(57)【要約】【課題】　ＢＷＲの給水内の鉄レベルを制御する方法を提供する。【解決手段】　この方法においては、鉄含有犠牲電極（２４）が、給水内に所望の鉄レベルが得られる率で該電極の給水による溶解を生じさせるように、該給水と接触した状態に置かれる。給水は、電極（２４）の上流の調整処理ステージ（１８）内に導入されて、０．０５６から１ｕＳ／ｃｍ未満までの導電率が得られる。また、鉄レベルが、１ｐｐｂ±０．５ｐｐｂであることが好ましい。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢＷＲの給水内の鉄レベルを制御する方法であって、前記給水と接触する鉄含有犠牲電極（２４）を設ける段階と、前記給水内に所望の鉄レベルが得られる率で前記電極（２４）の溶解を生じさせる段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ＢＷＲの給水内の鉄レベルを増大させる方法であって、前記給水と接触する鉄含有犠牲電極（２４）を設ける段階と、前記給水内に所望の鉄レベルが得られる率で前記電極の溶解を生じさせる段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記鉄レベルが、１ｐｐｂ±０．５ｐｐｂであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記給水が、前記電極（２４）の上流の調整処理ステージ（１８）内に導入されて、０．０５６から１ｕＳ／ｃｍ未満までの導電率が得られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記調整処理ステージ（１８）が、亜鉛注入ペレット容器（４０）を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記調整処理ステージ（１８）が、水素と酸素とを再結合させて還元環境を作り出すための触媒表面を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記鉄含有犠牲電極（２４）が、電極容器（２２）内に納められていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項８】
前記電極が、制御可能なＤＣ電源（２６）により制御されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記給水が、前記調整処理ステージ（１８）及び前記電極容器（２２）を通して循環されて、前記ＢＷＲに環流することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、一般的に原子炉内における給水の化学物質の制御に関する。より具体的には、本発明は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の給水内の鉄濃度を制御するために、電流又は還元環境により制御される腐食率で犠牲電極／プレートを用いることに関する。
【背景技術】
【０００２】
　一般的に、ＢＷＲ給水内の鉄濃度は、典型的には１ｐｐｂ±０．５ｐｐｂＦｅの範囲内のような低いレベルに維持されることが望ましい。これまで、このような低いレベルに維持することは、凝縮物浄化システムを改良すること並びに復水器、給水配管及び熱交換器内の炭素鋼腐食を減少させることにより達成されてきた。一部のプラントでは、非常に効果的であり、現在では最適レベルの１ｐｐｂ±０．５ｐｐｂＦｅより低いレベルを有する。典型的なプラントにおける総鉄量は、１年につきおよそ１００Ｌｂｍ（ポンド質量／分）である。
【０００３】
　これまで、最適の鉄レベルは、給水流れ内に鉄を注入することにより達成されてきた。溶解性鉄又は鉄粒子を有する溶液を直接注入することが、提案されてきた。しかしながら、これらの解決方法は、一般的に能動ポンプ圧送方法を必要とし、その複雑さと信頼性の欠如のためにＢＷＲでの使用は受け入れられなかった。
【０００４】
　別の解決方法は、最終給水ポンプの周りに温水を再循環させる受動ペレット溶解システムを用いることであった。これもまた、受け入れられなかった。
【０００５】
　更に別の提案は、鉄ペレット又は亜鉛−鉄化合物として亜鉛システム内に鉄を組み入れることであった。この方法ついての潜在的な問題点は、亜鉛システムにおいては、亜鉛又は鉄のどちらか一方のみが制御可能になることである。受け入れ可能な制御の場合、プラントは、両方の化合物の独立した制御を行うことができなければならない。
【０００６】
　一部のプラントでは、凝縮物浄化システムのバイパス流を用いて、給水の鉄レベルを高めてきた。しかしながら、この方法は、望ましくない化学物質が凝縮物浄化システムをバイパスするのを許すので、受け入れられる解決方法ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　本発明により、犠牲電極からの溶解率を例えば電流により又は還元環境によって制御することで、ＢＷＲにおける給水の鉄レベルを制御することが可能であることが、今や明らかになった。本発明の利点は、比較的に簡単なシステム及び制御技術を用いることによって、付属の容器、溶液ポンプ及びシールを備える外部操作式溶液注入システムに関連する問題点を最少にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　１つの態様では、本発明は、ＢＷＲの給水内の鉄レベルを制御する方法を提供し、該方法は、給水を鉄含有犠牲電極と接触させる段階と、給水内に所望の鉄レベルが得られる率で電極の溶解を生じさせる段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
　ここでは、本発明を、添付する図面と関連させて、より詳細に説明する。
【００１０】
　図１を参照すると、本発明の方法を実施するためのシステムの概略図が示されている。このシステムは、給水を復水器４から管路６及び８に沿って容器１０までポンプ圧送する給水ポンプ２を含む。以後においては説明の目的で、容器としてＢＷＲ(沸騰水型原子炉)について述べることにする。しかしながら、本出願の発明は、それに限定するのではないが、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）を含む、鉄を水の中に導入することを必要とする他のシステムにおいても用いることができることを理解されたい。
【００１１】
　給水は、位置１２において管路８から引き出され、弁１４を介して管路１６に沿って調整処理ステージ１８に至る。引き出される水の量（ガロン／分で測定される）は、効率、電極の表面積、電流、導電率、溶存酸素、溶解度等に応じて定まり、これらは、当該技術で公知の方法により計算される。亜鉛スキッド流量が、２０から１００ｇｐｍまでになっているか。このうちのほんの一部、１ｇｐｍかその程度が用いられることになる。また、ここで調整処理ステージ１８の構造の詳細も追加して説明する必要があろう。亜鉛注入スキッドとする場合もある。また、ｐｐｂより低い溶存酸素を再結合して腐食を増進させることも考慮する。導電率は、化学物質の添加によって又はどんなものであるにせよ亜鉛スキッド出力によって、ステージ１８内で調整される。電極プレート間の導電率は、プレートを腐食して充分な可溶性鉄イオンを供給するのに充分な電流を通すのに充分でなければならない。間隔と導電率とが重要である。亜鉛注入溶液には、充分な導電率を持たせるか、或いは化学物質を添加して充分な導電率を持たせることができる。この後者の方法の場合には、入力全体が給水の性質に影響を及ぼさないように、システムを小規模にすることが必要である。
【００１２】
　０．０５６から１ｕＳ／ｃｍ未満（＜１ｕＳ／ｃｍ）までの導電率を有する調整処理ステージ１８からの調整された水は、鉄含有犠牲電極２４を備えた電極容器２２に管路２０を通して供給される。電極は、近接されており、プレート、ワイヤ、チューブのような任意の設計とすることができる。容器２２は、犠牲電極２４に対向する電極として機能するか、又は別の電極プレートになり得る。電極装置は、制御可能なＤＣ電源２６により電力を供給され、該ＤＣ電源２６は、電位低下及び過電圧を克服するのに必要な電圧を供給して反応電流を発生させる。電極装置への電力は、鉄含有電極の溶解率を、従って給水内に導入される鉄の濃度を制御するために、２８において遠隔制御される。追加の鉄を含む水は、３０において電極容器から流出し、管路３２に沿って供給されて、給水ポンプ２の上流の弁３６を介して流入位置３４に至る。バルブ又はオリフィスのような圧力放出装置が、流れ３８内に設けられて、容器２２を通る駆動圧力を発生させる。バイパス管路３８が、管路２０と管路３２との間に設けられて、水が、電極容器２２内での処理を受けることなく調整処理ステージ１８から再循環するのを可能にする。このようにして、鉄が追加されてない状態の調整処理された水が、３０において電極容器を流出する追加された鉄を含む水と混合されて、流入位置３４で管路６内に再び導入されるときの水の中の鉄の濃度を制御する。調整処理１８が電極容器の２２ためだけのものである場合には、管路３８を必要としない場合がある。
【００１３】
　給水の導電率が低いと、電極容器を給水だけで作動させるのが困難になる場合がある。これに対処するために、例えば水素発生器において使用されている固体電解膜ような固体電解膜を使用することができ、この膜は容器に取付けられ、また犠牲電極は給水(主流又は側流給水)と接触する状態で反対側の場所に取付けられる。これに代えて、低導電率は、狭い電極間隙を用いることで克服することもできる。多孔質の犠牲電極を使用して、この点に役立てることができる。固体電解膜により、水酸化ナトリウム等のような液体化学物質を用いることなく、全体にわたってのイオン移動が可能になる。これらは、両側に純水のみがある状態で水素／酸素発生器において用いられている。
【００１４】
　図２は、図１におけるステージ１８に置き換えられる、亜鉛注入ペレットを利用する第１の別の調整処理ステージ４０を示す。亜鉛スキッドは、温度及び流量により定まる率で溶解する酸化亜鉛ペレットのベッドである。電極の溶解についての３つの改善は、化学物質で導電率を増大させること、亜鉛のような現用の注入化学物質を利用すること、及び腐食を増進させるために酸素濃度を低下させることである。１つ、２つ又は３つ全てを用いて、所望の鉄注入率を生じさせることができる。一般的に０．０６から０．１ｕＳ／ｃｍまでの低導電率の水が、このステージの上流側に流入し、一般的に１ｕＳ／ｃｍより大きい（＞１ｕＳ／ｃｍ）、より高い導電率の状態で電極容器２２内に流出する。
【００１５】
　図３は、白金、パラジウム、ロジウム等のような貴金属を有する大きい表面積の触媒表面を含む第2の別の調整処理ステージ４２を示す。また、酸素に対する水素のモル比を２より大きく（＞２）増大させ、このモル比により酸素と過剰水素とを再結合させそれによって鉄還元環境を作り出すために、水素注入が必要となることになる。この構成では、入ってくる流れ４６は、ＨＷＣ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：水素注入）工程の間に通常得られる過剰水素を含み、また出力４８は、ゼロに至るまでの極めて低い酸素濃度を含む。亜鉛又は化学物質注入を用いて、極めて低い酸素の利点と共に導電率を上昇させることが必要となる場合がある。
【００１６】
　別の解決方法は、側流内に還元／腐食環境（酸素がほぼゼロの）を作り出し、流れ制御及び／又は電位調整により鉄注入を制御することであると考えられる。酸素を２未満から５ｐｐｂの範囲に減少させることで、鉄腐食が増大して溶解性イオン化学形態を生じる。これは、ＨＷＣ及び触媒上流表面により達成することができる。この低酸素濃度は、Ｎｏｂｌｅｃｈｅｍが適用された後のＢＷＲサンプル管路内に認められた。多孔質の犠牲電極を使用することにより、溶解が向上する。これは、プラントが、腐食及びトラッキングを軽減させるために、ＨＷＣの水素を注入されている又は貴金属が用いられている期間の間は受動的であろう。
【００１７】
　更に別の解決方法は、受動鉄表面／容器に至る触媒再結合装置の上流の供給管路内に水素を注入することであると考えられる。多孔質ペレットを、亜鉛容器と独立してではあるが可能性として同じスキッド上に用いることができる。
【００１８】
　本発明を、現在最も実用的かつ例示的な実施形態であると考えられるものに関して説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものはなく、また、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の方法を実施するためのシステムの概略図。
【図２】第１の別の調整処理ステージを示す図。
【図３】第２の別の調整処理ステージを示す図。
【符号の説明】
【００２０】
　２　給水ポンプ
　４　復水器
　６、８、１０、１６、２０、３２　管路
　１４、３６　弁
　１８　調整処理ステージ
　２２　電極容器
　２４　犠牲電極
　２６　制御可能なＤＣ電源
　３４　流入位置
　３８　バイパス管路
【図１】
2004125793.tif 000003
【図２】
2004125793.tif 000004
【図３】
2004125793.tif 000005