排ガス中の過剰水素を再結合処理するのに必
要な酸素量を予測できる。

炉水放射線分解解析コードの基本は次のようなものであ
る。

炉水中の水分子に中性子あるいはガンマ線が照射される
と、水分子の軌道電子がはじき出される。

この水分子の電離反応ｎ、γ Ｈ２０＝Ｈ′″＋ＯＨ＋ｅ−ａｑ　　　　−・・・（１
）に引続いて極めて短時間（１０−１１〜１０−７　ｓ
　）のうちに、Ｈ，ＯＨ−などが生じる。また、高温水
中では、Ｈ２ＯさＬ山＋０　　　　　　　・・・・・・（２）も
生じるとされており、これらの−次生成物はさらに相互
に反応しめい、０１　、Ｏ！−、Ｂｏｘ　。

ＨＯ＊−−Ｈ２Ｏ２などの二次分解生成種を生じる。

水分子及びこれらの分解生成種は、水中で拡散中に相互
に反応し、照射線量、温度などの条件で定まる定常濃度
を持つ。

分解生成種Ａ及びＢが反応し、ＡＢが生成する時、Ａ＋Ｂ４ＡＢ　　　　　　　　　　・・・・・・（３）
分解生成種Ａの濃度変化は、反応速度定数をに傘として
、次のように示される。

温度Ｉ（Ｋ）における反応速度定数は、アレニラによシ
求めることができる。

上で扱った例は、極めて簡単なケースであるが、一般的
には次式から分解生成種の濃度変化が求められる。

Ｃｒ２に一＋Ｃ１・・・・・・（６）ここで、Ｃ＋　　：　ｉ種分解生成種の濃度（ｍａｔ／
ｔ）ｇ＋：１種分解生成種のＧ値（個／１００　ｅｖ）Ｑ：単位体積当シの吸収エネルギー（Ｊ　１１３−’ａミロ−）ｋｌ：ｊ種分解生成種とｊ種分解生成種の反応速度定数
（単位は反応の次数により異なり、上側（６）の反応では、ｍ０６１１ｔ−′・５−１）分解生成種の濃度の時間変化は、基本的には、式（６）
で与えられる非線型連立微分方程式を数値的に解けば得
られる。

しかしながら、通常の数値解析手法（Ｒｕｎｇｅ−Ｋｕ
ｔｔａ法、ＭｉＡｎｅ法、　Ａｄａｍｓ−ＢａｓｈＦ′
ｏｒｔｈ法など）では数値的発散を招くか、または計算
に膨大な時間を要するのでこれを避けるため、Ｂａｃｋ
ｗａｒｄｌ）ｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ）ｉ’ｏｒ
ｍｕｌａ　　（ＢＤＦ法）を用いる。

次に、炉水の導電率及びｐＨは、給水等から持込まれる
金属及び陰イオン不純物、例えば鉄、クロム、ニッケル
、硝酸及び硫酸イオン等の濃度から、下記の式によυ求
められる。

Ｋ＝ΣＣＩαｌ　ｔｌ・１０−”。

ｐＨ＝−１ｏ　ｇ　ＣＨ”　）ここで、Ｋ：導電率Ｃ１：　ｉ種イオンの当量濃度 αＩ：ｉ種イオソイオン度ム：五種イオンの極限当量イオン導電率ＣＨ”〕：水素イオン濃度以上により、炉水中のＤＯ，溶存水素濃度、導電率、ｐ
Ｈ等の水質、及び主蒸気中に放出されるＨ２　、（ｈ　
ｋが求められ、これを基に応力腐食割れ等の腐食損傷防
止に最適な炉水条件を判断する。

従来の知見によれば、鋭敏化したオーステナイト系ステ
ンレス鋼の一つ８ＵＳ　３０４の純水中における粒界型
応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）は、溶存酸素濃度が３０〜
４０１）１）ｂ以下、及び腐食電位が一３００ｍＶ　５
ＨＥ（ＳＨＥ　　：水素電極電位基準）以下において、
発生率が減少することが知られている。

第２図に示したのは、実験室における２７４Ｃでの結果
で、ＱＯｒｄＯｎ　らにより　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ。

８１　Ｎｏ、　２０．１　（１９８１）に記載されたも
のである。しかしながら最近、工ＧＳＣＣ防止の指標と
して他の要因も考慮する必要があることが明らかになっ
ており、例えばＤＯが一定でもＭＯａ−が増加するとｌ
０８ＣＣの発生確率が増加することが知られている。）
ｉｉｒａｎｏらによりＣｏｒｒｏｓｉｏｎ、　ＮＡＣＥ
、　３９．　Ｎｏ。

８、３１３　（１９８３）Ｋ発表された例を第３図に示
す。これは２９０Ｃ，ＤＯＩｐの条件下での鋭敏化５Ｕ
Ｓ３０４に関する結果で、ＮＯ３−の増加によシＩＧ８
ＣＣが増加している。更に、工ＧＳＣＣに対してより影
響を及ぼすイオンとして、ＳＯ４を−及びＣＯｓ”−が
指摘されている。１）ａｖｉｓ及びＩｎｄｉｇによｐ　
Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ、　８３．　Ｎｏ、　１２８．１　
（１９８３）に示された例が第４図である。これは、２
７４ＣにおいてＤｏが約２００　ｐｐｂｔ導電率が約１
μｓ／Ｃｒｎの条件下での鋭敏化５ＵＳ３０４に関する
結果で、応力と時間との関係を示す。高純水（導電率０
．１μＳ　／　ｃｍ以下）の条件に比べて、これら不純
物の存在下では破断時間が短くなっている。

彼らによれば、工ＧＳＣＣを防止するには、不純物とＤ
Ｏの両方を低減する必要があシ、例えばＣ０Ｚ−につい
ては導電率０．３　ｔｔ　Ｓ　／　ｃｒｎ以下、ＤＯ２
１ｐｐｂ以下でＩＧＳＣＣが起らないという結果が得ら
れている。これらのデータから、工ＧＳＣＣ防止のため
の炉水水質管理目標値を、例えばＣＯｓ”−の存在下で
は、ＤＯ２０ｐＩ）ｂ以下、導電率０，３μＳ／国以下
などに設定する。

次に、水質制御法について述べる。まず上記目標値に対
して、炉水水質予測解析によシＤＯ低減に必要な酸素抑
制剤注入量及び気体廃棄系過剰水素再結合用処理剤（０
１等）注入量を選定し注入する。−次系状悪が平衡に到
達してから、水質。

気体廃棄系データをフィードバックさせ、目標値と実測
値を対比して、解析値を修正するとともに、注入量補正
及び制御を行う。この状態で水質データ、気体廃棄系デ
ータ、及び材料試験データ等により、ＩＧＳＣＣ防止に
有効な水質状態を確認し、予測解析の有効性を検証する
。

かくしてｌＧ３０Ｃ防止に最適な水質条件を維持可能と
なるが、プラント水質等の変動、例えば給水中不純物陰
イオンが増加した場合には、その増加量に対応した酸素
抑制剤注入ｎの増加及び気体廃棄系での水素再結合用処
理剤の注入補正量を解析的に求め、注入量制御を行う。

以上によシ、プラント状態に対して、最適炉水環境を維
持可能となる。

なお、上に述べた実測データとして、炉水水質環境で原
子炉構成材料の材料破断試験や腐食電位測定等の材料試
験を行い、この試験結果及び材料試験位置における水質
予測恒を用い、これと炉内各部の水質予測値と比較し、
炉水水質を補正するようにしてもよい。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図によシ説明する。この
図は、炉水水質解析装置１８．給水系への水素注入装置
２１．気体廃棄系酸素注入装置２７を設置した原子炉−
次系の例である。

原子炉１で発生した蒸気は主蒸気管２を通ってタービン
系に送られ、タービン３を駆動した後、復水器４に送ら
れる。ここで蒸気は冷却凝縮され復水となるが、非凝縮
性ガスはエジェクタ５で吸引され、気体廃棄系に導かれ
る。非凝縮性ガス中の水素と酸素は再結合器６により反
応し水になり、排ガス復水器７で復水に戻され、他の非
凝縮性ガスは活性炭吸着塔８を経て放射能を低減後、ス
タック９から排出される。一方、復水は、復水器ホント
ウェル１０から、復水ポンプ１１により復水脱塩装置１
２に送られ、腐食生成物等を除去後、加熱器１３で加熱
され、給水ポンプ１５によジ原子炉１に供給される。ま
た、蒸気と気水分離された炉水は、再循環系１６に設け
られた再循環ポンプ１７により再び原子炉１内炉心へ送
られる。また、このポンプ入口には炉浄化系３４が接続
される。炉水はポンプ入口で分岐して炉浄化系内に流入
する。炉浄化系内において、炉水は冷却器３３で冷却さ
れ、濾過脱塩装置３６で不純物を取り除かれた後、再び
加熱器１３で加熱され、給水系から炉内に戻る。炉水中
のＤＯ９溶存水素濃度（以下、ＤＨという）、之溶存窒
素濃度（以下、ＤＮという）、ＨｘＯｚ　、金属イオン
、金属クラッド濃度、不純物イオン（８０４”−、ＮＨ
４”　、　Ｎ　Ｏｓ−＊Ｃ６−、ＣＯｓ”−イオン等）
等の濃度−ｐＨ＊導電率、及び腐食電位等は、濾過脱塩
装置３６人口に設けられた計測装置３５Ａによシ測定さ
れる。

また、主蒸気管２及び気体廃棄物処理系配管３７にも蒸
気中の０２　、Ｈ２、ＮＨｓ　、ＨＮＯｓ　。

Ｎｏｗ等の濃度を測定する計測袋［３５Ｂ、３５Ｃが取
り付けられており、これらの濃度を常時監視する。これ
らの計測装置３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃはプラント制御用
計算機１９と接続される。プラント制御用計算機１９に
はその他のプラントデータ（熱出力、炉心流量、再循環
流量、給水流量。

炉水温度等）も入力され、これらの値はディスプレイ２
０に表示される。

給水系１４には、炉水中ＤＯを下げ、ＳＣＣ感受性を低
減させる酸素抑制設備として、水素供給源２６からの水
素ガスを減圧弁２４で減圧し、流量調節弁２３によシ流
量調節後注入する゛水素注入装＃２１が設けられている
。気体廃棄系には過剰の水素ガスを再結合処理するため
、酸素供給孫３２からの酸素ガスを減圧弁３０で減圧し
、流量調節弁２９により流量調節後、再結合器６人口に
注入する酸素注入装置２７が設置されている。プラント
助御用計算機１９には、炉水放射線発酵解析コードが組
み込まれ、炉水分解解析結果をディスプレイ２０に表示
するとともに、この解析結果とプラントデータとを比較
して、水素注入装置２１の流量制御器２２と、酸素注入
装置２７の流量Ｔｈｉ；制御器２８を最適条件で制御し
ている。２５と３１とは遮断弁を表わす。

なお、上記実施例では、解析コードをプラント制御用計
算機１９に組み込んでおるが、データ通信システムを使
用して、複数プラント計算センターまたは遠隔地計算機
を利用することも可能である。

炉内溝造材の応力腐食割れを防止するには、炉内のＤＯ
，金属イオンや不純物イオン濃度、ｐＨ。

導電率等を正しく評価し、水素注入装置及び酸素注入装
置を制御する必要がある。ところが、炉内には短寿命ラ
ジカル（Ｈｓ　ＯＨ＠　ＨＯｘ　＋　０１−等）及びＨ
２Ｏ２が存在し、これらはＯｘ　、金属イオン、不純物
イオンと化合しあるいは相互に反応して０２等を生じ、
炉水中のＤＯ１金属イオンや不純物イオン濃度等を変化
させる。従って、炉水を炉外に取り出し、冷却、減圧し
た後測定する計測装置３５Ａにより測定結果からは、炉
内におけるこれらの濃度を直接に把握することは困難で
おる。

このため、本実施例では、計測装置３５Ａ。

３５Ｂ、３５Ｃの測定結果を基に、水の放射線分解理論
に基づく解析コードを用いて、炉内のｐＨ１ＤＯ９金属
イオンや不純物イオン濃度を解析的に予測し、これらの
濃度及びこれらの濃度から予測される導電率が構造材に
ＩＧＳＣＣを生じさせない値に止まるように、水素注入
装置及び酸素注入装置を制御する。以下に、プラント制
御用計算機１９に組み込んだ解析コードによる炉水水質
予測及び最適な炉水水質制御方法について説明する。

まず、水質予測に必要なデータを解析コードに入力する
。これらには基礎物性データとプラント運転時の実測に
より得られるデータがある。

１、基礎物性データ水の放射線分解収率９反応速度定数１反応の活性化エネ
ルギー、気体の溶解度等。これらは、文献値や実験値等
を用いて、予め入力しておく。

２　プラント運転時の実測データ α）プラント−次系主壁データ熱出力、再循環流量、給水流量、給水と炉水温度、給水
中水素性入量等。

、（２）水質データＤｏ、ＤＨ，ＤＮの値。

金属イオンや不純物イオン（Ｓｏと、ｃｔ”。

Ｎｏｎ−、ＮＨ４°、ＣＯｓ’−等）濃度、　ｐＨ，導
電率等。

（３）主蒸気系、気体廃棄物処理系データ主蒸気や排ガ
ス中のＯｘ　、　Ｈｚ　、　ｒ’ｈ　、　ＮＨｓ　。

ＨＮＯ３，Ｎｏ２等の濃度、主蒸気と排ガス流量等。

これら実測データはプラントに設けられた計測装置によ
り、プラント制御用計算機にオンライン入力される。

次に、実測することの困難な、プラント特有のパラメー
タの初期値を適当に定める。このようなパラメータとし
ては、炉水中のガス成分、例えばＯｘ　、Ｈｚ　、Ｎｚ
等のボイド中への放出速度あるいはボイドから炉水中へ
の溶解速度、炉心から流出する炉水と給水がダウンカマ
ー近傍で混合する比等がある。これらパラメータの初期
値、及び炉心熱出力、再循環、給水流量、炉水温度、主
蒸気流量、排ガス流量等のプラント運転データを用いて
計測装置３５Ａの位置におけるＤＯ，ＤＨ。

ＤＮ、金属イオンと不純物イオン濃度、及び主蒸気系の
計測装置３５Ｂと気体廃棄物処理系の計測装置３５Ｃの
位置におけるＯ２　ＨＨｚ　＠　Ｎｚ　＋ＮＨ３、ＮＯ
ｘ　、ＨＮＯｓ　、ＮＯ２等の気本成分濃度を計算する
。これを実測データと比較し、解析結果と一致するまで
、仮定した初期値パラメータを修正しながら解析を行い
、最適なパラメータを求める。最後に得られた最適パラ
メータを用いて、炉内外部における各成分濃度を算出し
、この値を炉内の各成分濃度と見なし、ディスプレイに
表示する。こうして解析的に求めた炉内各部の溶存酸素
と溶存水素濃度の一例を第５図及び第６図に、また主蒸
気中ガス放出量を第７図に示しだ。

次に水質調査装置の制御方法について述べる。

まずＳＣＣ防止に最適な炉水条件を設定する。設定にあ
たっては、水質データ及び材料試験データを基に、炉内
各部においてＳＣＣ防止可能と推定されるＤＯ，ＥＣＰ
等の制限値を定める。制限値の一例として例えば、Ｄ　
Ｏ２０ｐｐｂ以下、ＥＣＰ−３００ｍＶＳＨＥ以下、Ｅ
Ｃ０，３μ８／ｃｍ以下（２５Ｃ’）の値を設定する。

そしてこの制限値に対する予測値の判断を行い、ＤＯが
制限値以下となる水素注入量を決定し、指示する。この
注入量指示出力信号により注入量制御及び注入を行う。

また、決定された水素注入量において、気体廃棄系に排
出されるＨｚ、０２量が予測されるので、Ｈｚの再結合
に必器な酸素注入量もあわせて決定し指示できる。かく
して、炉内各部における水質を制限値以下に維持可能で
ある。

最後に、水素注入一定時間経過後、プラント状態は新た
な平衡状態に到達するので、この時のプラント状態と水
質及び気体廃棄系データとをフィードバックさせ、制限
値以下であれば注入を継続し、制限値を満足しない時は
注入量の補正値を求め、注入量の補正制御を行う。

なお、水質状態変動、例えば不純物陰イオンの増加の場
合には、ＤＯの制限値を下げ、水素注入量を増加させる
よう、予めコードに組み込むことができる。

以上述べたように、本実施例によれば、原子炉−次系の
状態に対応して、Ｓｃｃ防止に最適な水質を維持できる
効果がある。

上記実施例は、原子炉−次系に適用した場合であるが、
本発明は原子炉まわり及び核融合装置本体まわりの補助
冷却水系等に対しても、入力データを変更すると適用可
能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以下の効果が得られる。

１、解析コードにより、水素注入時の炉内各部の溶存酸
素、水素、過酸化水素の各濃度、　ｐＨ及び導電度、主
蒸気中に放出される水素及び酸素量を解析的に予測でき
るので、プラント状態及び炉水状態の変化に対応して、
応力腐食割れ防止に最適な炉水環境を維持できる。

２−次冷却系各部の酸素低減結果を予測可能で、プラン
ト運転時に酸素抑制剤注入及び気体廃棄系水素再結合処
理剤注入設備の効率的な運転管理が行える。

３、解析コードによる予測解析は、短時間で実行され、
プラントの過渡状態に対して速やかに対処できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は炉水水質予測機能と水素注入設備及び気体廃棄
系酸素注入設備とを設えた沸騰水型原子炉−次系の概略
図、第２図は応力腐食割れに及ぼす溶存酸素濃度と腐食
電位の関係を示す実験データを表わす図、第３図は硝酸
イオンと応力腐食割れの関係を示す図、第４図は同じく
不純物陰イオンと応力腐食割れの関係を示す実験データ
を表わす図、第５図は水素注入量と炉水中溶存酸素濃度
の関係を示す図、第６図は水素注入量と炉水中溶存水素
濃度の関係を解析的に求めた結果を示す図、第７図は同
様に水素注入量を主蒸気中の水素及びよ素放出量との関
係を解析的に求めた結果を示す図である。１・・・原子炉、２・・・主蒸気管、３・・・タービン
、４・・・復水器、５・・江ジェクタ、６・・・再結合
器、７・・・排ガス復水器、８・・・活性炭吸着塔、９
・・・スタック、１０・・・復水器ホントウェル、１１
・・・復水ポンプ、１２・・・復水脱塩装置、１３・・
・加熱器、１４・・・給水系、１５・・・給水ポンプ、
１６・・・再循環系、１７・・・再循環ポンプ、１８・
・・炉水水質解析装置、１９・・・７’　−ｙ　ｙ　）
制御用計算機、２ｏ・・・ディスプレイ、２１・・・水
素注入装置、２２・・・水素注入量調節制御器、２３・
・・流調弁、２４・・・減圧弁、２５・・・遮断弁、２
６・・・水素供給源、２７・・・酸素注入装置、２８・
・・酸素注入量調節制御器、２９・・・流調弁、３ｏ・
・・減圧弁、３１・・・遮断弁、３２・・・酸素供給源
、３３・・・冷却器、３４−・・炉浄化系、３５Ａ、　
３５Ｂ、　３５Ｃ・・・計測装置、３６・・・濾過脱塩
装置、３７・・・気体廃棄物処理系配管。

Claims

【特許請求の範囲】１、原子炉冷却系配管の応力腐食割れ等の腐食損傷を防
止するための炉水水質制御方法において、水の放射線分
解理論に基づく解析コードとプラント運転データとを用
いて、プラント定格運転時及び過渡運転時の原子炉系統
内の分解生成物濃度及び炉水水質条件をオンラインで予
測し、この予測値に基づき炉水水質調整材を注入して、
炉水水質目標値と実測データとを対比し解析値を修正す
るとともに、注入量補正と制御とを行うことを特徴とす
る炉水水質制御方法。２、特許請求の範囲第１項において、炉水水質実測デー
タとして、炉水を減温減圧後測定して得られる炉水水質
測定データを用いることを特徴とする炉水水質制御方法
。３、特許請求の範囲第１項または第２項において、炉水
水質実測データとして、炉水を減温減圧する前の測定値
をひとつ以上用いることを特徴とする炉水水質制御方法
。４、上記特許請求の範囲のいずれか一項において、実測
データとして、、主蒸気中成分濃度測定データを用いる
ことを特徴とする炉水水質制御方法。５、特許請求の範囲第１項において、実測データとして
、炉水水質環境で原子炉構成材料の材料破断試験や腐食
電位測定等の材料試験の結果及び材料試験位置における
水質予測値を用いることを特徴とする炉水水質制御方法
。６、原子炉冷却系配管の応力腐食割れ等の腐食損傷を防
止するための炉水水質制御装置において、主蒸気系のプ
ラント運転データを計測する装置と、炉浄化系のプラン
ト運転データを計測する装置と、それらから得られるプ
ラント運転データと水の放射線分解理論に基づく解析コ
ードとを用いてプラント定格運転時及び過渡運転時の原
子炉系統内の分解生成物濃度及び炉水水質条件をオンラ
インで予測しこの予測値に基づき炉水水質調整信号を出
力する炉水水質解析装置と、この炉水水質調整信号を受
けて還元剤等を注入し炉水中溶存酸素濃度等の炉内環境
を調整する装置とを含むことを特徴とする炉水水質制御
装置。７、特許請求の範囲第６項において、炉水水質解析装置
が各計測装置及び炉内環境調整装置とデータ通信回路で
結合され、複数の原子炉の水質測定データの管理と水質
の制御とを集中的に行うことを特徴とする炉水水質制御
装置。８、特許請求の範囲第６項または第７項において、前記
炉水水質調整時に水素過剰となる気体廃棄系に設置され
、前記炉水水質解析装置の出力に応じて過剰水素再結合
処理のために酸素または空気を注入する装置を含むこと
を特徴とする炉水水質制御装置。