SE523608C2 - Reaktorstrukturdel och förfarande för korrosionsundertryckning av en sådan - Google Patents

Description

lO v" .- 2 met. När vätet sprutats in genom matarvattensystemet in i reaktorvattnet måste syre sprutas in för att reducera överskottsvätet i avgassystemet genom àterförening och olika anordningar är därför nödvändiga.

Ett korrosionspotentialreducerande förfarande för- sökte nyligen att reducera korrosionspotentialen hos strukturdelar utan att orsaka dessa problem genom att lägga till en ädelmetall, sàsom platina, till reaktor- vattnet för att utfälla ädelmetallen pà strukturdelarnas yta och reducera korrosionspotentialen genom att spruta in en liten delmängd av vätet in i reaktorvattnet. Detta korrosionspotentialreducerande förfarande utnyttjar ädel- metallens, sàsom platina, egenskaper för att selektivt läsa den omvända reaktionen av väte, som har en låg potential, med en avsikt att reducera korrosionspotentia- len genom att spruta in en liten delmängd väte in i reak- torvattnet.

Emellertid när detta förfarande används i ett kärn- kraftverk fastnar de ädla metallerna också till en zirko- niumoxidfilm, som innefattas i bränslet, vilken främjar oxidationen och hydrering hos bränslematerialet. Dessutom främjas interaktionen av väte, och N-16, varvid lättflyktig ammoniak träder in i ángsystemet och som är insprutat i reak- torvattnet, som är alstrat av kärnreaktionen, doseringshastigheten hos turbinsystemet ökar.

Vidare, eftersom en ädelmetallskemikalie, som inne- häller orenheter, används i en hög koncentration, för- sämras reaktorvattnets kvalitet, vilket pàverkar bränsle- materialens volymbeständighet negativt. Sålunda utövar ädelmetallsinsprutningsförfarandet, som nu används, om- vända effekter pà vattenkvalitetsunderhàllet, reduktionen av radioaktiv övergång och anrikningen av graden av upp- brunnet bränsle. För att reducera de omvända effekterna är det önskvärt att utveckla ett förfarande som sprutar in en mindre mängd ädelmetall och ett förfarande, som använder en substans som är någon annan än ädelmetallen. l5 525 608 ef: 3 Å andra sidan fastnar järn, som finns i matar- vattnet, som lösa partiklar pà delarnas ytor, vilka är disponerade inom kärnreaktorn när matarvattnet har en hög järnkoncentration. Om àdelmetallen, som fäster till strukturdelarna, fastnar till dessa partiklar fastnar àdelmetallen till bränslet när partiklarna separeras frän strukturdelarnas ytor och främjar oxidationen och hydre- ring hos bränslematerialet.

Som nämnts ovan samverkar, när vätet sprutas in i reaktorvattnet genom den kända spänningskorrosionssprick- ningsförhindrande förfarandet, vätet och N-16, som är tillverkat av kärnreaktionen för att alstra lättflyktig ammoniak. Den lättflyktiga ammoniaken, som är tillverkad pà det sättet, är utsatt för att föras in i àngsystemet för att öka doseringshastigheten hos turbinsystemet.

Olika anordningar är nödvändiga för att reducera över- skottsvätet i avgassystemet genom àterförening.

När en ädelmetall är utfälld pà strukturdelarnas ytor, genom förfarandet som lägger till àdelmetallen till reaktorvattnet för att reducera korrosionspotentialen genom insprutning av en liten del väte in i reaktor- vattnet, fastnar àdelmetallen också till zirkoniumoxid- filmerna och oxidationen och hydrering av bränslemateria- len främjas. Vidare eftersom en ädelmetallskemikalie, som innehåller orenheter, används i en hög koncentration försämras reaktorvattnets kvalitet och påverkar omvänt bränslematerialets volymbeständighet.

Järn som finns i matarvattnet fastnar i lösa par- tiklar pà delarnas ytor, vilka delar finns disponerade inom kärnreaktorn, när matarvattnet har en hög järn- koncentration. Om àdelmetallen, som fäster till struktur- delarna, fäster till dessa partiklar fäster àdelmetallen till bränslet när partiklarna separeras fràn struktur- delarnas ytor.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning har för avsikt att lösa dessa problem hos den kända tekniken och det är ett ända- l5 .fl .s 52 3 e o s " 4 mål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en reaktorstrukturdel och ett förfarande för att reducera korrosionen hos reaktorstrukturdelen som kan reducera mängden väte respektive mängden ädelmetall som ska spru- tas in i reaktorvattnet för att förhindra spänningskorro- sionssprickning, att reducera överföring av radioaktivi- tet till turbinsystemet, att reducera överskottsvätet i avgassystemet, att reducera mängden av en ädelmetall som fäster till bränslematerialets yta till minsta nödvändiga mängd, och att reducera korrosionspotentialen hos delarna i en kärnreaktors primärsystem genom att undertrycka alstringen av lösa järnpartiklar på bränslets yta utan att främja oxidationen och hydreringen hos bränsle- materialet.

Enligt föreliggande uppfinning har en reaktor- strukturdel en yta, som är försedd med ett korrosions- potentialreducerande ämne, såsom en fotokatalytisk substans, som när den utsätts för ljusstràlar eller radioaktiva strålar i en kärnreaktor alstrar elektro- motorisk kraft, och en metall eller en metallförening som vid ett tillstànd med bestämd temperatur och bestämt tryck i kärnreaktorn bildar en sådan fotokatalytisk substans. Med fördel är den korrosionspotentialreduce- rande substansen partikelformig och har en yta på vilken åtminstone endera av Pt, Rh, Ru och Pd finns.

Ljuset i kärnreaktorn är en strålning, som inne- fattar ultravioletta strålar som en huvudkomponent, som är känt som Cherenkov-strålar, vilka är alstrade genom kärnklyvning av ett bränslematerial i en vattenkyld kärn- reaktor. De radioaktiva strålarna i en kärnreaktor är elektromagnetiska vågor och partikelstrålar, som är alstrade av bränslematerialets kärnklyvning, såsom a- strålar, ß-strålar, y-strålar och neutron-strålar.

Den fotokatalytiska substansen är en substans som har en n-halvledares egenskap, såsom vilken som helst av föreningarna i en grupp, som innefattar TiO2, ZrO2, PbO, BaTiO3, Bi2O3, ZnO, WO3, SrTiO3, Fe2O3, FeTiO3, KTaO3, . . ~ . . - '- anv _ _ 'szš eos MnTiO3 och SnO2. Dessa föreningar är stabila i miljöer med en hög temperatur, miljöer med högt tryck och radio- aktiva miljöer, och de ökar inte markant förflyttningen av radioaktivitet till turbinsystemet, och främjar inte markant oxidationen eller hydreringen av bränslemateria- let. Strukturdelarnas korrosionspotential hos en kärn- reaktors primärsystem kan regleras genom att lägga till vilken av föreningarna som helst till kärnreaktorns strukturdelar eller genom att bilda en film av före- ningarna pà kärnreaktorns strukturdelars yta. Med fördel regleras vattenkvaliteten. Radioaktiviteten hos bränsle- materialet och den aktiverade föreningen är làg.

Bland dessa föreningar, är TiO2 och ZrO2 speciellt föredragna fotokatalytiska substanser. Även om föreningar kan användas i form av oxider som nämnts ovan, vilka är fotoanalytiska substanser som de är, kan fotokatalysatorutgörande substanser som alstrar förut nämnda föreningar under förhållanden med en hög temperatur och ett högt tryck i kärnreaktorn, varvid mer konkret i en miljö med 285°C och 70 atm, såsom metaller och metallhydrater, användas. Mer konkret är möjliga metaller och metallhydrater exempelvis metallen Ti, metallen Zr, Ti-hydrat och Zr-hydrat.

Dessa fotokatalytiska substanser eller fotokata- lysatorutgörande substanser används i stället för ädel- metallen, såsom Pt. Dessa fotokatalytiska substanser och fotokatalysatorutgörande substanser kan användas som partiklar som har ytor pà vilka àtminstone en av Pt, Rh, Ru och Pd är delvis fästa.

Den fotokatalytiska substansen, den fotokatalysator- utgörande substansen, den fotokatalytiska substansen kom- eller fotokata- lysatorutgörande substansen kombinerad med en ädelmetall, binerad med en ädelmetall, såsom Pt, sàsom Pt, är fäst till en kärnreaktors strukturdelsyta.

En film av substansen kan bildas pà en kärnreaktors strukturdelsyta. nsn ovan u 523 eos ... ß- 6 Ett förfarande för att säkert fästa den korrosions- potentialreducerande substansen, dvs den fotokatalytiska substansen, den fotokatalysatorutgörande substansen, den fotokatalytiska substansen kombinerad med en ädelmetall eller fotokatalysatorutgörande substansen kombinerad med en ädelmetall till en objektiv strukturdels yta, för att skydda mot korrosion, varvid korrosionspotentialsreduce- rande substanser tillförs kylvattnet medan kärnreaktorn är i markdrift, i ett start-up-tillstånd, i ett avstäng- ningstillstànd, medan ett kraftverk laddat med bränsle stoppas utan att åstadkomma någon termiskt avgiven effekt eller medan kraftverket inte är laddat med något bränsle och cirkulerar kylvattnet för att belägga kärnreaktorns strukturdelars yta med korrosionspotentialsreducerande substansen.

Den korrosionspotentialsreducerande substansen kan sprayas över den objektiva strukturdelens yta för att bilda en film av den korrosionspotentialsreducerande substans i en tjocklek i området 0,1 till 1 um genom att använda en robot efter att ha tagit bort bränslet från kärnreaktorn och dekontaminerat kärnreaktorn för perio- disk inspektion. Den korrosionspotentialsreducerande substansfilmen som har en förutbestämd tjocklek kan bil- das på strukturdelens yta med ett förfarande som sprayar en vätska, som innehåller den korrosionspotentialsredu- cerande substansen, över strukturdelens yta i en film och torkar filmen, ett termiskt sprayförfarande, ett fysika- liskt ångfällningsförfarande (PVD, physical vapor deposition) eller ett kemiskt ångfällningsförfarande (CVD, chemical vapor deposition).

När den korrosionspotentialsreducerande substansen appliceras på en kärnreaktors strukturdelsyta efter åstadkommande av samma med en hydrofil egenskap eller när en blandning, som är förberedd genom att blanda den korrosionspotentialsreducerande substansen och en binda- re, appliceras till en kärnreaktors strukturdelsyta kan den inledande vidhäftning mot den korrosionspotentials- lO i 523 eoa ;»wfi;;nw.¿f»“ ~ . . . - » _ . . _ _ _ ,. . - . _ , . 7 reducerande substansen till strukturdelens yta för- stärkas.

Med fördel är mängden korrosionspotentialsreduce- rande substans som är applicerad pà strukturdelen eller tjockleken av en film av det korrosionspotentialsredu- cerande substansen som är bildad pà strukturdelens yta, som är utformad att få den fotokatalytiska substansen att alstra en ström av en strömtäthet som inte är lägre än summan av de begränsade strömtätheterna hos syre och väteperoxid som finns i reaktorvattnet.

När en korrosionsoxidfilm, som är bildad pà struktu- rdelens yta, är ett enda skikt av en p-halvledare, kan den korrosionspotentialsreducerande substansen appliceras pá korrosionsoxidfilmen eller en film av den korrosions- potentialsreducerande substansen bildas pà korrosions- oxidfilmen. När en korrosionsoxidfilm består av ett yttre skikt som har en n-halvledaregenskaper som är en annan än en fotokatalytisk substans och ett inre skikt, som har en p-halvledaregenskaper, är det önskvärt att applicera den korrosionspotentialsreducerande substansen pà korrosions- oxidfilmen eller att bilda en film av korrosionspoten- tialreducerande substansen pà korrosionsoxidfilmen efter att gjort det yttre skiktet av n-halvledare instabilt eller att avlägsna det yttre skiktet av n-halvledare.

Det yttre skiktet av n-halvledare, som är av annat material än den fotokatalytiska substansen, kan göras instabilt med ett förfarande som ökar vätekoncentrationen hos reaktorvattnet. Det yttre skiktet av n-halvledare, som är av annat material än den fotokatalytiska substan- sen, kan avlägsnas med en kemisk dekontamineringsmetod, en elektrolytisk dekontamineringsmetod eller en laserde- kontamineringsmetod. När det yttre skiktet av n-halv- ledare är dekontaminerat genom absorberande laserbestràl- ning, kan en tryckspänningseffekt för att förhindra IGSCC induceras i kärnreaktorns strukturdelar genom dekonta- minering och hamrande verkan av en laserstràle. 525 eos ;¶«:ff§* 8 Enligt föreliggande uppfinning är det önskvärt att reglera järnkoncentrationen hos matarvattnet genom att placera en kondensatrenare i kärnreaktorns kondensat- system för att undertrycka den lösa fällningen av hematit pà bränslematerialets yta. En lämplig kondensatrenare innefattar en filterenhet och en avsaltningsenhet.

Enligt den föreliggande uppfinningen är matarvatt- nets järnkoncentration, för att anbringa en ädelmetall effektivt till ytan hos en del hos en kärnreaktors pri- märsystem och för att begränsa mängden av den ädla metal- len som vidhäftar mot bränslematerialets yta till minsta inställd till runt 0,1 ppb eller under för att förhindra lösa hematitformationer pà bräns- möjliga omfattning, let. När matarvattnets järnkoncentration är ungefär 0,1 ppb eller lägre är nickeljärnskoncentrationen större än 0,2 ppb. Under detta tillstànd kan storleken pà ädel- metallen som ska sprutas in i kärnreaktorn vara 1/10 av den av ädelmetallen som används i närliggande teknik för samma syfte. Matarvattnets järnkoncentration kan reduce- ras till ungefär 0,1 ppb eller lägre genom att använda kondensatrenaren, som innefattar filterenheten och av- saltningsenheten.

Det är önskvärt att medan matarvattnets järnkoncent- ration sàlunda kontrolleras, sà att en eller nägra av Pt, Rh, Ru eller Pd är gjorda att vidhäfta mot en kärnreak- tors strukturdels yta, som har en korrosionsoxidfilm i en mängd av 0,1 pg/cm3 eller mer, och att vattenkvaliteten kontrolleras så att syre/väte-molförhàllandet hos reaktorvattnet är i området 0,4 till 0,5.

Delens potential kan reduceras genom ett förfarande som ökar vätekoncentrationen hos vatten. Vätekoncentra- tionen hos vatten kan ökas genom att spruta in väte i kärnreaktorn eller genom insprutning av metanol, som alstrar väte i kärnreaktorn. För att stabilisera kataly- satorn och behålla effekten av katalysatorn är det önsk- värt att begränsa matarvattnets järnkoncentration till 0,1 ppb eller lägre. ,.. .- _ I .- ' '. f-ß' Û --~-1: 3*-: 'I1~ . H 0 :::t-- --:-- --*'- __ _. _ __. __, ¿.._ ,_ _ . . 1 . . - 9 Matarvattnets järnkoncentration kan reduceras till 1 ppb eller lägre genom att använda kondensatrenaren, som innefattar filterenheten och avsaltningsenheten. Filter- enhetens prestanda är viktig. Ett ihàligt fiberfilter uppfyller filtreringskraven.

Kort beskrivning av ritningarna Ovan nämnda och andra ändamål, särdrag och fördelar enligt föreliggande uppfinning kommer att framgå ur följande beskrivning med tillhörande ritningarna i vilka: Fig 1 är ett diagram som visar variationerna med tiden av korrosionspotential hos en strukturdel av ett rostfritt stål (SUS304, JIS), som är täckt med en TiO2- film, när den utsätts för ultraviolett strålning.

Fig 2 visar en representativ vy som hjälper till att förklara en reaktion som uppträder när en metallbas, som är täckt med en n-halvledarfilm, utsätts för ljusstràlar, såsom ultravioletta strålar.

Fig 3 är ett diagram som visar variationerna med tiden av korrosionspotentialen hos en strukturdel av ett rostfritt stål (SUSBO4, JIS), som är täckt med en TiO2- film, när den utsätts för ultravioletta strålar för mäng- den väte insprutat i en kärnreaktor.

Fig 4 visar schematiskt en vy av ett BWR-kärnkraft- verk.

Fig 5 visar en representativ vy som hjälper till att förklara ett förfarande för att bilda en film på en metallbasyta med en plasmasprayande anordning.

Fig 6 är ett diagram som visar variationerna av korrosionspotentialen hos en strukturdel av ett rostfritt stål (SUSBO4, JIS), som är täckt med en halvdelarfilm, när strukturdelen utsätts för ultravioletta strålar.

Fig 7 är ett diagram som visar variationerna med tiden av korrosionspotentialen hos en strukturdel av ett rostfritt stàl(SUS304, JIS), som är täckt med en oxid- film, när den utsätts för ultravioletta strålar.

Fig 8 är ett diagram som visar beroendet mellan korrosionspotentialen hos en strukturdel av ett rostfritt lO '523 eos stàl (SUS304, JIS), som är täckt med en TiO2-film, och tjockleken av TiO2-filmen.

Fig 9 är ett diagram som hjälper till att förklara effekten av en liten mängd Pt, som är gjord för att vid- häfta mot en TiO2-film, vilken är bildad pà en yta hos en strukturdel av ett rostfritt stàl (SUS304, JIS), för reducering av korrosionspotentialen, när strukturdelen utsätts för ultravioletta stràlar.

Fig 10 visar ett diagram som hjälper till att för- klara effekten av SiO2,som används som en bindare vid bildande av en TiO2-film pà en strukturdels korrosions- potential.

Fig ll är en representativ vy som hjälper till att förklara överskottselektronernas migrering fràn en n- halvledare till en metallbas orsakad av Cherenkov-stràl- ningar.

Fig 12 är ett diagram som visar variationerna med tiden av korrosionspotentialen hos en del av ett rost- fritt stàl (SUS304, JIS), som är täckt med en Cr2O3-film av en p-halvledarfilm och som har en TiO2-film som är bildad pà Cr2O3-filmen, och den hos en del av ett rost- fritt stàl (SUSBO4, JIS), som är täckt med en Fe2O3-film av en n-halvledarfilm och som har en TiO2-film som är bildad pà Fe2O3-film, när den bestràlas av ultravioletta strålar.

Fig 13 är en representativ vy som hjälper till att förklara skillnaden i reaktion mellan en del av ett rost- fritt stål (SUS304, JIS), som är täckt med en Cr2O3-film av p-halvledarfilm och som har en TiO2-film bildad pà Cr2O3-filmen, och den del av ett rostfritt stàl (SUS304, JIS), som är täckt med en Fe2O3-film av en n-halvledar- film och som har en TiO2-film bildad pà Fe2O3-film när den bestràlas med ultravioletta strålar.

Fig 14A och l4B är representativa vyer som hjälper till att förklara ett förfarande för att bilda en foto- katalytisk film på en del som har en metallbas, en p- halvledarfilm som är bildad pà metallbasen och en n-halv- 52.5 608 ... .- ll ledarfilm, som inte är en fotokatalytisk film, som är bildad pà p-halvledarfilmen efter att avlägsnat n-halv- ledarfilmen.

Fig 15 är en representativ vy som hjälper till att förklara en orsak till att det är önskvärt, när en del har en metallbas, en p-halvledarfilm bildad pà metall- basen och en n-halvledarfilm, som inte är en fotokata- lytisk film, som är bildad pä p-halvledarfilmen, att avlägsna n-halvledarfilmen, som inte är en fotokatalytisk film och att bilda en n-halvledarfilm, som är en foto- katalytisk film, pà p-halvledarfilmen.

Fig 16 är en representativ vy som hjälper till att förklara en process, när en del har en metallbas och en n-halvledarfilm, som inte är en fotokatalytisk film, för att bilda en p-halvledarfilm pà metallbasen med en kemisk reaktion efter n-halvledarfilmen har avlägsnats genom kemisk dekontaminering eller elektrolytisk dekontami- nering.

Fig 17 är ett diagram som visar förhållandet mellan mängden av en ädelmetall, som är vidhäftat mot en kärn- reaktors strukturdels yta, korrosionspotential och järn- koncentrationen hos reaktorvattnet.

Fig 18 är en schematisk vy av ett BWR-kärnkraftverk med en matarvattenrenare.

Fig 19 är en schematisk vy av ett BWR-kärnkraftverk med en väte/alkohol-insprutande system; och Fig 20 är en schematisk vy av ett BWR-kärnkraftverk.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Vanligtvis är järnkoncentrationen hos matarvattnet i BWR-kraftstationer i Japan flera hundra delar per triljon (ppt, parts per trillion) eller mer och i BWR-kraftsta- tioner i Amerika tusen ppt eller mer. Därför är mängden ädelmetall per areaenhet som är nödvändig för att säkert reglera strukturdelarnas potential hos ett kärnkraftverks primärsystem flera mikrogram per kvadratcentimeter eller mer och följaktligen behöver en BWR flera kilogram av en ädelmetall. lO 523 eos -~- ~~ 12 När någon korrosionsprodukts partiklar inte fäller ut från reaktorvattnet pà strukturdelens yta hos primär- systemet är den nödvändiga mängden av en ädelmetall per areaenhet i storleksordningen 0,1 pm/cmz och följaktligen behöver en BWR 100 g eller mindre av en ädelmetall. Där- för kan mängden ädelmetall som håller sig till bränslet reduceras till 1/10 av mängden ädelmetall som är nödvän- dig när korrosionsproduktens partiklar fäller ut pà strukturdelarnas ytor hos primärsystemet och oxidationen och hydreringen av bränslematerialet kan undvikas. Efter- som ädelmetallskoncentrationen kemiskt kan reduceras till l/10 av koncentrationen hos detsamma, som är nödvändigt när korrosionsprodukternas partiklar fäller ut pà ytorna hos primärsystemets strukturdelar, kan vattenkvaliteten försämras och överföringen N-16 till turbinsystemet vara hämmat.

Reduktionen av järnkoncentrationen hos matarvattnet presterar effekter som stabiliserar ädelmetallens vid- häftning till ytan hos strukturdelen och som behåller ädelmetallens effekt. Sådana effekter kan visas pà lik- nande sätt när en fotokatalysator används.

Den fotokatalytiska substansens effekt som används i föreliggande uppfinning, säsom en TiO2 eller ZrO2, är samma som den hos ädelmetallen då det gäller att stoppa väteinsprutningen och reducera mängden väte som ska spru- tas in i kärnreaktorn.

Det befaras att en ädelmetall, såsom Pt, som är vid- häftat mot en del av ytan hos den fotokatalytiska substansen för att uppnà den fotokatalytiska substansens, sàsom TiO2, effekt, vidhäftas mot bränslematerialets yta och pàverkar oxidationen och hydreringen hos bränslemate- rialet. Emellertid är mängden ädelmetall, som är vidhäf- tad mot den fotokatalytiska substansens yta, 1/10 eller lägre av mängden ädelmetall som är nödvändig när ädel- metallen är vidhäftad direkt mot ZrO2-filmen hos bränsle- materialet. Därför är ädelmetallens påverkan pà bränsle- materialet i princip försumbar. .-»_ a o nu nous Oo lO 523 608 13 Svetsad Ni-legering, för vilken korrosion är ett be- tydande problem, ligger i bottensektionen hos ett BWR- verks reaktorkärl. Vattendjupet till bottensektionen är ,3 m vid maximumet. Eftersom ungefär 10 % av de ultra- violetta strålarna som innefattas i Cherenkov-strålar när bottensektionen när en tillräcklig mängd fotoner, som är nödvändiga för att excetera fotokatalysatorn, kärnstruk- turdelarna som är vända mot reaktorkärnan.

En TiO2-fotokatalysator, dvs en n-halvledare har elektrokemiska egenskaper liknande de hos ZrO2. Det är känt att TiO2-katalysator utövar sin fotokatalytiska effekt för att starta anodisk reaktion och sin korro- sionspotential faller. Det är känt att korrosionspoten- tialen hos en Cr2O3-film och en NiO-film, dvs korrosions- oxidsfilmer, som är bildade pà den svetsade Ni-legering- ens yta, stiger när densamma är p-halvledare.

För att sänka delens potential för IGSCC-korrosions- undertryck, tillförs en TiO2-fotokatalysator som är en n- halvledare till korrosionsoxidsfilmen, som är bildad pä den smälta Ni-legeringens yta för att skydda korrosions- oxidsfilmen, som är en p-halvledare fràn Cherenkov-strà- lar, för att undertrycka potentialstigningen och Ni- legeringens potential kan sänkas genom effekten av minsk- ningen av TiO2-fotokatalysatorns korrosionspotential.

TiO2-fotokatalysator har en hög fotokatalytisk effekt pä en Fe-legering pà vilken en Fe2O3-film, som är en n-halvledarfilm, är utformad som ett yttre skikt, såsom ett rostfritt stàl. Därför kan korrosionspoten- tialen sänkas genom selektivt användande av en lämplig fotokatalytisk substans.

När en Fe-legering pà vilken ett inre skikt hos en p-halvledare och ett yttre skikt av en n-halvledare är bildad, såsom ett rostfritt stàl, ledaren hos ett oxidutformat yttre skikt instabilt för används görs n-halv- att exponera p-halvledaren hos en oxid i ett kontakt- gränssnitt genom en ökning av vätekoncentrationen i reaktorvattnet, eller kan n-halvledare hos ett oxid- iszz eos 14 bildande yttre skikt avlägsnas genom dekontaminering.

Korrosionspotentialen hos delen kan vidare sänkas genom att föra p-halvledaren hos en oxid och en n-halvledare, sàsom TiO2, dvs en kraftfull fotokatalytisk substans, i kontakt med varandra.

När en laserstràles intensitet i vatten ökas för att avlägsna oxidfilmen, kan en tryckspänningseffekt som är verksam för att förhindra IGSCC, framkallas i struktur- delen hos kärnreaktorn genom laserstràlens hamrings- effekt.

När det är nödvändigt att undertrycka IGSCC genom sänkning av korrosionspotentialen hos Fe- och Ni-lege- ringsdelar genom användande av en fotokatalytisk substans, såsom TiO2, är den fotokatalytiska substansens effekt vidare förstärkt genom ökning av reaktorvattnets vätekoncentration, eftersom löst syre är mer aktivt i mottagning av elektroner än vätejoner. Därför är det effektivt att minska det lösta syret genom ökad väte- koncentration hos reaktorvattnet. Det är önskvärt att spruta in en molmängd syre, vilket motsvarar % molmängden väte som ska sprutas in i ett system efter àngsystemet för att göra syre- och överskottsvätesamverkan.

Under tillstànd som simulerar vattenkvalitets- kontroll i ett verksamt verk upptäcktes det att korro- sionspotentialen kunde sänkas till -230 mV vs SHE, vilket är verksamt vid undertryckningen av IGSCC genom att an- vända matarvatten, som har en vätekoncentration i stor- leksordningen 0,2 till 0,4 ppm, när TiO2 kombinerat med Pt och TiO2, som en fotokatalysator, anbringas till en del av ytan hos en svetsad nickellegering som en 1 pm tjock film. När vätekoncentrationen är i det omrâdet ökar inte migreringen av radioaktivitet till turbinsystemet.

När den fotokatalytiska substansen används pà en del för vilken korrosion mäste vara undertryckt är det vik- tigt att undvika vidhäftning av den fotokatalytiska substansen till bränslematerialet och att dämpa den ter- 1523 eos np- ~~ miska påverkan på delarna till minsta möjliga utsträck- ning.

En fotokatalytisk substans eller en fotokatalysator- utgörande substans kan användas till en del för vilken korrosion måste undertryckas genom cirkulation av kyl- vatten medan kärnkraftverket, som är laddat med bränsle, stoppas utan àstadkommande av något termiskt utsläpp eller medan bränslet tas ut och nedsänks i kylvattnet.

Den fotokatalytiska substansen eller den fotokatalysator- utgörande substansen kan sprayas över ytan av en objektiv strukturdel genom att använda en robot efter att ha tagit bort bränslet från kärnreaktorn och dekontaminerat kärn- reaktorn för periodisk inspektion.

En film av den fotokatalytiska substansen eller den fotokatalysatorutgörande substansen som har en förut- bestämd tjocklek kan utformas på strukturdelens yta genom ett förfarande som sprayar en vätska som innehåller samma substans över strukturdelens yta i en film och torkar filmen, ett termiskt sprayförfarande, ett PVD-förfarande eller ett CVD-förfarande.

När en fotokatalytisk substans, såsom TiO2, används på en strukturdels yta efter att tillfört densamma med en hydrofil egenskap eller när en blandning är förberedd genom blandning av den fotokatalytiska substansen och en bindare, såsom SiO2, används på en strukturdels yta, kan den inledande vidhäftningen mot den fotokatalytiska substansen på ytan hos strukturdelen förstärkas.

En TiO2-film av en tjocklek i området av en fraktion av 0,1 um till 1 um kan klara av att helt absorbera Cherenkov-strålar och har en tillräcklig mekanisk styrka.

Fig 1 är ett diagram som visar variationerna med tiden av korrosionspotentialen hos en värmepàverkad del av en strukturdel av ett rostfritt stål (SUS304, JIS) täckt med en TiO2-film genom termisk sprayning, när värmepåverkade delar utsätts för ultravioletta strålar. I fig 1 visas både variationerna av korrosionspotentialen hos det värmepàverkade området som är täckt med TiO2-film ...- lO 523 eos 16 och den hos en del som inte är täckt med någon film. Som tydligt ses i fig 1 minskar korrosionspotentialen hos det värmepåverkade området, som är täckt med TiO2-filmen, när det värmepåverkade området bestràlas med ultravioletta strålar. Korrosionspotentialen hos området som ej är täckt med någon TiO2-film minskar inte när samma del bestràlas med ultraviolett strålar. Sålunda är det känt att TiO2-filmen, som är utformad genom termisk sprayning medför att korrosionspotentialen minskar.

Fig 2 är en representativ vy som hjälper till vid förklaring av en reaktion som uppträder när en metallbas 2 av ett rostfritt stål eller Inconel, som är täckt med en n-halvledarfilm 1, utsätts för ljusstrålar såsom ultravioletta strålar. Som visas i fig 2 har n-halvledar- filmen l lokalt obundna överskottselektroner 3. När n- halvledarfilmen 1 bestràlas med kraftiga ljusstrålar 4, såsom ultravioletta strålar är n-halvledare som bildar n- halvledarfilmen l exciterad. Därigenom tillåts elektroner att röra sig med lätthet, migrera från n-halvledarfilmen 1 till metallbasen 2 och är sålunda förbrukade. Denna reaktion gör anodströmflödet lugnt, så att korrosions- potentialen minskar.

Fig 3 är ett diagram som visar variationen av korro- sionspotentialen hos en strukturdels av ett rostfritt stål (SUS304, JIS) som är täckt med en TiO2-film, med tiden, när det utsätts för ultravioletta strålar för mängden väte, som är insprutat i reaktorvattnet. Korro- sionspotentialen hos strukturdelen av SUSBO4 minskar när strukturdelen bestràlas med ultravioletta strålar under ett tillstànd när väte inte sprutas in i reaktorvattnet.

Emellertid, när strukturdelen bestràlas med ultravioletta strålar under ett tillstånd när väte sprutas in i reak- torvattnet minskar korrosionspotentialen hos struktur- delen hos SUSBO4 effektivare.

Fig 4 visar schematiskt en vy av ett BRW-kärnkraft- verk innefattande ett tryckkärl 5, en matarvattenledning 6, ett reningssystem 7 och en cirkulationsledning 8. En 523 60 s :::=_ 17 cirkulationssystemsinsprutningsledning 9 är kopplat till cirkulationsledningen 8 och matarvattensystemsinsprut- ningsledningen 10 är kopplad till matarvattenledningen 6.

En korrosionspotentialsmätningsanordning ll är instal- lerad. En halvledarförening kan sprutas in i reaktor- vattnet.

Reaktorvattnet matas genom cirkulationsledningen 8 till korrosionspotentialmätningsanordningen ll. Korro- sionspotentialmätningsanordningen ll mäter korrosions- potentialen i det högtempererade reaktorvattnet. Vid användande av en p-halvledare till en reaktorstrukturdel påverkas insprutningsledningarna 9 och 10 för insprutning av en halvledarförening i reaktorvattnet till att spruta in halvledarföreningen i reaktorvattnet. Halvledarföre- ningen kan sprutas in i reaktorvattnet medan kärnreaktorn är i normal drift, medan kärnreaktorn stoppas eller medan kärnreaktorn är i ett uppstartande tillstànd, förutsatt att en objektiv del hos reaktorstrukturdelen är utsatt för korrosionspotentialsreduktion är exponerad för reak- torvattnet. Förhållandet mellan insprutningstiden, tempe- raturen och koncentrationen kan bestämmas pà förhand genom experiment och förhållandet kan användas för att styra en halvledarföreningsinsprutningsoperation eller halvledarföreningsinsprutningsoperationen kan styras genom övervakning av processen hos halvledarföreningsin- sprutningsoperationen med korrosionspotentialmätnings- anordningen och halvledarföreningen kan sprutas in i reaktorvattnet, som bekräftar korrosionspotentials- reduktionen. Även om halvledarföreningen sprutas in i reaktor- vattnet genom cirkulationssystemet i denna utföringsform kan halvledarföreningen sprutas in i reaktorvattnet genom vilken del som helst anslutet till kärnreaktorn, såsom ett matarvattensystem, ett system för borttagande av överbliven värme, ett kärnreaktorreningssystem, en prov- tagningsledning eller liknande. Halvledarföreningen kan introduceras i kärnreaktorn genom ett förfarande som ul - I 00 v Û ,,..._-_~ ,.-¿ -;,.._ _ 3 t: --~ - t: -- - :Z .. -- 2 _. - “_ ..., - »I __',, .. i. .- u ~ ' 18 håller en sinterhalvledarförening solid som avlastar en halvledarförening när den bestràlas med ultravioletta strålar i reaktorvattnet.

Fig 5 visar en schematisk vy som hjälper till i för- klarandet av ett förfarande för att bilda av en film på en metallbasyta genom en plasmasprayningsanordning. En likspänningsbàge 14 alstras mellan en katod 12 och en anoddysa 13. En strypgas 15 tillförd bakifrån katoden 12 värms och expanderas av likspänningsbàgen 14 och en plas- mastràle 16 stràlas genom anoddysan 13. Ett puder 17 av ett termiskt spraymaterial bärs av en gas in i plasma- stràlen 16. Pudret 17 hos det termiska sprutmaterialet värms, accelereras med plasmastràlen 16 och slår på en yta hos en metallbas 2 för att bilda en fotokatalysator- film 18 pà metallbasens 2 yta.

Fig 6 är ett diagram som visar variationen hos korrosionspotentialen hos en strukturdel av ett rostfritt stål (SUS304, JIS), som är täckt med en halvledarfilm, när strukturdelen utsätts för ultravioletta strålar. En anodström som är alstrad genom den fotoelektrokemiska reaktionen hos en halvledare måste vara högre än en katodbegränsad strömtäthet, dvs tätheten hos en katod- ström som är alstrad med oxideringskomponenter, såsom syre och väteperioxid, hos reaktorvattnet för att minska korrosionspotentialen. Anodströmmen alstrad med foto- elektrokemisk reaktion hos halvledaren är beroende på ljusintensiteten och mängden utfällning per areaenhet hos halvledarföreningen. Katodströmmen är beroende på koncen- trationen av oxideringsmaterialen, såsom syre och väte- peroxid, innefattande i reaktorvattnet. Exempelvis är det uppskattat att syrekoncentrationen och väteperoxidkoncen- trationen i ett bottenparti hos kärnreaktorn är 200 ppb.

En begränsad strömtäthet hos katodströmmen, som resul- terar från oxideringssubstanser, är beräknad till, varvid den oxiderade substansens mängd och flödestillstånd i bottendelen hos kärnreaktorn tas med i beräkningen, unge- fär 18 A/m2. För att reducera korrosionspotentialen måste 52s”eos ~ « u ~ " 19 anodströmmen vara högre än eller gränsa till 18 A/m2. När en ström pà 18 A/m2 eller högre alstras av den foto- elektrokemiska reaktionen minskar korrosionspotentialen.

Fig 7 är ett diagram som visar variationen med tiden hos korrosionspotentialen hos en strukturdel av ett rost- fritt stål (SUSBO4, JIS), som är täckt med en syrefilm som innehåller en halvledarförening, när den utsätts för ultravioletta stràlar. Syrefilmen tar in halvledar- föreningen medan den växer pà strukturdelens yta.

Detta förfarande löser upp och upphäver en halvle- darförening i reaktorvattnet och lämnar reaktorvattnet som det är under en bestämd tid för att fä halvledarföre- ningen att vidhäfta mot strukturdelens yta, istället för att direkt applicera en halvledarförening till en struk- turdel hos en kärnreaktor.

Testbitar för datamätningar, som visas i fig 7 i vilken de är preparerad genom nedsänkning av delar av ett rostfritt stál (SUS304, JIS) i en högtempererad titanium- oxidlösning för bildande av en TiO2-film pà delarnas ytor. Som tydligt ses fràn fig 7 minskar korrosions- potentialen hos testdelarna när desamma bestràlas med ultravioletta strålar och reduktionen av korrosions- potentialen ökar med neddoppningstiden.

Fig 8 är ett diagram som visar hur korrosionspoten- tialen hos en strukturdel av ett rostfritt stàl (SUS304, JIS), som är täckt med en TiO2-film, är beroende pä tjockleken av TiO2-filmen. Korrosionspotentialen börjar att minska när tjockleken hos TiO2-filmen ökar till 0,1 pm, och kurvan indikerar variationen hos korrosions- potentialen med tjockleken av TiO2-filmen, vilken planar ut efter att tjockleken ökat över 1 um. Därför ligger den effektiva tjockleken hos TiO2-filmen i omrâdet 0,1 till l um. Det säger sig självt att TiO2-filmen med en tjocklek ej mindre än 1 pm reducerar korrosionsresistansen effek- tivt.

Fig 9 är ett diagram som hjälper vid förklaringen av effekten med Pt, som är gjord för att i en mängd av 0,1 ..-- S25 608 n , . . ~ -c pg/cmz vidhäfta mot en TiO2-film, som är bildad på en yta (SUS304, JIS), vid reduceringen av korrosionspotentialen när struktur- Som tydligt framgår i fig 9, är Pt tillfört till TiO2-filmen verksamt hos en strukturdel av ett rostfritt stål delen utsätts för ultravioletta strålar. när det gäller att öka korrosionspotentialreduktionen.

Data som visas i fig 9 bevisar att tillsats av Pt till TiO2-filmen ökar korrosionspotentialreduceringseffektiviteten hos TiO2- filmen.

Fig 10 är ett diagram som hjälper vid förklaringen av effekten av SiO2,som används som en bindare i bildan- det av en TiO2-film på en strukturdel, på korrosions- potentialen. När inte någon bindare används minskar mängden per enhetsarea hos TiO2-filmen med tiden och följaktligen ökar korrosionspotentialen med tiden. När en bindare används ökar vidhäftningen mot TiO2-filmen på strukturdelens yta och korrosionspotentialen hålls på en làg nivå. Det är känt från fig 10 att tillsatsen av en bindare till katalysatorn är effektiv för att behålla korrosionspotentialsreduceringsförmàgan.

Fig 11 är en representativ vy som visar migreringen av överskottselektroner 3 från en n-halvledare 1 till en metallbas 2, som är orsakad av Cherenkov-strålar. Många laddade partiklar 19 flyger runt i en kärnreaktor. Det är allmänt känt att ljusstrålar 4, kallade Cherenkov-strål- ning, alstras när laddade partiklar bromsas upp.

Cherenkov-strålning har våglängder i ett brett våglängds- område på grund av olikheter i energi mellan de upp- bromsade och laddade partiklarna. Cherenkov-strålning innefattar strålar med våglängder i det ultravioletta området. Därför betraktas det att Cherenkov-strålning kan excitera fotokatalysatorer.

Fig 12 visar variationer med tiden hos korrosions- potentialen hos en del av ett rostfritt stål (SUSBO4, JIS), som är täckt med en Cr2O3-film av en p-halvledar- film och som har en TiO2-film utformad på Cr2O3-film och ... fl- 525 603 ..» I* 21 att den hos en del av ett rostfritt stål (SUS304, JIS) täckt med en Fe2O3-film hos en n-halvledare och som har en TiO2-film utformad på Fe2O3-film, vid strålning med ultravioletta strålar. De respektive korrosionspotentialerna hos de båda delarna minskar vid strålning med ultravioletta strålar, vilket bekräftar effekterna med TiO2-filmen på korrosionspotentialreduk- tionen. Den korrosionspotentialreducerande effekten hos kombinationen av TiO2-filmen och p-halvledarfilmen är större än den hos kombinationen av TiO2-filmen och n- halvledarfilmen. Fig 13 är en representativ vy med vars hjälp man kan förklara principerna hos ett fenomen som visas i fig 12. Medan en n-halvledarfilm 1 lokalt har överskottselektroner 3, har en p-halvledarfilm 21 lokalt ofyllda bindningar 20. Överskottselektronerna 3 hos n- halvledarfilmen 1 exciteras genom ljusstràlar 4, varvid de migrerar med lätthet in i de ofyllda bindningarna 20 hos p-halvledarfilmen 21, som angränsar med n-halvledar- filmen 1. Elektronernas lätta migration in i p-halvledar- filmen 21 är högre än den hos elektronerna in i metall- basen 2 i vilka elektroner är arrangerade regelbundet.

Sålunda är ett med lätthet flödande av anodströmmen gyn- nat genom bildande av en p-halvledarfilm på en n-halv- ledarfilm och reduktionen av korrosionspotentialen gynnat genom bildandet av TiO2-filmen på p-halvledarfilmen, större än den hos samma genom bildande av TiO2-film direkt på metallbasen 2.

Figurerna 14A och l4B är representativa vyer som hjälper till att förklara ett förfarande för bildande av en n-halvledarfilm 1, dvs en fotokatalysatorfilm på en del som har en metallbas 2, en p-halvledarfilm 21, som är bildad på metallbasen 2 och en n-halvledarfilm 22, som inte är en fotokatalysatorfilm, som är bildad på p-halv- ledarfilmen efter borttagande av n-halvledarfilmen 22.

Detta arrangemang av p-halvledarfilm och n-halvledarfilm 1, dvs en katalysatorfilm, upphöjer korrosionspotentia- lens reducerande effekt. Endast n-halvledarfilmen 22 som lO 523 eos 22 inte är en fotokatalysatorfilm kan tas bort genom ett förfarande som gör n-halvledarfilmen 22 ostabil genom att spruta in en stor mängd väte in i reaktorvattnet 23 för att reducera olöst syre. Endast n-halvledarfilmen 22, som inte är en fotokatalysatorfilm, kan tas bort genom en de- kontamineringsprocess. Korrosionspotentialens reducerande effekt pà n-halvledarfilmen 1, dvs fotokatalysatorfilmen är upphöjd när samma är utformad pà p-halvledarfilmen 21 efter borttagande av n-halvledarfilmen 22.

Fig 15 är en representativ vy med vars hjälp man kan förklara orsaken till att det är önskvärt att ta bort n- halvledarfilmen 22, som inte är en fotokatalysatorfilm, som är bildad pà p-halvledarfilmen 21, som visas i figurerna 14A och 14B. När n-halvledarfilmen 1, som är en fotokatalysatorfilm, finns pá n-halvledarfilmen 22, som inte är en fotokatalysatorfilm, måste överskottselektro- ner 3, som är exciterade genom ljusstrålarna 4, skingras i n-halvledarfilmen 22, som har många överskottselektro- ner 3. Ledigheten av mottagandet av överskottselektroner med n-halvledarfilmen 22 är sämre på det av inte endast p-halvledarfilmen, utan också av metallbasen 2. Effekten hos fotokatalysatorfilmen reduceras starkt när n-halv- ledarfilmen 22 ligger under katalysatorfilmen.

Fig 16 är en representativ vy som hjälper vid för- klaring av ett förfarande för utformning av en p-halv- ledarfilm 21 pà metallbasen 2, när en del har en metall- bas 2 och en n-halvledarfilm 22, som inte är en fotokata- lysatorfilm. När n-halvledarfilmen 22 tas bort genom kemisk eller elektrolytisk dekontaminering växer p- halvledarfilmen 21 pà metallbasen 2 genom en kemisk reak- tion. När n-halvledarfilmen 22 tas bort med laserdekonta- minering kan endast Cr selektivt vara lämnad orörd genom användande av laserljus av en lämplig våglängd. Eftersom en kromoxid utgör en p-halvledare förblir endast p-halv- ledarfilmen 21 pà metallbasens 2 yta. En n-halvledarfilm, dvs en katalysatorfilm, finns pà p-halvledarfilmen 21. N- 2 3 6 0 s 23 halvledarfilmen som ligger över p-halvledarfilmen 21 ut- för en hög korrosionspotentialreducerande effekt.

Fig 17 är ett diagram som visar relationen mellan mängden av en ädelmetall vidhäftat mot ytan hos en struk- turdel hos en kärnreaktor, korrosionspotential och järn- koncentrationen hos reaktorvatten. Som tydligt framgår ur fig 17 är, när reaktorvattnet har en hög järnkoncentra- tion, effekten hos ädelmetallen låg och korrosionspoten- tialen ökar med tiden. En sådan variation hos korrosions- potentialen uppträder ocksà när en TiO2-film används. Det är känt frán data visad i fig 17 att järnkoncentrations- reduktionen hos reaktorvattnet är effektiv när det gäller att reducera korrosionspotentialen enligt föreliggande uppfinning.

Fig 18 visar ett kärnkraftverk med en matarvatten- renare som exempel, i vilka delar liknade eller mot- svarade de som visas i fig 4 hänvisas med samma hänvis- ningsnummer och beskrivningen därav kommer därför att utelämnas. Järnkoncentrationen hos matarvattnet måste begränsas till ett mycket litet värde för att undertrycka den lösa utfällningen av hematit pà bränslets yta. För att reducera järnkoncentrationen hos matarvattnet till ett mycket litet värde behöver en renare 25 ha en för- filteranordning 26 och en avsaltningsanordning 27 i ett seriellt arrangemang.

Fig 19 visar schematiskt ett väte/alkoholinsprut- ningssystem. Vätekoncentrationen hos reaktorvattnet kan effektivt ökas genom insprutning av väte genom ett matar- vattensystems insprutningsledning ansluten till en làg- trycksdel hos en matarvattenledning in i kärnreaktorn.

Samma effekt som den hos ökad vätekoncentration kan upp- nàs genom insprutning av en vätska som har alkohol- grupper, sàsom metanol in i kärnreaktorn. Väte eller vätskan kan sprutas in i kärnreaktorn genom ett matar- vattensystems insprutningsledning 10 eller ett cirku- lationssystems insprutningsledning 9 ansluten till en cirkulationsledning 8. 525 fam: __, .- , . . - u 24 Fig 20 visar schematiskt ett BWR-kärnkraftverk inne- fattande ett tryckkärl 5, en matarvattenledning 6, ett reningssystem 7, en cirkulationsledning 8 och en korro- sionspotentialsmätningsanordning ll. En ädelmetallsföre- ningsinsprutningsledning 9 är ansluten till cirkulations- ledningen 8 för att spruta in en ädelmetallsförening i reaktorvattnet. Reaktorvattnet matas till korrosions- potentialmätningsanordningen ll. Korrosionspotential- mätningsanordningen ll mäter korrosionspotentialen i det högtempererade reaktorvattnet. Vid tillförsel av en ädel- metall till en reaktorstrukturdel är ädelmetallförenings- insprutningsledningen 9 pàverkad att spruta in ädelme- tallsföreningen i reaktorvattnet. Ãdelmetallsföreningen kan sprutas in i reaktorvattnet medan kärnreaktorn är i normal drift, medan kärnreaktorn stoppas eller medan kärnreaktorn är i ett uppstartande tillstànd förutsatt att en objektiv del hos reaktorstrukturdelen, som är föremål för korrosionspotentialreduktion är utsatt för reaktorvattnet. Förhållandet mellan insprutningstiden, temperaturen och koncentrationen kan bestämmas pà förhand genom experiment och förhållandet kan användas för att styra en ädelmetallsföreningsinsprutande operation eller den ädelmetallsföreningsinsprutande operationen kan sty- ras genom övervakning av processen för den ädelmetall- föreningsinsprutande operationen genom korrosions- potentialmätningsanordningen ll och ädelmetallsföreningen kan sprutas in i reaktorvattnet som bekräftar korrosions- potentialsreduktionen. Även om ädelmetallsföreningen sprutas in i reaktor- vattnet genom cirkulationssystemet i denna utföringsform kan ädelmetallföreningen sprutas in i reaktorvattnet genom vilken del som helst som är ansluten till kärn- reaktorn, såsom ett matarvattensystem, ett system för kvarvarande värme, ett kärnreaktorreningssystem, en prov- tagningsledning eller liknande. Ãdelmetallsföreningen kan matas in i kärnreaktorn med ett förfarande som håller en sintrad ädelmetallsföreningssammansättning som avlastar 2 3 6 0 8 32:; j; . . -- - '- en ädelmetallsförening i kärnreaktorn. BWR-kärnkraft- verket har ett reningssystem för att reducera jàrnkon- centrationen hos matarvattnet till en tillfredsställande làg nivà. En liten mängd väte sprutas in i kärnreaktorn för att få ädelmetallen att utföra sin katalysatoreffekt.

Som framgår från föregående beskrivning enligt före- liggande uppfinning kan korrosionspotentialen hos reak- torstrukturdelen reduceras utan insprutning av väte i reaktorvattnet eller genom insprutning av en liten mängd väte i reaktorvattnet för att förlänga reaktorstruktur- delens liv.

Det är möjligt att undertrycka ökningen av dose- ringshastigheten hos turbinsystemet under migreringen av flyktig ammoniak som är alstrad genom vätereaktionen in- sprutad i kärnreaktorn med N-16 alstrad genom kärnreak- tion. Därför kan olika anordningar för reducering av överskottsväte i avgassystemet genom àterföring redu- ceras.

Vidare är inte, eftersom endast en mycket liten mängd ädelmetall är nödvändig, oxidationen och hydrering av bränslematerialet väsentligen gynnad. Även om uppfinningen har beskrivits i sin föredragna utföringsform med en viss grad av unikhet är det uppen- bart att många ändringar och variationer är möjliga däri.

Det ska därför inses att föreliggande uppfinning kan ut- övas pà andra sätt än som specifikt beskrivits häri utan att fràngà uppfinningstanken.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinningen inne- fattar den ett förfarande för undertryckning av korrosion hos en reaktorstrukturdel innefattande reglering av matarvattnets järnkoncentration i kärnreaktorn så att hematit i lös utfällning inte bildas pà ett kärnbränsles yta, utfällning av åtminstone endera av Pt, Rh, Ru och Pd pà en yta hos reaktorstrukturdelen i en mängd av 0,1 pg/ca? och reglering av reaktorvattnets kvalitet sà att reaktorvattnet har syre/väte-molförhàllande i omràdet 0,4 till 0,5.

Claims (25)

10 15 20 25 30 35 523 6,08 26 NYA PATENTKRAV

1. Reaktorstrukturdel med en yta, som är anpassad till att placeras i reaktorvattnet i en kärnreaktor, och en korrosionspotentialsreducerande substans, vilken finns på denna yta, k ä n n e t e c k n a d att den korrosionspotentialsreducerande substansen är vald ur en grupp, som innefattar en fotokatalytisk substans (18), som under en bestrâlning med en ljusstråle (4) eller en radioaktiv stråle i kärnreaktorn alstrar en elektro- motorisk kraft, aV och en metall eller en metallförening, som vid ett tillstànd med bestämd temperatur och bestämt tryck i kärnreaktorn bildar denna fotokatalytiska substans, varvid den fotokatalytiska substansen är i form av en oxid, och varvid reaktorstrukturdelens yta är försedd med den fotokatalytiska substansen och en ädelmetall.

2. Reaktorstrukturdelen enligt krav l, varvid den korrosionspotentialsreducerande substansen är partikel- formig och har en yta på vilken åtminstone endera av Pt, Rh, Ru och Pd finns.

3. Reaktorstrukturdelen enligt krav 1, varvid ljuset i kärnreaktorn är en Cherenkov-stràle (4), som är alstrad i en vattenkyld kärnreaktor.

4. Reaktorstrukturdelen enligt krav 1, varvid den fotokatalytiska substansen har en n-halvledares egen- skaper.

5. Reaktorstrukturdelen enligt krav 1, varvid den korrosionspotentialreducerande substansen har bringats att fästa vid eller att bilda en film på reaktorstruktur- delens yta.

6. Reaktorstrukturdelen enligt krav l, varvid en massa eller en tjocklek av den korrosionspotentialreduce- rande substansen är så utformad att en ström, som är alstrad av den fotokatalytiska substansen under bestrål- ningen med ljuset eller den radioaktiva strålen inte är 10 15 20 25 30 35 523 608 2? lägre än summan av tröskelvärdena för strömtätheterna för syre eller en väteperoxid, som finns i reaktorvattnet.

7. Reaktorstrukturdelen enligt krav l, varvid den fotokatalytiska substansen är en eller flera föreningar valda ur den grupp, som innefattar TiO2, ZrO2, PbO, BaTio3, si2o3, zno, wo3, srTio3, Fe2o3, FeTio3, KTao3, MnTiO3 och SnO2.

8. Reaktorstrukturdelen enligt krav l, varvid den korrosionspotentialsreducerande substansen är en oxid av Ti eller Zr, metallen Ti, metallen Zr, hydrat eller en Zr-hydrat. eller ett Ti-

9. Reaktorstrukturdelen enligt krav l, varvid den korrosionspotentialsreducerande substansens vidhäftning mot en korrosionsoxidfilm, som är bildad pà reaktor- har förstärkts genom tillförande av en hydrofil egenskap eller genom inblandning av en bin- darsubstans. strukturdelens yta,

10. Förfarande för att undertrycka en korrosion hos en reaktorstrukturdel innefattande reglering av en korro- sionspotential hos reaktorstrukturdelen genom att placera en korrosionspotentialsreducerande substans på en yta hos reaktorstrukturdelen, k ä n n e t e c k n a t att den korrosionspotentialreducerande substansen väljs ur en grupp, som innefattar en fotokatalytisk substans, under en bestrålning med en ljusstràle eller en av SOIII radioaktiv stràle i kärnreaktorn alstrar en elektromotorisk kraft, och en metall eller en som vid ett tillstånd med bestämd tempe- ratur och bestämt tryck i kärnreaktorn bildar denna foto- katalytiska substans, varvid den fotokatalytiska substansen är i form av en oxid, metallförening, och varvid reaktor- strukturdelens yta är försedd med den fotokatalytiska substansen och en ädelmetall.

11. ll. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den korro- sionspotentialsreducerande substansen är partikelformig 10 15 20 25 30 35 523 608 23 och har en yta på vilken åtminstone endera av Pt, Rh, Ru och Pd finnslß

12. Förfarande enligt krav 10, vid vilket järn- koncentrationen i kärnreaktorns matarvatten regleras.

13. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den fotokatalytiska substansen är en eller flera föreningar ur den grupp, som innefattar TiO2, ZrO2, PbO, BaTiO3, Bi203, ZnO, WO3, SrTiO3, Fe2O3, FeTiO3, KTaO3, MnTiO3 Och SnO2.

14. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den korro- sionspotentialsreducerande substansen bringas att fästa vid eller att bilda en film på reaktorstrukturdelens yta.

15. Förfarande enligt krav 10, vid vilket en lösning eller en suspension av en sammansättning, som innefattar den fotokatalytiska substansen, sätts till reaktorvattnet för att bringa den fotokatalytiska substansen att fästa på reaktorstrukturdelens yta eller bilda en film på reak- torstrukturdelens yta.

16. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den korro- sionspotentialsreducerande substansen bringas fästa på eller utfällas på reaktorstrukturdelens yta genom sprut- ning, termisk sprutning, fysikalisk àngutfällning eller kemisk ångutfällning.

17. Förfarande enligt krav 10, vid vilket den korro- sionspotentialsreducerande substansen utformas som en film, som har en tjocklek i området 0,1 till l pm.

18. Förfarande enligt krav 10, vid vilket reaktor- strukturdelen utgörs av en järn- eller nickellegering och den korrosionspotentialsreducerande substansen utgörs av en korrosionsoxidfilm, som bildas på reaktorstruktur- delens yta.

19. Förfarande enligt krav 18, vid vilket korro- sionsoxidfilmen antingen har ett yttre skikt med n-halv- ledaregenskaper och ett inre skikt med p-halvledaregen- skaper eller har ett enda skikt med p-halvledaregen- skaper. 10 15 20 25 523 608 2-9

20. Förfarande enligt krav 19, vid vilket den korrosionspotentialsreducerande substansen, när korro- sionsoxidfilmen har ett yttre skikt med n-halvledar- egenskaper och ett inre skikt med p-halvledaregenskaper, bildas på reaktorstrukturdelens korrosionsoxidfilm efter det att det yttre skiktet gjorts instabilt genom ökning av reaktorvattnets vätekoncentration eller efter det att det yttre skiktet avlägsnats genom en dekontaminerings- process.

21. Förfarande enligt krav 20, vid vilket det yttre skiktet med n-halvledaregenskaper avlägsnas genom en kemisk dekontamineringsprocess, en elektrolytisk dekonta- mineringsprocess eller en laserdekontanimeringsprocess.

22. Förfarande enligt krav 21, vid vilket det yttre skiktet med n-halvledaregenskaper avlägsnas genom be- strålning av det yttre skiktet med laserljus i vatten.23.

23. Förfarande enligt krav 10, vid vilket uppkomst av en lös utfällning av hematit på ett kärnbränsles yta undertrycks genom reglering av järnkoncentrationen i kärnreaktorns matarvatten med hjälp av en renare som placeras i ett kondenseringssystem hos kärnreaktorn.

24. Förfarande enligt krav 23, vid vilket renaren innefattar en filteranordning och en avsaltningsanord- ning.

25. Förfarande enligt krav 10, vid vilket eller metanol sprutas in i reaktorvattnet genom ett väte matarvattensystem hos kärnreaktorn.