(57)【要約】      （修正有）【課題】光触媒を用いた電位低下を発揮させて構造材の腐食を低減できる発電プラントの腐食低減技術を提供する。【解決手段】発電プラントの腐食低減方法は、発電プラントにおける構造２３材の水Ｗが接触する表面に、少なくとも貴金属を含む第１特定物質２５の層が設けられるとともに、第１特定物質２５の層に不溶性固体を含む固体物質２６の層が積層されており、構造材２３の表面に、少なくとも光触媒を含む第２特定物質２７の層をさらに積層させるステップを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラントにおける構造材の水が接触する表面に、少なくとも貴金属を含む第１特定物質の層が設けられるとともに、前記第１特定物質の層に不溶性固体を含む固体物質の層が積層されており、
前記構造材の表面に、少なくとも光触媒を含む第２特定物質の層をさらに積層させるステップを含む、
発電プラントの腐食低減方法。
【請求項２】
前記第２特定物質の層を積層させるステップの前に、前記固体物質の層を積層させるステップを含む、
請求項１に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項３】
前記固体物質の層を積層させるステップにて、前記固体物質が前記水に注入される、
請求項２に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項４】
前記固体物質の層を積層させるステップにて、前記固体物質が前記構造材の表面に塗付される、
請求項２に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項５】
前記固体物質は、前記構造材が前記水と接触することで生じる腐食反応による生成物である、
請求項２に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項６】
前記固体物質の層を積層させるステップにて、前記構造材の表面に、時間の経過とともに前記固体物質が付着される性質を用いる、
請求項５に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項７】
前記固体物質の層を積層させるステップにて、前記水の温度を１００℃以上にし、この温度を１２００時間以上継続する、
請求項５または請求項６に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項８】
前記水に前記第１特定物質を注入するステップを含み、
前記固体物質の層を積層させるステップにて、前記第１特定物質の注入を停止した状態を１２００時間以上継続する、
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項９】
前記第１特定物質の前記構造材の表面に対する付着量は、０．１μｇ／ｃｍ２以上である、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項１０】
前記固体物質の前記構造材の表面に対する付着量は、１．１μｇ／ｃｍ３以上である、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項１１】
前記第１特定物質は、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、パラジウムのうちの少なくともいずれかの元素を含む、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項１２】
前記固体物質は、亜鉛、チタン、タングステン、ニッケル、鉄、モリブデン、ジルコニウム、クロムのうちの少なくともいずれかの元素を含む、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項１３】
前記第２特定物質は、亜鉛、チタン、タングステン、ニッケル、鉄のうちの少なくともいずれかの元素を含む、
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の発電プラントの腐食低減方法。
【請求項１４】
発電プラントにおける構造材の水が接触する表面に、少なくとも貴金属を含む第１特定物質の層が設けられるとともに、前記第１特定物質の層に不溶性固体を含む固体物質の層が積層されており、
前記構造材の表面に、少なくとも光触媒を含む第２特定物質の層をさらに積層させる積層処理部を備える、
発電プラントの腐食低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発電プラントの腐食低減方法および発電プラントの腐食低減装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所などの発電プラントにおいて、腐食、疲労などの経験劣化事象は、その設備の寿命および事故発生のリスクの観点から重要である。特に、局部腐食、疲労、応力腐食割れ（以下「ＳＣＣ」という。）などの局部的な劣化事象は、数年程度の短期間で急速に進展するおそれがある。特に、局部腐食には、すきま腐食、孔食、ＳＣＣなどの種類があるが、発電所、化学プラントなどの設備では、水質管理による局部腐食対策がされている。例えば、塩化物に起因する孔食が発生しない環境での運用が行われている。これに対して応力に起因するＳＣＣは、多くの抑制手段があるものの、応力、腐食自体を根絶することが困難なことから、低確率ながら発生の可能性が残されている。ＳＣＣを抑制することは、寿命延長および稼働率向上の観点から重要である。このＳＣＣの環境面の対策としては、構造材の腐食作用を低減するため、還元性雰囲気とする対策が取られている。腐食反応は酸化反応に分類される反応であることから、酸化性の低い還元性環境とすれば大幅に反応を抑制させることができる。還元性環境とする手段としては、水中の溶存酸素を取り除く脱気処理、次亜塩素酸または水素などの還元性薬剤の添加処理、さらに貴金属触媒の利用が実施されている。また、これら技術の評価には、構造材の電位測定が行われている。酸化性環境は高い電位、還元性環境は低い電位で評価される。例えば、原子炉では、脱気処理に加え、水素注入、または水素注入の効果を高める貴金属触媒の注入がされている。
【０００３】
貴金属は、高い電位を示す金属であり、接触している金属の腐食を加速する。しかし、溶存水素の存在する環境では、水素関連の化学反応が促進されることで、少ない水素量でも還元性を示す低い電位とすることができる。一方、原子炉では、気液二相環境などの局部的に水素濃度が低下する部位が存在する。これらの環境で貴金属技術を使用した場合に、電位が上昇し、ＳＣＣのリスクを高める可能性がある。これらの部位に対しては、水素濃度に影響を受けない電位低下手法の適用が適切である。水素の影響を受けない電位低下手法としては、例えば、光触媒効果を用いた酸化チタン技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６００５５４８号公報
【特許文献２】特許第４６３４７０９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】原子炉水化学ハンドブック  日本原子力学会編  コロナ社  ２０００年１２月２７日発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光触媒の技術は、水素濃度の低下する気液二相領域で有効である。しかし、仮に、既に貴金属技術が適用された原子炉に光触媒技術を適用した場合には、貴金属による電位上昇効果と光触媒による電位低下効果が打ち消し合い、ＳＣＣの予防に必要な電位低下効果が得られなくなるおそれがある。ここで、発明者らは、沸騰水型原子力発電所の給水水素濃度０ｐｐｍでの炉内水質環境を想定した評価試験を行った。この試験結果では、酸化チタン技術を適用した条件で約−３００ｍＶ ｖｓ. ＳＨＥが達成されることが分かった。一般的に電位が−２３０ｍＶ ｖｓ. ＳＨＥ以下であればＳＣＣの亀裂進展速度が小さくなるとされている。つまり、酸化チタン技術によりＳＣＣのリスクを大幅に低減できる。一方、ステンレス鋼単体および貴金属注入環境では、腐食電位が高く、ＳＣＣが発生するリスクがある。また、酸化チタン注入と貴金属注入を併用した場合には、電位の低下は起こるがＳＣＣが発生しないとされる−２３０ｍＶ ｖｓ. ＳＨＥに到達しない結果となった。そこで、水素濃度が低く、かつ貴金属技術が適用された状態であっても、光触媒の電位低下技術を用いて充分な電位低下を実現させたいという要望がある。
【０００７】
本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、光触媒を用いた電位低下を発揮させて構造材の腐食を低減できる発電プラントの腐食低減技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態に係る発電プラントの腐食低減方法は、発電プラントにおける構造材の水が接触する表面に、少なくとも貴金属を含む第１特定物質の層が設けられるとともに、前記第１特定物質の層に不溶性固体を含む固体物質の層が積層されており、前記構造材の表面に、少なくとも光触媒を含む第２特定物質の層をさらに積層させるステップを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態により、光触媒を用いた電位低下を発揮させて構造材の腐食を低減できる発電プラントの腐食低減技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】原子力発電プラントを示す概念図。
【図２】構造材の表面の状態を示す拡大断面図。
【図３】第１薬剤注入時の電流と電位の関係を示すグラフ。
【図４】固体物質を積層させたときの電流と電位の関係を示すグラフ。
【図５】第２薬剤注入時の電流と電位の関係を示すグラフ。
【図６】本実施形態の腐食低減方法を示すフローチャート。
【図７】変形例１の腐食低減方法を示すフローチャート。
【図８】変形例２の塗付装置を示す側面図。
【図９】変形例２の腐食低減方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、発電プラントの腐食低減方法および発電プラントの腐食低減装置の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１の符号１は、原子力発電プラント（原子力発電所）である。本実施形態では、原子力発電プラント１の一例として沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）を例示する。原子力発電プラント１は、原子炉２と、この原子炉２を収容する圧力容器３と、圧力容器３で発生した主蒸気により回転されるタービン４と、タービン４の回転力を用いて発電を行う発電機５と、タービン４の回転に使われた主蒸気を水に戻す復水器６とを備える。
【００１３】
また、原子力発電プラント１は、原子炉２を冷却する原子炉冷却系７と、この原子炉冷却系７を流れる冷却水の浄化を行う浄化系８とを備える。
【００１４】
原子炉冷却系７は、圧力容器３からタービン４に主蒸気を輸送する主蒸気配管９と、復水器６から圧力容器３に冷却水を輸送する給水配管１０と備える。なお、給水配管１０には、復水器６から輸送される冷却水のろ過脱塩を行う復水ろ過脱塩装置１１と、冷却水を圧力容器３に送る給水ポンプ１２と、冷却水を加熱する給水加熱器１３とが設けられる。
【００１５】
また、主蒸気配管９から分岐されたバイパス配管１４が給水加熱器１３を介して復水器６に接続される。復水器６から圧力容器３に輸送される冷却水は、給水加熱器１３でバイパス配管１４を流れる主蒸気と熱交換がなされ、所定の温度になるように加熱される。
【００１６】
浄化系８は、圧力容器３から冷却水の一部を引き抜いて給水配管１０に輸送する浄化用配管１５と、圧力容器３から冷却水の一部を引き抜くための浄化用ポンプ１６と、熱交換器１７と、浄化装置１８とを備える。
【００１７】
なお、熱交換器１７は、浄化装置１８に導入される冷却水と、浄化装置１８から導出される冷却水との間で熱交換を行う。この熱交換器１７によって、冷却水は、浄化装置１８に導入される前に温度が下げられ、浄化装置１８から導出された後に温度が上げられる。圧力容器３の冷却水は、この浄化系８を介して循環される。
【００１８】
本実施形態では、給水配管１０および浄化用配管１５が、原子炉２の冷却水が流れる冷却水配管となっている。なお、浄化系８には、冷却水に所定の薬剤を注入する薬剤注入装置１９が設けられる。この薬剤注入装置１９は、原子炉２、圧力容器３、配管９，１４，１５などの原子力発電プラント１を構成する構造材の腐食電位を低下させるために、特定の薬剤を注入する。なお、薬剤は、微粒子またはイオンとして炉水Ｗに注入される。
【００１９】
薬剤注入装置１９は、浄化用配管１５に接続される注入用配管２０と、この注入用配管２０を介して冷却水（炉水）に薬剤を注入する注入機器２１とを備える。
【００２０】
注入用配管２０は、注入機器２１から延び、浄化用配管１５における熱交換器１７よりも下流側の部分に接続される。つまり、浄化用配管１５が給水配管１０に接続される直前の部分に、注入用配管２０が接続される。この浄化用配管１５の部分には、１００℃以上の冷却水が流れるようになっている。
【００２１】
本実施形態では、薬剤注入装置１９により注入される第１薬剤として、少なくとも貴金属を含む第１特定物質を用いることができる。また、薬剤注入装置１９により注入される第２薬剤として、少なくとも光触媒を含む第２特定物質を用いることができる。
【００２２】
なお、貴金属を含む第１薬剤を用いる場合には、冷却水（炉水）に水素ガスを注入するガス注入装置２２が設けられる。構造材の表面に貴金属が付着された状態で、冷却水に水素ガスが注入されることで、構造材の腐食電位を低下させる効果が持続される。この腐食電位の低下により構造材の応力腐食割れが抑制される。なお、水素ガスの注入を止めると、貴金属の影響により腐食電位が上昇してしまう。
【００２３】
一方、光触媒を含む第２薬剤を用いる場合には、水素ガスを注入しなくても構造材の腐食電位を低下させる効果が持続される。この腐食電位の低下により構造材の応力腐食割れが抑制される。なお、光触媒は、原子炉２で生じるチェレンコフ光が当たることによりその効果を発揮する。
【００２４】
本実施形態の構造材は、原子炉２、圧力容器３、配管９，１０，１４，１５を含む原子力発電プラント１の構造物を形成するものである。なお、構造物には、炉心シュラウド、炉心支持板、ジェットポンプなどの炉内構造物も含まれる。これらの構造物は、冷却水に接触する部材である。
【００２５】
図２に示すように、構造材２３は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。本実施形態では、構造材２３において、炉水Ｗが接触する側の表面に、酸化被膜２４の層と、貴金属を含む第１特定物質２５の層と、不溶性固体を含む固体物質２６の層と、光触媒を含む第２特定物質２７の層とが積層された態様を例示する。例えば、第１薬剤を使用していた場合において、途中から第２薬剤の使用に切り換えた態様を例示する。
【００２６】
第１特定物質２５を含む第１薬剤が薬剤注入装置１９（図１参照）により注入されている環境では、構造材２３および酸化被膜２４上に、貴金属などの電位上昇効果のある第１特定物質２５が付着される。なお、第１薬剤には、黒鉛などの物質が含まれても良い。この構造材２３の表面を対象に、まず、固体物質２６の積層を行う。
【００２７】
この固体物質２６は、構造材２３の使用環境において、高い耐久性を持つ物質であること、および、過酸化水素、酸素などの反応に対する触媒効果が構造材２３よりも小さいことが条件となる。固体物質２６自身の電気特性は低い方が好ましいが、一般的な酸化物程度であれば問題がない。また、固体物質２６からなる層は、空隙が少ない層とした方がより良い。なお、必ずしも空隙率０％でなくとも良い。
【００２８】
固体物質２６からなる層の上部に、水素濃度に影響を受けずに電位低下可能な光触媒を含む第２特定物質２７を付着させる。その場合には、第２特定物質２７を含む第２薬剤が薬剤注入装置１９（図１参照）により注入される。つまり、薬剤注入装置１９は、構造材２３の表面に、第２特定物質２７の層を積層させる積層処理部となっている。
【００２９】
なお、電位を押し上げる電気化学反応とは、酸素、過酸化水素などが構造材２３の金属中の電子と反応する電子消費反応によるカソード反応の促進である。
【００３０】
次に、図３から図５のグラフを用いて注入される薬剤と腐食電位との関係について説明する。これらのグラフにおいて、構造材２３に流れるアノード電流の線とカソード電流の線の交点が腐食電位となる。
【００３１】
図３において、線Ｌ１は、基準となる所定のアノード電流のグラフである。線Ｌ２は、薬剤を注入していない場合のカソード電流のグラフである。線Ｌ３は、第１薬剤としての第１特定物質２５（貴金属）を注入した場合のカソード電流のグラフである。なお、水素ガスを注入していない状態を示す。
【００３２】
アノード電流の線Ｌ１とカソード電流の線Ｌ２の腐食電位Ｐ１よりも、アノード電流の線Ｌ１とカソード電流の線Ｌ３の腐食電位Ｐ２が高くなっていることが分かる。つまり、第１薬剤の注入時には、第１特定物質２５（貴金属）の影響によりカソード電流Ｌ３が増加し、これに伴って腐食電位Ｐ２が上昇する。
【００３３】
ここで、例えば、水中の酸素、過酸化水素などが、構造材２３の表面、特に、反応活性となる第１特定物質２５の反応を抑制できれば、腐食電位Ｐ２の上昇を抑えることが可能となる。この反応の抑制は、構造材２３の表面において、第１特定物質２５上に固体物質２６を積層させることで達成される。固体物質２６の積層によって、水Ｗと構造材２３の表面との接触面積が小さくなるためである。
【００３４】
図４において、線Ｌ４は、第１特定物質２５の層に固体物質２６の層を積層させた場合のカソード電流のグラフである。固体物質２６の積層により第１特定物質２５によるカソード反応の促進が抑制され、腐食電位Ｐ３の上昇が抑制される。
【００３５】
図５において、線Ｌ５は、固体物質２６の層にさらに第２特定物質２７の層を積層させた場合のアノード電流のグラフである。アノード電流の線Ｌ１とカソード電流の線Ｌ４の腐食電位Ｐ３よりも、アノード電流の線Ｌ５とカソード電流の線Ｌ４の腐食電位Ｐ４が低くなっていることが分かる。つまり、第２薬剤の注入時には、第２特定物質２７（光触媒）の影響によりアノード電流Ｌ５が低下し、これに伴って腐食電位Ｐ４が低下する。
【００３６】
光触媒を含む第２特定物質２７は、炉内で発生するチェレンコフ光の照射によりアノード反応が促進されることでアノード電流を増加させるものである。これにより腐食電位Ｐ４が低下する。また、光触媒は、高い耐久性から長期的に効果を持続させることができる。
【００３７】
なお、積層させる固体物質２６に求められる性質として、過酸化水素、酸素などの反応に対する触媒効果が少なくとも構造材２３、第１特定物質２５（貴金属）よりも小さく、積層個体上での酸素、過酸化水素関連反応が起こりにくい物質であることが必要条件である。
【００３８】
また、第２特定物質２７（光触媒）で発生させた電子は、積層させる固体物質２６を通過し、構造材２３まで届く必要があることから、固体物質２６には導電性が求められる。しかし、発明者らが行った試験では、導電率があまり高くない固体物質２６上に光触媒を添加した場合でも電位低下効果が確認されており、これら固体物質の電気伝導度である１０−６Ｓ／ｍ以上であれば問題とならないことが分かっている。
【００３９】
本実施形態では、電位上昇を誘引する低水素濃度、かつ貴金属適用環境においても、電位上昇を抑制し、さらに電位低下効果を有する光触媒を付着させることにより、腐食電位を低下ることができ、応力腐食割れを予防することができる。
【００４０】
第１特定物質２５は、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、パラジウムのうちの少なくともいずれかの元素を含む。このようにすれば、第２特定物質の層が設けられる以前において、第１特定物質の層により応力腐食割れを抑制する効果を得ることができる。
【００４１】
なお、第１特定物質２５の構造材２３の表面に対する付着量は、０．１μｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。このようにすれば、応力腐食割れを抑制するために充分な第１特定物質２５の付着量とすることができる。
【００４２】
固体物質２６は、亜鉛、チタン、タングステン、ニッケル、鉄、モリブデン、ジルコニウム、クロムのうちの少なくともいずれかの元素を含む。このようにすれば、第１特定物質による電位上昇を抑制することができる。なお、固体物質２６には、第２特定物質２７と異なるものを用いるようにする。
【００４３】
なお、固体物質２６として、炉内構造物を形成する構造材２３の腐食、または給水系統構造物を形成する構造材２３の腐食により生成される腐食生成物を用いることができる。例えば、炉内構造物または給水系統構造物で生成された腐食生成物の一部は、構造材２３の表面に付着する。そして、この腐食生成物の積層量は、時間とともに単調増加するため、積層させる腐食生成物量は、原子炉の運転時間の調整により制御することができる。
【００４４】
なお、腐食生成物には、いくつかの種類が存在する。例えば、マグネタイトまたはヘマタイトを始めとする鉄酸化物、複合酸化物であるニッケルフェライトまたはニッケルクロマイト、亜鉛クロマイトなどの不溶性固体がある。いずれの酸化物も積層される固体物質２６として利用することができる。
【００４５】
例として、ヘマタイトによる固体物質の積層を考えてみる。発明者らは、構造材２３の表面に付着するヘマタイトの粒子径を０．２μｍと想定し、計算を行った。ヘマタイトの密度は５．２４ｇ／ｃｍ３であることから、ヘマタイトにより構造材２３の表面を被覆するためには、１．１μｇ／ｃｍ３以上の積層が必要となることが分かった。
【００４６】
本実施形態では、固体物質２６の構造材２３の表面に対する付着量は、１．１μｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。このようにすれば、光触媒を用いた電位低下を発揮させるために充分な固体物質２６の付着量とすることができる。
【００４７】
なお、腐食生成物は、構造材２３の使用環境において高い耐久性を持ち、過酸化水素、酸素などの反応に対する触媒効果が構造材２３よりも小さい。そのため、積層する固体物質２６として適している。発明者らが計算を行った結果、積層に必要な時間としては、１２００時間以上で目標とする付着量を達成できることが分かった。また、原子力発電プラント１の運転中に自然と発生する腐食生成物を用いることで、固体物質２６の注入工程を確実、かつ簡素に実施することができる。
【００４８】
固体物質２６は、構造材２３が水Ｗと接触することで生じる腐食反応による生成物であることが好ましい。このようにすれば、腐食反応により固体物質を容易に生成することができる。そして、原子力発電プラント１の運転を調整することで、第１特定物質２５である貴金属、黒鉛などの表面を被覆することができる。
【００４９】
つまり、本実施形態では、構造材２３の表面に、時間の経過とともに固体物質２６が付着される性質を用いる。このようにすれば、時間の経過を待つだけの簡素な作業で固体物質２６の層を設けることができる。
【００５０】
例えば、炉内の水Ｗの温度を１００℃以上にし、この温度を１２００時間以上継続する。このようにすれば、光触媒を用いた電位低下を発揮させるための充分な付着量の固体物質２６の層を設けることができる。特に、第１特定物質２５の注入を停止した状態を１２００時間以上継続する。このようにすれば、第１特定物質２５を含む第１薬剤の注入から第２特定物質２７を含む第２薬剤の注入に切り換えるときに、第１薬剤の注入を停止して時間の経過を待つという簡素な作業で、固体物質２６の層を設けることができる。
【００５１】
第２特定物質２７は、亜鉛、チタン、タングステン、ニッケル、鉄のうちの少なくともいずれかの元素を含む。このようにすれば、光触媒による電位低下を発揮させることができる。なお、第２特定物質２７は、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化タングステン、ニッケル酸化チタン、酸化鉄のうちの少なくともいずれかの物質を含むものでも良い。なお、第２特定物質２７には、第１特定物質２５または固体物質２６と異なるものを用いるようにする。
【００５２】
腐食電位を低下させる第２特定物質２７は、炉内環境において化学的に安定であり、水素濃度の影響を受けずに腐食電位を低下させる効果を有することが条件となる。例えば、酸化チタンまたは酸化タングステンは、耐久性、電位低下効果のいずれも有するため、第２特定物質２７として有効である。
【００５３】
次に、本実施形態の発電プラント１の腐食低減方法について図６のフローチャートを用いて説明する。なお、図１および図２を適宜参照する。この腐食低減方法では、第１薬剤を使用していた場合において、途中から第２薬剤の使用に切り換えるときの処理を例示する。
【００５４】
まず、ステップＳ１１において、発電プラント１では、薬剤注入装置１９を用いて第１薬剤が炉水Ｗに注入されるとともに、ガス注入装置２２を用いて水素ガスが炉水Ｗに注入される。この第１薬剤の注入により第１特定物質２５の層が構造材２３の表面に形成される。
【００５５】
次のステップＳ１２において、発電プラント１の管理者は、薬剤注入装置１９およびガス注入装置２２を停止することで、第１薬剤および水素ガスの注入を停止する。
【００５６】
次のステップＳ１３において、発電プラント１の管理者は、発電プラント１を制御することで、炉水Ｗの温度を１００℃以上にし、かつこの温度を第１薬剤の注入を停止した時点から１２００時間以上継続する。つまり、管理者は、炉水Ｗが所定の温度となり、かつ所定時間が経過するまで待つ。このとき、第１特定物質２５の層に固体物質２６の層が積層される。また、薬剤注入装置１９を第２薬剤の注入用に切り換える。
【００５７】
次のステップＳ１４において、発電プラント１の管理者は、薬剤注入装置１９を用いて第２薬剤を炉水Ｗに注入する。この第２薬剤の注入により固体物質２６の層に第２特定物質２７の層が積層される。そして、処理を終了する。
【００５８】
なお、第２特定物質２７の層を積層させるステップＳ１４の前に、固体物質２６の層を積層させるステップＳ１３を含む。このようにすれば、第１特定物質２５の層と第２特定物質２７の層とを、その間に設けられる固体物質２６の層により分けることができる。
【００５９】
次に、変形例１の発電プラント１の腐食低減方法について図７のフローチャートを用いて説明する。なお、図１および図２を適宜参照する。この変形例１では、固体物質２６として腐食生成物を用いずに、薬剤注入装置１９を用いて固体物質２６を薬剤として炉水Ｗに注入する。
【００６０】
まず、ステップＳ２１において、発電プラント１では、薬剤注入装置１９を用いて第１薬剤が炉水Ｗに注入されるとともに、ガス注入装置２２を用いて水素ガスが炉水Ｗに注入される。この第１薬剤の注入により第１特定物質２５の層が構造材２３の表面に形成される。
【００６１】
次のステップＳ２２において、発電プラント１の管理者は、薬剤注入装置１９およびガス注入装置２２を停止することで、第１薬剤および水素ガスの注入を停止する。また、薬剤注入装置１９を、固体物質２６を含む薬剤の注入用に切り換える。
【００６２】
次のステップＳ２３において、発電プラント１の管理者は、薬剤注入装置１９を用いて固体物質２６を炉水Ｗに注入する。なお、固体物質２６は、微粒子またはイオンとして炉水Ｗに注入される。
【００６３】
次のステップＳ２４において、発電プラント１の管理者は、発電プラント１を制御することで、炉水Ｗの温度を１００℃以上にし、かつこの温度を第１薬剤の注入を停止した時点から１２００時間以上継続する。つまり、管理者は、炉水Ｗが所定の温度となり、かつ所定時間が経過するまで待つ。このとき、第１特定物質２５の層に固体物質２６の層が積層される。また、薬剤注入装置１９を第２薬剤の注入用に切り換える。
【００６４】
次のステップＳ２５において、発電プラント１の管理者は、薬剤注入装置１９を用いて第２薬剤を炉水Ｗに注入する。この第２薬剤の注入により固体物質２６の層に第２特定物質２７の層が積層される。そして、処理を終了する。
【００６５】
変形例１では、固体物質２６の層を積層させるステップＳ２３およびステップＳ２４にて、固体物質２６が炉水Ｗに注入される。このようにすれば、固体物質２６を含む薬剤の炉水Ｗへの注入という簡素な作業で固体物質２６の層を設けることができる。
【００６６】
次に、変形例２について図８から図９を用いて説明する。この変形例２では、固体物質２６または第２薬剤を、塗布装置２８を用いて構造材２３の表面に塗付する。
【００６７】
図８に示すように、塗布装置２８は、固体物質２６または第２薬剤を噴射する噴射部２９と、この噴射部２９を移動可能に支持するロボットアーム３０とを備える。
【００６８】
例えば、第１薬剤を使用していた原子炉２において、圧力容器３の内面に塗付する場合には、原子炉２を停止させて炉水Ｗを抜く。そして、圧力容器３に塗布装置２８を挿入して、圧力容器３の内面全体に固体物質２６または第２薬剤を噴射する。このようにすれば、固体物質２６の層または第２薬剤の層が圧力容器３の内面に積層される。つまり、変形例２は、塗布装置２８が、固体物質２６の層または第２特定物質２７の層を積層させる積層処理部となっている。
【００６９】
次に、変形例２の発電プラント１の腐食低減方法について図９のフローチャートを用いて説明する。なお、図１および図２を適宜参照する。
【００７０】
まず、ステップＳ３１において、発電プラント１では、薬剤注入装置１９を用いて第１薬剤が炉水Ｗに注入されるとともに、ガス注入装置２２を用いて水素ガスが炉水Ｗに注入される。この第１薬剤の注入により第１特定物質２５の層が構造材２３の表面に形成される。
【００７１】
次のステップＳ３２において、発電プラント１の管理者は、原子炉２の運転を停止する。
【００７２】
次のステップＳ３３において、発電プラント１の管理者は、塗布装置２８を用いて構造材２３の表面に固体物質２６を塗布する。このとき、第１特定物質２５の層に固体物質２６の層が積層される。また、塗布装置２８を第２薬剤の噴射用に切り換える。
【００７３】
次のステップＳ３４において、発電プラント１の管理者は、塗布装置２８を用いて構造材２３の表面に第２薬剤を塗布する。このとき、固体物質２６の層に第２特定物質２７の層が積層される。
【００７４】
次のステップＳ３５において、発電プラント１の管理者は、原子炉２の運転を再開する。そして、処理を終了する。
【００７５】
変形例２では、固体物質２６の層を積層させるステップＳ３３にて、固体物質２６が構造材２３の表面に塗付される。このようにすれば、塗付という簡素な作業で固体物質２６の層を設けることができる。
【００７６】
また、第２特定物質２７の層を積層させるステップＳ３４にて、第２特定物質２７が構造材２３の表面に塗付される。このようにすれば、塗付という簡素な作業で第２特定物質２７の層を設けることができる。
【００７７】
なお、変形例２は、固体物質２６および第２特定物質２７の両方が、塗布装置２８を用いて構造材２３の表面に塗付されているが、固体物質２６と第２特定物質２７とのうちのいずれか一方を、塗布装置２８を用いて構造材２３の表面に塗付しても良い。そして、他方を、薬剤注入装置１９を用いて炉水Ｗに注入しても良い。
【００７８】
なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。
【００７９】
なお、本実施形態では、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ：Boiling Water Reactor）に適用しているが、その他の態様であっても良い。例えば、改良型沸騰水型軽水炉（ＡＢＷＲ：Advanced Boiling Water Reactor）または加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）に本実施形態を適用しても良い。
【００８０】
以上説明した実施形態によれば、少なくとも光触媒を含む第２特定物質の層をさらに積層させることにより、光触媒を用いた電位低下を発揮させて構造材の腐食を低減できる。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８２】
１…原子力発電プラント、２…原子炉、３…圧力容器、４…タービン、５…発電機、６…復水器、７…原子炉冷却系、８…浄化系、９…主蒸気配管、１０…給水配管、１１…復水ろ過脱塩装置、１２…給水ポンプ、１３…給水加熱器、１４…バイパス配管、１５…浄化用配管、１６…浄化用ポンプ、１７…熱交換器、１８…浄化装置、１９…薬剤注入装置、２０…注入用配管、２１…注入機器、２２…ガス注入装置、２３…構造材、２４…酸化被膜、２５…第１特定物質、２６…固体物質、２７…第２特定物質、２８…塗布装置、２９…噴射部、３０…ロボットアーム、Ｗ…炉水。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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