(57)【要約】      （修正有）【課題】原子炉内の冷却液流路内の高速度流体流に対し周期的にまたは実質的に連続的に曝される濡れ表面上の荷電微粒子の静電的堆積を減少させる方法を提供する。【解決手段】この方法は、第１の、またはベース絶縁層１０２および第２の、または外側絶縁層１０４を、高速流路の一部分を形成する導電性表面上に堆積させることを含む。この第１の絶縁層材料は、導電性表面に対し改善された固着性をもたらすように選択され、第２の絶縁層材料は、第１の絶縁層に対して適切な固着性を、かつ、予想される動作環境内で改善された腐蝕および／または機械的抵抗力をもたらすように選択される。【選択図】図４Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉内の冷却液流路の濡れ部分を画成する導電性表面（１００ａ、１００ｂ）上の荷電微粒子堆積を減少させる方法であって、
導電性表面を準備するステップと、
前記導電性表面を、第１の有機金属性前駆体化合物を分解し前記導電体表面上に実質的に連続なベース絶縁層を形成するに十分な条件下で、前記前駆体化合物に曝すことによってベース絶縁層（１０２）を形成するステップと、
前記導電性表面を、第２の有機金属製前駆体化合物を分解し前記導電体表面上に実質的に連続な外側絶縁層を形成するに十分な条件下で、前記前駆体化合物に曝すことによって外側絶縁層（１０４）を形成するステップと、
を具備することを特徴とする堆積減少方法。
【請求項２】
請求項１記載の減少方法であって、
前記導電性表面を、約４００℃と約５００℃の間の第１の堆積温度と約２０ｍＴｏｒｒまたはそれ以下の第１の堆積圧力に維持するＣＶＤプロセスを使用して前記ベース絶縁層（１０２）を形成するステップと、
前記ベース絶縁層を、約４００℃と約５００℃の間の第２の堆積温度と約２０ｍＴｏｒｒまたはそれ以下の第２の堆積圧力に維持するＣＶＤプロセスを使用して外側絶縁層（１０４）を形成するステップとを含むことを特徴とする減少方法。
【請求項３】
請求項１記載の減少方法であって、
前記導電性表面を、約４００℃と約５００℃の間の第１の堆積温度と約２０ｍＴｏｒｒまたはそれ以下の第１の堆積圧力に維持するＡＬＤプロセスを使用して、ベース絶縁層（１０２）を形成するステップと、
前記ベース絶縁層を、約４００℃と約５００℃の間の第２の堆積温度と約２０ｍＴｏｒｒまたはそれ以下の第２の堆積圧力で維持するＣＶＤプロセスを使用して、外側絶縁層（１０４）を形成するステップとを含むことを特徴とする減少方法。
【請求項４】
請求項１記載の減少方法であって、
前記ベース絶縁層（１０２）が、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、物理的気相成長（ＰＶＤ）、プラズマ強化物理的気相成長（ＰＥＰＶＤ）、スパッタリング、プラズマスプレー被覆（ＡＰＳ、ＶＰＳおよびＬＰＰＳ）および高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）プロセスからなる群から選択される方法を使用して形成され、
前記外側絶縁層（１０４）が、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相成長（ＣＶＤ）、物理的気相成長（ＰＶＤ）、プラズマ強化物理的気相成長（ＰＥＰＶＤ）、スパッタリング、電気アークスプレー（ＥＡＳ）、プラズマスプレー被覆（ＡＰＳ、ＶＰＳおよびＬＰＰＳ）および高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）のプロセス群から選択される方法を使用して形成されることを特徴とする減少方法。
【請求項５】
前記ベース絶縁層（１０２）が本質的にＴａ２Ｏ５からなり、かつ、約０．１μｍと約２μｍの間のベース層厚さを有し、
前記外側絶縁層（１０４）が本質的にＴｉＯ２からなり、かつ、約０．５μｍと約３μｍの間の外側層厚さを有することを特徴とする請求項２に記載の減少方法。
【請求項６】
前記ベース絶縁層（１０２）がＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＢｉ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３とＰｂＺｒＯ３からなる群から選択される第１の絶縁材料から本質的に構成され、かつ、約０．１μｍと約２μｍの間のベース層厚さを有し、
前記外側絶縁層（１０４）がＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＢｉ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３とＰｂＺｒＯ３からなる群から選択される第２の絶縁材料から本質的に構成され、かつ、約０．５μｍと約３μｍの間の外側層厚さを有し、
前記第１の絶縁材料と前記第２の絶縁材料が異なることを特徴とする請求項２に記載の減少方法。
【請求項７】
原子炉内の冷却液流路を画成する装置であって、
電気的に導電性であり、冷却液流路の部分を画成するように構成される表面（１００ａ、１００ｂ）を有するベース材料（１００）と、
前記表面上に形成される実質的に連続であるベース絶縁層（１０２）と、
前記ベース絶縁層上に形成される実質的に連続な外側絶縁層（１０４）とを備えたことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉の冷却水再循環システムの一部をなすジェットポンプの入口混合器（ｉｎｌｅｔ−ｍｉｘｅｒ）の表面上への冷却液からの荷電微粒子の静電的堆積を排除または実質的に防止するための、かつ金属部品の応力腐蝕割れを防止するための装置および方法に関する。この発明は特に、ジェットポンプアセンブリの入口混合器の導電性金属ハウジングと流体中のイオン化した微粒子の間の相互作用を排除または実質的に防止する絶縁遮断被覆に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉では、炉心シュラウドと原子炉圧力容器壁の間に環状の空間が画成される。ジェットポンプが、冷却液を原子炉を通して再循環させるために、この環状空間内に配置される。この再循環システムは、冷却媒体を原子炉炉心の周りに循環させる。移動部品を全く含まないジェットポンプは、炉心冷却液流れの内部循環流路を提供する。通常は、例えば、１６から２４台程度の、相当な数のジェットポンプがこの環状空間内に設置される。各ジェットポンプアセンブリは、上昇管（ｒｉｓｅｒ）アセンブリ、上昇管受金物、２つの入口混合器アセンブリと２つのディフューザアセンブリから構成される。入口混合器は、ノズルと吸い込み口を含む。ノズルは、ジェットポンプの設計に応じて、１つまたは５つのオリフィスを有することができる。入口混合器の頂部は、上昇管トランジションピースの頂部に機械的に固定され、一方入口混合器の出口端部は、ディフューザの頂部と共にすべり継手内に嵌合される。入口混合器は、脱着式の構成部品である。
【０００３】
原子炉容器の外側の再循環ポンプが、環状空間内の冷却液の下向きの流れから吸い込む。冷却液は、より高い圧力にポンプ輸送され、分岐管を介してジェットポンプに分配され、そこで冷却液は上昇管を通り上側方向に流れる。この冷却液は、トランジションピース内で分割され方向を変える。次いでそれは、ノズルを介して下側方向に加速され、ジェットポンプの混合区画内に入る。ノズルは炉心流量のほぼ１／３の高速冷却液の流れを生じさせ、入口混合器内に吐き出す。慣性力が環状の下降管区域の周囲の水を混合器区画にも入らせ、そこでそれはノズルからの噴出流と混合し、混合器区画およびディフューザを通り流れる。この組み合わされた流れが、下側炉心プレナム内に吐き出される。冷却液は次いで、制御棒駆動案内チューブの間を上側に流れ、燃料チャネルの内側の個々の燃料棒に沿って流れるように分配される。
【０００４】
時間とともに、汚染物質がジェットポンプノズルを含む入口混合器の内側表面上に堆積する傾向があり、「汚れ（ｃｒｕｄ）」の層を形成する。これらの表面に沿った応力腐蝕割れの潜在的な可能性もある。「汚れ」が蓄積する原因は、表面に摩擦静電気帯電を誘起する入口混合器の金属内部表面と相互作用する冷却液中の懸濁荷電微粒子に、少なくとも部分的に起因すると考えられている。この電荷は流体中の懸濁微粒子を、金属表面に引き付ける静電気的電位差を作り出し、そこで微粒子汚染物の層を形成する。最も大きな「汚れ」の堆積は、高速の流量を受ける領域により観察される傾向にある。
【０００５】
「汚れ」層の累積は、再循環システムの性能を低下させる傾向になる。この累積が過剰な場合は、炉心の流れを維持するために、再循環ポンプをより高速で運転させなければならないので、この性能低下はプラントの効率に悪影響を与える。ジェットポンプの性能低下は、結果として極端なジェットポンプの振動にもなり、ジェットポンプ構成部品の破損を生じさせる。最終的に、入口混合器は、定期補修および燃料取替え休止中に機械的に清掃するか、取り替えなければならない。この方法は、高価でもあり時間が掛かる。したがって、きれいな流路を保ち、再循環システムの性能を維持するために、「汚れ」のこの層の蓄積を抑制し、または実質的に排除することが重要である。
【０００６】
これまでは、入口混合器の内側表面から「汚れ」層を取り除く清掃方法が提案されてきた。これらの方法は、燃料プール内で清掃するために、入口混合器を原子炉から取り外す必要がある。これは通常、そのときに必要な補修が実行される原子炉の定期的な計画停止時に行われる。自由流電位差に暴露される入口混合器表面上に、荷電微粒子の静電気的堆積を減少させるために、電気回路を使用する方法も米国特許第５４４４７４７号で提案されてきている。この方法は、入口混合器の表面電位差を、その部品の内部導電性表面に対する正味フラックスを最小化させるように調整し、それによって微粒子の堆積を減少させる能動素子フィードバックループを有するＤＣ回路を使用する。しかしながら、この方法の実施は相当な注意と保守を要し、再循環システムの全体的な複雑性を増大させる。
【特許文献１】米国特許第５，４４４，７４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、ジェットポンプの入口混合器を汚染物質の蓄積から保護する装置および方法が依然として求められている。さらに、ジェットポンプの性能を徐々に低下させ、ジェットポンプの周期的な清掃および補修の必要性を要する「汚れ」蓄積の問題に対する解決策が依然として求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態は、入口混合器表面に、イオン化した流体流とそのような表面の間の静電的な電位差を減少させ、それによって汚れの蓄積を抑制する、または排除するために被覆を設ける。静電的な電位差を減少させることによって、この被覆は、被覆された表面に微粒子層の形成を防止、または減少させる。さらに、この絶縁被覆は、電気化学的な腐蝕電位差（ＥＣＰ）を低下させることによって、被覆された入口混合器表面の応力腐蝕割れに対する感受性を減少させる傾向になる。
【０００９】
これらの改善を成し遂げるため、入口混合器の内部表面に、これらの表面に荷電微粒子の蓄積を減少させる、または排除する被覆が設けられる。特に、各入口混合器の内部表面は、これらの部品の表面を電気的に流体流から絶縁する傾向のある絶縁材料で被覆される。この絶縁層は、入口混合器の導電性内部表面上に誘起される摩擦静電気電荷から通常生じる静電電位差の発達を抑制する傾向にある。静電電位差の発達を抑制することによって、この絶縁層は表面と水中に懸濁する荷電微粒子の間の相互作用のための電位差を抑制する。
【００１０】
したがって、この被覆は、導電性のハウジング表面と冷却液内のイオン化した微粒子の間の電気化学的相互作用を抑制、または排除する傾向にある。荷電微粒子が、被覆されていない導電性表面に引き付けられる程度までは絶縁被覆された表面に引き付けられないので、汚れ形成または汚染の潜在的可能性のある微粒子は、入口混合器の内部表面に堆積することなく入口混合器を通過する傾向にある。したがって、この絶縁被覆は、ジェットポンプの費用の掛かる清掃および補修の必要性を減少または排除し、これらの潜在的に可能性のある汚染物がない流路を維持する。
【００１１】
この絶縁被覆は、導電性表面を原子炉冷却水から電気化学的に隔離し、原子炉冷却水から金属表面への酸素の拡散を遅らせる傾向にある。これらの効果が、金属部品の応力腐蝕割れに対する感受性を減少させる傾向になる。
【００１２】
本発明の開示の主目的は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）、ＣＡＮＤＵ原子炉などの軽水炉で使用される、ジェットポンプのノズル／入口混合器などの構成部品に適用される、高流量表面上の酸化物の付着を減少させるための絶縁被覆の性能および寿命を増加させることである。例えば、最初のＴａ２Ｏ５またはＺｒＯ２、または他の絶縁被覆の薄い層の後で、ＴｉＯ２または他の絶縁被覆の別の層を付加する、２重被覆を付加することが提案されている。この新規な処理によって、より固着性の被覆に加え、より電気的に抵抗力のある被覆が可能になる。例えば、Ｔａ２Ｏ５被覆は様々な物質に極めて優れた固着性をもたらすことが示されてきた。さらに、ＴｉＯ２層は、関心事のベース材料に対する固着性と比較して、Ｔａ２Ｏ５層に対しより高い固着性を有する。
【００１３】
この２重被覆手法は、応力腐蝕割れ、エロージョンコロージョンなどの別の形態の腐蝕に対する抵抗力を改善するために、炉心スプレーパイピングなどの取り替え構成部品に適用可能である。本明細書で使用されるエロージョンコロージョンは、環境物と金属表面の間の相対的な動作によって引き起こされる、または加速される金属の腐蝕を呼び、通常は流れている媒体の直接の結果である方向性のあるパターンを持った表面形体によって特徴づけられる。乱流、キャビテ−ッション、衝突または電食効果などの他の因子によって、腐蝕の激しさが加えられる。他の潜在的な用途は、高流量水に曝され、流体中の荷電イオンからの付着を受け易いインペラ−、流量検出器、バルブと他の用途品である。
【００１４】
この被覆は絶縁金属酸化物被覆、例えば、以下に説明する他の材料も被覆層のどちらにも使用することができるが、ＴｉＯ２またはＴａ２Ｏ５から形成される被覆であることが好ましい。この被覆は、ノズルアセンブリなどの部品を、加熱された真空反応容器内に置くことによって付加される。所望の反応条件が実現された後、１つまたは複数の化学的前駆体、例えば、Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４またはＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５がシステム内に導入される。これらの前駆体化合物は、処理すべき部品の表面上で熱分解され、絶縁被覆を生じさせ、かつ、いくつかの副生ガスを放出する。製品は次いで冷却され、原子炉内にいつでも設置できるようになる。
【００１５】
本発明による例示的実施形態で、沸騰水型原子炉内のジェットポンプの流路の濡れた表面上に荷電粒子の堆積を減少させる、または排除するための多層絶縁被覆が提供される。
【００１６】
本発明による別の例示的実施形態では、沸騰水型原子炉内のジェットポンプの流路の濡れた表面上に荷電粒子の堆積を減少させる、または排除するための多層絶縁被覆を形成させるための方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
これらの図面は、より詳細に以下に説明する本発明の例示的実施形態の理解を助けるために用意されており、本発明を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。特に、図面に示された様々な要素の相対的な間隔、位置決め、寸法設定および寸法は、ノンスケールで画かれており、分かり易くする目的で誇張され、縮小されまたはその他の方法で改変されている可能性がある。当業者は、分かり易くするため、かつ図面の数を減らすために代替の構成物の範囲が単純に省略されていることも理解するであろう。
【００１８】
図１に示すように、従来型の原子炉は、その間に冷却液を収容する一般に環状空間１６を画成する原子炉圧力容器壁１２および内部炉心シュラウド１４を含む原子炉圧力容器１０を含む。典型的なＢＷＲでのように、うち１つを全体的に１８に示す複数のジェットポンプが、原子炉圧力容器壁１２と炉心シュラウド１４の間に画成される環状空間１６内に、圧力容器を取り囲んで円周方向に間隔を開けた配置で配設される。各ジェットポンプ１８は通常、入口上昇管２０、入口上昇管２０の上端部に隣接するトランジションピース２８、１対のエルボ２２、各々がノズル２４および混合区域２５を含む入口混合器２３とディフューザ２６を備える。ジェットポンプ１８の頂部に隣接する押えアセンブリが、多数の受け金物および拘束アセンブリとともに各ジェットポンプ１８を炉心シュラウド１４と原子炉圧力容器壁１２の間の環状空間１６内の実質的に固定された位置に保持する。サーマルスリーブ（ｔｈｅｒｍａｌ  ｓｌｅｅｖｅ）３２が圧力容器壁１２を貫通し、入口上昇管２０の下側端部に入口エルボの反対側端部が固定されている入口エルボにその接合部で溶接される。
【００１９】
前述のジェットポンプ１８は、構造が従来型であることは分かるであろう。したがって、冷却液はサーマルスリーブ３２を入りエルボを通り、入口上昇管内を上向きに、入口エルボ２２を通りノズル２４を通り流れを下側方向にし、混合区域２５、ディフューザ２６を通り、プレナム４０内に流れ込み、原子炉炉心を通る上向き流れになる。従来式の動作中、ジェットポンプノズル２４は、混合器２３を通る冷却液流れと混合させる混合区域２５内への、環状空間１６からの冷却液の吸い込み流れを誘起する。
【００２０】
図２に５つのノズル２４に隣接する入口エルボ２２を有するジェットポンプ１８の一部分をより具体的に図示する。ノズル２４は混合区域２５の上で支持され、混合区域と組み合わされて、ノズル２４と混合区域２５の入口の間に全体的に環状の吸い込み流路２９を画成する。混合区域２５は、その下端部でディフューザ２６の入口内で終端する通常は全体的に円筒状のパイプであることは理解されるであろう。結果として、ノズル２４を通る冷却液の流れは、環状空間１６を通り混合区域２５内に流れる冷却液の吸い込み流を誘起する。これらの組み合わされたノズルおよび吸い込みの流れが、混合区域２５およびディフューザ２６を通りプレナム４０内に入る。
【００２１】
図３に、２つのノズル２４を図示する。ノズル２４を通る内部流路は、全体的に形状が、その直径が流体流れの通路に沿って減少し、それによって混合区域２５に入る流速を増大させる円錐状または円錐台状であることが理解されるであろう。この増大する速度が、図２に矢印によって示すように、追加の流体がノズル２４と混合器スリーブ入口の間の環状開口部２９を通りスリーブ内に流れ込むように誘起する。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によれば、この入口混合器に「汚れ」蓄積を防止するまたは排除する被覆が設けられる。これを行うため、入口混合器２３は化学気相成長（ＣＶＤ）反応器内に置かれる。この反応器は、被覆される部品を収容するに十分な大きさの加熱された真空容器である。この容器は次いで排気され、圧力がほぼ２０ｍＴｏｒｒまで低下させられる。容器および被覆される部品の温度を有機金属原料ガスが分解するのに十分な反応温度、通常は約４００°〜５００℃の範囲内、好ましくは約４５０℃の温度に上昇させるために熱が加えられる。
【００２３】
反応容器が反応温度および圧力に到達すると、１つまたは複数の有機金属前駆体または原料ガスなどの化学的前駆体が、反応器チャンバ内に注入される。この（１つまたは複数の）前駆体ガスは、加熱された入口混合器部品の表面上に衝突し、（１つまたは複数の）原料ガスの金属部分に応じた金属酸化物絶縁被覆および副生ガスを形成するように熱的に分解される。例えば、Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４およびＴａ（ＯＣ２Ｈ５）５などの原料ガスは、対応する酸化物ＴｉＯ２およびＴａ２Ｏ５を形成するために有用である。（１つまたは複数の）前駆体ガスの選択に応じて、この方法は、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｒＢｉ２、Ｔａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３とＰｂＺｒＯ３などの金属酸化物を含む層を堆積させるために使用することができ、副生ガスは反応容器から排気される。この堆積工程は、通常は約０．１μｍと２μｍの間の、所望の厚さのベース金属酸化物被覆を達成するに十分な期間保持され、その後最初の（１つまたは複数の）前駆体ガスのガス流れが停止される。
【００２４】
次いで反応容器は、一般に反応器圧力および温度を維持しながら、最初の（１つまたは複数の）前駆体ガスを取り除くために、１つまたは複数の不活性ガスによってパージされる。最初の（１つまたは複数の）前駆体ガスの大部分が反応器から取り除かれた後、異なる有機金属前駆体または原料ガスまたはそのようなガスの混合物が反応器チャンバ内に導入される。この（１つまたは複数の）前駆体ガスは、加熱された入口混合器部品上に形成された第１の金属酸化物絶縁層の表面に衝突し、（１つまたは複数の）原料ガスの金属部分に応じた第２の金属酸化物被覆および副生ガスを形成するように熱分解する。
【００２５】
十分な厚さ、例えば、約０．５μｍから約３．０μｍの範囲の被覆に達した後、加熱が停止され、反応容器および被覆された部品が冷却される。温度が十分に低くなった後、真空が開放され、取り外すべき被覆されたジェットポンプ部品の取り外しができるように反応器チャンバが開かれる。図２および３に、入口混合器２３の内部壁表面に沿った被覆を３１に示す。
【００２６】
ジェットポンプの高流量表面のための多層被覆工程は、ベース材料に対して改善された接着性を示し、第２の、または外側絶縁被覆のために清浄な表面をもたらす比較的薄い厚さ（例えば、約０．１μｍから約０．５μｍ）の最初の、またはベース絶縁被覆の付加を実現するためのものである。次いで、予想される動作環境に対し改善された抵抗力をもたらしながら、最初の、またはベース絶縁被覆に対して十分な接着性を実現するように、第２の、または外側絶縁被覆を選択することができる。図４Ａ〜４Ｃに示すように、導電性材料から製造され、濡れ表面を有する部品１００は、最初にベース絶縁層１０２によって被覆され、その後第２の異なる絶縁層１０４がベース絶縁層に付加される。
【００２７】
提案される最初の被覆材料には、外側被覆にチタニア（ＴｉＯ２）を有する酸化材料タンタラ（ｔａｎｔａｌａ）（Ｔａ２Ｏ５）が含まれる。上記で注釈したように、予測される動作環境に十分な抵抗力を示す、例えば、ジルコニア、シリカ、アルミナ、または他の金属酸化物を含む広い範囲の金属酸化物絶縁材をベースおよび外側被覆を形成するために使用することができる。上記で説明したＣＶＤプロセス、または原子層堆積（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＡＬＤ）などの別のガス相堆積プロセスは、複雑な３次元表面上に相似表面被覆を形成するのに一般的に適している。被覆すべき（１つまたは複数の）表面の寸法および形態に応じて、物理的気相成長（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＶＤ）、プラズマ強化物理的気相成長（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ＰＥＰＶＤ）および無線周波数（ＲＦ）スパッタリングも適切である可能性がある。
【００２８】
同様に、被覆すべき部品および表面の形態に応じて、ベース被覆および／または外側被覆を形成するために、保護用材料層を付加する他の方法も使用することができる。これらの方法は、十分な厚さおよび均一性のある適切な絶縁層を生じさせることができる、大気圧で（ＡＰＳ）、真空下で（ＶＰＳ）、または低圧力不活性ガスの存在の中で（ＬＰＰＳ）で行うことができる電気アークスプレー（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｒｃ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）（ＥＡＳ）、プラズマアークスプレー（ｐｌａｓｍａ  ａｒｃ  ｓｐｒａｙｉｎｇ）（ＰＡＳ）とも呼ばれるプラズマスプレー被覆プロセス、高速フレーム溶射（ｈｉｇｈ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｏｘｙ−ｆｕｅｌ）（ＨＶＯＦ）プロセスおよび／または他の従来式の被覆プロセスを含むことができる。
【００２９】
Ｔａ２Ｏ５などの最初の絶縁被覆は、付着に対する電気的な抵抗力を増加させ、かつ、部品に対する外側被覆の固着性を増加させ、それによって層間剥離を抑制することができる。次いで、ＴｉＯ２などの外側被覆が、最初のまたは中間の被覆に対する良好な固着性を示しながら、かつ、表面付着を減少させるまたは排除するように、ジェットポンプ環境に対して改善された抵抗力をもたらすように選択することができる。この同じ２重被覆手法は、応力腐蝕割れに対する抵抗力を改善するために炉心スプレーパイピング（ｃｏｒｅ  ｓｐｒａｙ  ｐｉｐｉｎｇ）などの交換構成部品に適用することができる。絶縁被覆から利益を受けることができる他の部品には、高流量水に曝され、流体中の荷電イオンからの付着を受け易い、インペラ−、流量検出器、バルブと他の用途品が含まれる。
【００３０】
Ｔａ２Ｏ５が、部品を製造するのに使用されるステンレス鋼などのベース金属の領域に十分な電気抵抗と十分な固着性の両方をもたらすであろう最初の被覆を形成するのに適しているであろうことは予期している。ＴｉＯ２が、ＢＷＲ環境下でＴａ２Ｏ５によって示される腐蝕抵抗力を超えて腐蝕抵抗力を改善しつつ、下地のＴａ２Ｏ５層に対する十分な固着性の両方を示すＴａ２Ｏ５ベース被覆上の外側層を形成するのに適しているであろうことも予期している。多層Ｔａ２Ｏ５／ＴｉＯ２絶縁被覆が、ジェットポンプ表面を含むＢＷＲ用途で、同じ厚さを有するＴａ２Ｏ５またはＴｉＯ２の単一の絶縁被覆より優れた性能を有するであろうことも予期している。
【００３１】
当業者は、上記で説明した被覆プロセスが、ベース絶縁被覆を受け、ベース層の固着性を改善するために、被覆すべき部品の表面を準備するために清掃またはエッチングステップなどの追加のステップを組み込むことができることを理解されたい。同様に、このプロセスを２重層プロセスとして一般的に説明してきたが、被覆の特性のより正確な制御ができるように、１つまたは複数の中間層を設けることができることを理解されたい。さらに、窒化または他の表面改質プロセスなどの追加の表面処理も、被覆された部品に対する予想される動作環境に対し外側層の抵抗力を増大させるために使用することができる。
【００３２】
本発明を現在実際的であると考えられるものと代表的な例示的実施形態と関連して説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定されず、逆に、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれる様々な改変および均等な構成物を包含するためのものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】原子炉の内部シュラウドと圧力容器壁の間の環状空間内の、ジェットポンプから切り欠かれた部分の部分斜視図である。
【図２】図面を分かり易くするための断面の部分を有する、ポンプの頂部に隣接するトランジションピース、入口混合器とディフューザの拡大正面図である。
【図３】入口混合器のノズル吐き出しポートの拡大部分断面図である。
【図４Ａ】被覆工程中の被覆された表面の一部分の断面図である。
【図４Ｂ】被覆工程中の被覆された表面の一部分の断面図である。
【図４Ｃ】被覆工程中の被覆された表面の一部分の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  原子炉圧力容器
１２  原子炉圧力容器壁
１４  炉心シュラウド
１６  環状空間
１８  ジェットポンプ
２０  入口上昇管
２２  エルボ
２３  入口混合器
２４  ノズル
２５  混合区域
２６  ディフューザ
２８  トランジションピース
２９  吸い込み流路
３１  被覆
３２  サーマルスリーブ
４０  プレナム
１００  ベース材料
１００ａ  導電性表面
１００ｂ  導電性表面
１０２  ベース絶縁層
１０４  外側絶縁層    
【図１】
2006194873.tif 000003
【図２】
2006194873.tif 000004
【図３】
2006194873.tif 000005
【図４Ａ】
2006194873.tif 000006
【図４Ｂ】
2006194873.tif 000007
【図４Ｃ】
2006194873.tif 000008
【外国語明細書】
2006194873000001.pdf