(57)【要約】【課題】金属注入量の最適化に要する時間を短縮できる原子力プラントの金属注入方法を提供する。【解決手段】設定された給水の亜鉛イオン濃度初期値Ｘ0ｐｐｂになるように、亜鉛イオンを給水配管に注入し原子炉圧力容器に供給する。異なる時間に測定された、原子炉圧力容器に接続された配管の線量率Ｙt及びＹt+1のそれぞれを制御装置に入力する（Ｓ３，Ｓ４）。|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足するかを判定する（Ｓ５）。この判定がＹＥＳであるとき、給水の亜鉛イオン濃度はＸtｐｐｂであり、Ｘtｐｐｂよりも小さいＸt＋1ｐｐｂになるように給水配管に亜鉛イオンを注入する。所定時間経過後に測定された配管の線量率Ｙt+1を制御装置に入力する（Ｓ８）。|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足するかを判定し（Ｓ９）、この条件を満足するとき、給水の設定亜鉛イオン濃度をＸtｐｐｂに設定する（Ｓ１１）。このＸtに基づいて給水配管への亜鉛イオンの注入を実施する（Ｓ１２）。【選択図】図１
2015025688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属注入装置が接続されて原子炉圧力容器に連絡される配管に、金属イオンを第１設定金属イオン濃度に基づいて前記金属注入装置から注入し、
前記第１設定金属イオン濃度に基づいた前記金属イオンの注入後において、前記原子炉圧力容器に接続されて前記原子炉圧力容器内の冷却水が流れる一次系配管の内面に付着した放射性核種から放出される放射線をシンチレータ検出器で検出し、
前記放射線に起因して前記シンチレータ検出器から出力される放射線検出信号に基づいて求めた前記一次系配管の線量率の変化が第１設定値よりも小さいかを判定し、
前記一次系配管の前記線量率の変化が前記第１設定値よりも小さいとき、前記第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回変化させた第２設定金属イオン濃度に基づいて、前記金属イオンを前記金属注入装置から前記金属注入装置が接続された前記配管に注入し、
段階的に変化された前記第２設定金属イオン濃度に基づいた前記金属イオンの注入により前記一次系配管の前記線量率の変化が第２設定値よりも大きいかを判定し、
前記一次系配管の前記線量率の変化が前記第２設定値よりも大きいとき、前記一次系配管の前記線量率の変化が前記第２設定値よりも大きくなる直前の、前記一次系配管の前記線量率の変化が前記第２設定値以下になった時点において前記金属イオンの注入に用いた前記第２設定金属イオン濃度を第３設定金属イオン濃度とし、
前記金属注入装置から前記金属注入装置が接続された前記配管への前記金属イオンの注入を、前記第３設定金属イオン濃度に基づいて実施することを特徴とする原子力プラントの金属注入方法。
【請求項２】
前記一次系配管に対向して配置された複数の前記シンチレータ検出器のそれぞれから出力された前記放射線検出信号であるγ線検出信号を、それぞれの前記シンチレータ検出器に別々に接続される各エネルギー弁別装置に入力し、
各々の前記エネルギー弁別装置が、０．４ＭｅＶと２．０ＭｅＶの範囲内に存在するエネルギーを有する前記γ線検出信号を出力し、０．４ＭｅＶ未満のエネルギーを有する前記γ線検出信号及び２．０ＭｅＶのエネルギーを有する前記γ線検出信号を除去し、
前記各々のエネルギー弁別装置からの各前記γ線検出信号による同時計数を行い、
前記各γ線検出信号が同時計数されたときに生成される同時計数信号に基づいて前記一次系配管の前記線量率を求める請求項１に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項３】
放射線遮へい体内に設置された前記複数のシンチレータ検出器のそれぞれの前面で前記シンチレータ検出器毎に前記放射線遮へい体に形成された各コリメータの、前記一次系配管を見込む範囲が、少なくとも一部で重なっている請求項２に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項４】
前記第２設定金属イオン濃度は、前記第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回減少させた設定金属イオン濃度である請求項１または２に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項５】
前記第２設定金属イオン濃度は、前記第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回増加させた設定金属イオン濃度である請求項１または２に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項６】
前記金属注入装置として亜鉛注入装置を用い、前記金属注入装置が接続された前記配管への前記金属イオンの注入が、前記亜鉛注入装置からこの配管に亜鉛イオンを注入することによって行われる請求項１に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項７】
前記第２設定金属イオン濃度は、前記第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回減少させた設定金属イオン濃度であり、前記第１設定金属イオン濃度が１ｐｐｂ以下である請求項６に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項８】
前記金属注入装置として鉄イオン注入装置を用い、前記金属注入装置が接続された前記配管への前記金属イオンの注入が、前記鉄イオン注入装置からこの配管に鉄イオンを注入することによって行われる請求項１に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項９】
前記第２設定金属イオン濃度は、前記第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回減少させた設定金属イオン濃度であり、前記第１設定金属イオン濃度が１０ｐｐｂ以下である請求項８に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項１０】
前記第１設定金属イオン濃度が０．１ｐｐｂ以上である請求項５に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項１１】
前記シンチレータ検出器として臭化ランタン検出器を用いる請求項１または２に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項１２】
前記一次系配管の線量率の変化が第１設定値よりも小さいかの判定が、前記金属イオンを前記第１設定金属イオン濃度に基づいて前記金属注入装置が接続された前記配管に注入している第１期間内の第１時点での前記一次系配管の第１線量率と前記第１期間内の、前記第１時点より時間が経過した第２時点での前記一次系配管の第２線量率の差が前記第１設定値よりも小さいかを判定することによって行われ、
前記一次系配管の前記線量率の変化が前記第２設定値よりも大きいかの判定が、前記金属イオンを前記第２設定金属イオン濃度に基づいて前記金属注入装置が接続された前記配管に注入している第２期間内の第３時点での前記一次系配管の第３線量率と前記第２期間内の、前記第３時点より時間が経過した第４時点での前記一次系配管の第４線量率の差が前記第２設定値よりも大きいかを判定することによって行われる請求項１に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【請求項１３】
前記一次系配管の線量率の変化が第１設定値よりも小さいかの判定が、前記金属イオンを前記第１設定金属イオン濃度に基づいて前記金属注入装置が接続された前記配管に注入している第１期間の一部である第２期間における前記一次系配管の第１平均線量率と前記第２期間の一部である第３期間における前記一次系配管の第２平均線量率の差が前記第１設定値よりも小さいかを判定することによって行われ、
前記一次系配管の前記線量率の変化が前記第２設定値よりも大きいかの判定が、前記金属イオンを前記第２設定金属イオン濃度に基づいて前記金属注入装置が接続された前記配管に注入している第４期間の一部である第５期間における前記一次系配管の第３平均線量率と前記第５期間の一部である第６期間における前記一次系配管の第４平均線量率の差が前記第２設定値よりも大きいかを判定することによって行われる請求項１に記載の原子力プラントの金属注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力プラントの金属注入方法に係り、特に、沸騰水型原子力発電プラントに適用され、亜鉛イオンまたは鉄イオンを注入するのに好適な原子力プラントの金属注入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、沸騰水型原子力発電プラント（以下、ＢＷＲプラントという。）は、複数の燃料集合体を装荷している炉心を内部に配置した原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）を有する原子炉を備えている。再循環ポンプ（またはインターナルポンプ）によって炉心に供給された炉水は、炉心に装荷された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶからタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水としてＲＰＶに供給される。ＲＰＶ内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水に含まれる主として金属不純物が給水配管に設けられたろ過脱塩装置で除去される。
【０００３】
また、放射性腐食生成物の元となる腐食生成物は、ＲＰＶ及び再循環系配管等のＢＷＲプラントの構成部材の接水部から発生するので、ＢＷＲプラントの主要な一次系の構成部材には腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などの不銹鋼が使用されている。また、低合金鋼製のＲＰＶは内面にステンレス鋼の肉盛りが施され、ＲＰＶの低合金鋼が、直接、炉水と接触することを防止している。炉水とは、ＲＰＶ内に存在する冷却水である。さらには、炉水の一部をＲＰＶに接続された原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって浄化し、炉水中に僅かに存在する金属不純物を積極的に除去している。
【０００４】
しかし、上述のような腐食対策を講じたとしても、極僅かな金属不純物が炉水に含まれることを避けることができないため、一部の金属不純物が、金属酸化物として、燃料集合体に含まれる燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した不純物（例えば、金属元素）は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂により放出される中性子の照射によって原子核反応を起こし、コバルト６０，コバルト５８，クロム５１及びマンガン５４等の放射性核種になる。
【０００５】
これらの放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままである。しかしながら、一部の放射性核種は、取り込まれている酸化物の溶解度に応じて炉水中にイオンとして溶出したり、クラッドと呼ばれる不溶性固体として炉水中に再放出されたりする。炉水に含まれる放射性核種は、ＲＰＶに接続された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系で除去されなかった放射性核種は炉水とともにＲＰＶに接続された再循環系などを循環している間に、ＢＷＲプラントの構成部材（例えば、配管）の炉水と接触する表面に蓄積される。この結果、構成部材の表面から放出される放射線が、ＢＷＲプラントの定期検査においてこの定期検査の作業に従事する従事者の放射線被ばくの原因となる。
【０００６】
その従業者の被ばく線量は、作業員毎に規定値を超えないように管理されている。近年この規定値が引き下げられ、作業員の被ばく線量を可能な限り低くする必要が生じている。
【０００７】
そこで、亜鉛注入または鉄注入により配管の炉水と接触する表面への放射性核種の付着を低減する方法、及び炉水中の放射性核種の濃度を低減する方法が様々検討されている。しかしながら、従来の方法では、プラント運転中に原子炉浄化系などの原子炉一次系配管の線量率は配管内を流れる短半減期の放射線核種によるバックグラウンドにより測定することができないため、定期検査等のプラント運転後にバックグラウンドが低下した期間でなければ配管線量率を測定することができなかった。このため、亜鉛注入及び鉄注入等の水質制御装置の運転の最適化には、原子力プラントの運転中に亜鉛または鉄を所定量で注入し、原子力プラント停止後に原子力プラントの構成部材の線量率を測定し、その運転中の金属注入量及びその運転停止後の線量率の各データを蓄積する必要があり、これらのデータの蓄積に多くの時間を要するという問題がある。
【０００８】
特開平８−２２０２９３号公報は原子力プラントの運転方法を記載している。この原子力プラントの運転方法では、原子力発電プラントの起動開始からプレフィルミング運転中に原子力圧力容器に給水配管を通して金属（例えば、Ｎｉ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｃｒ等）または金属化合物を注入しており、この金属の注入量はＲＰＶに接続された再循環系で測定された放射能濃度に基づいて制御される。
【０００９】
特開平８−３０４５８４号公報に記載された炉水放射能濃度低減方法では、ＲＰＶに接続された再循環系の放射能濃度を測定し、この放射能濃度に基づいてＲＰＶに注入する鉄または亜鉛の注入量を制御している。再循環系の放射能濃度はゲルマニウム核種検出器で測定している。
【００１０】
特開２０１１−２５２８１７号公報は線量率監視方法を記載している。この線量率監視方法は、原子力プラントのＲＰＶに接続された配管内面に付着した放射性核種から放出されるカスケードγ線（一つの放射性核種から放出される、エネルギーが異なる一対のγ線）を一対の放射線検出器でそれぞれ検出し、カスケードγ線の検出により各放射線検出器から出力された各γ線検出信号の同時計数を行い、同時計数されたときに生成される同時計数信号に基づいて配管の線量率を求めている。特開２０１１−２５２８１７号公報に記載された実施例７（図１５）では、求められた配管線量率に基づいて給水配管を通してＲＰＶに注入する亜鉛注入量または鉄注入量を制御している。なお、特開２０１１−２５２８１７号公報には、使用する放射線検出器として半導体放射線検出器またはシンチレーション検出器（例えば、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＬａＢｒ3(Ｃｅ)）を用いることを記載している。
【００１１】
ＬａＢｒ3(Ｃｅ)シンチレータを用いて構造物（例えば、燃料集合体）の放射能を測定することが特開２０１２−９８０４６号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平８−２２０２９３号公報
【特許文献２】特開平８−３０４５８４号公報
【特許文献３】特開２０１１−２５２８１７号公報
【特許文献４】特開２０１２−９８０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
金属（亜鉛または鉄）のＲＰＶへの注入量を制御する場合には、原子力プラント運転前に金属の設定注入量を設定し、原子力プラントの運転中には予め設定した設定注入量の金属を注入できるよう金属注入装置を制御する。配管の線量率は、バックグラウンドの放射線が低い原子力プラントの停止中に放射線検出器により測定し、プラント運転中の金属注入量と原子力プラント停止後の配管線量率（または配管線量率から得られる放射性核種付着密度）を比較することにより、原子力プラント運転中の金属（亜鉛または鉄）の注入量が適切であったかを判断することになる。このような方法では、金属注入量を最適化するためには数回の定期検査時における判断実績を蓄積する必要があり、その最適化に長い時間を要することになる。
【００１４】
特開平８−２２０２９３号公報及び特開平８−３０４５８４号公報では、オンラインでＲＰＶに接続された配管から放出される放射線を放射線検出器によりオンラインで検出し、放射線検出器から出力されたγ線検出信号を用いて配管の線量率を求めている。しかしながら、原子力プラントの運転中においてその配管からの放射線を放射線検出器で検出する場合には、配管内に付着した放射性核種からの放射線だけでなく、配管内を流れる炉水に含まれた短半減期の放射性核種（例えば、Ｎ−１６等）から放出される放射線も検出される。バックグランド放射線となる配管内を流れる短半減期の放射性核種から放出される放射線が放射線検出器で検出されるために、求められた配管の線量率は、そのバックグラウンド放射線の影響を受けて高くなる。このため、ＲＰＶ内に注入される金属の注入量が増大する。
【００１５】
これに対し、特開２０１１−２５２８１７号公報に記載された線量率監視方法では、配管内面に付着した放射性核種から放出されるカスケードγ線を一対の放射線検出器で検出し、各放射線検出器から出力されたそれぞれのγ線検出信号を同時計数しているため、配管内を流れる炉水に含まれた短半減期の放射性核種から放出される放射線の影響を排除することができ、配管の線量率を精度良く求めることができる。特開２０１１−２５２８１７号公報に記載された金属（亜鉛または鉄）の注入方法では、カスケードγ線を検出して生じる各γ線検出信号の同時計数を行って求めた配管線量率により、配管線量率の変化量を小さくするように、金属の注入量を調節することができる。しかし、特開２０１１−２５２８１７号公報は、亜鉛または鉄の注入量の具体的な制御を説明していない。
【００１６】
特開平８−２２０２９３号公報及び特開平８−３０４５８４号公報も、亜鉛または鉄の注入量の具体的な制御について説明していない。
【００１７】
また、亜鉛注入の効果を高めるために亜鉛の注入量を多くし過ぎると、ＲＰＶ内に配置された炉心に装荷された燃料集合体の燃料棒を損傷する恐れがあり、燃料棒に影響を及ぼさない範囲で亜鉛を注入する必要がある。さらに、天然亜鉛に多く含まれるＺｎ−６４は中性子照射によりＲＰＶ内で放射化することから、Ｚｎ−６４の濃度を低減した減損亜鉛を注入している。このため、過度な亜鉛を注入することは運転コストがかさむという課題が生じる。
【００１８】
また、鉄の注入量を必要以上に増加させると、ＲＰＶに接続された配管の線量率が増大する。
【００１９】
このため、原子力プラントの運転中に亜鉛及び鉄等の金属の注入量を適切に制御することが望まれ、この金属注入量の最適化に要する時間を短縮することが望まれている。
【００２０】
本発明の目的は、金属注入量の最適化に要する時間を短縮することができる原子力プラントの金属注入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、金属注入装置が接続されて原子炉圧力容器に連絡される配管に、金属イオンを第１設定金属イオン濃度に基づいて金属注入装置から注入し、
第１設定金属イオン濃度に基づいた金属イオンの注入後において、原子炉圧力容器に接続されて原子炉圧力容器内の冷却水が流れる一次系配管の内面に付着した放射性核種から放出される放射線をシンチレータ検出器で検出し、
放射線に起因してシンチレータ検出器から出力される放射線検出信号に基づいて求めた一次系配管の線量率の変化が第１設定値よりも小さいかを判定し、
一次系配管の線量率の変化が第１設定値よりも小さいとき、第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回変化させた第２設定金属イオン濃度に基づいて、金属イオンを金属注入装置から金属注入装置が接続された配管に注入し、
段階的に変化された第２設定金属イオン濃度に基づいた金属イオンの注入により一次系配管の線量率の変化が第２設定値よりも大きいかを判定し、
一次系配管の線量率の変化が第２設定値よりも大きいとき、一次系配管の線量率の変化が第２設定値よりも大きくなる直前の、一次系配管の線量率の変化が第２設定値以下になった時点において金属イオンの注入に用いた第２設定金属イオン濃度を第３設定金属イオン濃度とし、
金属注入装置から金属注入装置が接続された配管への金属イオンの注入を、第３設定金属イオン濃度に基づいて実施することにある。
【００２２】
金属イオンを第１設定金属イオン濃度に基づいて金属注入装置から注入した後、一次系配管の線量率の変化が第１設定値よりも小さいと判定されたとき、第１設定金属イオン濃度から段階的に少なくとも一回変化させた第２設定金属イオン濃度に基づいて、金属イオンを金属注入装置から金属注入装置が接続された配管に注入し、一次系配管の線量率の変化が第２設定値よりも大きいとき、一次系配管の線量率の変化が第２設定値よりも大きくなる直前の、一次系配管の線量率の変化が第２設定値以下になった時点において金属イオンの注入に用いた第２設定金属イオン濃度を第３設定金属イオン濃度とし、金属注入装置から金属注入装置が接続された配管への金属イオンの注入を、第３設定金属イオン濃度に基づいて実施するため、金属イオンの注入量の最適化に要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、金属注入量の最適化に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の原子力プラントの金属注入方法の手順を示す説明図である。
【図２】実施例１の原子力プラントの金属注入方法に適用される金属注入システムの構成図である。
【図３】図２に示す線量率測定装置の構成図である。
【図４】本発明の他の好適な実施例である実施例２の原子力プラントの金属注入方法の手順を示す説明図である。
【図５】実施例２の原子力プラントの金属注入方法に適用される金属注入システムの構成図である。
【図６】本発明の他の好適な実施例である実施例３の原子力プラントの金属注入方法の手順を示す説明図である。
【図７】本発明の他の好適な実施例である実施例４の原子力プラントの金属注入方法の手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
発明者らは、原子力プラント停止後における原子力プラントの構成部材の線量率の測定値を用いた場合における、原子力プラントの運転中の金属注入量及び原子力プラントの運転停止後の線量率の各データの蓄積に要する時間を短縮するために、原子力プラントの運転中に金属注入量と共に構成部材の線量率を測定することにした。そこで、発明者らは、原子力プラントの運転中での構成部材の線量率の測定において、構成部材に付着した放射性核種から放出されるカスケードγ線の放射線検出器による検出（例えば、特開２０１１−２５２８１７号公報参照）の適用を考えた。カスケードγ線は、一つの放射性核種から同時に放出される、エネルギーが異なる一対のγ線である。
【００２６】
カスケードγ線である各γ線は、それぞれ別々の放射線検出器で検出される。各放射線検出器からの各γ線検出信号の同時計数により得られた同時係数信号を用いて構成部材の線量率を求めるため、構成部材に接触する炉水に含まれる短半減期核種から放出されるγ線の影響を受けず、構成部材の線量率を精度良く求めることができる。
【００２７】
ＲＰＶ内、具体的にはＲＰＶ内の冷却水（以下、炉水とい）への金属の注入量を適切に制御するためには、原子力プラントの運転中に測定した構成部材の線量率を用いて、金属の設定注入量を原子力プラントの運転中に設定する必要がある。しかしながら、特開平８−２２０２９３号公報、特開平８−３０４５８４号公報及び特開２０１１−２５２８１７号公報は、炉水に注入する金属の注入量の設定について言及していない。
【００２８】
このため、発明者らは、原子力プラントの運転中に測定した線量率を用い、その運転中に金属の設定注入量を決定する手法を検討した。この結果、第一段階として、原子力プラントに悪影響を与えない範囲内で決定された金属の初期注入量を含んで原子力プラントの運転中において段階的に金属注入量を変化させ、この変化の前後でその運転中に測定した線量率の差が第１所定値未満で安定したとき、変化前の金属注入量を金属設定注入量にし、その後、第二段階として、この金属設定注入量から金属設定注入量を段階的に変化させ、金属設定注入量変化の前後における構成部材の線量率の差が第２所定値よりも大きいとき、変化前の金属設定注入量を原子力プラント運転中における金属設定注入量として決定し、第二段階で決定したこの金属設定注入量に基づいて原子力プラントの運転中の金属注入量を制御すると良いことが、判明した。本発明は、この結果を考慮してなされ、一次系冷却水に注入される金属注入量の最適化に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
好ましくは、放射線検出器として、シンチレータ検出器、特に、高分解能の、例えば、であるＬａＢｒ3(Ｃｅ)検出器を用いることが望ましい。
【００３０】
特開平８−３０４５８４号公報に記載されたゲルマニウム検出器には以下の課題が存在する。使用しているゲルマニウム半導体が伝導帯と価電子帯のエネルギー差（バンドギャップ）が小さいために、ゲルマニウム検出器は、常温では熱エネルギーの高い電子が多く存在し、放射線の入射以外の要因でも電流が生じてしまう。このため、ゲルマニウム検出器を液体窒素で冷却する必要がある。冷却によりバンドギャップを超える電子が減少し、放射線の入射エネルギーによってのみ電子が励起されるので、ゲルマニウム検出器は入射した放射線を電流パルスとして検出できるようになる。ゲルマニウム検出器を用いて、例えば、ＲＰＶに接続された線量率を計測する場合には、原子炉格納容器内に設置されたゲルマニウム検出器の冷却設備を原子力プラントの停止中に設置してその運転中にその冷却設備の液体窒素でゲルマニウム検出器を冷却しなければならない。そのような冷却設備の設置は、原子力プラントの大型化につながる。シンチレータ検出器を用いることにより、このような課題を解消することができる。
【００３１】
上記の検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００３２】
本発明の好適な一実施例である実施例１の原子力プラントの金属注入方法を、図１、図２及び図３を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの金属注入方法は、原子力プラントの亜鉛注入方法の例であり、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲプラント）に適用される。
【００３３】
まず、本実施例の原子力プラントの亜鉛注入方法が適用されるＢＷＲプラントの概略構成を、図２を用いて説明する。ＢＷＲプラントは、原子炉圧力容器（ＲＰＶ）２、タービン８、復水器９、再循環系、給水系及び原子炉浄化系を備えている。原子炉格納容器１内に設置されたＲＰＶ２は、炉心３を内蔵し、ＲＰＶ２内にジェットポンプ４を設置している。炉心３には複数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。各燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は再循環ポンプ６及びステンレス鋼製の再循環系配管５を有し、再循環ポンプ６が再循環系配管５に設置されている。給水系は、復水器９とＲＰＶ２を連絡する給水配管１６に、復水器９からＲＰＶ２に向かって、復水ポンプ１０、復水浄化装置１１、低圧給水加熱器１３、給水ポンプ１２及び高圧給水加熱器１４をこの順に設置して構成される。原子炉浄化系は、浄化系配管１７、浄化系ポンプ１８、再生熱交換器１９、非再生熱交換器３０及び浄化装置２１を有する。浄化系ポンプ１８、再生熱交換器１９、非再生熱交換器３０及び浄化装置２１は、再循環系配管５及び給水配管１６に接続される浄化系配管１７に設けられる。
【００３４】
ＲＰＶ２内の冷却水（以下、炉水という）は、再循環ポンプ６で昇圧され、再循環系配管５を通ってジェットポンプ４のノズル（図示せず）からジェットポンプ４のベルマウス（図示せず）内に噴出される。ノズルの周囲に存在する炉水も、ノズルから噴出される噴出流の作用により、ベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ４から吐出された炉水は、炉心３に供給され、炉心３に装荷された複数の燃料集合体（図示せず）に含まれる複数の燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶ２から主蒸気配管７を通ってタービン８に導かれ、タービン８を回転させる。タービン８に連結された発電機（図示せず）が回転され、電力が発生する。タービン８から排出された蒸気は、復水器９で凝縮され、水になる。
【００３５】
この水は、給水として、給水配管１６を通りＲＰＶ２内に供給される。給水配管１６内を流れる給水は、復水ポンプ１０で昇圧され、復水浄化装置１１で不純物が除去される。この給水は、さらに、低圧給水加熱器１３で加熱され、給水ポンプ１２でさらに昇圧され、高圧給水加熱器１４でさらに加熱される。抽気配管１５で主蒸気配管７，タービン８から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器１３及び高圧給水加熱器１４にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。
【００３６】
再循環系配管５内を流れる炉水の一部が浄化系配管１７内に流入する。この炉水は、浄化系ポンプ１８によって昇圧され、再生熱交換器１９及び非再生熱交換器３０で冷却された後、浄化装置２１に供給される。炉水に含まれる放射性核種が浄化装置２１で除去される。浄化装置２１で浄化された炉水は、浄化系配管１７を通って再生熱交換器１９に導かれ、再生熱交換器１９内で加熱されて温度が上昇する。温度が上昇して再生熱交換器１９から排出された炉水は、浄化系配管１７及び給水配管１６を通ってＲＰＶ２に供給される。
【００３７】
本実施例の原子力プラントの亜鉛注入方法に用いられる金属注入システム２５を、図２及び図３を用いて説明する。本実施例で用いる金属注入システム２５は亜鉛注入システムである。
【００３８】
金属注入システム２５は、シンチレータ検出器（放射線検出器）の一種である複数（例えば、一対）の臭化ランタン検出器（ＬａＢｒ3検出器）２６、線量率測定装置２７、制御装置３２及び亜鉛注入装置３３を有する。線量率測定装置２７、制御装置３２及び亜鉛注入装置３３は原子炉格納容器１の外部に配置される。
【００３９】
線量率測定装置２７は、図３に示すように、エネルギー弁別装置２８Ａ，２８Ｂ、同時計数回路２９及び放射能演算装置３０を有する。エネルギー弁別装置２８Ａ，２８Ｂが同時計数回路２９に接続され、同時計数回路２９が放射能演算装置３０に接続されている。一対の臭化ランタン検出器２６のうちの一つである臭化ランタン検出器２６Ａが光電子増倍管を介してエネルギー弁別装置２８Ａに接続され、他の臭化ランタン検出器２６Ｂが他の光電子増倍管を介してエネルギー弁別装置２８Ｂに接続される。臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂは、特開２０１１−２５２８１７号公報に記載されたように、例えば再循環系配管５の外面に対向して配置され、放射線遮へい体（図示せず）で取り囲まれている。放射線遮へい体には、臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂのそれぞれの前面にγ線を入射するコリメータ（図示せず）が形成されている。放射線遮へい体内に設置された臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂのそれぞれの前面で臭化ランタン検出器ごとに放射線遮へい体内に形成された上記の各コリメータの、放射線検出対象物である再循環系配管５を見込む範囲が、特開２０１１−２５２８１７号公報に記載されたように、少なくとも一部で重なっている。
【００４０】
亜鉛注入装置３３はタンク３４、注入ポンプ３５及び注入配管３６を有する。注入ポンプ３５及び開閉弁３７が設けられた注入配管３６が、タンク３４に接続される。炉水に注入される亜鉛イオンを含む水溶液がタンク３４内に充填されている。注入配管３６は復水浄化装置１１と低圧給水加熱器１３の間で給水配管１６に接続されている。線量率測定装置２７の放射能演算装置３０は、注入ポンプ３５の回転速度を制御する制御装置３２に接続される。
【００４１】
ＢＷＲプラントの運転中には、前述したように、放射性核種を含む炉水が再循環系配管５内を流れ、この放射性核種であるＣｏ−６０及びＣｏ−５８等が再循環系配管５の内面に付着する。Ｃｏ−６０等の放射性核種は、主に、ＲＰＶ２内の炉心で生成される。短半減期の放射性核種（例えば、Ｎ−１６，Ｏ−１９糖）も炉水に含まれる。再循環系配管５の内面に付着した放射性核種（例えば、Ｃｏ−６０）４０からγ線が放出される。Ｃｏ−６０は、半減期が５．２７年である放射性核種であり、β−崩壊の過程でエネルギーの異なるγ線を同時に放出する。放出される主要なγ線は、１．１７ＭｅＶのエネルギーを有するγ線及び１．３３ＭｅＶのエネルギーを有するγ線である。１．１７ＭｅＶのγ線及び１．３３ＭｅＶのγ線はカスケードγ線である。
【００４２】
ＢＷＲプラントの運転中において再循環系配管５の内面に付着した放射性核種４０であるＣｏ−６０のβ−崩壊で放出された、１．３３ＭｅＶのエネルギーを有するγ線４１が、放射線遮へい体に形成された一つのコリメータ内を通って臭化ランタン検出器２６Ａに入射される。そのγ線４１の入射により臭化ランタン検出器２６Ａから光子が出力され、この光子は一つの光電子増倍管に入力されて電気信号に変換される。この電気信号は、γ線検出信号であり、線量率測定装置２７のエネルギー弁別装置２８Ａに入力される。そのＣｏ−６０から放出された、１．１７ＭｅＶのエネルギーを有するγ線４１が、放射線遮へい体に形成された一つのコリメータ内を通って臭化ランタン検出器２６Ｂに入射される。そのγ線４１の入射により臭化ランタン検出器２６Ｂからも光子が出力され、この光子は他の光電子増倍管に入力されて電気信号に変換される。この電気信号は、γ線検出信号であり、線量率測定装置２７のエネルギー弁別装置２８Ｂに入力される。臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂから出力される各光子もγ線検出信号である。炉水に含まれる短半減期の放射性核種から放出されるγ線も、臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂで検出される。
【００４３】
エネルギー弁別装置２８Ａ，２８Ｂのそれぞれは、下限設定エネルギーと上限設定エネルギーの間に存在するエネルギーを有するγ線検出信号を出力する。これらのエネルギー弁別装置は、下限設定エネルギー未満のエネルギーを有するγ線検出信号及び上限設定エネルギーよりも大きなエネルギーを有するγ線検出信号を除去する。
【００４４】
エネルギー弁別装置２８Ａ，２８Ｂのそれぞれにおいて、下限設定エネルギーが特開２０１１−２５２８１７号公報に記載されたように例えば０．４ＭｅＶに設定され、上限設定エネルギーが特開２０１１−２５２８１７号公報に記載されたように例えば２．０ＭｅＶに設定されている。炉水に含まれるＮ−１６等の短半減期核種から放出されたγ線に起因して生じるγ線検出信号のエネルギーは、２．０ＭｅＶよりも大きくなる。このため、短半減期核種から放出されたγ線に起因して生じたγ線検出信号は、エネルギー弁別装置２８Ａ，２８Ｂによって除去される。
【００４５】
エネルギー弁別装置２８Ａ，２８Ｂのそれぞれから出力された各γ線検出信号は、同時計数回路２９に入力される。同時計数回路２９には、同時計数を行うために、時間ウィンドウが設定されている。この時間ウィンドウは設定された時間幅（例えば、数ｎｓ〜数１０ｎｓのオーダー）を有する。エネルギー弁別装置２８Ａから出力されたγ線検出信号及びエネルギー弁別装置２８Ｂから出力されたγ線検出信号がその時間ウィンドウに入ったとき、同時計数回路２９は、エネルギー弁別装置２８Ａ及び２８Ｂのそれぞれから出力されたγ線検出信号、すなわち、臭化ランタン検出器２６Ａ及び２６Ｂのそれぞれに入射されたγ線が同時に発生したとして同時計数信号を出力する。
【００４６】
同時計数信号は放射能演算装置３０に入力される。放射能演算装置３０は入力した同時計数信号をカウントする。放射能演算装置３０は同時計数信号のカウント数に基づいて線量率を算出する。この算出された線量率は、再循環系配管５の内面に付着した放射性核種に起因した線量率であり、再循環系配管５の線量率を示している。放射能演算装置３０は、周期的に再循環系配管５の線量率を算出し、制御装置３２に出力する。
【００４７】
本実施例における亜鉛注入方法を図１を用いて具体的に説明する。
【００４８】
亜鉛注入装置を起動する（ステップＳ１）。ＢＷＲプラントを起動して原子炉出力が定格出力になった後、亜鉛注入装置３３を起動する。給水配管１６への亜鉛イオンを含む水溶液の注入は開閉弁３７を開いて注入ポンプ３５を駆動することにより行われる。タンク３４内の亜鉛イオンを含む水溶液が注入配管３６を通って給水配管１６に注入される。給水配管１６内に注入された亜鉛イオンは給水と共にＲＰＶ２内に供給される。
【００４９】
給水の亜鉛イオン濃度の初期値をＸ0ｐｐｂに設定する（ステップＳ２）。Ｘ0ｐｐｂは１ｐｐｂ未満である。オペレータは、制御装置３２に接続された入力装置（図示せず）から制御装置３２に給水の亜鉛イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂ（例えば０．８ｐｐｂ）を入力する。この初期値Ｘ0ｐｐｂは制御装置３２の記憶装置に格納される。給水の亜鉛イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂは、炉心に装荷された燃料集合体の燃料棒の損傷を防止できる１ｐｐｂ未満にする。初期値Ｘ0ｐｐｂは、給水の初期設定亜鉛イオン濃度であり、便宜的に第１設定亜鉛イオン濃度という。制御装置３２は、給水配管１６内の亜鉛イオン濃度が第１設定亜鉛イオン濃度である０．８ｐｐｂになるように、注入ポンプ３５の回転速度を制御し、タンク３４から給水配管１６への亜鉛イオンの注入量を調節する。給水配管１６に注入された亜鉛イオンは、給水に混合され、ＲＰＶ２に供給されて炉水に注入される。給水配管１６内の給水の亜鉛イオン濃度は、注入配管３６と給水配管１６との接続点よりも下流で給水配管１６に接続されたサンプリング配管を通して給水配管１６内の給水を自動的に（または手動で）定期的にサンプリングし、サンプリング水を分析することにより求められる。分析により得られた給水の亜鉛イオン濃度はオペレータにより入力装置から制御装置３２に入力される。制御装置３２は、第１設定亜鉛イオン濃度とフィードバックされた分析により得られた給水の亜鉛イオン濃度の差に基づいて給水配管１６内の給水の亜鉛イオン濃度が第１設定亜鉛イオン濃度になるように給水配管１６への亜鉛イオンの注入量を制御する。このように、亜鉛注入量は制御装置３２により自動制御される。給水配管１６への亜鉛イオンの注入は継続して行われる。
【００５０】
配管線量率ＹtｍＳｖ／ｈを入力する（ステップＳ３）。亜鉛イオン注入を行いながら、亜鉛イオンを注入している期間が亜鉛イオンを含む水溶液の注入を開始してから所定期間（例えば一週間）経過した後、再循環系配管５の線量率を臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂ及び線量率測定装置２７により前述したように測定する。このとき、再循環系配管５の線量率として、ＹtｍＳｖ／ｈが得られたとする。線量率ＹtｍＳｖ／ｈがオペレータにより入力装置から制御装置３２に入力される。
【００５１】
配管線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈを入力する（ステップＳ４）。亜鉛イオン注入を行いながら、亜鉛イオン注入期間が線量率ＹtｍＳｖ／ｈの測定からさらに所定期間（例えば一週間）を経過した後、再循環系配管５の線量率を臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂ及び線量率測定装置２７により前述したように測定する。このとき、再循環系配管５の線量率として、Ｙt+1ｍＳｖ／ｈが得られたとする。線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈがオペレータにより入力装置から制御装置３２に入力される。
【００５２】
|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足するかを判定する（ステップＳ５）。なお、αは線量率の変化が生じていないとみなせるその変化幅の値であり、第１設定値である。制御装置３２が、入力した配管線量率ＹtｍＳｖ／ｈ及びＹt+1ｍＳｖ／ｈを用いて|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足するかを判定する。|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足しないと判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の正の値α（例えば０．１）以上の場合には、ＲＰＶ２に接続された一次系配管、例えば再循環系配管５の線量率が変動中であるとみなし、ステップＳ３〜Ｓ５の各工程を再度実施する。なお、ステップＳ３〜Ｓ５の各工程は、ステップＳ５の判定が「ＹＥＳ」になる（|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足する）まで繰り返して実施される。|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足すると判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の値α（例えば０．１）未満の場合には、給水の初期の亜鉛イオン濃度Ｘ0ｐｐｂにおいて再循環系配管５の線量率が下限にて安定しており、この時における給水の亜鉛イオン濃度をＸtｐｐｂとする。
【００５３】
ステップＳ２〜Ｓ５の各工程は、亜鉛イオン注入により、注入された亜鉛イオンを含む炉水と接触するＢＷＲプラントの構成部材、例えば、再循環系配管５の線量率が安定したことを確認する工程である。
【００５４】
Ｘ0をＸtに代入する（ステップＳ６）。
【００５５】
給水の亜鉛イオン濃度をＸt＋1ｐｐｂに設定する（ステップＳ７）。オペレータは、入力装置から制御装置３２に給水の亜鉛イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂ（例えば０．３ｐｐｂ）を入力する。Ｘt＋1ｐｐｂはＸtｐｐｂよりも小さい値とする（例えば、Ｘt＋1はＸtよりも０．０２５だけ小さい値）。Ｘt＋1ｐｐｂをＸtｐｐｂよりも小さい値にしているのは、亜鉛の注入量をできるだけ少なくするためである。入力した亜鉛イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂは制御装置３２の記憶装置に格納される。設定された亜鉛イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂを便宜的に第２設定亜鉛イオン濃度という。第２設定亜鉛イオン濃度が制御装置３２に設定された後、制御装置３２は給水の亜鉛イオン濃度が第２設定亜鉛イオン濃度になるように給水配管１６への亜鉛水溶液の注入量を制御する。
【００５６】
配管線量率Ｙt+2ｍＳｖ／ｈを入力する（ステップＳ８）。亜鉛イオン注入を行いながら、第２設定亜鉛イオン濃度による亜鉛水溶液の注入制御が開始されてから所定期間（例えば一週間）が経過した後、再循環系配管５の線量率を臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂ及び線量率測定装置２７により前述したように測定する。このとき、再循環系配管５の線量率として、Ｙt+2ｍＳｖ／ｈが得られたとする。線量率Ｙt+2ｍＳｖ／ｈがオペレータにより入力装置から制御装置３２に入力される。
【００５７】
|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足するかを判定する（ステップＳ９）。制御装置３２が、入力した配管線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈ及びＹt+2ｍＳｖ／ｈを用いて|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足するかを判定する。βは第２設定値である。|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足していないと判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の値β（例えば０．０５）以下の場合には、給水の亜鉛イオン濃度を下げても一次系配管、例えば再循環系配管５では線量率の上昇が見られない。
【００５８】
この場合にはさらに給水の亜鉛イオン濃度を低下できる可能性があり、Ｘt＋1をＸtに代入する（ステップＳ１０）。Ｘt＋1をＸtに代入した後、ステップＳ７〜Ｓ９の各工程を再度実施する。なお、ステップＳ７〜Ｓ１０の各工程はステップＳ９の判定が「ＹＥＳ」になる（|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足する）まで繰り返し実施される。
【００５９】
ステップＳ９において、|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足していると判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の正の値β（例えば０．０５）よりも大きい場合には、給水の亜鉛イオン濃度がＸt＋1ｐｐｂでは亜鉛注入の効果が小さく、一次系配管、例えば再循環系配管５の線量率の上昇を抑制することができない。この場合には、給水の最適な設定亜鉛イオン濃度はＸtｐｐｂとなる。
【００６０】
給水の亜鉛イオン濃度をＸtｐｐｂに設定する（ステップＳ１１）。給水の亜鉛イオン濃度Ｘtｐｐｂが給水の設定亜鉛イオン濃度として制御装置３２に設定される。
【００６１】
ステップＳ７〜ステップＳ１１の各工程は、亜鉛注入制御に用いる給水の設定亜鉛イオン濃度を決定する工程である。
【００６２】
設定亜鉛イオン濃度Ｘtｐｐｂに基づいて亜鉛イオン注入量を制御する（ステップＳ１２）。制御装置３２は、臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂから出力されたγ線検出信号を入力した線量率測定装置２７で求められた、再循環系配管５の線量率、及びステップＳ１１で設定された設定亜鉛イオン濃度であるＸtｐｐｂを用いてタンク３４から給水配管１６への亜鉛イオンの注入量を制御する。給水配管１６内を流れる給水に注入された亜鉛イオンは、ＲＰＶ２内に供給され、炉水に注入される。ステップＳ１１で設定された設定亜鉛イオン濃度に基づいて給水への亜鉛イオンの注入量が制御されるため、炉水への亜鉛の注入を最適化することができる。
【００６３】
本実施例は、ＢＷＲプラントの運転中において、亜鉛イオンの炉水への注入により、ＢＷＲプラントの、炉水と接触する構成部材、例えば、再循環系配管５の線量率が安定した状態で、亜鉛イオンの注入を行って再循環系配管５の線量率を測定し、測定されたその線量率に基づいて亜鉛注入制御に用いる設定亜鉛イオン濃度を決定し、この決定された設定亜鉛イオン濃度を用いて亜鉛イオンの注入量を制御するので、亜鉛注入量の最適化に要する時間を短縮することができる。また、このような本実施例は、炉水への亜鉛注入を適切に行うことができる。
【００６４】
特に、本実施例では、ＢＷＲプラントの運転中において測定した再循環系配管５の線量率を用いて上記の設定亜鉛イオン濃度を決定しているため、再循環系配管５の線量率に応じて設定亜鉛イオン濃度を決めることができる。また、亜鉛イオン注入による再循環系配管５の線量率が安定な状態になった後、亜鉛イオン注入に対応した再循環系配管５の線量率に基づいて設定亜鉛イオン濃度を決めるので、より適切な設定亜鉛イオン濃度を決めることができ、炉水への亜鉛注入をより適切に行うことができる。
【００６５】
さらに、本実施例では、設定亜鉛イオン濃度を決定する際に、再循環系配管５の炉水と接触する内面に付着した放射性核種から放出されるカスケードγ線である、エネルギーが異なる２つのγ線に起因したそれぞれのγ線検出信号を同時計数し、同時計数されたγ線検出信号により再循環系配管５の線量率を求めている。このため、再循環系配管５の線量率をＢＷＲプラントの運転時において精度良く求めることができる。このため、この線量率を用いて決定される設定亜鉛イオン濃度は、より最適化された設定亜鉛イオン濃度であり、炉水への亜鉛注入をさらに最適化することができる。本実施例において、再循環系配管５の線量率の測定するために用いられる臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂはシンチレータ検出器の中でも発光減衰時間が非常に短いので、臭化ランタン検出器を用いることにより感度が高く、エネルギー分解能がより高い放射線計測が可能になる。
【００６６】
本実施例では、放射線検出器としてシンチレータ検出器を用いているため、ゲルマニウム検出器に必要な冷却設備が不要であり、ＢＷＲプラントが小型化される。
【００６７】
本実施例では、亜鉛注入量の制御、及び線量率の挙動判定を制御装置を用いた自動で行っているが、これらの一部または全てをオペレータが行うことも可能である。しかし、運転員の負担軽減の観点からは、できるだけ制御装置を用いて自動で行うことが望ましい。また、本実施例では、ステップＳ１１で給水の設定亜鉛イオン濃度を設定すると、それ以降においてこの設定亜鉛イオン濃度を用いて亜鉛注入を行っている。しかし、亜鉛イオン濃度以外の原子力プラントの運転状態により構成部材の線量率が変動する可能性がある。このため、給水の設定亜鉛イオン濃度を一度決定した場合においても、原子力プラントをある期間運転するごとに、ステップＳ７〜Ｓ１１の各工程、すなわち、給水の設定亜鉛イオン濃度を決定する工程を実施することが好ましい。
【００６８】
本実施例は、加圧水型原子力プラントに適用することができる。
【実施例２】
【００６９】
本発明の他の好適な実施例である実施例２の原子力プラントの金属注入方法を、図４及び図５を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの金属注入方法は、原子力プラントの鉄イオン注入方法の例であり、ＢＷＲプラントに適用される。
【００７０】
本実施例の原子力プラントの鉄イオン注入方法に用いられる金属注入システム２５Ａを、図５を用いて説明する。本実施例で用いる金属注入システム２５Ａは鉄注入システムである。金属注入システム２５Ａは、金属注入システム２５において亜鉛注入装置３３を鉄イオン注入装置３３Ａに替えた構成を有する。鉄イオン注入装置３３Ａは、タンク３４Ａ、注入ポンプ３５及び注入配管３６を有する。注入ポンプ３５及び開閉弁３７が設けられた注入配管３６が、タンク３４Ａに接続される。炉水に注入される鉄イオンを含む水溶液がタンク３４Ａ内に充填されている。注入配管３６は復水浄化装置１１と低圧給水加熱器１３の間で給水配管１６に接続されている。金属注入システム２５Ａの他の構成は金属注入システム２５と同じである。
【００７１】
本実施例における亜鉛注入方法を図４を用いて具体的に説明する。
【００７２】
鉄イオン注入装置を起動する（ステップＳ１Ａ）。ＢＷＲプラントを起動して原子炉出力が定格出力になった後、鉄イオン注入装置３３Ａを起動する。給水配管１６への鉄の注入は開閉弁３７を開いて注入ポンプ３５を駆動することにより行われる。タンク３４Ａ内の鉄イオンを含む水溶液が注入配管３６を通して給水配管１６に注入される。給水配管１６内に注入された鉄イオンを含む水溶液は給水と共にＲＰＶ２内に供給される。
【００７３】
給水の鉄イオン濃度の初期値をＸ0ｐｐｂに設定する（ステップＳ２Ａ）。Ｘ0ｐｐｂは１０ｐｐｂ未満である。オペレータは、入力装置から制御装置３２に給水の鉄イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂ（例えば９ｐｐｂ）を入力する。この初期値Ｘ0ｐｐｂは制御装置３２の記憶装置に格納される。給水の鉄イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂは、炉心に装荷された燃料集合体の燃料棒への悪影響が無い１０ｐｐｂ未満にする。給水の鉄イオン濃度が１０ｐｐｂ以上になると、燃料棒外面に付着する鉄の量が非常に多くなり、燃料棒の外面から冷却水への熱伝達が阻害され、燃料棒の被覆管の温度上昇を伴い、被覆管の腐食が加速される可能性がある。本実施例における初期値Ｘ0ｐｐｂは、給水の初期設定鉄イオン濃度であり、便宜的に第１設定鉄イオン濃度という。制御装置３２は、給水配管１６内の鉄イオン濃度が第１設定鉄イオン濃度である９ｐｐｂになるように、注入ポンプ３５の回転速度を制御し、タンク３４Ａから給水配管１６への鉄イオンの注入量を調節する。給水配管１６に注入された鉄イオンは、給水に混合され、ＲＰＶ２に供給されて炉水に注入される。給水の鉄イオン濃度も、実施例１における給水の亜鉛イオン濃度と同様に、給水配管１６に接続されたサンプリング配管により給水を定期的にサンプリングし、サンプリング水を分析することにより求められる。制御装置３２は、第１設定鉄イオン濃度とフィードバックされた鉄イオン濃度の差に基づいて給水配管１６内の給水の鉄イオン濃度が第１設定鉄イオン濃度になるように給水配管１６への鉄イオンの注入量を制御する。給水配管１６への鉄イオンの注入は継続して行われる。
【００７４】
鉄イオンの注入を行いながら、実施例１と同様に、測定した再循環系配管５の線量率ＹtｍＳｖ／ｈをステップＳ３において制御装置３２に入力し、測定した再循環系配管５の線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈもステップＳ４において制御装置３２に入力する。
【００７５】
その後、制御装置３２はステップＳ５の判定を行う。|Ｙt+1−Ｙt|＜α（αは例えば０．１）を満足しないと判定された場合には、ＲＰＶ２に接続された一次系配管、例えば再循環系配管５の線量率が変動中であるとみなし、ステップＳ３〜Ｓ５の各工程を再度実施する。なお、ステップＳ３〜Ｓ５の各工程は、ステップＳ５の判定が「ＹＥＳ」になる（|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足する）まで繰り返して実施される。|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足すると判定された場合には、給水の初期の鉄イオン濃度Ｘ0ｐｐｂにおいて再循環系配管５の線量率が下限にて安定しており、この時における給水の鉄イオン濃度をＸtｐｐｂとする。ステップＳ２Ａ及びＳ３〜Ｓ５の各工程は、鉄イオン注入により、注入された鉄イオンを含む炉水と接触するＢＷＲプラントの構成部材、例えば、再循環系配管５の線量率が安定したことを確認する工程である。
【００７６】
ステップＳ６の工程を実施した後、給水の鉄イオン濃度をＸt＋1ｐｐｂに設定する（ステップＳ７Ａ）。オペレータは、入力装置から制御装置３２に給水の鉄イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂ（例えば０．５ｐｐｂ）を入力する。入力した鉄イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂは制御装置３２の記憶装置に格納される。設定された鉄イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂを便宜的に第２設定鉄イオン濃度という。第２設定鉄イオン濃度が制御装置３２に設定された後、制御装置３２は給水の鉄イオン濃度が第２設定鉄イオン濃度になるように給水配管１６への鉄イオンの注入量を制御する。
【００７７】
鉄イオンの注入を行いながら、実施例１と同様に、測定した再循環系配管５の線量率Ｙt+2ｍＳｖ／ｈをステップＳ８において制御装置３２に入力する。
【００７８】
その後、制御装置３２はステップＳ９の判定を行う。制御装置３２が、入力した配管線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈ及びＹt+2ｍＳｖ／ｈを用いて|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足するかを判定する。|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足していないと判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の値β（例えば０．０５）以下の場合には、給水の鉄イオン濃度を減少しても一次系配管、例えば再循環系配管５では線量率の上昇が見られない。この場合にはさらに給水の鉄イオン濃度を低下できる可能性があり、ステップＳ１０の工程を行った後、ステップＳ７Ａ，Ｓ８及びＳ９の各工程を再度実施する。なお、ステップＳ７Ａ及びＳ８〜Ｓ１０の各工程はステップＳ９の判定が「ＹＥＳ」になる（|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足する）まで繰り返し実施される。
【００７９】
ステップＳ９において、|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足していると判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の正の値β（例えば０．０５）よりも大きい場合には、給水の鉄イオン濃度がＸt＋1ｐｐｂでは鉄イオン注入の効果が小さく、一次系配管、例えば再循環系配管５の線量率の上昇を抑制することができない。この場合には、給水の最適な設定鉄イオン濃度はＸtｐｐｂとなる。
【００８０】
給水の鉄イオン濃度をＸtｐｐｂに設定する（ステップＳ１１）。給水の鉄イオン濃度Ｘtｐｐｂが給水の設定鉄イオン濃度として制御装置３２に設定される。
【００８１】
ステップＳ７Ａ，Ｓ８〜Ｓ１０及びＳ１１Ａの各工程は、鉄イオン注入制御に用いる給水の設定鉄イオン濃度を決定する工程である。
【００８２】
設定鉄イオン濃度Ｘtｐｐｂに基づいて鉄イオン注入量を制御する（ステップＳ１２Ａ）。制御装置３２は、測定された再循環系配管５の線量率、及びステップＳ１１Ａで設定された設定鉄イオン濃度であるＸtｐｐｂを用いてタンク３４Ａから給水配管１６への鉄イオンを含む水溶液の注入量を制御する。給水配管１６内を流れる給水に注入された鉄イオンは、ＲＰＶ２内に供給され、炉水に注入される。ステップＳ１１Ａで設定された設定鉄イオン濃度に基づいて給水への鉄イオンを含む水溶液の注入量が制御されるため、炉水への鉄イオンの注入を最適化することができる。
【００８３】
本実施例は、ＢＷＲプラントの運転中において、鉄イオンの炉水への注入により、ＢＷＲプラントの、炉水と接触する構成部材、例えば、再循環系配管５の線量率が安定した状態で、鉄イオンの注入を行って再循環系配管５の線量率を測定し、測定されたその線量率に基づいて鉄イオン注入制御に用いる設定鉄イオン濃度を決定し、この決定された設定鉄イオン濃度を用いて鉄イオン注入量を制御するので、鉄イオン注入量の最適化に要する時間を短縮することができる。また、このような本実施例は、炉水への鉄イオン注入を適切に行うことができる。
【００８４】
特に、本実施例では、ＢＷＲプラントの運転中において測定した再循環系配管５の線量率を用いて上記の設定鉄イオン濃度を決定しているため、再循環系配管５の線量率に応じて設定鉄イオン濃度を決めることができる。また、鉄イオン注入による再循環系配管５の線量率が安定な状態になった後、鉄イオン注入に対応した再循環系配管５の線量率に基づいて設定鉄イオン濃度を決めるので、より適切な設定鉄イオン濃度を決めることができ、炉水への鉄イオン注入をより適切に行うことができる。
【００８５】
さらに、本実施例では、カスケードγ線である、エネルギーが異なる２つのγ線に起因したそれぞれのγ線検出信号を同時計数しているため、実施例１と同様に、再循環系配管５の線量率をＢＷＲプラントの運転時において精度良く求めることができる。このため、この線量率を用いて決定される設定鉄イオン濃度は、より最適化された設定鉄イオン濃度であり、炉水への鉄イオン注入をさらに最適化することができる。本実施例でも臭化ランタン検出器２６Ａ，２６Ｂを用いているので、実施例１と同様に、感度が高く、エネルギー分解能がより高い放射線計測が可能になる。
【００８６】
本実施例では、ステップＳ１１Ａで給水の設定鉄イオン濃度を設定すると、それ以降においてこの設定鉄イオン濃度を用いて鉄イオン注入を行っている。しかし、原子力プラントの運転状態により構成部材の線量率が変動する可能性があるため、給水の設定鉄イオン濃度を一度決定した場合においても、原子力プラントをある期間運転するごとに、ステップＳ７Ａ，Ｓ８〜Ｓ１０及びＳ１１Ａの各工程、すなわち、給水の設定鉄イオン濃度を決定する工程を実施することが好ましい。
【００８７】
本実施例では、ＲＰＶ２内への鉄イオンの注入において鉄イオン注入装置３３Ａを使用している。鉄イオン注入装置３３Ａの替りに、復水浄化装置１１をバイパスするバイパス配管を給水配管１６に接続し、このバイパス配管内を流れる給水のバイパス量を調節し、ＲＰＶ２内への鉄イオンの注入量を調節してもよい。
【００８８】
本実施例は、加圧水型原子力プラントに適用することができる。
【実施例３】
【００８９】
本発明の他の好適な実施例である実施例３の原子力プラントの金属注入方法を、図６を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの金属注入方法は、原子力プラントの亜鉛注入方法の例であり、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲプラント）に適用される。本実施例の原子力プラントの亜鉛注入方法では、実施例１で用いた金属注入システム２５を使用する。
【００９０】
実施例１では給水の亜鉛イオン濃度を最適値よりも高い亜鉛イオン濃度から段階的に低下させて設定亜鉛イオン濃度を決定しているが、本実施例では、燃料棒への悪影響を避けるために、給水の亜鉛イオン濃度を最適値より低い亜鉛イオン濃度から段階的に増加させて設定亜鉛イオン濃度を決定する。
【００９１】
金属注入システム２５を用いた本実施例の亜鉛注入方法を、図６を用いて以下に具体的に説明する。
【００９２】
ＢＷＲプラントを起動して原子炉出力が定格出力になった後、ステップＳ１において亜鉛注入装置３３を起動する。
【００９３】
給水の亜鉛イオン濃度の初期値をＸ0ｐｐｂに設定する（ステップＳ２Ｂ）。本実施例では、亜鉛イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂは１ｐｐｂ未満で０．１ｐｐｂ以上にする。オペレータは、入力装置から制御装置３２に給水の亜鉛イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂ（例えば０．１ｐｐｂ）を入力する。この初期値Ｘ0ｐｐｂは制御装置３２の記憶装置に格納される。初期値Ｘ0ｐｐｂは、給水の初期設定亜鉛イオン濃度であり、便宜的に第１設定亜鉛イオン濃度という。
【００９４】
制御装置３２は、給水配管１６内の亜鉛イオン濃度が第１設定亜鉛イオン濃度である０．１ｐｐｂになるように、タンク３４から給水配管１６への亜鉛イオンを含む水溶液の注入量を調節する。注入された亜鉛イオン液は、給水に混合され、ＲＰＶ２に供給されて炉水に注入される。給水配管１６内の給水の亜鉛イオン濃度は、給水配管１６に接続されたサンプリング配管を通して定期的にサンプリングされた給水を分析することにより求められる。制御装置３２は、第１設定亜鉛イオン濃度とフィードバックされた分析により得られた給水の亜鉛イオン濃度の差に基づいて給水の亜鉛イオン濃度が第１設定亜鉛イオン濃度になるように給水配管１６への亜鉛イオンの注入量を制御する。
【００９５】
亜鉛イオンを含む水溶液の注入を行いながら、実施例１と同様に、測定した再循環系配管５の線量率ＹtｍＳｖ／ｈをステップＳ３において制御装置３２に入力し、測定した再循環系配管５の線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈもステップＳ４において制御装置３２に入力する。
【００９６】
その後、制御装置３２は実施例１と同様にステップＳ５の判定を行う。|Ｙt+1−Ｙt|＜α（αは例えば０．１）を満足しないと判定された場合には、ステップＳ３〜Ｓ５の各工程を再度実施する。なお、ステップＳ３〜Ｓ５の各工程は、ステップＳ５の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返して実施される。|Ｙt+1−Ｙt|＜αを満足すると判定された場合には、この時における給水の亜鉛イオン濃度をＸtｐｐｂとする。ステップＳ２Ｂ及びＳ３〜Ｓ５の各工程は、亜鉛イオン注入により、注入された亜鉛イオンを含む炉水と接触するＢＷＲプラントの構成部材、例えば、再循環系配管５の線量率が安定したことを確認する工程である。
【００９７】
ステップＳ６の工程を実施した後、給水の亜鉛イオン濃度をＸt＋1ｐｐｂに設定する（ステップＳ７Ｂ）。オペレータは、入力装置から制御装置３２に給水の亜鉛イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂ（例えば０．１ｐｐｂ）を入力する。Ｘt＋1ｐｐｂはＸtｐｐｂ以上の値とする。入力した亜鉛イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂは制御装置３２の記憶装置に格納される。設定された亜鉛イオン濃度Ｘt＋1ｐｐｂを便宜的に第２設定亜鉛イオン濃度という。第２設定亜鉛イオン濃度が制御装置３２に設定された後、制御装置３２は給水の亜鉛イオン濃度が第２設定亜鉛イオン濃度になるように給水配管１６への亜鉛水溶液の注入量を制御する。
【００９８】
亜鉛イオンを含む水溶液の注入を行いながら、実施例１と同様に、測定した再循環系配管５の線量率Ｙt+2ｍＳｖ／ｈをステップＳ８において制御装置３２に入力する。
【００９９】
その後、制御装置３２はステップＳ９の判定を行う。制御装置３２が、入力した配管線量率Ｙt+1ｍＳｖ／ｈ及びＹt+2ｍＳｖ／ｈを用いて|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足するかを判定する。|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足していないと判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の負の値β（例えば−０．０５）以下の場合には、給水の亜鉛イオン濃度を増加しても一次系配管、例えば再循環系配管５の線量率が低下する。この場合にはさらに給水の亜鉛イオン濃度を増加できる可能性があり、ステップＳ１０の工程を行った後、ステップＳ７Ｂ，Ｓ８及びＳ９の各工程を再度実施する。なお、ステップＳ７Ｂ及びＳ８〜Ｓ１０の各工程はステップＳ９の判定が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実施される。
【０１００】
ステップＳ９において、|Ｙt+2−Ｙt+1|＞βを満足していると判定された場合、すなわち、両線量率の差分の絶対値が所定の負の値β（例えば−０．０５）よりも大きい場合には、給水の亜鉛イオン濃度がＸt＋1ｐｐｂでは亜鉛注入の効果が小さく、一次系配管、例えば再循環系配管５の線量率の上昇を抑制することができない。この場合には、給水の最適な設定亜鉛イオン濃度はＸtｐｐｂとなる。
【０１０１】
給水の亜鉛イオン濃度をＸtｐｐｂに設定する（ステップＳ１１）。給水の亜鉛イオン濃度Ｘtｐｐｂが給水の設定鉄イオン濃度として制御装置３２に設定される。ステップＳ７Ｂ及びＳ８〜Ｓ１１の各工程は、亜鉛注入制御に用いる給水の設定亜鉛イオン濃度を決定する工程である。ステップＳ１２では、設定亜鉛イオン濃度Ｘtｐｐｂに基づいて亜鉛注入量が制御される。
【０１０２】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１０３】
本実施例では、ステップＳ１１で給水の設定亜鉛イオン濃度を設定すると、それ以降においてこの設定亜鉛イオン濃度を用いて亜鉛注入を行っている。しかし、原子力プラントの運転状態により構成部材の線量率が変動する可能性があるため、給水の設定亜鉛イオン濃度を一度決定した場合においても、原子力プラントをある期間運転するごとに、ステップＳ７Ｂ及びＳ８〜Ｓ１１の各工程、すなわち、給水の設定亜鉛イオン濃度を決定する工程を実施することが好ましい。
【０１０４】
本実施例は、亜鉛イオン濃度を鉄イオン濃度に替えて亜鉛水溶液の注入を鉄イオンを含む水溶液に替え、さらに、第１設定亜鉛イオン濃度を第１設定鉄イオン濃度に、第２設定亜鉛イオン濃度を第２設定鉄イオン濃度に、設定亜鉛イオン濃度を設定鉄イオン濃度に替えることにより、原子力プラントの鉄イオン注入方法に適用することができる。
【０１０５】
本実施例は加圧水型原子力プラントに適用することができる。
【実施例４】
【０１０６】
本発明の他の好適な実施例である実施例４の原子力プラントの金属注入方法を、図７を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの金属注入方法は、原子力プラントの亜鉛注入方法の例であり、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲプラント）に適用される。本実施例の原子力プラントの亜鉛注入方法では、実施例１で用いた金属注入システム２５を使用する。
【０１０７】
実施例１及び３では、亜鉛イオンを含む水溶液の注入による、ＢＷＲプラントの構成部材（例えば再循環系配管５）の線量率の変化を、亜鉛イオン注入を行っている期間における異なる２つの時点での各線量率を用いて判定している。しかしながら、構成部材の線量率が変化する際において線量率が振動する可能性があるため、亜鉛イオン注入を行っている期間中において互いに異なる期間での線量率の移動平均値を比較することによっても、線量率の変化を精度良く判定することができる。移動平均は、或る期間内の平均であるが、平均を求める期間が一定であり、新しい測定値が得られる毎に、期間内の一番古い測定値を含めないで、新しい測定値を含めてその期間内の全ての測定値を平均することによって得ることができる。移動平均を用いた線量率変化の判定は、実施例１を念頭に説明するが、実施例２及び３のそれぞれにも適用することができる。
【０１０８】
本実施例の原子力プラントの亜鉛注入方法を以下に具体的に説明する。
【０１０９】
実施例１と同様に、亜鉛注入装置３３を起動して（ステップＳ１）亜鉛イオンを含む水溶液を給水配管１６に注入する。給水の亜鉛イオン濃度の初期値をＸ0ｐｐｂに設定する（ステップＳ２）。オペレータによって入力装置から制御装置３２に入力された給水の亜鉛イオン濃度の初期値Ｘ0ｐｐｂ（例えば０．８ｐｐｂ）が、制御装置３２の記憶装置に格納される。
【０１１０】
給水配管１６内の給水の亜鉛イオン濃度は、給水配管１６に接続されたサンプリング配管を通して定期的にサンプリングされた給水を分析することにより求められる。制御装置３２は、第１設定亜鉛イオン濃度とフィードバックされた分析により得られた給水の亜鉛イオン濃度の差に基づいて給水の亜鉛イオン濃度が第１設定亜鉛イオン濃度になるように給水配管１６への亜鉛イオンの注入量を制御する。
【０１１１】
（ｔ＋ｎ）期間における配管の各線量率を入力し、ｎ期間での平均線量率ｙnｍＳｖ／ｈ及び（ｔ＋ｎ）期間での平均線量率ｙt+nｍＳｖ／ｈを算出する（ステップＳ１３）。給水配管１６への亜鉛注入を開始した時点を０時点とする。（ｔ＋ｎ）期間（例えば、前半のｔを３日間、後半のｎを７日間とする）の間に数回（例えば１日に１回）、例えば再循環系配管５の線量率を測定する。制御装置３２は、（ｔ＋ｎ）期間のうち後半のｎ期間において測定された再循環系配管５の各線量率を入力し、これらの線量率の合計値を測定回数で割った算術平均の平均線量率であるｙnｍＳｖ／ｈを算出する。また、制御装置３２は、（ｔ＋ｎ）期間において測定された再循環系配管５の各線量率を入力し、これらの線量率の合計値を測定回数で割った算術平均の平均線量率であるｙt+nｍＳｖ／ｈを算出する。線量率を測定している期間を１測定期間という。
【０１１２】
|Ｙt+n−Ｙn|＜αを満足するかを判定する（ステップＳ５Ａ）。制御装置３２は、上記の２つの測定期間（ｎ期間及び（ｔ＋ｎ）期間）における平均線量率であるｙnｍＳｖ／ｈ及びｙt+nｍＳｖ／ｈを用いて|Ｙt+n−Ｙn|＜αを満足するかを判定する。|Ｙt+n−Ｙn|＜αを満足しないと判定された場合、すなわち、平均線量率ｙnｍＳｖ／ｈと平均線量率ｙt+nｍＳｖ／ｈの差分の絶対値が所定の正の値α（例えば０．１）以上の場合には、線量率が変動中であるとみなし、ｔ＋ｎをｔに代入する（ステップＳ１４）。１測定期間後に、ステップＳ１３及びＳ５Ａの各工程を再度実施する。なお、ステップＳ１３、Ｓ５Ａ及びＳ１４の各工程は、ステップＳ５Ａの判定が「ＹＥＳ」になる（|Ｙt+n−Ｙn |＜αを満足する）まで繰り返して実施される。
【０１１３】
|Ｙt+n−Ｙn|＜αを満足すると判定された場合、すなわち、平均線量率ｙnｍＳｖ／ｈと平均線量率ｙt+nｍＳｖ／ｈの差分の絶対値が所定の正の値α（例えば０．１）未満の場合には、給水の初期の亜鉛イオン濃度Ｘ0ｐｐｂにおいて再循環系配管５の線量率が安定しており、この時における給水の亜鉛イオン濃度をＸtｐｐｂとする。
【０１１４】
ステップＳ２、Ｓ１３及びＳ５Ａの各工程は、亜鉛イオン注入により、注入された亜鉛イオンを含む炉水と接触するＢＷＲプラントの構成部材、例えば、再循環系配管５の線量率が安定したことを確認する工程である。
【０１１５】
実施例１と同様に、ステップＳ６及びＳ７各工程を実施する。Ｘt＋1ｐｐｂはＸtｐｐｂよりも小さい値である。
【０１１６】
（ｍ＋ｋ）期間における配管の各線量率を入力し、ｋ期間での平均線量率ｙkｍＳｖ／ｈ及び（ｍ＋ｋ）期間での平均線量率ｙm+kｍＳｖ／ｈを算出する（ステップＳ１５）。（ｍ＋ｋ）期間（例えば、前半のｍを７日間、後半のｋを３日間とする）の間で１測定期間ごとに１回（例えば１日に１回）、例えば再循環系配管５の線量率を測定する。制御装置３２は、（ｍ＋ｋ）期間のうち後半のｋ期間において測定された再循環系配管５の各線量率を入力し、これらの線量率の合計値を測定回数で割った算術平均の平均線量率であるｙkｍＳｖ／ｈを算出する。また、制御装置３２は、（ｍ＋ｋ）期間において測定された再循環系配管５の各線量率を入力し、これらの線量率の合計値を測定回数で割った算術平均の平均線量率であるｙm+kｍＳｖ／ｈを算出する。
【０１１７】
ｙm+k＞β且つｙk＞βを満足するかを判定する（ステップＳ９Ａ）。制御装置３２は、上記の２つの測定期間（（ｍ＋ｋ）期間及びｋ期間）における平均線量率であるｙm+kｍＳｖ／ｈ及びｙkｍＳｖ／ｈを用いてｙm+k＞β且つｙk＞βを満足するかを判定する。ｙm+k＞β且つｙk＞βを満足しないと判定された場合、すなわち、ｙm+k及びｙkの両者が所定の正の値β（例えば０．０５）以下の場合には、給水の亜鉛イオン濃度を下げても、例えば再循環系配管５では線量率の上昇が見られない。この場合にはさらに給水の亜鉛イオン濃度を低下できる可能性があり、Ｘt＋1をＸtに代入する（ステップＳ１０）。Ｘt＋1をＸtに代入した後、ステップＳ７，Ｓ１５及びＳ９Ａの各工程を再度実施する。なお、Ｓ７，Ｓ１５，Ｓ９Ａ及びＳ１０の各工程は、ステップＳ９Ａの判定が「ＹＥＳ」になる（ｙm+k＞β且つｙk＞βを満足する）まで繰り返して実施される。
【０１１８】
ｙm+k＞β且つｙk＞βを満足すると判定された場合、すなわち、ｙm+k及びｙkの両者が所定の正の値β（例えば０．０５）よりも大きい場合には、給水の亜鉛イオン濃度がＸt＋1ｐｐｂでは亜鉛注入の効果が小さく、例えば再循環系配管５の線量率の上昇を抑制することができない。この場合には、給水の最適な設定亜鉛イオン濃度はＸtｐｐｂとなる。
【０１１９】
実施例１と同様に、ステップＳ１１の工程が実施され、給水の亜鉛イオン濃度Ｘtｐｐｂが給水の設定亜鉛イオン濃度として制御装置３２に設定される。ステップ、Ｓ７，Ｓ１５，Ｓ９Ａ，Ｓ１０及びＳ１１の各工程は、亜鉛注入制御に用いる給水の設定亜鉛イオン濃度を決定する工程である。ステップＳ１２では、設定亜鉛イオン濃度Ｘtｐｐｂに基づいて亜鉛注入量が制御される。
【０１２０】
本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例では、ＢＷＲプラントの構成部材の線量率が短期間に振動する場合でも移動平均によりある期間の線量率を評価しているため、瞬間的な線量率の変動の影響を軽減できる。したがって、線量率の変動の影響を低減でき、亜鉛イオンの注入量をより適切に調節することができる。
【０１２１】
実施例１，３及び４では亜鉛注入装置３３が給水配管１６に接続され、実施例２では鉄イオン注入装置３３Ａが給水配管１６に接続されているが、亜鉛注入装置３３及び鉄イオン注入装置３３Ａのそれぞれは原子炉浄化系において浄化装置２１よりも下流で浄化系配管１７に接続してもよい。浄化系配管１７内を流れる炉水に注入された亜鉛イオンまたは鉄イオンは、給水配管１６を経て原子炉圧力容器２内に供給される。注入された亜鉛イオンまたは鉄イオンを含む浄化系配管１７内の炉水は給水配管１６内で給水に混合される。
【符号の説明】
【０１２２】
２…原子炉圧力容器、３…炉心、５…再循環系配管、６…再循環ポンプ、７…主蒸気配管、８…タービン、９…復水器、１６…給水配管、１７…浄化系配管、２１…浄化装置、２５，２５Ａ…金属注入システム、２６，２６Ａ，２６Ｂ…臭化ランタン検出器、２７…線量率測定装置、２８Ａ，２８Ｂ…エネルギー弁別装置、２９…同時計数回路、３０…放射能演算装置、３２…制御装置、３３…亜鉛注入装置、３３Ａ…鉄イオン注入装置、３４，３４Ａ…タンク、３５…注入ポンプ、３６…注入配管。
【図１】
2015025688.tif 000003
【図２】
2015025688.tif 000004
【図３】
2015025688.tif 000005
【図４】
2015025688.tif 000006
【図５】
2015025688.tif 000007
【図６】
2015025688.tif 000008
【図７】
2015025688.tif 000009