JPS6053896A

JPS6053896A - 沸騰水型原子力発電プラント

Info

Publication number: JPS6053896A
Application number: JP58160450A
Authority: JP
Inventors: 和彦赤嶺; 大角　克己
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-09-02
Filing date: 1983-09-02
Publication date: 1985-03-27
Also published as: JPH0477879B2

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、給復系配管の防食を目的とした酸素注入系を
有する原子力発電プラントにおいてプラントの起動から
停止に至るまでの最適酸素注入システムを提供するだめ
のものである。

〔発明の背景〕

沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷ几）では、給復水系
配管の腐食を抑制するために配管表面に酸化皮膜を形成
することを目的に給復水濃度で２０〜２００１）ｐｂ程
度の酸素注入が行なわれる。この酸素注入により、給水
系の鉄濃度は数ｐｐｂ以下に抑えられることが知られて
いる。

第１図（本方式を以下、インライン方式と呼ぶ９に従来
のＢＷＲプラントシステムにおける酸素注入システムを
示す。ＢＷＲプラントの主要系統は、原子炉１、主蒸気
系２、タービン３、復水器４、復水系５、復水濾過脱塩
器７、復水脱塩器８、給水ポンプ９、給水加熱器１０か
ら構成され、酸素注入点１４は、復水濾過脱塩器７の下
流側に設けられる。酸素注入系は酸素ボンベ１２数個と
それから復水母管までの連絡配管１３、および注入弁１
５から構成される。注入は、復水流量制御方式により、
常時２０〜］、００ｐｐＩ）が注入できるようになって
いる。

しかし、最近は、復水濾過脱塩器を有する復水二重化浄
化系を有した原子力発電プラントが一般化しつつあるが
、このようなプラントでは、復水中の鉄クラッド濃ｊ正
が高いと、使用済みの粉末廃樹脂が多数に発生するため
、クラッド濃度を抑制する必要がある。したがって、１
Ｍ水濾過脱塩器上流側においても酸素を注入することに
よシ、−次系配管表面を防食する必要が生じている。

第２図には、ポットウェルから出て復水濾過脱塩器７、
及び復水脱塩器８で処理された復水が再び第二ホットウ
ェル２０へ戻された後、給水ポンプ９で原子炉１に冷却
水を送るシステムを採用したプラント（以下、サイドス
トリーム方式という）を示す。

本サイドストリーム方式を採用したプラントでは、従来
復水濾過脱塩器７の下流１１１１１に酸素注入点が設け
られていた。しかし、本サイドストリーム方式の場合に
は、プラントの起動時には、復水循環ポンプ２１は、定
格容１ｉ　（１１００Ｗｅ出カプラントで約７００Ｏｎ
？／ｈ）で運転され、復水ポンプ９は、１８７０ｙ＋？
／ｈｖから６５７０ｍ／ｈｖまで増大する。したがって
、起動初期においては、第二ホットウェルに清水の殆ん
どが循環し、停滞する状態にあるだめ、酸素注入点１４
よｐ注入した酸素は、第二ホットウェルに蓄積し、高濃
度する。

第３図は、横軸にプラント起動後の運転期間をとり、縦
軸に各々■出力、■循環系の０２注入量、■第二ホット
ウェル内の酸素濃度の変化を示しだ。

従来は、０２注入は、酸素注入点で約５０ｐｐｂが一定
注入されていた。この際、第二ホットウェルは、最下図
に示すように、初期において高濃度のピークを示す。し
かし、このような、溶存酸素の高濃度条件下では、起動
時特に高濃度（最大数千１）ｐｂ）である鉄クラツドを
マグネタイトからヘマタイト化させることになｐ、非結
晶質のへマタイトが復水濾過脱塩器７のフィルターエレ
メントを目詰りさせ逆洗頻度、並びに廃棄物発生量を増
大させる。また、復水濾過脱塩器７の逆洗操作の高頻度
化は廃棄物処理施設の受け入れ容量上、負荷が大きい。

したがって、起動時においては、サイドストリーム方式
の循環系の溶存酸素濃度を配管防食に必要な濃度に極力
抑える必要がある。

一方、このようなサイドストリーム方式では、プラント
の起動Ｗ期の数列１１１１に給復水配管に安定した保護
酸化皮膜を形成させようとし、１００〜２００ｐｐｂ程
度の高濃度の酸素を注入した場合、第２ホツトウエルの
濃度はさらに高くなるため、復水濾過脱塩器７の逆洗頻
度がさらに増大する。

第４図は、酸素注入添加量と第２ホットウェルの溶存酸
素濃度の関係を安全側で評価した例を示す。各直線は、
上線がプラント起動初期の関係、下線はプラント定格運
転時における関係を示すものである。すなわち、定格運
転時に５０ｐＩ）ｂの酸素を注入設定した場合、起動時
には約１６ｏｐｐｂ。

定格運転時に１００９ｐｌ）の酸素注入を設定した場合
、起動時には約３３０１）　ｐｌ）の高濃度になる。

また、本サイトス）　ＩＪ−ム方式では、溶存酸素濃度
を一定になるよう制御するために、インライン方式のよ
うな復水流錠制御方式を採用しても、第２ホツトウエル
での復水の滞留があるため、直接の制御はできない。ま
た、溶存酸素計は、その応答に遅れ時間が生じるため、
溶存酸素濃度を直接検知し、濃度を一定に制御すること
は不可能である。

したがって、サイトス）　ＩＪ−ム方式のＢＷＲ，プラ
ントにおいて酸素注入する場合には、インライン方式で
説明したような起動時の配管表面皮膜処理、復水濾過脱
塩器の長寿命化対策の他にプラント起動時における第２
ホツトウエル溶存酸素濃度の高濃度化防止対策が必要と
愈る。以上のことを整理して、第１表にインライン方式
とサイドストリーム方式の各々における酸素注入の目的
と制約条件を示した。

〔発明の目的〕

本発明は原子力発電プラントにおいて、給復水配管表面
に酸化皮膜を形成すると同時に、復水濾過脱塩器の長寿
命化を図るためにプラントに適切な濃度の酸素注入を行
なうことを目的とした酸素注入システムを提供すること
を目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、ＢＷＲプラントにおいて給復水配管表面上に
保護酸化皮膜を形成するために設けられる酸素注入系に
関１〜て、ｆｌ：、入点を復水濾過脱塩器上流側、およ
び下流側に各々設ける。上流側では２０〜５０ｐｐｂの
０２を注入し、復水濾過脱塩器に流入する鉄クラツドの
濃度を低減することによシ、上流側の配管防食を図る。

一方、下流側の注入点ではプラントの起動初期等に給復
水系母管の表面に酸化皮膜を形成することを目的として
、１００〜ａｏｏｐｐｂの高濃度の酸素を注入し、配管
の酸化皮膜処理を施す。

一方、ホットウェルから復水浄化系で処理された後、再
びホットウェルに回収した後、給水とすることを特徴と
したサイドストリーム方式のプラントでは、さらに次の
点を考慮する必要がある。

すなわち、サイドストリーム方式のプラントでは、起動
時における第二ホットウェル、およびその前後の給復水
系統の溶存酸素の高濃度化を防止するため、酸素注入点
を第二ホットウェルの出口側の主復水系統に設ける。プ
ラント起動時における配管表向の皮膜処理の酸素注入（
約１００〜２００１）ｐｂは、この注入点より行なう。

これによシ、第二ホットウェル、復水ろ過脱塩器等の前
後の系統について溶存酸素が高濃度化することなく、独
立して、給水系配管表面の皮膜処理を図ることができる
。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第５図に示す。本発明では、酸素注入
点１４は、復水濾過脱塩器７の上流側、および下流側に
各々１点ずつ設けられる。酸素注入量は、復水流１計１
８で測定される流ｌをパラメータとして注入弁Ｖ１、お
よびＶ２で開度を調節し、注入される。注入は、コント
ローラ１１で第　２　表注入方式を第２表に示す。すなわち、注入方式は、プラ
ント起動時と、定格運転時で各々切換えが行なわれる。

すなわち、プラント起動時は、給復水系配管表面に保護
酸化皮膜形成のため、下流側の酸素注入点で高濃度約１
００〜２００ｐｐｂの注入が行表われる。その後プラン
トが定格運転に入った段階では酸素注入量は、上流側と
下流側で注入が行なわれ、上流側で２０ｐｐｂ、下流側
で約３０ｐｐｂ、併わせて約５ｏｐｐｂが給水濃度とな
る。ここで酸素注入量を各注入点で分割する理由として
は、上流側の注入は、給復水配管の防食を目的に行なわ
れるものであるが、注入濃度が高くなると（９）鉄クラツドがマグネタイト状のものからヘマタイト状の
ものに変化し、復水濾過脱塩器のフィルターエレメント
に目詰シしやすくなることを考慮したものである。すな
わち、復水ｐ過脱嘆器の差圧上昇が速くなり、逆洗頻度
、３１ｔびに使用済み反樹脂量が増大することがある。

このことから、復水ｐ過脱塩器７の上流側で高濃度の酸
素を注入することは復水濾過脱塩器７の性能に影響を与
えるため、上流側配管の防食に必要最少限の酸素的２０
〜３０ｐｐｂを注入することを特徴とする。

また、復水濾過脱塩器７下流側の注入点については、配
管表面の酸化皮膜をより安定化処理するため、約２０〜
３０ｐｐｂを追加注入するシステムである。

本酸素注入システムにより、復水濾過脱塩器７への鉄ク
ラツドの流入駄を低減することによる寿命延長を図るこ
とが可能となる。

なお、酸素注入点１４の切換えは、コントローラー１７
で行なわれる。コントローラー１７へは、（１０）復水流量計１８で検知した信号により、フリント出力状
帖を検知し、弁の切換えを行なうものである。

第６図には、サイドストリーム方式のプラントにおける
本発明の実施例を示す。本発明によれば、酸素注入点１
４は復水濾過脱塩器７の上流側、およびその直後、さら
に第二ホットウェル２０の下流側に各々設けられる。

酸素注入は、コントローラー２５で制御され、注入弁２
３．２４で調整される。その際、プラントの出力状態を
復水流量計２２で検知し、プラントの起動時、および定
格運転時に各々切換えられる。

第７図は、プラント起動時、及び、定格運転時の各々に
おける各系統位置における溶存酸素濃度を示す。上図は
、サイドストリ−ム方式を展開したもので、下図は横方
向の各位置における系統溶存酸素濃度を示す。

また、第３表には、各運転状態における各位置の溶存酸
素濃度を定量化して示し、また、各酸素（１１）注入弁の開閉状態、及びその点における酸素注入量を示
している。

（１２）（１３）これら、第７図に示されるようにプラント起動時には、
給水系配管の防食を図るため、２ｇ２ホツトウエル以降
で高溶存酸素を注入でき、また、復水循環系統について
は、注入量を定格運転時よりもほぼ半減することにより
、前述したような復水濾過脱塩器７への悪影響を防止す
る。また、配管防食に必要となる最低限の濃度約２０ｐ
ｐｂの酸素が注入される。

プラント定格運転時については、第２ホツトウエル２０
以降での酸素注入を行なわず、復水濾過脱塩器７前後の
注入点２３．２４によシ注入を行なう。これにより、前
述したインライン方式における酸素注入方式と同様、復
水濾過脱塩器の前後で各々２０〜３０ｐｒｉｂ程度注入
することによシ、防食を図る。

第８図には、横軸をプラント起動後の運転時間をとシ、
縦軸に■出力、■各０２注入址、■各系統の溶存酸素濃
度とした場合の各変化を示す。

本図に示されるように循環系の０２注入Ｉは、注入弁■
１及び■２によシ、ステップ注入される。

（１４）また、給水系についても注入弁Ｖ３により、起動時の一
定期間のみ「開」となる。

これにより前述した第７図、および第３表の説明内容も
宮めて０２注入が制御できることが示される。

本発明の応用例を第９図に示す。本応用例では、復水循
環流量をコントローラー２６で検知し、その偏号で０２
注入弁■２を開閉する。これにより、復水循環ポンプ２
１が、片系列運転になり、循環流量が半減し約３５００
ｍ”／ｈ　ｒとなっても、復水循環系統への酸素注入量
を半減させることにより溶存酸素濃度の増大を防止する
ものである。

このシステムの採用により、いかなるプラントの運転モ
ードにおいても適正な＃度の酸素注入制御が可能となる
。

〔発明の効果〕

本発明によシ、インライン方式、およびザイドス）　Ｉ
Ｊ−ム方式のいずれのＢＷ几プラントにおいても適正な
酸素注入を行なうことができる。

これにより、従来の定格運転時における給水系（１５）機器、配管の酸素防食を図ると同時に、さらに、プラン
ト起動に際しての高濃度の酸素注入による配管表面の強
固な酸化保繰皮膜処理を図ることができる。

また、仮水沖過脱塩器前後各々の注入点で分割した酸素
注入により、保水濾過脱塩器の長寿命化を図ることがで
きる。

具体的な発明の効果としては、復水濾過脱塩器上流側で
酸素注入しないケースで処理水中のクラッド濃度が１０
〜３０ｐｐｌ）であるのに対し、酸素注入により、約１
〜２削減になると評価される。す７なわち、二次廃棄物
の量の約１〜２割の低減が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はインライン方式およびサイドスト
リーム方式ＢＷＲシステムと２８注入系統図、第３図は
サイドストリーム方式における従来の０２注入例を示す
図、第４図はサイドストリーム方式における第二ホット
ウェル内酸素濃度を示す図、第５図および第６図は本実
施例でインラ（１６）イン方式およびサイドストリーム方式を示す図、第７図
は従来技術の問題点を示す図、第８図は本発明の効果を
示す図、第９図は本発明の応用例サイドストリーム方式
を示す図である。１・・・原子炉、２・・・主蒸気系、３・・・タービン
、４・・・復水器（ホットウェル）、５・・・復水系、
６・・・復水ポンプ、７・・・後水濾過脱塩器、８・・
・復水脱塩器、９・・・給水ポンプ、１０・・・給水加
熱益、１１・・・給水系、１２・・・酸素ボンベ、】３
・・・酸素注入系、１４・・・酸素注入点、１５．１６
・・・酸素注入弁、１９゜２５．２６・・・コントロー
ラ、１８・・・流量計、１９・・・第１ホツトウエル、
２０・・・第２ホツトウエル、２１・・・復水循環ポン
プ、２２・・・復水循環系、２３゜（１７）５８１第　９一一一一一一一一一一−−コ ■

Claims

【特許請求の範囲】１、復水濾過脱塩器、および後水脱Ｊｌ器から構成され
る復水浄化設備を有する沸騰水型原子力発電プラントに
おいて、給復水系配管の防食を目的とした復水ｐ過脱堪
器上流側、および下流側に、各各酸素注入点を有し、プ
ラントの運転モードによる注入制御を特徴とした酸素注
入制御システム。２、特許請求の範囲第１項において、復水ν過脱塩器上
流側、並びにその直後、さらに第２ホツトウエル下流側
に酸素注入点を設けることを特徴とした酸素注入制御シ
ステム。