(57)【要約】【課題】白金族元素を炉内構造物表面へ付着させ、応力腐食割れ緩和のための水素注入効果を向上させる技術において、白金族元素の使用量を減少させる。【解決手段】白金族元素イオン溶液又は白金族元素を含む化合物イオン溶液を原子炉炉水に注入するに際し、白金族元素の付着速度を増加又は減少させる卑金属元素イオン又は卑金属元素の化合物イオンを注入する。白金族元素の付着速度を増加することにより、付着処理期間を短縮することができる。また、白金族の注入量を減少させることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白金族元素イオン溶液及び白金属元素を含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを原子炉炉水に注入することにより前記原子炉炉水に接する炉内構造物の表面に白金族元素及び白金族元素化合物のうち少なくとも何れかを付着させる白金族元素注入工程と、前記原子炉炉水中に水素を注入する水素注入工程により、原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れを緩和する方法において、
前記白金族元素注入工程は、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度を増加させる機能を有する卑金属元素イオン溶液及び卑金属元素化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を含むことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項２】
白金族元素イオン溶液及び白金属元素を含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを原子炉炉水に注入することにより前記原子炉炉水に接する炉内構造物の表面に白金族元素及び白金族元素化合物のうち少なくとも何れかを付着させる白金族元素注入工程と、前記原子炉炉水中に水素を注入する水素注入工程により、原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れを緩和する方法において、
前記白金族元素注入工程は、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度を増加させる機能を有するマグネシウムイオン溶液及びマグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を含むことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項３】
原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れを緩和するために原子炉炉水に水素を注入する前処理として、白金族元素イオン溶液及び白金属元素を含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入することにより前記原子炉炉水に接する炉内構造物の表面に白金族元素及び白金族元素化合物のうち少なくとも何れかを付着させる白金族元素注入工程を有する原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れを緩和する方法において、
前記白金族元素注入工程は、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度を増加させる機能を有するマグネシウムイオン溶液及びマグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を含むことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記白金族元素注入工程の後に、前記マグネシウムイオン溶液及びマグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を行うことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項５】
請求項４において、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度が所望の範囲となるように、前記注入するマグネシウムイオン溶液及びマグネシウムを含む化合物イオン溶液の注入量を制御することを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項６】
原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れを緩和するために原子炉炉水に水素を注入する前処理として、白金族元素イオン溶液及び白金属元素を含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入することにより前記原子炉炉水に接する炉内構造物の表面に白金族元素及び白金族元素化合物のうち少なくとも何れかを付着させる白金族元素注入工程を有する原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れを緩和する方法において、
前記白金族元素注入工程は、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度を増加させる機能を有するマグネシウムイオン溶液又はマグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程、及び前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度を減少させる機能を有するストロンチウムイオン溶液，ストロンチウムを含む化合物イオン溶液，バリウムイオン溶液及びバリウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を含むことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項７】
請求項６において、前記白金族元素注入工程の後に、前記マグネシウムイオン溶液及びマグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を行い、その後前記ストロンチウムイオン溶液，ストロンチウムを含む化合物イオン溶液，バリウムイオン溶液及びバリウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程を行うことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記ストロンチウムイオン溶液，ストロンチウムを含む化合物イオン溶液，バリウムイオン溶液及びバリウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程は、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度が所望の値を超えたときに行うことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項９】
請求項６又は７において、前記付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度が所望の範囲内となるように、前記白金族元素注入工程、前記マグネシウムイオン溶液又はマグネシウムを含む化合物イオン溶液を前記原子炉炉水に注入する工程、並びに前記ストロンチウムイオン溶液，ストロンチウムを含む化合物イオン溶液，バリウムイオン溶液及びバリウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを前記原子炉炉水に注入する工程のうち必要な工程を繰り返すことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかにおいて、前記白金族元素注入工程は、少なくとも前記原子炉の運転サイクルの起動時又は停止時の何れかの時期に行うことを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項１１】
請求項２乃至１０の何れかにおいて、少なくとも前記原子炉炉水の再循環系配管又は給水系配管の何れかの配管から、
前記白金族元素イオン溶液及び前記白金属元素を含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかの溶液、前記マグネシウムイオン溶液及び前記マグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかの溶液、並びに前記バリウムイオン溶液、前記バリウムを含む化合物イオン溶液、前記ストロンチウムイオン溶液及び前記ストロンチウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかの溶液、
又は前記白金族元素イオン溶液及び前記白金属元素を含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかの溶液、並びに前記マグネシウムイオン溶液及び前記マグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかの溶液を注入することを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかにおいて、前記白金族元素注入工程を行う際の前記原子炉炉水の温度は８０〜２４０℃であることを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れかにおいて、前記白金族元素注入工程を行う際の前記原子炉炉水の温度は１４０〜１８０℃であることを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかにおいて、前記白金族元素はルテニウム，ロジウム，パラジウム，オスミウム，イリジウム及び白金のうち少なくとも何れかの元素であることを特徴とする原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ緩和方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力プラント炉内構造物の応力腐食割れ（以下、「ＳＣＣ」という。）緩和方法に係り、特に沸騰水型原子炉（以下、「ＢＷＲ」という。）に好適な原子力プラント炉内構造物のＳＣＣ緩和方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＷＲでは、プラントの健全性の観点から炉内構造物のＳＣＣ緩和が重要である。ＳＣＣ発生因子の１つである環境因子の改善方法として、原子炉内に水素を注入する技術がある。原子炉内に水素を注入することにより、炉内構造物の腐食電位（以下、「ＥＣＰ」という。）を低下させ材料腐食を抑制し、ＳＣＣの発生及び進展を抑制することができる。
【０００３】
しかし、水素濃度が高濃度になるとＮ−１６を含む化合物が蒸気中へ移行しやすいアンモニアに還元され、主蒸気系線量率を上昇させるという問題が生じる。従って、主蒸気系線量率を上昇させないレベルの水素注入量で、ＥＣＰをＳＣＣ防止に必要なレベル（ＳＵＳ３０４の場合−２３０ｍＶ　ｖｓ　ＳＨＥ））以下に低減する技術（以下、「水素注入効果向上技術」という。）が望まれる。
【０００４】
従来の水素注入効果向上の技術が特開平７−３１１２９６号公報に記載されている。この技術は、水素と酸素及び過酸化水素との水生成反応を加速させる作用のある白金族元素を含む化合物を原子炉炉水中に注入し、触媒層を炉内構造物表面に付与することにより、主蒸気線量率の増加を最小限に抑えつつＥＣＰをＳＣＣ防止に必要なレベルまで低下させる技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
白金族元素の炉内構造物表面への付着作業を行うに際しては、白金族元素の付着期間を短縮すること及び白金族元素注入量を少なくすることが重要である。付着処理期間を短縮すべき理由は、プラントの稼働率を向上させプラントの経済性を高めるためである。白金族元素注入量を少なくすべき理由は、白金族元素が高価であるため、白金族元素の使用量を抑えることによりプラント経済性を高めるためである。
【０００６】
本発明は、炉内構造物表面への白金族元素の付着処理期間を短縮することができる、原子力プラント炉内構造物のＳＣＣ緩和方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、白金族元素を炉内構造物表面へ付着させ応力腐食割れ緩和のための水素注入効果を向上させる技術において、炉内構造物への白金族元素の付着速度を増加させる機能を有する物質を原子炉炉水に注入する。白金族元素の付着速度を増加させることにより、付着処理期間を短縮することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
発明者は、卑金属元素を含む化合物（以下、「卑金属元素化合物」という。）
イオンの１つであるマグネシウムを含む化合物（以下、「マグネシウム化合物」という。）イオンを注入することにより、特異的に、白金族元素を含む化合物（以下、「白金属元素化合物」という。）イオンの１つである白金を含む化合物（以下、「白金化合物」という。）イオンの付着速度が増加することを、新たな知見として得た。その実験方法と結果について以下に説明する。
【０００９】
（１）原子力プラントの炉内構造物を模擬するため、１０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍのステンレス鋼を２８０℃、溶存酸素濃度（以下、ＤＯという。）３００〜４００ｐｐｂ　の高温水中に３４０時間曝露し、酸化皮膜を形成したものを試験片とした。
【００１０】
（２）試験片を通水流量１３リットル／ｈ（線流速約２ｃｍ／ｓ）のフロー式オートクレーブ中で約２４時間、白金族元素化合物の付着処理を行った。通水液はＤＯ２００ｐｐｂ　、温度は白金族元素の付着速度が最大となる１５０℃付近に調整した。図２は、白金族元素の一つであるパラジウムの付着速度に及ぼす水温の影響を示す図であり、８０〜２４０℃では８０℃未満及び２４０℃より大きい温度範囲よりも付着速度が増加していることがわかる。特に、１５０℃付近で付着速度が最大になるが、これは１５０℃付近までは温度の増加に伴いパラジウムのステンレス鋼表面への析出反応が増加するが、１５０℃以上の温度では温度の増加に伴いパラジウムが水中に固形分として析出する反応が増加し水中のパラジウムイオン濃度が減少するために、ステンレス鋼への析出反応が減少するからであると考えられる。１４０〜１８０℃でも、付着速度が最大となっている１５０℃付近と同程度に付着速度が増加することがわかる。
【００１１】
本実験で付着処理に使用した白金族元素化合物イオンの白金族元素は白金であり、化合物としてＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］を使用した。本実験で付着処理に使用した卑金属元素化合物イオンの卑金属元素はアルカリ土類金属のマグネシウム，ストロンチウム，バリウムで、化合物としてＭｇ（ＮＯ３）２，Ｓｒ（ＮＯ３）２，Ｂａ（ＮＯ３）２を使用した。上記白金属元素化合物イオン及び卑金属元素化合物イオンを、それぞれオートクレーブ内で所定の濃度となるように、薬液濃度及び薬液注入量を調整してオートクレーブ直前から注入した。
【００１２】
（３）付着処理後、試験片の酸化皮膜を王水で溶解し、原子吸光光度計を使って白金の付着量及び付着速度を求めた。
【００１３】
卑金属元素化合物イオンを注入しなかった場合とマグネシウム，ストロンチウム及びバリウムの化合物イオンを注入した場合との白金の付着速度を比較した結果を図３に示す。化学的性質の類似したアルカリ土類金属イオンの中で、マグネシウム化合物イオンを注入した場合のみ付着速度が増加することがわかる。また、ストロンチウム及びバリウムの化合物イオンを注入した場合は付着速度が減少することがわかる。付着速度に差が生じたのは、白金イオンとマグネシウムイオン，ストロンチウムイオン，バリウムイオンとの相互作用のためだと考えられる。低濃度の物質を注入するため、相互作用はイオンのように電荷を持ったもの（相互作用のレンジが長いもの）同士の電気的相互作用を考えるのが適当である。従って、白金族元素や卑金属元素はイオンの形態で注入するのが望ましい。
【００１４】
以上の実験結果から、１５０℃付近で白金族元素の付着速度は最大となり、マグネシウム化合物イオンを注入することで更に付着速度を増加させることができることがわかった。また、ストロンチウム化合物イオン及びバリウム化合物イオンを注入することで付着速度を減少させることができることがわかった。従って、付着速度を増加させるマグネシウム化合物イオンと付着速度を減少させるストロンチウム化合物イオン又はバリウム化合物イオンとを必要に応じて注入することにより、所望の付着速度を得ることができる。
【００１５】
ここでは、付着処理に白金族元素化合物イオンを用いたが、白金族元素イオンを用いてもよい。また、白金族元素の付着速度を増加させる又は減少させるために卑金属元素化合物イオンを用いたが、卑金属元素イオンを用いてもよい。以下、白金族元素イオン及び白金族元素化合物イオンを「白金族元素イオン等」と、卑金属元素イオン及び卑金属元素化合物イオンを「卑金属元素イオン等」という。
【００１６】
卑金属元素化合物イオンを注入することにより、卑金属元素が原子炉内構造物表面に付着して原子炉運転中に放射化し、被曝源となる可能性がある。しかし、マグネシウムはＭｇ−２６が中性子照射によりＭｇ−２７に放射化される可能性はあるが、半減期は９．４６　分と短く原子炉停止後すぐに減衰する。従って、白金族元素の付着速度を増加させるためにマグネシウム化合物イオンを用いた場合、作業者への被曝の影響はほとんどないものと考えられる。
【００１７】
（第１実施例）
以下、本発明の第１の実施例を説明する。定格運転期間は炉水の伝導率が１μＳ／ｃｍ以下に維持することが決められているため、白金族元素の付着処理を行うことができない。従って、原子炉起動時又は原子炉停止時に白金族元素の付着処理を行う必要がある。本第１実施例は、原子炉停止時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液及び白金族元素の付着速度を減少させるストロンチウムイオン溶液を注入する実施例である。
【００１８】
図４に付着処理を施すＢＷＲプラントの概要を示す。ＢＷＲプラントは、復水系設備，給水系設備，原子炉，主蒸気系設備及びタービン設備から構成される。復水系設備で水質調整された水を給水系設備に通して加熱し、原子炉で核燃料の核分裂により発生した熱により水を蒸気にし、主蒸気系設備を通して、その蒸気でタービンを回転させることにより発電を行う。
【００１９】
原子炉圧力容器８には、水を核燃料１５の下部から上部に流れるようにするためのシュラウド１６と核燃料１５が設置されており、その中で水を蒸気にし、主蒸気系配管９に蒸気を送る。蒸気は主蒸気系配管９を通してタービン１０に送られ、復水器１１で再び水に戻される。復水系配管１には、水を給水系配管７に送るための復水ポンプ２と水の中の不純物を取り除くための復水浄化器３が接続されており、不純物を取り除かれた水が給水系配管７に送られる。給水系配管７には、水を加熱するための給水加熱器４，６と水を原子炉圧力容器８に送るための給水ポンプ５が接続されており、所定の温度に加熱された水が原子炉圧力容器８に送られる。原子炉圧力容器８内の炉水を循環させるための再循環系配管１３が原子炉圧力容器８に接続されている。炉水は再循環ポンプ１４により再循環系配管１３を流れ、原子炉圧力容器８に戻される。
【００２０】
本発明の白金族元素付着処理及び水素注入のために、給水系配管７に水素注入装置１０１，水質モニター１００ａを接続する。また、炉水浄化系配管１２に接続した熱交換器１７の上流側にＥＣＰセンサー１０２，試験片浸漬装置１０６，水質モニター１００ｃを接続する。炉水浄化系配管１２に接続した熱交換器１８と炉水浄化器１９との間に水質モニター１００ｂを接続する。再循環系配管１３に薬液注入装置１０３を接続し、薬液注入装置１０３の上流側に炉水サンプリング装置１０４を接続する。さらに、主蒸気系配管９に主蒸気線量測定装置１０５，水質モニター１００ｄを接続する。図４では再循環系配管１３に薬液注入装置１０３を接続しているが、給水系配管７に薬液注入装置１０３を接続してもよい。再循環系配管は他の配管に比べ水量が多いので、再循環系配管から薬液を注入すれば、薬液をより速く拡散させることができる。また、給水系配管は他の配管に比べ圧力が低いため、給水系配管は他の配管に比べ薬液を注入しやすい。尚、水質モニター１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄではＤＯ，ＤＨ（溶存水素濃度），ｐＨ及び導電率を測定できる。
【００２１】
薬液注入装置１０３の詳細を図５に示す。薬液注入装置１０３は薬液タンク１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ、バルブ１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ、薬液注入ポンプ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ、ヒーター１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ、攪拌器１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ及びバブリング装置１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを１ユニットとし、本実施例の場合は３個のユニットから構成される。本実施例では白金族元素を含む溶液を薬液タンク１１０ａに入れ、ヒーター１１３ａで加熱し、バブリング装置１１５ａで窒素やアルゴン，酸素を使ってバブリングすることにより、注入する試薬を一定温度，一定水質に調整する。また、白金族元素の付着速度を増加させる卑金属元素を含む溶液及び白金族元素の付着速度を低減させる卑金属元素を含む溶液をそれぞれ１１０ｂ，１１０ｃに入れ、白金族元素を含む溶液と同様に、一定温度，一定水質に調整する。薬液の注入は、注入する薬液に対応したバルブ１１１を開にし、薬液注入ポンプ１１２を起動することで実施される。薬液の注入停止は、注入停止する薬液に対応した薬液注入ポンプを停止し、バルブ１１１を閉にすることで実施される。ユニットを複数個にする理由は、白金族元素，白金族元素の付着速度を増加させる卑金属元素及び白金族元素の付着速度を低減させる卑金属元素を含む溶液を別々にして扱うためである。
【００２２】
原子炉停止時に白金族元素を付着処理し、水素注入を行うまでの手順を図１に示す。
【００２３】
（１）：プラント停止操作１
原子炉定格運転終了後、再循環ポンプ１４の流量調整，制御棒の挿入，主蒸気弁３１の閉止，給水ポンプ５の停止及びタービンバイパス弁の調整等により、所定の温度になるまでプラント停止操作を行う。所定の温度になったら、再循環ポンプ１４及び炉水浄化系ポンプ２０を動かしたままその温度を維持する。炉水温度は図２より、白金族元素の付着速度を増加させるため８０〜２４０℃が好ましい。より好ましくは１４０〜１８０℃である。
【００２４】
（２）：付着処理操作
（２−１）：薬液注入装置１０３から白金族元素イオン溶液又は白金族元素を含む化合物イオン溶液（以下、「白金族元素イオン等溶液」という。）を原子炉炉水に注入する（以下、「白金属元素注入工程」という。）。本実施例では、化合物としてＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］を注入する。炉水サンプリング装置１０４から適時炉水をサンプリングし、原子吸光光度計等により炉水中の金属濃度を測定する。測定結果を用いて、炉水中の白金族元素の濃度を所定の濃度に調節する。炉水の導電率の所定の要件（３μＳ／ｃｍ以下）を満たすため、白金族元素の濃度は１００〜３００ｐｐｂ　程度に調整するのが望ましい。
【００２５】
（２−２）：試験片浸漬装置１０６に設置した試験片を適時取り出し、白金族元素の付着量を調べる。この試験片は実施に先立て予め２８５℃，溶存酸素濃度２００ｐｐｂ　水中で約１ヶ月間ＳＵＳ３０４等のＳＣＣ対象材を酸化処理したものである。試験片の設置は白金族元素の付着処理を行う前に実施する。ただし「付着量モニタリング」は試験片を用いる方法に限られず、炉内構造物に付着した白金族元素の付着量を推定できる方法であればよい。
【００２６】
（２−３）：（２−２）の分析結果より付着速度が予定通りである場合はそのままの状態を維持する。（２−２）の分析結果より、炉内構造物への白金族元素の付着速度が実験結果及び数値解析等から得られた所望の値より小さい場合は、薬液注入装置１０３から白金族元素の付着速度を増加させる効果のある卑金属元素イオン溶液又は卑金属元素化合物イオン溶液（以下、「卑金属元素イオン等溶液」という）を注入する（以下、「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」という。）。本実施例ではマグネシウムイオン溶液を注入する。白金族元素とステンレス鋼との相互作用よりも白金族元素と卑金属元素イオン間の相互作用を大きくするため、付着速度を増加させる卑金属元素イオン等の濃度は白金族元素イオン等と等モル以上になるように調整するのが望ましい。但し、原子炉炉水の導電率が規定値を超えないように水質モニター１００ｃで監視しながら、卑金属元素イオン等溶液を注入する。（２−２）の分析結果より、炉内構造物への白金族元素の付着速度が実験結果及び数値解析等から得られた所望の値より大きい場合は、薬液注入装置１０３から、白金族元素の付着速度を減少させる効果のある卑金属元素イオン等溶液を注入する（以下、「付着速度を減少させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」という。）。本実施例の場合はストロンチウムイオン溶液を注入する。同様に、付着速度を減少させる卑金属元素イオン等の濃度は白金族元素イオン等と等モル以上になるように調整するのが望ましい。但し、原子炉炉水の導電率が規定値を超えないように水質モニター１００ｃで監視しながら、卑金属元素イオン等溶液を注入する。炉内構造物への白金族元素の付着速度が実験結果及び数値解析等から得られた所望の範囲内となるように、「白金族元素付着工程」，「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」及び「付着速度を減少させる卑金属元素イオン等注入工程」のうち必要な工程を繰り返すこともできる。つまり、「白金族元素イオン等溶液」の注入量が少なかった場合は「白金族元素付着工程」を実施し、付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度が所望の値より小さい場合は「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」を実施し、付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の付着速度が所望の値より大きい場合は「付着速度を減少させる卑金属元素イオン等注入工程」を実施することで、炉内構造物への白金族元素の付着速度を所望の範囲内とすることができる。
【００２７】
（２−４）：試験片浸漬装置１０６に設置した試験片に付着した白金族元素及び白金族元素化合物の量が所望の値に達したら、薬液注入装置１０３からの薬品の注入を停止する。ここで、炉内構造物に付着させる白金族元素及び白金族元素化合物の所望の値は以下の範囲であることが望ましい。つまり、ＥＣＰを十分に低下させるため、付着量の下限は白金であれば０．４μｇ／ｃｍ２以上であることが望ましい。また、過剰に付着させた場合の副作用を避けるため、付着量の上限は白金であれば１．０μｇ／ｃｍ２以下であることが望ましい。その後に、原子炉炉水中に存在する白金族元素イオン等及び卑金属元素イオン等を炉水浄化器１９により除去する。
【００２８】
（３）：プラント停止操作２
再循環ポンプの停止及びタービンバイパス弁の調整をして、原子炉炉水の温度を室温まで降下させる。
【００２９】
（４）：プラント定期検査
核燃料１５の交換やプラント定期検査を行う。
【００３０】
（５）：プラント起動操作
制御棒の引き抜き、再循環ポンプ１４の流量調整，タービンバイパス弁３２の調整，給水ポンプ５の起動及び主蒸気弁３１の開によりプラントを再起動する。
【００３１】
（６）：水素注入
プラント起動後、水素注入装置１０１から給水に水素を加圧注入する（以下、「水素注入工程」という。）。注入する水素の量は主蒸気線量上昇を抑制するため、水質モニター１００ａを使用して給水水素濃度をモニタリングし給水水素濃度を０．５ｐｐｍ以下とする必要がある。また、主蒸気線量測定装置１０５により主蒸気線量をモニタリングし、主蒸気線量が増加しないように水素注入量を制御しても良い。一方、ＥＣＰを低減するためには一定量以上の水素注入が必要である。これは主蒸気線量測定装置１０５により主蒸気線量をモニタリングし、主蒸気線量が増加しないところまで水素注入することで満たされる。一方、試験片浸漬装置１６に参照電極を設置し、試験片のＥＣＰ測定を行いながら所定のＥＣＰに低減されるまで水素注入量を増加させることにより、水素注入量を制御しても良い。
【００３２】
原子炉停止時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液及び白金族元素の付着速度を減少させるストロンチウムイオン溶液を注入することにより、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を所望の速度に増加させることができる。これにより、白金族元素の付着期間を短縮することができる。
【００３３】
本第１実施例では、白金族元素の濃度を１００〜３００ｐｐｂ　程度に調整するのが望ましいとした。しかし、付着量は濃度と付着速度の積を時間で積分した量であるので、マグネシウムイオンの注入により付着させる白金属元素及び白金族元素化合物の付着速度をα倍に増加させる一方で、注入する白金族元素イオン及び白金属元素化合物イオンの濃度を１／αに減らしても、付着速度を増加させるマグネシウムイオンを注入せず白金属元素及び白金族元素化合物単独で付着させる場合と比較して、同程度の時間で同程度の量を付着させることができる。従って、白金族元素の注入量を低減させることが可能である。
【００３４】
また、白金族元素イオン等溶液を原子炉炉水に注入する前に、予め白金族元素の付着速度を増加させる効果があるマグネシウムイオン等溶液を原子炉炉水に注入することもできる。これにより、白金族元素の炉内構造物への付着速度を増加させることが可能である。従って、白金族元素の付着期間を短縮することができ、白金族元素の注入量を低減させることができる。
【００３５】
本第１実施例では、原子炉停止時に、白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液及び白金族元素の付着速度を減少させるストロンチウムイオン溶液を注入した。原子炉停止時に上記工程を行うと、燃料被覆管が異常腐食を起こすことがないので、従って燃料への悪影響を小さくすることができる。
【００３６】
（第２実施例）
以下、本発明の第２の実施例を説明する。本第２実施例は、原子炉停止時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液を注入する実施例である。
【００３７】
（１）：プラント停止操作１
「プラント停止操作１」は、第１実施例と同様であるので省略する。
【００３８】
（２）：付着処理操作
（２−１）：「貴金属試薬注入」は、第１実施例と同様であるので省略する。
【００３９】
（２−２）：「付着量モニタリング」は、第１実施例と同様なので省略する。
【００４０】
（２−３）：（２−２）の分析結果より付着速度が予定通りである場合はそのままの状態を維持する。（２−２）の分析結果より、付着速度が予定より小さい場合は、薬液注入装置１０３から白金族元素の付着速度を増加させる効果のある卑金属元素イオン等溶液を注入する。本実施例ではマグネシウムイオン溶液を注入する。白金族元素とステンレス鋼との相互作用よりも白金族元素と卑金属元素イオン間の相互作用を大きくするため、付着速度を増加させる卑金属元素イオン等の濃度は白金族元素イオン等と等モル以上になるように調整するのが望ましい。但し、原子炉炉水の導電率が規定値を超えないように水質モニター１００ｃで監視しながら、卑金属元素イオン等溶液を注入する。注入するマグネシウムイオン溶液の注入量及び注入するマグネシウムイオン溶液のマグネシウムイオン濃度の少なくとも何れかを制御することにより、炉内構造物への白金族元素の付着速度を実験結果及び数値解析等から得られた所望の範囲内とすることができる。
【００４１】
（２−４）：「注入試薬除去」は、第１実施例と同様なので省略する。
【００４２】
（３）〜（６）は、第１実施例と同様なので省略する。
【００４３】
原子炉停止時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液を注入することにより、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させることができる。これにより、白金族元素の付着期間を短縮することができる。
【００４４】
本実施例では、白金族元素の濃度を１００〜３００ｐｐｂ　程度に調整するのが望ましいとした。しかし、付着量は濃度と付着速度の積を時間で積分した量であるので、マグネシウムイオンの注入により付着させる白金属元素及び白金族元素化合物の付着速度をα倍に増加させる一方で、注入する白金族元素イオン及び白金属元素化合物イオンの濃度を１／αに減らしても、付着速度を増加させるマグネシウムイオンを注入せず白金属元素及び白金族元素化合物単独で付着させる場合と比較して、同程度の時間で同程度の量を付着させることができる。従って、白金族元素の注入量を低減させることが可能である。
【００４５】
また、白金族元素イオン等溶液を原子炉炉水に注入する前に、予め白金族元素の付着速度を増加させる効果があるマグネシウムイオン等溶液を原子炉炉水に注入することもできる。これにより、白金族元素の炉内構造物への付着速度を増加させることが可能である。従って、白金族元素の付着期間を短縮することができ、白金族元素の注入量を低減させることができる。
【００４６】
本第２実施例では、原子炉停止時に、白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液を注入した。原子炉停止時に上記工程を行うと、燃料被覆管が異常腐食を起こすことがないので、従って燃料への悪影響を小さくすることができる。
【００４７】
（第３実施例）
以下、本発明の第３の実施例を説明する。本第３実施例は、原子炉起動時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液及び白金族元素の付着速度を減少させるストロンチウムイオン溶液を注入する実施例である。白金族元素を付着処理し、水素注入を行うまでの手順を図６に示す。
【００４８】
（１）：プラント起動操作１
制御棒の引き抜き、再循環ポンプ１４の流量調整及びタービンバイパス弁３２の調整により、所定の温度になるまで昇温する。所定の温度になったら、再循環ポンプ１４及び炉水浄化系ポンプ２０を動かしたままその温度を維持する。炉水温度は図２より、白金族元素の付着速度を増加させるため８０〜２４０℃が好ましい。より好ましくは１４０〜１８０℃である。
【００４９】
（２）：付着処理操作
「付着処理操作」は、第１実施例と同様であるので省略する。
【００５０】
（３）：プラント起動操作２
制御棒の引き抜き，再循環ポンプ１４の流量調整，タービンバイパス弁３２の調整，給水ポンプ５の起動，主蒸気弁３１の開によりプラントを再起動する。
【００５１】
（４）：水素注入
再起動後、水素注入を実施する。「水素注入」は実施例１と同じであるので省略する。
【００５２】
原子炉起動時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液及び白金族元素の付着速度を減少させるストロンチウムイオン溶液を注入することにより、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を所望の速度に増加させることができる。これにより、白金族元素の付着期間を短縮することができる。
【００５３】
本第３実施例では、白金族元素の濃度を１００〜３００ｐｐｂ　程度に調整するのが望ましいとした。しかし、付着量は濃度と付着速度の積を時間で積分した量であるので、マグネシウムイオンの注入により付着させる白金属元素及び白金族元素化合物の付着速度をα倍に増加させる一方で、注入する白金族元素イオン及び白金属元素化合物イオンの濃度を１／αに減らしても、付着速度を増加させるマグネシウムイオンを注入せず白金属元素及び白金族元素化合物単独で付着させる場合と比較して、同程度の時間で同程度の量を付着させることができる。従って、白金族元素の注入量を低減させることが可能である。
【００５４】
また、白金族元素イオン等溶液を原子炉炉水に注入する前に、予め白金族元素の付着速度を増加させる効果があるマグネシウムイオン等溶液を原子炉炉水に注入することもできる。これにより、白金族元素の炉内構造物への付着速度を増加させることが可能である。従って、白金族元素の付着期間を短縮することができ、白金族元素の注入量を低減させることができる。
【００５５】
（第４実施例）
以下、本発明の第４の実施例を説明する。本第４実施例は、原子炉起動時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液を注入する実施例である。
【００５６】
（１）：プラント起動操作１
「プラント起動操作１」は、第３実施例と同様であるので省略する。
【００５７】
（２）：付着処理操作
「付着処理操作」は、第２実施例と同様であるので省略する。
【００５８】
（３）：プラント起動操作２
「プラント起動操作３」は第３実施例と同様であるので省略する。
【００５９】
（４）：水素注入
再起動後、水素注入を実施する。「水素注入」は、第３実施例と同じである。
【００６０】
原子炉起動時に白金族元素化合物の付着処理を行うに際し、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させるマグネシウムイオン溶液を注入することにより、炉内構造物表面への白金族元素化合物の付着速度を増加させることができる。これにより、白金族元素の付着期間を短縮することができる。
【００６１】
本第４実施例では、白金族元素の濃度を１００〜３００ｐｐｂ　程度に調整するのが望ましいとした。しかし、付着量は濃度と付着速度の積を時間で積分した量であるので、マグネシウムイオンの注入により付着させる白金属元素及び白金族元素化合物の付着速度をα倍に増加させる一方で、注入する白金族元素イオン及び白金属元素化合物イオンの濃度を１／αに減らしても、付着速度を増加させるマグネシウムイオンを注入せず白金属元素及び白金族元素化合物単独で付着させる場合と比較して、同程度の時間で同程度の量を付着させることができる。従って、白金族元素の注入量を低減させることが可能である。
【００６２】
上記各実施例では、「白金族元素注入工程」の後に、「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」又は「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」及び「付着速度を減少させる卑金属元素イオン等注入工程」を行った。これにより、炉内構造物への白金族元素の付着速度が実験結果及び数値解析等から得られた所望の範囲内とすることができる。また、「白金族元素注入工程」前に、「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」を行うこともできる。これにより、「白金族元素注入工程」時から白金族元素の炉内構造物への付着速度を増加させることが可能である。従って、白金族元素の付着期間を短縮することができ、白金族元素の注入量を低減させることができる。
【００６３】
上記各実施例では、白金族元素の付着速度を増加させる効果のある卑金属元素イオン等溶液としてマグネシウムイオン溶液を用いたが、マグネシウムイオン溶液及びマグネシウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを注入しても白金族元素の炉内構造物への付着速度を増加させることができる。また、白金族元素の付着速度を減少させる効果のある卑金属元素イオン等溶液としてストロンチウムイオン溶液を用いたが、ストロンチウムイオン溶液，ストロンチウムを含む化合物イオン溶液，バリウムイオン溶液及びバリウムを含む化合物イオン溶液のうち少なくとも何れかを注入することにより白金族元素の炉内構造物への付着速度を減少させることができる。
【００６４】
上記各実施例では付着させる白金族元素として白金を用いたが、ルテニウム，ロジウム，パラジウム，オスミウム，イリジウムを用いてもよい。また、ＳＣＣ感受性を増大させる可能性の小さい試薬が望ましく、白金を含む化合物としては、上記実施例で用いたＮａ２［Ｐｔ（ＯＨ）６］以外にも、［Ｐｔ（ＮＨ３）４］（ＮＯ３）２，Ｋ２［Ｐｔ（Ｃ２Ｏ４）２］，Ｋ２［Ｐｔ（ＮＯ２）４］，［Ｐｔ（ＮＨ３）４］（ＯＨ）２，［Ｐｔ（ＮＨ３）４］ＣＯ３，［Ｐｔ（ＮＨ３）４］（ＣＨ３ＣＯＯ）２等を用いてもよい。卑金属元素としては硝酸塩やぎ酸塩，シュウ酸塩を用いてもよい。
【００６５】
上記各実施例の「白金族元素注入工程」により、水素と酸素及び過酸化水素との水生成反応を加速させる作用のある白金族元素の触媒層を炉内構造物表面に付与（形成）することにより、水素注入効果を向上させることができる。上記実施例の「付着速度を増加させる卑金属元素イオン等溶液注入工程」及び「付着速度を減少させる卑金属元素イオン等注入工程」を適切に組み合わせることにより、白金族元素の付着速度を増加させることができる。従って、上記実施例の「水素注入工程」により、主蒸気線量率の増加を最小限に抑えつつ白金族元素の付着処理期間を短縮して、炉内構造物のＥＣＰを低下させることができ、ＳＣＣの発生及び進展を抑制することができる。
【００６６】
【発明の効果】
白金族元素の付着速度を増加させる卑金属元素イオン等を注入することにより、原子炉炉水中の白金族元素の炉内構造物への付着速度を増加することができる。従って、付着処理期間を短縮させることができる。
【００６７】
また、白金族元素の付着速度を増加させる卑金属元素イオン等を注入することにより、原子炉炉水の白金族元素濃度を低くしても、効率よく白金族元素を原子炉炉内構造物に付着させることができ、白金族元素注入量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の操作手順を示す図。
【図２】パラジウムの付着速度に及ぼす水温の影響を示す図。
【図３】白金付着速度に及ぼす卑金属注入の影響を示す図。
【図４】本発明を適用するプラント構成を示す図。
【図５】本発明の薬液注入装置の構成図。
【図６】本発明の第３の実施例の操作手順を示す図。
【符号の説明】
１…復水系配管、７…給水系配管、９…主蒸気系配管、１０…タービン、１２…炉水浄化系配管、１３…再循環系配管、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ…水質モニター、１０３…薬液注入装置、１０４…炉水サンプリング装置、１０６…試験片浸漬装置、１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…薬液タンク。
【図１】
2004045114.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004045114.tif 000006
【図５】
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【図６】
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