JPS6333680B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は沸騰水型原子力プラントに係り、特
に、低廃棄物低放射能の沸騰水型原子力プラント
に関するものである。なお、ここで湿り度という
言葉を用いているが、これは蒸気中の微細な水滴
の含有率をいうものとする。

原子力発電所における放射性廃棄物は原子力発
電所が増加するにつれて多量となり、その処分が
大きな問題となつている。これらの放射性廃棄物
を減少させるには、原子炉一次系の配管および機
器の腐食生成物の発生を抑制することが肝要であ
り、そのために復水系や給水系に酸素ガスを注入
することにより配管機器の酸化皮膜を強化するこ
とが行われて来た。この方法は銹の発生を低減さ
せるのに有効であり、原子炉内に持ち込まれる腐
食生成物（Fe、Co、Mn等の酸化物）が減少す
る。その結果として放射化された腐食生成物が一
次系配管や機器に付着してその放射線線量率を高
めることを防止し、従業員の被曝を減少させる。

このようにして原子力プラントにおける抽気ラ
イン用配管における放射性廃棄物の低減がなされ
ているが、なお次のような改善が要求されてい
る。

第１図は沸騰水型原子力プラントにおける抽気
ライン用配管の主系統図である。沸騰水型原子炉
（以後BWRと記す）１で発生した蒸気は高圧タ
ービン２を通り、湿分分離器３を経てクロスアラ
ウンドライン４を通り低圧タービン５に到着す
る。低圧タービン５を出た蒸気は復水器６で水と
なり、ホツトウエル７で原子炉１からのキヤリオ
ーバーによるN¹⁶等の放射能を減衰させ、復水ラ
イン８を通り復水ポンプ９によつて復水浄化装置
１０に送られる。

この復水浄化装置１０の上流で発生した腐食生
成物は復水浄化装置１０によつて70〜97％除去さ
れ、その復水は給水ライン１１を通り復水加熱器
１２、給水加熱器１３、給水配管１４を通つて原
子炉１に供給される。また、高圧タービン２、低
圧タービン５より分岐して復水加熱器１２に接続
している抽気ライン１５ｂが設けられ、ホツトウ
エル７と復水加熱器１２とはヒータドレンライン
１６ａで、ホツトウエル７と給水加熱器１３とは
ヒータドレンライン１６ｂで連結されている。

このようなBWR主系統においては従来は抽気
ライン１５ａ，１５ｂでは腐食生成物の発生が少
ないとされていたが、最近の調査によれば高圧タ
ービン２から出る湿り度の高い蒸気に接する抽気
ライン１５ａ、クロスアラウンドライン４および
抽気ライン１５ｂは腐食生成物が多量に発生し、
特に、60℃以上で湿り度が高く、しかも溶存酸素
濃度が低い部分で甚だしいことが明らかとなつ
た。

第２図は復水浄化装置１０の入口における腐食
生成物（Fe）の発生源の寄与率を示すグラフで
ある。斜線を施した75％の範囲は抽気ライン１５
とその上流を含めた腐食生成物の発生率である。
次に多いのは復水器６からの発生率であり約20％
に達しており、その他の部分での発生率は５％余
りである。

また、復水浄化装置１０を通る復水の清浄度は
一般に復水浄化装置１０のクラツド負荷および給
水の電気伝導度（μ／Ton）で管理され、設定
値以上になると逆洗水又は薬品（NaOHや
H₂SO₄）により再生される。この再生液は放射
性廃棄物としての処理が必要であり、廃棄物の発
生量が多い程処理の頻度は増加する。

一方、復水浄化装置１０のクラツド負荷および
復水の電気伝導度は復水中の腐食生成物に比例す
ることから、復水中の腐食生成物量等を減少させ
ることは廃棄物量を減少させることになる。ま
た、復水浄化装置１０の入口腐食生成物濃度が高
いことは、その除去率がほぼ一定であるので、復
水浄化装置１０からリークして行く腐食生成物の
濃度も上昇する。これが原子炉１に持ち込まれる
と一次系配管の表面線量率も高くなり被曝線量も
増す。

上記のごとく腐食生成物（クラツド）の大部分
は湿り度が高く温度が60℃以上であり、かつ、水
中の溶存酸素濃度が15ppb以下の範囲でエロージ
ヨン、コロージヨンの腐食現象が活発化すること
が判明した。発明者等はこの欠点を次の新技術に
よつて改善するものである。

本発明は腐食生成物の発生を抑制するのに好適
なBWRプラントにおける抽気ライン用配管を提
供することを目的とし、その特徴とするところ
は、Cr0.5〜2.25％含む炭素鋼にて構成して成る
沸騰水型原子力プラントにおける抽気ライン用配
管にある。

第３図は湿り度のある蒸気中又は水中における
炭素鋼のCr含有量と耐食性との関係を示す線図
で、縦軸の平均腐食減量比の数値が低いことは耐
食性が大であることを示している。即ち、炭素鋼
にCrを0.5〜2.25％含有させると、耐食性が急増
することが実験の結果判明した。これはCrを含
有しない炭素鋼に比較すると10倍以上の耐食性を
示している。

次に具体的な実施例を第１図によつて説明する
と、高圧タービン２から給水加熱器１３までの抽
気ライン１５ａ、高圧タービン２から低圧タービ
ン５までのクロスアラウンドライン４および復水
器３にCr0.5〜2.25％の炭素鋼を用いて、この区
間における腐食生成物の発生量を従来の約1/8に
減少し、約100mdmとなつた。したがつて、
1100MWe級の原子力発電所における廃棄物低減
量は、復水浄化系のクラツド負荷が従来の66％と
なり、逆洗頻度も従来の1/2以下となることから、
年間廃棄物量は半減させることが可能となる。な
お、上記クラツド負荷を従来の66％としたのは次
のような計算式によつて求めたものである。

〔従来の炭素鋼の場合の腐食生成寄与率 ×材質変更による腐食生成物発生低減量 ＝0.75×（１−１／８）＝0.66〕 これによつて復水浄化装置１０出口の腐食生成
物が減少して一次系配管の表面線量率も減少す
る。これを1100MWe級原子力プラントについて
算出した結果を次に示す。

第４図は代表的な1100MWe級原子力プラント
の実効出力年と再循環配管表面線量率との関係を
比較して示す線図であり、従来の炭素鋼材の場合
を線２０で示し、上記実施例の0.5〜2.25％Crを
含ませた炭素鋼の場合を線２１で示す。即ち斜線
を施した部分が減少量を示しており、線２１の場
合は10年後においても線２０の70％以下に減少さ
せることができる。

本実施例のBWR原子力プラントは、抽気ライ
ン１５とクロスアラウンドライン４を0.5〜2.25
％のCrを含有させた炭素鋼管又は炭素鋼材によ
り機器を製作することによつて、一次系配管の表
面線量率を従来の70％以下とし、かつ、放射線廃
棄物量を半減することができるという効果が得ら
れる。

本発明において、Mo0.1〜１％の添加は強度向
上に寄与する。ただし、１％以上添加すると脆く
なり好ましくない。

本発明のBWR原子力プラントにおける抽気ラ
イン用配管は、一次系における腐食生成物の発生
を減少し、従業員の被曝を減少させることができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はBWR原子力プラントの主系統図、第
２図は復水浄化装置の入口における腐食生成物の
発生源の寄与率を示すグラフ、第３図は湿り度の
ある蒸気中又は水中における炭素鋼のCr含有量
と耐食性との関係を示す線図、第４図は代表的な
原子力プラントの実効出力年と再循環配管表面線
量率との関係を比較して示す線図である。 １……原子炉、２……高圧タービン、３……湿
分分離器、４……クロスアラウンドライン、５…
…低圧タービン、６……復水器、７……ホツトウ
エル、８……復水ライン、９……復水ポンプ、１
０……復水浄化装置、１１……給水ライン、１２
……復水加熱器、１３……給水加熱器、１４……
給水配管、１５……抽気ライン、１６……ヒータ
ドレンライン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Cr0.5〜2.25％含む炭素鋼にて構成して成る
   沸騰水型原子力プラントにおける抽気ライン用配
   管。