(57)【要約】  復水器１５から蒸気発生器又はボイラ１１へ至る給水配管１６に低圧給水加熱器１８、脱気器１９、高圧給水加熱器２０が順次配設されて、蒸気発生器又はボイラへ導く給水の水質を管理する発電プラントの水質管理方法において、給水を中性に保持しつつ、この給水の溶存酸素濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂになるように、復水器下流側の給水配管内を流れる給水に酸化体注入ライン３１から酸化体を注入して、給水に接する給水配管、低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器等の構造材の表面に酸化皮膜を形成し、更に、蒸気発生器又はボイラへ流入する給水の溶存酸素濃度が５ｐｐｂ以下になるように、脱気器下流側の給水配管内を流れる給水に脱酸素物質注入ライン３５から脱酸素物質を注入するものである。
2010104062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復水器から蒸気発生器又はボイラへ至る配管に低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器が順次配設されて、前記蒸気発生器又はボイラへ導く水の水質を管理する発電プラントの水質管理方法において、
水を中性に保持しつつ、この水の溶存酸素濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂになるように、前記復水器下流側の前記配管内を流れる水に酸化体を注入して、水に接する前記配管、前記低圧給水加熱器、前記脱気器、前記高圧給水加熱器等の構造材の表面に酸化皮膜を形成し、
更に、前記蒸気発生器又はボイラへ流入する水の溶存酸素濃度が５ｐｐｂ以下になるように、前記脱気器下流側の前記配管内を流れる水に脱酸素物質を注入することを特徴とする発電プラントの水質管理方法。
【請求項２】
前記酸化体が、酸素、過酸化水素またはオゾンであることを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項３】
前記脱酸素物質が、水での溶存濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂのヒドラジン、または水での溶存濃度が１０ｐｐｂ〜４００００ｐｐｂの水素であることを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項４】
前記復水器下流側の配管内を流れる水に酸化体を注入し、この水に接する構造材の腐食電位を監視することで、この水に注入する前記酸化体の注入量を制御することを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項５】
前記脱気器下流側の配管内を流れる水に酸化体を注入し、この水中での溶存酸素濃度を３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂとしてこの水中の鉄イオンをクラッド化させ、このクラッドを、蒸気発生器又はボイラの上流側に設置されたフィルタにて除去することを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項６】
前記水中に注入された脱酸素物質を、高圧給水加熱器の伝熱管表面、配管の表面、及び前記高圧給水加熱器の下流側で且つ蒸気発生器又はボイラの上流側に設置されたフィルタの表面にて酸素と反応させ、前記蒸気発生器又はボイラへ流入する水の溶存酸素濃度を５ｐｐｂ以下にすることを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項７】
前記高圧給水加熱器の伝熱管表面またはフィルタの表面に施された、白金を含む貴金属により脱酸素物質と酸素との反応を促進することを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項８】
前記蒸気発生器又はボイラからタービンへ蒸気を供給する主蒸気系と、蒸気中の湿分を分離して再熱する湿分分離再熱器から排出されるドレンを脱気器へ導くドレン系との少なくとも一方に、酸化体を０．０１ｋｇ／ｈｒ〜１００ｋｇ／ｈｒの注入速度で注入することを特徴とする請求項１に記載の発電プラントの水質管理方法。
【請求項９】
復水器から蒸気発生器又はボイラへ至る配管に低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器が順次配設されて、前記蒸気発生器又はボイラへ導く水の水質を管理する発電プラントの水質管理システムにおいて、
前記復水器下流側の前記配管内を流れる中性に保持された水に酸化体を注入して、水に接する前記配管、前記低圧給水加熱器、前記脱気器、前記高圧給水加熱器等の構造材の表面に酸化皮膜を形成する酸化体注入手段と、
前記脱気器下流側の前記配管内を流れる水に脱酸素物質を注入する脱酸素物質注入手段と、を有することを特徴とする発電プラントの水質管理システム。
【請求項１０】
前記高圧給水加熱器の伝熱管表面、または前記高圧給水加熱器の下流側で且つ蒸気発生器又はボイラの上流側に設置されたフィルタの表面に、脱酸素物質と酸素との反応を促進する、白金を含む貴金属がコーティングされて構成されたことを特徴とする請求項９に記載の発電プラントの水質管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電プラントの水質管理方法及びシステムに係り、特に蒸気発生器、ボイラ及び蒸気発生器以外の構造材の腐食抑制に関し好適な発電プラントの水質管理方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントとして例えば加圧水型原子力発電プラント（ＰＷＲ）の二次系、火力発電プラント、高速増殖炉（ＦＢＲ）プラントの二次系等の発電プラント（以下発電プラントと称する。）の水質管理の目的は、配管や機器の腐食抑制、特に蒸気発生器（ＳＧ）又はボイラの伝熱管などの腐食抑制と、蒸気発生器又はボイラの伝熱管のアルカリ腐食などにつながる蒸気発生器又はボイラへの不純物持込回避である。これらの対策として、構造材である金属（鉄など）からのイオン溶出や腐食による析出物の発生を回避するために、薬品を系統内に注入して水質を管理することで、上述の現象を抑制している。【０００３】
例えば、この加圧水型原子力発電プラントの二次系では、アンモニアを注入して二次系水をアルカリ性に調整し、炭素鋼配管の表面にマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の酸化皮膜を形成して鉄などの溶出を抑制し、系統内での鉄濃度を低減し、蒸気発生器又はボイラへの鉄流入を防止する対策が講じられている。また、ヒドラジンを注入し、二次系水の酸素を低減することで、蒸気発生器の伝熱管の腐食を抑制している（特許文献１参照）。これは火力発電プラントおよびＦＢＲプラントの二次系も同じである。更に、蒸気発生器、ボイラ以降の主蒸気系の配管や、ドレン系などの蒸気／水の二相流系の配管においては、注入されたアンモニアの気相への移行により、それらの配管を高ｐＨに保ち、腐食を低減している。【０００４】
更に、これらの発電プラントでは、更なる炭素鋼腐食低減の対策として、アンモニアの注入によりｐＨを現行よりも更に高い９．５以上に維持する高ＡＶＴ法（All  Volatile  Treatment、全揮発性処理）や、エタノールアミンやモルフォリンなどの代替アミンなどをアンモニアの代わりに注入する方法が実施され始めており、不純物濃度抑制の効果が確認されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３０４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高ＡＶＴ法では使用する薬品の量が大幅に増加するため、復水脱塩塔（ＣＤ）に負担をかけてしまい、この復水脱塩塔のイオン交換樹脂の再生費用等が上昇してしまう課題がある。また、エタノールアミンは廃棄処理コストがアンモニアよりも高いという課題もある。更に、蒸気発生器又はボイラの伝熱管腐食抑制に必要なヒドラジンについても、排出に際する処理コストが高くなるため、使用量の低減または代替剤の開発が求められている。【０００７】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、廃液処理コストを低減しつつ、蒸気発生器、ボイラ及び蒸気発生器以外の構造材の腐食を共に抑制できる発電プラントの水質管理方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る発電プラントの水質管理方法は、復水器から蒸気発生器又はボイラへ至る配管に低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器が順次配設されて、前記蒸気発生器又はボイラへ導く水質を管理する発電プラントの水質管理方法において、水質を中性に保持しつつ、この溶存酸素濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂになるように、前記復水器下流側の前記配管内を流れる水に酸化体を注入して、水に接する前記配管、前記低圧給水加熱器、前記脱気器、前記高圧給水加熱器等の構造材の表面に酸化皮膜を形成し、更に、前記蒸気発生器又はボイラへ流入する水の溶存酸素濃度が５ｐｐｂ以下になるように、前記脱気器下流側の前記配管内を流れる水に脱酸素物質を注入することを特徴とするものである。【０００９】
また、本発明に係る発電プラントの水質管理システムは、復水器から蒸気発生器又はボイラへ至る配管に低圧給水加熱器、脱気器、高圧給水加熱器が順次配設されて、前記蒸気発生器又はボイラへ導く水の水質を管理する発電プラントの水質管理システムにおいて、前記復水器下流側の前記配管内を流れる中性に保持された水に酸化体を注入して、水に接する前記配管、前記低圧給水加熱器、前記脱気器、前記高圧給水加熱器等の構造材の表面に酸化皮膜を形成する酸化体注入手段と、前記脱気器下流側の前記配管内を流れる水に脱酸素物質を注入する脱酸素物質注入手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る発電プラントの水質管理方法及びシステムによれば、炭素鋼で構成される配管、低圧給水加熱器、脱気器及び高圧給水加熱器等の構造材の、水に接する表面に酸化皮膜を形成することで、これらの構造材の腐食を防止し、蒸気発生器又はボイラへ流入する水の鉄濃度を低減できる。また、蒸気発生器又はボイラへ流入する水の溶存酸素濃度を５ｐｐｂ以下にすることで、蒸気発生器又はボイラの伝熱管の腐食を防止できる。更に、水をアルカリ性にするためのアンモニア及びアミン系化合物等を水中に注入しないので、廃液処理コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る発電プラントの水質管理方法における第１の実施の形態が適用された発電プラントを示す系統概略図。
【図２】図１の金属フィルタ又はセラミックフィルタ又は金属焼結フィルタ又はテフロン系（テフロンは登録商標）フィルタを備えたろ過器を示す縦断面図。
【図３】図２の金属フィルタ又はセラミックフィルタ又は金属焼結フィルタ又はテフロン系フィルタを示す部分断面図。
【図４】酸化皮膜が表面に形成された炭素鋼と炭素鋼のみの場合における鉄の溶出抑制の試験結果を示すグラフ。
【図５】Ｆｅ−Ｈ２Ｏ系における腐食電位とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図６】ヒドラジンの溶存濃度とｐＨとの関係を示すグラフ。
【図７】給水配管の各位置での、ヒドラジンと酸素との反応による溶存酸素濃度の評価結果を示すグラフ。
【図８】本発明に係る発電プラントの水質管理方法における第３の実施の形態が適用された場合における腐食量と腐食電位との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
［第１の実施の形態（図１〜図７）]
図１は、本発明に係る発電プラントの水質管理方法における第１の実施の形態が適用された加圧水型原子力発電プラントの二次系、火力発電プラント、ＦＢＲプラントの二次系の系統概略図である。
【００１４】
この図１に示すように、発電プラント１０では、蒸気発生器又はボイラ１１で発生した蒸気は主蒸気系２２の主蒸気配管２２Ａを通り、まず高圧タービン１２へ導入されて仕事をし、その後、湿分分離再熱器１３により湿分が除去され再熱された後、低圧タービン１４へ導入されて仕事する。この低圧タービン１４で仕事した蒸気は、復水器１５にて凝縮されて復水となる。この復水器１５から蒸気発生器又はボイラ１１へ至る配管としての給水配管１６には、復水脱塩塔１７、低圧給水加熱器１８、脱気器１９、高圧給水加熱器２０及びろ過器２１が順次配設される。復水器１５からの復水は給水となり、低圧給水加熱器１８及び高圧給水加熱器２０により加熱され高温状態となって蒸気発生器又はボイラ１１へ導かれる。また、湿分分離再熱器１３から排出された、蒸気と水の気液二相のドレンは、ドレン系２３のドレン配管２３Ａを経て脱気器１９へ導かれる。
【００１５】
前記復水脱塩塔１７はイオン交換樹脂を用い、また、前記ろ過器２１は金属フィルタ又はセラミックフィルタ又は金属焼結フィルタ又はテフロン系フィルタ（以下フィルタと称する）２４（図２）を用いて、共に給水（または復水）中の不純物を除去する。このうち、ろ過器２１は、図２に示すように、例えば２基のろ過器２１にフィルタ（金属フィルタ又はセラミックフィルタ又は金属焼結フィルタの場合は１５０〜２５０本程度、テフロン系フィルタの場合は２５０〜１０００本程度）２４が設けられたものであり、この２基のろ過器２１によって給水である原液の全量がろ過処理される。
【００１６】
具体的には、ろ過器２１は、管板２５に多数本のフィルタ２４が垂設され、これらのフィルタ２４が管板２５に固着された保護管２６と、この保護管２６の下端部に固着されたディンプル２７とにより覆われて保護される。管板２５は、押え板２８により支持される。保護管２６は、例えば直径が１ｍ以上で、軸方向長さが３ｍ程度であり、フィルタ２４の直径は、金属フィルタ又はセラミックフィルタ又は金属焼結フィルタ又はテフロン系フィルタの場合は直径が０．０１〜０．１ｍ程度、テフロン系フィルタの場合は直径が０．０００１〜０．００５ｍ程度である。
【００１７】
また、このフィルタ２４の材質において金属フィルタ又は金属焼結フィルタは、チタン、ステンレス鋼またはＮｉ基合金製であり、このフィルタ２４には、図３に示すように、直径が約１ｍｍ以下の細孔２９が多数形成されている。給水である原液は、ディンプル２７の開口３０から保護管２６内に至り、図３の矢印に示すように、フィルタ２４の細孔２９を通過する間に不純物が除去されてろ液となり、浄化された給水となる。
【００１８】
発電プラントでは、図１に示すように、蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管はＮｉ基合金、耐食性炭素鋼で、ろ過器２１のフィルタ２４の材質において金属フィルタ又は金属焼結フィルタの場合はチタン、チタン化合物、ステンレス鋼またはＮｉ基合金でそれぞれ構成されている。これら以外の大部分、特に高圧タービン１２、低圧タービン１４、主蒸気配管２２Ａ、湿分分離再熱器１３、復水器１５、給水配管１６、低圧給水加熱器１８、脱気器１９、高圧給水加熱器２０及びろ過器２１（フィルタ２４を除く）等の構造材は、炭素鋼にて構成されている。
【００１９】
また、発電プラント１０には、復水器１５下流側の給水配管１６、脱気器１９下流側の給水配管１６、高圧タービン１２上流側の主蒸気配管２２Ａ、及びドレン配管２３Ａに、酸化体注入手段としての酸化体注入ライン３１、３２、３３、３４がそれぞれ設けられている。これらの酸化体注入ライン３１、３２、３３、３４から酸化体としての酸素（気体）、過酸化水素（液体）、オゾン（気体）が単独で、または混合して注入される。本実施の形態では、酸化体注入ライン３１、３２、３３、３４から酸素が気体で注入される。
【００２０】
本実施の形態では、１０にアンモニアやアミン系化合物を注入して、例えば給水をアルカリ性に調整し、炭素鋼製構造材の表面にマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の酸化皮膜を形成するのではなく、給水を中性（ｐＨ５．６〜８．３）に保持しつつ、酸化体注入ライン３１、３２、３３、３４から酸化体としての酸素を注入する。
【００２１】
つまり、酸化体注入ライン３１は、給水配管１６において、復水器１５下流側の復水脱塩塔１７と低圧給水加熱器１８との間に設けられる。この酸化体注入ライン３１から、復水脱塩塔１７下流側の給水配管１６内を流れる給水中に酸素が注入されて、この給水の溶存酸素濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂに調整され、これにより、給水に接する給水配管１６、低圧給水加熱器１８、脱気器１９、高圧給水加熱器２０等の構造材の表面に、中性で溶解度が低いヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の酸化皮膜が十分に形成される。この酸化皮膜の形成により、給水配管１６等の構造材を構成する炭素鋼材料からの鉄やクロムの溶出が抑制され、蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する給水の鉄濃度が１ｐｐｂ以下に低減される。
【００２２】
上述のヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の酸化皮膜による炭素鋼構成要素（例えば鉄）の溶出抑制効果について、その試験結果を図４を用いて説明する。
【００２３】
本試験では、炭素鋼の表面にヘマタイトの酸化皮膜（Ｆｅ２Ｏ３）を生成させるために、炭素鋼を、溶存酸素濃度が２００ｐｐｂの高温（例えば４０〜１８０℃）水中に５００時間暴露させて試験片を作製した。この試験片と炭素鋼のみの試験片とを用いて鉄の溶出試験を実施した。試験条件は、溶存酸素濃度が５ｐｐｂ未満で、ｐＨが５．６〜８．３の中性水溶液に両試験片を浸漬して試験を実施した。酸化皮膜がない炭素鋼のみの試験片では鉄の溶出がおこり、溶液の色が変化した。一方、炭素鋼に酸化皮膜が付いた試験片においては色の変化がほとんどなく、表面状態も変化が見られなかった。このように、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の安定した酸化皮膜が存在することで鉄の溶出が抑制され、蒸気発生器又はボイラ１１への鉄の持込量が低減される。
【００２４】
ここで、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の酸化皮膜について、図５を用いて説明する。給水がアルカリ性である場合には、前述の如く、炭素鋼の表面にマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の酸化皮膜が形成されて炭素鋼の腐食が抑制される（アルカリ化防食）。これに対し、給水を中性に保持する場合には、酸化体（例えば酸素）を注入することで、炭素鋼の腐食電位が０Ｖよりも上昇し、炭素鋼表面にヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の酸化皮膜が形成されて、炭素鋼の腐食が抑制される（アノード防食）。
【００２５】
図１に示す前記酸化体注入ライン３２は、給水配管１６において、脱気器１９の下流側で且つ高圧給水加熱器２０の上流側に設けられる。この酸化体注入ライン３２からも、給水配管１６を流れる給水中に酸素が注入されて、この給水の溶存酸素濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂに調整される。ここで、給水温度は、復水器１５から低圧給水加熱器１８までは約４０℃〜１８０℃であるのに対し、脱気器１９から高圧給水加熱器２０までは約１８０℃〜２３０℃である。従って、酸化体注入ライン３２から注入された酸素は、高温下の給水中に溶存する金属イオン（特に鉄イオン）の約８０％以上をクラッド化させて析出させる。給水中に浮遊する上記クラッドは、蒸気発生器又はボイラ１１の上流側に配置されたろ過器２１の金属フィルタ又はセラミックフィルタ又は金属焼結フィルタ又はテフロン系フィルタ２４により除去されて、蒸気発生器又はボイラ１１への鉄の持ち込み量が低減される。
【００２６】
前記酸化体注入ライン３３は、主蒸気系２２の主蒸気配管２２Ａにおける高圧タービン１２の上流側に設けられ、前記酸化体注入ライン３４は、ドレン系２３のドレン配管２３Ａに設けられる。これらの酸化体注入ライン３３、３４は、いずれか一方が設けられてもよい。これらの酸化体注入ライン３３、３４から、酸化体としての酸素が０．０１ｋｇ／ｈｒ〜１００ｋｇ／ｈｒの注入速度で注入される。この注入速度は、主蒸気配管２２Ａを流れる蒸気速度、ドレン配管２３Ａを流れる気液二相のドレンの速度に対して、所定の溶存濃度（３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂ）を確保するために必要な速度である。
【００２７】
このように主蒸気系２２、ドレン系２３に酸素を注入することで、主蒸気配管２２Ａ、高圧タービン１２、湿分分離再熱器１３及び低圧タービン１４等の表面、並びにドレン配管２３Ａの表面にヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の酸化皮膜が形成されて、これらの配管、機器の腐食が抑制される。
【００２８】
更に、この発電プラント１０では、脱気器１９の下流側で且つ高圧給水加熱器２０の上流側の給水配管１６を流れる給水中に、脱酸素物質を注入する脱酸素物質注入手段としての脱酸素物質注入ライン３５が設けられる。この脱酸素物質としてはヒドラジンまたは水素が好ましい。
【００２９】
給水中に注入された脱酸素物質（ヒドラジン、水素）は、高圧給水加熱器２０の伝熱管表面、給水配管１６の表面（内面）、及びろ過器２１のフィルタ２４の表面にて酸素と反応し、蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する給水の溶存酸素濃度を５ｐｐｂ以下に低減する。これにより、蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管の腐食電位が低下する。この蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管は、Ｎｉ基合金、耐食性炭素鋼で構成されているため、腐食電位の上昇により腐食が促進され、腐食電位の低下により腐食が抑制される。そこで、上述のように、蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管の腐食電位を低下させることによって、この伝熱管の腐食が抑制される。
【００３０】
ヒドラジンの注入量は、給水中におけるヒドラジンの溶存濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂとなるように調整する。これは、ヒドラジンが酸素と等量反応することから、注入した酸素を消費し得る最小限の量に抑えて、給水を中性領域（ｐＨ７．０〜８．３）に保持するためである。ヒドラジンは、熱分解によってアンモニアになり、図６に示すように、給水をアルカリ性にする傾向があるが、溶存濃度が１００ｐｐｂ程度までであれば、給水のｐＨを８．３以下としてほぼ中性に保持でき、復水脱塩塔１７に負担をかけることがない。
【００３１】
また、ヒドラジンと酸素とが炭素鋼製の給水配管１６内で反応したときの溶存酸素濃度の評価結果を図７に示す。この評価では、給水配管１６において、酸化体注入ライン３１との接続点から高圧給水加熱器２０接続点までの配管長が１００ｍであり、給水配管１６内を流れる給水の流速が２．２４ｍ／ｓであり、高圧給水加熱器２０が２基の場合について考察した。図７中の記号Ａは、給水配管１６において、酸化体注入ライン３１から酸素が注入された直後の位置ａ（図１）での溶存酸素濃度を示す。また、記号Ｂは、給水配管１６において、高圧給水加熱器２０上流側との接続点位置ｂでの溶存酸素濃度を示す。更に、記号Ｃ、Ｄは、給水配管１６において、高圧給水加熱器２０通過直後の位置ｃ、ろ過器２１通過直後の位置ｄでのそれぞれの溶存酸素濃度を示す。
【００３２】
つまり、酸化体注入ライン３１からの酸素注入時に溶存酸素濃度の最大値が例えば５０ｐｐｂの場合、給水中でのヒドラジンの溶存酸素が５０ｐｐｂ程度となるように、脱酸素物質注入ライン３５からヒドラジンを注入することで、各位置ｂ、ｃ、ｄにおける溶存酸素濃度は５ｐｐｂ程度まで低減される。また、同様の場合に、給水中でのヒドラジンの溶存濃度が１００ｐｐｂ程度になるように、脱酸素物質注入ライン３５からヒドラジンを注入したときには、各位置ｂ、ｃ、ｄでの溶存酸素濃度は０．５ｐｐｂ以下まで低減される。このように、ヒドラジンの注入によって、蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する給水の溶存酸素濃度が５ｐｐｂ以下に低減されることが評価できる。
【００３３】
また、脱酸素物質注入ライン３５から注入される脱酸素物質としての水素の注入量は、給水での水素の溶存濃度が１００ｐｐｂ〜４００００ｐｐｂとなるように調整される。この水素の注入量は、注入された酸素を消費するために必要な量であり、更に主蒸気系２２へ水素が移行しない、もしくは移行しても微量となる量である。この注入された水素も、高圧給水加熱器２０の伝熱管表面、給水配管１６の表面（内面）、及びろ過器２１のフィルタ２４表面にて酸素と反応して、蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する溶存酸素濃度を低減させ、蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管の腐食電位を低下させてその腐食を抑制する。
【００３４】
従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。
【００３５】
（１）給水配管１６を流れる給水を中性に保持しつつ、この給水の溶存酸素濃度が３ｐｐｂ〜１００ｐｐｂになるように、酸化体注入ライン３１から給水配管１６を流れる給水中に酸化体を注入し、酸化体注入ライン３３から主蒸気配管２２Ａ内の主蒸気中に酸化体を注入し、酸化体注入ライン３４からドレン配管２３Ａ内のドレンへ酸化体を注入する。これらのことから、炭素鋼から構成される給水配管１６、低圧給水加熱器１８、脱気器１９、高圧給水加熱器２０、高圧タービン１２、低圧タービン１４、湿分分離再熱器１３、主蒸気配管２２Ａ、復水器１５及びドレン配管２３Ａなどの構造材の表面に酸化皮膜を形成できる。この酸化皮膜の形成によって、上述の構造材の腐食を抑制できる。
【００３６】
このため、特に給水配管１６から蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する給水の鉄濃度を１ｐｐｂ以下に低減できる。更に、酸化体注入ライン３２から給水中に注入される酸化体によって給水中の鉄イオンがクラッド化され、このクラッドがろ過器２１により除去されて蒸気発生器又はボイラ１１への鉄の流入量が減少する。これらのことから、蒸気発生器又はボイラ１５でのクラッドの堆積や、蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管における粒界腐食損傷（ＩＧＡ）の発生を抑制できる。この結果、これらの事象に対して実施される蒸気発生器又はボイラ１１内のクリーニングや、損傷修復工事の必要回数を低減できるので、運転コスト及び維持コストを抑制できる。
【００３７】
（２）脱酸素物質注入ライン３５から注入される脱酸素物質によって蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する給水の溶存酸素濃度が５ｐｐｂ以下に低減されるので、Ｎｉ基合金から構成される蒸気発生器又はボイラ１１の伝熱管の腐食電位が低下し、この伝熱管の腐食を抑制できる。
【００３８】
（３）給水をアルカリ性にするためのアンモニア及びアミン系化合物等を給水中に注入しないので、復水脱塩塔１７に負担をかけることがない。更に、ヒドラジンの注入によっても給水が中性の領域に抑えられるので、この場合も復水脱塩塔１７への負担を軽減できる。これらのことから廃液処理コストを低減できる。
【００３９】
［第２の実施の形態（図１、図３）]
この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４０】
この第２の実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる点は、高圧給水加熱器２０の伝熱管の表面とろ過器２１のフィルタ２４の表面に、白金を含む貴金属がコーティングして施され、この貴金属によって脱酸素物質（ヒドラジンまたは水素）と酸素との反応を促進させる点である。図３には、ろ過器２１のフィルタ２４表面に白金粉末３６が付着してコーティングされた状態を示す。
【００４１】
従って、本実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）を奏する。
【００４２】
（４）白金などの貴金属が、脱酸素物質と酸素との反応を促進させる触媒機能を有するので、上記反応を迅速に行うことができ、蒸気発生器又はボイラ１１へ流入する給水の溶存酸素濃度を確実に５ｐｐｂ以下に低減できる。
【００４３】
［第３の実施の形態（図１、図８）]
図８は、本発明に係る加圧水型原子力発電プラント（ＰＷＲ）の二次系、火力発電プラント、高速増殖炉（ＦＢＲ）プラントの二次系等の発電プラントの運転方法における第３の実施の形態が適用された場合における腐食量と腐食電位との関係を示すグラフである。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
【００４４】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる点は、構造材、例えば給水配管１６の給水に接する表面、主蒸気配管２２Ａの主蒸気に接する表面、ドレン配管２３Ａのドレンに接する表面の腐食電位を監視することで、それぞれ酸化体注入ライン３１から給水中へ、酸化体注入ライン３３から主蒸気中へ、酸化体注入ライン３４からドレン中へそれぞれ注入する酸素等の酸化体の注入量を制御する点である。以下に代表例にとして、給水配管１６の給水に接する表面の腐食電位を監視して、酸化体注入ライン３１から給水中に注入するものについて説明する。
【００４５】
図８は、溶存酸素濃度が５０ｐｐｂ、１５０℃の水溶液に炭素鋼試験片を浸漬して溶出試験を実施し、腐食量（鉄の溶出量）と試験片表面の腐食電位との関係を示したものである。腐食電位は、当初低く推移し、その後、酸化皮膜の生成により上昇する。一方、腐食量は、初めは多いが、酸化皮膜の形成により腐食電位が上昇するので、この腐食電位の上昇に対応して徐々に減少することが分かる。
【００４６】
図１に示す発電プラント１０において酸化体注入ライン３１から酸素等の酸化体を注入することにより、給水に接する構造材の表面に酸化皮膜が形成されるが、このときの構造材（例えば給水配管１６）の上記表面の腐食電位の変化を、腐食電位計３７を用いて測定し監視する。腐食電位が十分に上昇したときには、構造材表面に必要量の酸化皮膜が形成されており、給水の溶存酸素濃度を低下（例えば図８において５０ｐｐｂから１０ｐｐｂに低下）しても、構造材の腐食量に変化が生じない。このため、腐食電位計３７が測定する構造材（例えば給水配管１６）の表面の腐食電位が十分に上昇した時点で、酸化体注入ライン３１から注入する酸化体（例えば酸素）の注入量を減少させ、または停止する。
【００４７】
従って、本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏する他、次の効果（５）を奏する。
【００４８】
（５）給水配管１６、主蒸気配管２２Ａ、ドレン配管２３Ａ等の構造材表面の腐食電位を監視して、給水中、主蒸気中、ドレン中にそれぞれ注入する酸化体の注入量を制御することで、酸化体の使用量を減少でき、運用コストを低減できる。
【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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【国際調査報告】
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