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JPH06103356B2 - Reactor feedwater iron injection facility for boiling water nuclear power plant - Google Patents

Reactor feedwater iron injection facility for boiling water nuclear power plant

Info

Publication number
JPH06103356B2
JPH06103356B2 JP2122043A JP12204390A JPH06103356B2 JP H06103356 B2 JPH06103356 B2 JP H06103356B2 JP 2122043 A JP2122043 A JP 2122043A JP 12204390 A JP12204390 A JP 12204390A JP H06103356 B2 JPH06103356 B2 JP H06103356B2
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JP
Japan
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water
iron
tank
reactor
injection
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Application number
JP2122043A
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Japanese (ja)
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JPH0416795A (en
Inventor
元浩 会沢
一郎 片岡
克己 大角
彰 市村
俊雄 沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH06103356B2 publication Critical patent/JPH06103356B2/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Landscapes

  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は沸騰水型原子力発電プラントにおいて炉水中の
放射能濃度を低減するために給水中の鉄濃度を電解鉄の
注入によりコントロールするための電解鉄注入設備を実
際のプラントに適用するに最適なものとするための改良
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention is for controlling the iron concentration in feed water by injecting electrolytic iron in a boiling water nuclear power plant in order to reduce the radioactivity concentration in the reactor water. The present invention relates to improvement for making electrolytic iron injection equipment optimal for application to an actual plant.

[従来の技術] 一般に、沸騰水型原子力発電プラントの例えば配管、ポ
ンプ、熱交換器等の構成材料からは金属イオン成分や不
溶解性成分(クラッド)等の腐食生成物が溶出する(本
明細書ではこれら金属イオン成分およびクラッドの両方
とも腐食生成物という)。復水浄化装置上流側のタービ
ン系で発生した腐食生成物の大部分は復水浄化装置(復
水ろ過装置および復水脱塩装置)で除去されるが、復水
浄化装置下流側の給水系で発生する腐食生成物は浄化さ
れずに原子炉内に流入する。
[Prior Art] Generally, corrosion products such as metal ion components and insoluble components (clads) are eluted from constituent materials such as pipes, pumps and heat exchangers of boiling water nuclear power plants (this specification). In the book, both the metal ion component and the clad are referred to as corrosion products). Most of the corrosion products generated in the turbine system upstream of the condensate purification device are removed by the condensate purification device (condensate filtration device and condensate desalination device), but the water supply system downstream of the condensate purification device. Corrosion products generated in the process flow into the reactor without being purified.

原子炉内に持込まれた腐食生成物は燃料表面で起る冷却
水の沸騰蒸発現象に伴い燃料表面に付着蓄積される。燃
料表面に付着した腐食生成物の一部は中性子照射を受
け、放射性物質となる。例えば、NiやCoなどの腐食生成
物は中性子照射によって58Coや60Coなどの長半減期を有
する放射性物質になる。燃料棒に付着して放射性を帯び
るようになった腐食生成物の一部は、再び冷却水中(原
子炉水中)に溶出あるいは離脱して、原子炉水を循環さ
せる原子炉冷却材再循環系あるいは原子炉水中の不純物
の一部を浄化している原子炉水浄化系の機器・配管内面
に付着蓄積して放射線源となる。
The corrosion products brought into the reactor are deposited and accumulated on the fuel surface due to the boiling evaporation phenomenon of cooling water occurring on the fuel surface. Some of the corrosion products attached to the fuel surface are irradiated with neutrons and become radioactive substances. For example, corrosion products such as Ni and Co become radioactive substances with a long half-life such as 58 Co and 60 Co by neutron irradiation. Some of the corrosion products that have become radioactive due to the adhesion to the fuel rods are eluted or released again into the cooling water (reactor water) to circulate the reactor water. It becomes a radiation source by accumulating and accumulating on the inner surface of the equipment and piping of the reactor water purification system that purifies some of the impurities in the reactor water.

原子炉水中の放射性物質濃度が高くなると、上記構成材
料の内面に付着蓄積する放射性物質量が増加し、機器配
管の放射線量が高くなる。その結果、機器・配管の点検
等の作業を行う場合従事者の受ける線量も増加すること
になる。
When the concentration of radioactive material in the reactor water increases, the amount of radioactive material that adheres and accumulates on the inner surface of the above-mentioned constituent materials increases, and the amount of radiation in the equipment piping increases. As a result, the dose received by workers when conducting inspections of equipment and piping will also increase.

従って、原子炉水中の放射性物質濃度を可能な限り低く
維持した状態でプラントを運転する技術の開発が行なわ
れ、適用されてきている。
Therefore, a technique for operating a plant while keeping the radioactive substance concentration in the reactor water as low as possible has been developed and applied.

その1例としては、腐食生成物の大部分を占めるFeの発
生量を低減するために、従来の炭素鋼配管に替えて低合
金鋼あるいは耐候性鋼等の腐食生成物の発生量が少い材
料を使用することが行われている。さらに、発生した腐
食生成物を効果的に除去するため復水浄化装置をろ過器
と脱塩器とを組合せた二重式としている。
As one example, in order to reduce the amount of Fe generated, which accounts for the majority of corrosion products, the amount of corrosion products such as low alloy steel or weathering steel is reduced in place of conventional carbon steel pipes. The use of materials is done. Furthermore, in order to effectively remove the generated corrosion products, the condensate purification device is a double type that combines a filter and a desalting device.

又、新たに発生した腐食生成物を浄化できない復水浄化
装置下流の給水系では冷却水中に酸素ガスを注入し共存
させることによって、材料表面に腐食抑制効果を持つ保
護皮膜を形成させ、腐食生成物の発生を抑制している。
In addition, in the water supply system downstream of the condensate purification device that cannot purify the newly generated corrosion products, oxygen gas is injected into the cooling water to make them coexist, forming a protective film with a corrosion suppression effect on the material surface, and generating corrosion. It suppresses the generation of objects.

一方、59Coの含有量の少い材料を使い、長半減期該種で
ある60Coの発生量を低減する対策も採用されている。
On the other hand, a measure to reduce the amount of 60 Co, which is a species with a long half-life, by using a material with a low content of 59 Co is also adopted.

この様な腐食生成物の低減対策を採用したプラントでは
原子炉内に流入する腐食生成物の量を減少させることが
できたが、原子炉水中の放射性物質濃度は従来より高い
レベルで安定化する現象が見られた。
In a plant that adopted such measures to reduce corrosion products, the amount of corrosion products flowing into the reactor could be reduced, but the radioactive material concentration in the reactor water will be stabilized at a higher level than before. A phenomenon was seen.

この要因を検討した結果、復水浄化装置の下流側に在る
ステンレス鋼製の給水ヒータチューブあるいはステンレ
ス鋼、インコネル材を使用している原子炉内構造材から
発生するNiおよびCoの量に対してFe腐食生成物量が大き
く減少していることが要因と考えられた。又、前述の復
水浄化装置の一部バイパス運転を行い、給水中の鉄濃度
を増加させた結果原子炉水中の放射性物質濃度が低下
し、上記推定が正しかったことが立証された。そこで、
給水中のFe濃度を、給水ヒータチューブおよび原子炉内
構造物から発生するNiおよびCoの発生量に応じてコント
ロールする方法が現在適用されている(例えば日立評論
vol70,No.4(1988),p417〜419参照)。
As a result of investigating this factor, the amount of Ni and Co generated from the stainless steel feedwater heater tube located downstream of the condensate purification device or stainless steel, and the structural material inside the reactor using Inconel material It is considered that the reason is that the amount of Fe corrosion products is greatly reduced. Further, it was proved that the above estimation was correct because the concentration of radioactive substances in the reactor water decreased as a result of increasing the iron concentration in the feed water by performing the partial bypass operation of the condensate purification device described above. Therefore,
A method of controlling the Fe concentration in the feed water according to the amounts of Ni and Co generated from the feed water heater tube and the reactor internal structure is currently applied (eg Hitachi review).
vol70, No. 4 (1988), p417-419).

給水中のFe濃度をコントロールする1つの方法は前述の
復水浄化装置の一部バイパス運転であるが、この場合、
ろ過器と脱塩器とからなる二重化した復水浄化装置のう
ちバイパスできるのはろ過器のみである。これは、万一
復水浄化装置上流側の復水器の冷却管が破損した場合、
冷却水として使用している海水が原子炉水中に混じるこ
とを防止する必要上、万一の場合にそなえて復水脱塩器
のバイパス運転は好ましくないためである。従って、復
水浄化装置のバイパス運転による給水中Fe濃度のコント
ロールは上流側のろ過器のみのバイパス運転となり、下
流側に設置している脱塩器を介した運転となる。この場
合、給水中のFe濃度のコントロール性はバイパスできな
い脱塩器の除鉄性能変化に依存し、濃度コントロールが
むずかしいという問題がある。
One method of controlling the Fe concentration in the feed water is the partial bypass operation of the condensate purification device described above. In this case,
Of the dual condensate purification devices consisting of a filter and a demineralizer, only the filter can be bypassed. If the cooling pipe of the condenser on the upstream side of the condensate purification device is damaged,
This is because it is necessary to prevent the seawater used as cooling water from mixing with the reactor water, and in case of emergency, bypass operation of the condensate demineralizer is not preferable. Therefore, control of the Fe concentration in the feed water by bypass operation of the condensate purification device is bypass operation of only the upstream filter, and operation is via the desalinator installed downstream. In this case, the controllability of the Fe concentration in the feed water depends on the change in the iron removal performance of the desalting device that cannot be bypassed, and there is a problem that the concentration control is difficult.

給水中のFe濃度をコントロールする他の方法として、給
水中に直接Feを注入する方法が考えられ採用されてきて
いる。この給水中への鉄注入のための鉄イオン生成装置
として公開特許公報昭62-226099号に示されている装置
の概要を第2図によって説明する。
As another method for controlling the Fe concentration in the feed water, a method of directly injecting Fe into the feed water has been considered and adopted. An outline of an apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-226099 as an iron ion generating apparatus for injecting iron into the water supply will be described with reference to FIG.

装置は、CO2ガス圧入源水槽1、鉄板電極電解槽2、CO2
放散器3で構成される。CO2ガス圧入源水槽1は下部にC
O2ガスを注入できるノズル4を備えている。鉄板電極電
解槽2には純度の高い鉄板5を複数枚並列に設置してあ
り、下部には不活性ガス(N2又はAr)を送入できるノズ
ル6を備えている。CO2放散器3は下部にCO2ガスを放散
させるために不活性ガス(N2又はAr)を送入できるノズ
ル7を備えている。まず、入口管1′からCO2圧入源水
槽1に供給した予め脱気された純水、あるいは、通常の
純水にCO2ガスをノズル4でバブリングして純水にCO2
スを吸収する。吸収量はCO2ガスの分圧に比例するので
所定量のCO2ガス量に応じて槽内のCO2ガス分圧を調整す
る。CO2吸収して導電率が大きくなった純水は次の電解
槽2に入る。ここで導電率が大きくなつた上記純水を電
極間に流すことにより低い印加電圧でFeイオンを溶出す
ることができる。Fe溶出と同時に電極に皮膜が形成され
る恐れがあるので電極の極性は定期的に反転できるよう
に外部直流電源で操作する。さらに電極下部のノズル6
からN2,Ar等のガスを吹き込み、電解時のO2ガスのスト
リッピングと電極への付着物の除去をする。なお、鉄板
電極の配置は両端に直流電源を結線する複極方式でも各
電極に電源を接続する単極方式でもよい。この選択は液
の導電率が高い場合には前者がよい。
The equipment is CO 2 gas injection source water tank 1, iron plate electrode electrolysis tank 2, CO 2
It is composed of the diffuser 3. CO 2 gas injection source water tank 1 has C at the bottom
A nozzle 4 capable of injecting O 2 gas is provided. A plurality of iron plates 5 having high purity are installed in parallel in the iron plate electrode electrolyzer 2, and a nozzle 6 capable of feeding an inert gas (N 2 or Ar) is provided in the lower part. The CO 2 diffuser 3 is provided with a nozzle 7 at the bottom thereof, which can feed an inert gas (N 2 or Ar) to diffuse the CO 2 gas. First, CO 2 gas is bubbled through the nozzle 4 into previously degassed pure water supplied to the CO 2 injection source water tank 1 from the inlet pipe 1 ′ or normal pure water so that the pure water absorbs CO 2 gas. . Absorption adjusts the CO 2 gas partial pressure in the vessel in accordance with the CO 2 gas of a predetermined amount is proportional to the partial pressure of CO 2 gas. Pure water, which has absorbed CO 2 and has increased conductivity, enters the next electrolytic cell 2. The Fe ions can be eluted at a low applied voltage by flowing the pure water having a high conductivity between the electrodes. Since a film may be formed on the electrode at the same time as Fe elution, the polarity of the electrode is controlled by an external DC power supply so that it can be periodically reversed. Furthermore, the nozzle 6 under the electrode
A gas such as N 2 or Ar is blown in to strip the O 2 gas during electrolysis and remove the deposits on the electrode. The arrangement of the iron plate electrodes may be a double pole system in which a DC power source is connected to both ends or a single pole system in which a power source is connected to each electrode. The former is preferable for this selection when the conductivity of the liquid is high.

電解槽2で生成したCO2ガスを含有したFeイオン含有水
は次のCO2放散器でN2,Ar等のガスでCO2ガスを放散す
る。CO2放散とともに液のpHが上昇してFeイオンは水酸
化鉄の沈殿を促進することがある。これはFeイオンの中
でFe3+イオンが沈殿物として生成するためである。
Fe ion-containing water containing CO 2 gas generated in the electrolytic tank 2 to dissipate the CO 2 gas in the gas N 2, Ar or the like in the following CO 2 dissipator. The pH of the liquid rises with CO 2 emission, and Fe ions may promote the precipitation of iron hydroxide. This is because Fe 3+ ions are generated as a precipitate in Fe ions.

この装置と操作により、純水中に鉄イオンを溶解した液
を生成し、出口管3′から送出することができる。
By this device and operation, a liquid in which iron ions are dissolved in pure water can be generated and delivered from the outlet pipe 3 '.

[発明が解決しようとする課題] 特開昭62-226099号に示した前記の電解鉄イオン生成装
置を実際のプラントに給水鉄注入装置として適用するた
めには、実際のプラントにある既存設備との接続条件、
長期の運転保守に必要な設備あるいは鉄注入装置および
プラントの安全性を維持するための設備が不足してお
り、具体的には下記の課題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In order to apply the electrolytic iron ion generator described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-226099 to an actual plant as a feed water iron injection device, it is necessary to use an existing facility in the actual plant. Connection conditions,
There is a shortage of equipment necessary for long-term operation and maintenance, or equipment for maintaining the safety of the iron injection device and the plant, and specifically, there are the following problems.

課題の第1: 発明者らが行った実プラント条件を模擬した電解イオン
鉄の注入試験の結果を第3図に示す。横軸は復水浄化装
置と給水加熱器との間から注入した鉄注入濃度、縦軸は
原子炉給水入口での鉄分析値を示している。この図の黒
丸付きグラフで示すように電解鉄イオン状で給水中に注
入すると、注入配管および注入点以降の配管部にイオン
状鉄が付着してしまい、注入効率が約30%と低く、十分
でないことが確認された。従って、注入効率を向上させ
安定な注入運転ができる設備にする必要がある。
Issue 1: Figure 3 shows the results of an electrolytic ionic iron implantation test that simulated the actual plant conditions conducted by the inventors. The horizontal axis shows the iron injection concentration injected from between the condensate purification device and the feed water heater, and the vertical axis shows the iron analysis value at the reactor feed water inlet. As shown by the black circled graph in this figure, when injected into the feed water in the form of electrolytic iron ions, ionic iron adheres to the injection pipe and the pipe part after the injection point, and the injection efficiency is low at about 30%, It was confirmed that it was not. Therefore, it is necessary to improve the injection efficiency and provide a facility that enables stable injection operation.

課題の第2: 電解液の水源として実際のプラントの場合は屋外タンク
にある貯蔵水を使用することとなり、季節によって温度
変化が生じる。電解液の温度変化は電解液の導電率に影
響し、特に液温の低下は電解効率の低下をもたらす。従
って長期に亘り安定した運転を行うためには電解液の温
度を一定に保つ必要がある。
Second issue: In the case of an actual plant, the stored water in an outdoor tank will be used as the water source for the electrolyte, and the temperature will change depending on the season. A change in the temperature of the electrolytic solution affects the conductivity of the electrolytic solution, and in particular, a decrease in the solution temperature causes a decrease in electrolytic efficiency. Therefore, in order to perform stable operation for a long period of time, it is necessary to keep the temperature of the electrolytic solution constant.

課題の第3: 給水鉄注入装置への給水水量と該装置から出て行く注入
水量とのバランス(第2図で云えば1′への供給水量と
3′から出て行く水量とのバランス)を考えた場合、第
3図に示したように注入鉄は注入配管内面に付着する傾
向があるので注入配管の抵抗が経時的に大きくなり、給
水鉄注入装置への供給水量が過剰となる可能性がある。
又、逆に給水鉄注入装置への供給水量が不足となった場
合には電解槽の水位が低下し、電解効率の低下を来た
し、あるいは、空気の混入した水を原子炉給水系に注入
する恐れが生じ、プラントの運転に支障を来たす。従っ
て長期の安定運転のためには、給水鉄注入装置に入る供
給水とそこから出る注入水のバランスを保つ必要があ
る。
Problem No. 3: Balance between the amount of water supplied to the feed iron injection device and the amount of water injected from the device (the balance between the amount of water supplied to 1'and the amount of water discharged from 3'in Fig. 2) In consideration of the above, as shown in FIG. 3, the injected iron tends to adhere to the inner surface of the injection pipe, so the resistance of the injection pipe increases over time, and the amount of water supplied to the iron injection device may become excessive. There is a nature.
On the contrary, when the amount of water supplied to the feed water iron injection device becomes insufficient, the water level in the electrolysis cell lowers, resulting in a decrease in electrolysis efficiency, or injecting water containing air into the reactor water supply system. Fear may occur and interfere with plant operation. Therefore, for long-term stable operation, it is necessary to maintain a balance between the feed water entering the feed water iron injecting device and the inject water exiting therefrom.

課題の第4: 夜間の運転および休日等の連続運転を行うためには、万
一の設備異常の場合においても安全に運転できるか又は
設備の停止を自動的に行うことができる様にする必要が
ある。
Problem No. 4: In order to perform nighttime operation and continuous operation such as holidays, it is necessary to be able to operate safely even in the unlikely event of equipment failure or to automatically stop equipment. There is.

本発明は上記の課題を解決し、実際のプラントに適用す
るのに好適な原子炉給水鉄注入設備を提供することを目
的とするものである。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a reactor feedwater iron injection facility suitable for being applied to an actual plant.

[課題を解決するための手段] 給水鉄注入装置を実際のプラントに適用可能な設備とす
るために本発明で工夫した内容を以下に示す。
[Means for Solving the Problems] The contents devised in the present invention in order to make the feedwater iron injection device applicable to an actual plant are shown below.

第1の課題である注入効率の向上を図るためには下記の
解決手段を採用する。すなわち、発明者らの行なった第
3図に示した模擬試験の結果によれば、同図の白丸付き
グラフで示すように、電解で生成した鉄イオンを含む電
解質中に酸素ガスを吹き込んでこれを酸化物あるいは水
酸化物として固形物化(すなわちクラッド化)したもの
を注入すると注入効率は約80%まで上昇することを確認
した。これは鉄イオンに比べ鉄クラッドとすることによ
って鉄が安定化する等の効果によるものと推定される。
In order to improve the injection efficiency, which is the first problem, the following solution is adopted. That is, according to the result of the simulation test shown in FIG. 3 conducted by the inventors, oxygen gas was blown into the electrolyte containing iron ions generated by electrolysis as shown by the white circled graph in FIG. It was confirmed that the injection efficiency increased up to about 80% when solidified (that is, clad) as the oxide or hydroxide was injected. It is presumed that this is due to the effect of stabilizing the iron by using the iron clad as compared with the iron ion.

上記の事実に基づき、本発明では、従来鉄イオンとして
給水に注入していた鉄を鉄クラッドの形にして注入す
る。そのために、鉄イオンを含む注入水を一旦容器に貯
え、その中に酸素ガスあるいは空気を吹き込むことがで
きる設備を設ける。
Based on the above facts, in the present invention, iron, which has been conventionally injected as iron ions into the water supply, is injected in the form of an iron clad. For this purpose, a facility is provided in which injected water containing iron ions is temporarily stored in a container and oxygen gas or air can be blown into the container.

次に第2の課題である電解液の温度低下防止のために
は、電解槽に電解液を供給する前にこれを一定温度に調
整する設備を設ける。具体的な手段としては、加温装置
とサーモスタットとの組合せによって温度調整が可能で
ある。
Next, in order to prevent the temperature drop of the electrolytic solution, which is the second problem, equipment for adjusting the electrolytic solution to a constant temperature is provided before the electrolytic solution is supplied to the electrolytic cell. As a concrete means, the temperature can be adjusted by a combination of a heating device and a thermostat.

第3の課題の解決のためには、給水鉄注入装置への供給
水量とそこから出る注入水量とを正確に制御するか、あ
るいは各槽の水位を検出して制御する。前者の場合は精
度の高い流量制御装置が必要となるとともに、万一装置
内で電解液の漏洩による水位変化が起きた場合には対応
が困難である。従って、後者の如く各槽の水位を検出
し、水位異常を修正することが現実的であると考えられ
る。
In order to solve the third problem, the feed water amount to the feed water iron injecting device and the injecting water amount from the iron feeding device are accurately controlled, or the water level in each tank is detected and controlled. In the former case, a highly accurate flow rate control device is required, and it is difficult to cope with a change in the water level due to leakage of the electrolytic solution in the device. Therefore, it is considered realistic to detect the water level in each tank and correct the water level abnormality as in the latter case.

第4の課題に対しては、給水鉄注入設備において想定さ
れる異常の発生により設備の運転に支障をきたすか否
か、又は設備の建全性維持に支障をきたすか否かの検討
を行い、支障をきたすと考えられるものに対して異常検
出手段および自動的異常解除手段を設定した。具体的に
下記の項目に対して異常検出および異常解除手段が必要
であるとした。
For the fourth issue, we will examine whether the occurrence of an abnormality in the water supply iron injecting facility will hinder the operation of the facility or whether it will hinder the maintenance of the integrity of the facility. , The abnormality detection means and the automatic abnormality elimination means are set for those that are considered to cause problems. Specifically, the following items require abnormality detection and abnormality elimination means.

(1)電解液加温設備異常 (2)電解電圧異常 (3)水位異常 (4)注入圧力異常 (5)電解液の漏洩 [作用] 給水と共に原子炉内に持ち込まれたNiやCo等の腐食生成
物が燃料表面に付着して中性子照射で放射性物質にな
り、これが再び原子炉冷却水中に溶出して原子炉圧力容
器外の機器、配管の内面に付着蓄積することが、これら
機器、配管の放射線量率を高める原因になることは前述
したとおりである。ところで、上記の燃料表面に付着し
たNi、Coの腐食生成物がFe2NiO4やFe2CoO4という複合酸
化物として燃料表面に付着蓄積していると、それが再び
原子炉冷却水中へ溶出する速度は著しく遅くなり、燃料
表面に付着蓄積したまま長時間留まり、結果として前記
の機器、配管内面への再付着・蓄積が抑制される。この
ためにはNi,Coが上記の安定な複合酸化物を作れるよう
に給水中のFe/Ni重量比を2以上(実際上はやや多目に
みて約3)とすべく給水に鉄を注入することが必要であ
る。(なお、冷却水中ではCo濃度はNi濃度の1%程度で
あるからCoおよびNiの濃度はNi濃度で代表させる。)こ
れが給水鉄注入技術の基本原理であり、本発明もこの基
本原理に立つものである。
(1) Abnormality of electrolytic solution heating equipment (2) Abnormality of electrolytic voltage (3) Abnormality of water level (4) Abnormality of injection pressure (5) Leakage of electrolytic solution [Action] Ni, Co, etc. brought into the reactor with water supply Corrosion products adhere to the fuel surface and become radioactive substances by neutron irradiation, which are again eluted into the reactor cooling water and adhered and accumulated on the inner surfaces of equipment and pipes outside the reactor pressure vessel. As described above, the radiation dose rate is increased. By the way, if the corrosion products of Ni and Co attached to the fuel surface are attached and accumulated on the fuel surface as complex oxides of Fe 2 NiO 4 and Fe 2 CoO 4 , they will be eluted again into the reactor cooling water. The rate at which the fuel adheres is remarkably slowed down, and the fuel adheres and accumulates on the fuel surface for a long period of time, and as a result, re-adhesion and accumulation on the above-mentioned equipment and the inner surface of the pipe is suppressed. To do this, iron is injected into the feed water so that the weight ratio of Fe / Ni in the feed water is 2 or more (actually a little more than about 3) so that Ni and Co can form the above stable composite oxide. It is necessary to. (In the cooling water, the Co concentration is about 1% of the Ni concentration, so the Co and Ni concentrations are represented by the Ni concentration.) This is the basic principle of the feed water iron injection technique, and the present invention is also based on this basic principle. It is a thing.

本発明では、第3図に示した試験結果に鑑み、鉄をイオ
ンの形でなくクラッドの形で原子炉給水に注入すること
により、注入効率を高める。電解槽への供給水を温度調
整することにより電解効率を安定に高く保つ。反応槽内
の水位の検出、調整により本給水鉄注入設備への供給水
と、そこからの注入水の量的バランスを図る。設備の運
転中、許容値を外れる異常状態が発生したときは設備の
機器の停止、もしくは設備の系統隔離を行う。
In the present invention, in view of the test results shown in FIG. 3, the injection efficiency is increased by injecting iron into the reactor feedwater in the form of clad rather than the form of ion. By controlling the temperature of the water supplied to the electrolyzer, the electrolysis efficiency is kept stable and high. By detecting and adjusting the water level in the reaction tank, we will balance the amount of water supplied to and from the water supply iron injection equipment. During operation of the equipment, if an abnormal condition out of the allowable value occurs, stop the equipment of the equipment or isolate the equipment system.

[実施例] 本発明に基づく給水鉄注入設備の実施例を第4図、第5
図を用いて説明する。
[Embodiment] An embodiment of a water supply iron injection facility according to the present invention is shown in FIGS.
It will be described with reference to the drawings.

図において、CO2圧入源水槽1、電解槽2および反応槽
8が配管13、14で連絡されている。配管36から槽1に入
った供給水は、ノズル4から炭酸ガスを吹込むことによ
り導電率が高められ、次いで管13を経て電解槽2に入
り、並列配置された鉄板電極5間を流れ、電解により鉄
イオンがその中に溶出する。槽2には電極下方のノズル
6から窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガスを吹き
込み、電解時の酸素ガスのストリッピングと電極への付
着物の除去を行う。鉄板電極の配置は、両端に直流電源
を結線する複極方式でも、又は各電極に直流電源を接続
する単極方式でもよい。電解槽2で生成された鉄イオン
含有水は管14を経て反応槽8に入り、ここでノズル8′
から空気を吹き込むことにより、鉄イオンが水酸化鉄ま
たは酸化鉄に変化してクラッド化される。槽2、8の上
部の排気管55からは、上記の供給された炭酸ガス、不活
性ガス、空気が排気される。上記の様に生成されたクラ
ッド化した鉄を含有する水は配管56、注入ポンプ15を通
って原子炉への給水の中に注入される。なお、反応槽8
には空気の代りに酸素を吹き込んでもよい。
In the figure, a CO 2 injection source water tank 1, an electrolytic tank 2 and a reaction tank 8 are connected by pipes 13 and 14. The supply water that has entered the tank 1 from the pipe 36 has its conductivity increased by blowing carbon dioxide gas from the nozzle 4, then enters the electrolytic tank 2 through the pipe 13, and flows between the iron plate electrodes 5 arranged in parallel, The electrolysis causes iron ions to elute into it. An inert gas such as nitrogen gas or argon gas is blown into the tank 2 from a nozzle 6 below the electrode to strip oxygen gas during electrolysis and remove deposits from the electrode. The iron plate electrodes may be arranged in a double pole system in which a DC power source is connected to both ends, or in a single pole system in which a DC power source is connected to each electrode. The iron ion-containing water produced in the electrolysis tank 2 enters the reaction tank 8 through the pipe 14, where the nozzle 8 '
By injecting air from the iron, the iron ions are converted into iron hydroxide or iron oxide to be clad. From the exhaust pipe 55 above the tanks 2 and 8, the supplied carbon dioxide gas, inert gas, and air are exhausted. The water containing the cladized iron produced as described above is injected into the water supply to the reactor through the pipe 56 and the injection pump 15. The reaction tank 8
Oxygen may be blown into the air instead of air.

本発明に基づく上記の装置について更に詳細に説明す
る。
The device according to the invention will be described in more detail.

電解槽2で生成した電解鉄は反応槽8内で最終的にクラ
ッド化して原子炉給水に注入されるので、配管36からの
供給水としては脱気水を使用する必要は無い。従って供
給水源としては実際のプラントの場合、工業用水をろ過
脱塩処理して貯蔵している純水タンク水あるいはプラン
ト内の水を回収貯蔵している復水貯蔵タンクを直接使用
できる。
The electrolytic iron produced in the electrolysis tank 2 is finally clad in the reaction tank 8 and injected into the reactor water supply, so it is not necessary to use degassed water as the water supplied from the pipe 36. Therefore, in the case of an actual plant, a pure water tank water in which industrial water is filtered and desalted and stored or a condensate storage tank in which water in the plant is collected and stored can be directly used as a supply water source.

又、上記純水タンク水あるいは復水貯蔵タンク水中には
大気中から溶存酸素濃度が通常1〜5ppm溶け込んだ状態
にある。従って上記水源の水を使用した場合には、電解
槽2の出口水中の鉄はクラッド成分が約50%存在する。
反応槽8でさらにクラッド鉄の割合を90%以上にするた
めの条件を発明者らが確認した結果では、空気吹き込み
量0.1空気/h/l(電解液)の状態で約20分以上の反応
時間が必要と判断された。従って電解槽2の下流側に設
ける反応槽2は、酸素との反応時間が20分以上確保でき
る容量を有することが必要である。
In the pure water tank water or the condensate storage tank water, the dissolved oxygen concentration is usually 1 to 5 ppm dissolved from the atmosphere. Therefore, when the water from the water source is used, iron in the outlet water of the electrolytic cell 2 has about 50% of the clad component.
The inventors confirmed the conditions for further increasing the ratio of clad iron to 90% or more in the reaction tank 8 and found that a reaction time of about 20 minutes or more in the state of an air blowing amount of 0.1 air / h / l (electrolytic solution). It was decided that time was needed. Therefore, the reaction tank 2 provided on the downstream side of the electrolytic tank 2 needs to have a capacity capable of ensuring a reaction time with oxygen of 20 minutes or more.

また、反応性を向上させるため反応槽には撹拌器を設
け、電解液を撹拌しながら反応させることが有効である
ことも確認した。
In addition, it was confirmed that it is effective to provide a stirrer in the reaction tank in order to improve the reactivity and to carry out the reaction while stirring the electrolytic solution.

電解液の温度は季節変動を伴なわない様に一定にコント
ロールすることが望ましい。すなわち、純水貯蔵タンク
あるいは復水貯蔵タンク水の温度は、年間を通して3℃
〜20℃の範囲で変化することを経験している。従って季
節変動を防止するためには20℃以上の水温に保持するこ
とが望ましい。20℃の水温で電解を行った場合鉄の発生
に寄与した電解効率を確認した結果約80%と良好な結果
であった。
It is desirable that the temperature of the electrolyte is controlled to be constant so that there is no seasonal variation. That is, the temperature of pure water storage tank or condensate storage tank water is 3 ° C throughout the year.
We are experiencing changes in the range of ~ 20 ° C. Therefore, in order to prevent seasonal fluctuations, it is desirable to keep the water temperature at 20 ° C or higher. When electrolysis was carried out at a water temperature of 20 ° C, the electrolysis efficiency that contributed to the generation of iron was confirmed to be a good result of about 80%.

電解液の温度コントロール手段として、例えば第4図に
示すように、電気ヒータ16をCO2圧入源水槽1に設け、
該槽の水温を温度計17で監視し、コントローラ20のサー
モスタットで目標温度以下のときに該ヒータを作動さ
せ、目標温度を越えたとき該ヒータを停止させる制御を
自動的に行うことによって、電解槽2中の電解液の温度
調整ができる。なお、水温と目標温度との差に依ってヒ
ータ電流を自動的に変化させる制御装置を用いれば水温
調整精度が向上する。
As a means for controlling the temperature of the electrolytic solution, for example, as shown in FIG. 4, an electric heater 16 is provided in the CO 2 injection source water tank 1,
By monitoring the water temperature of the tank with a thermometer 17 and automatically controlling the thermostat of the controller 20 to activate the heater when the temperature is below the target temperature and to stop the heater when the temperature exceeds the target temperature, electrolysis The temperature of the electrolytic solution in the tank 2 can be adjusted. In addition, if a controller that automatically changes the heater current depending on the difference between the water temperature and the target temperature is used, the water temperature adjustment accuracy is improved.

CO2圧入源水槽1、電解槽2、反応槽8内の水位調整に
ついては下記の様にする。これらの各槽の水位を容易に
調整するためには第5図に示すように、あらかじめ各槽
の上限水位を一致させた配置とし、各槽間を連結管13、
14あるいは堰(例えば第1図参照)で接続し、いずれか
の槽の水位が変化した場合他の槽の水位と等しくなる様
に電解液が移動できる構造とすることである。又、各槽
間の連結管又は堰の取付位置は各槽の目的を考慮して設
置することが望ましい。たとえば、CO2圧入源水槽1と
電解槽2との間の連結管13は、CO2ガスの吸収および温
度調整効率の見地より、CO2圧入源水槽1の上部に一端
を接続し、電解槽2のN2ガス上昇流と電解液の流れ方向
を合せるため電解槽2の下部に他端を接続することが望
ましい。又、電解槽2と反応槽8との間の連結管14は、
電解が終了し鉄を含んだ水を取出す必要性から、電解槽
2の上部(電極上部)より取り出し、反応槽8に接続す
ることが望ましい。
The water levels in the CO 2 injection source water tank 1, the electrolytic tank 2 and the reaction tank 8 are adjusted as follows. In order to easily adjust the water levels of these tanks, as shown in FIG. 5, the upper water levels of the tanks should be matched in advance, and the connecting pipes 13 should be connected between the tanks.
14 or weirs (see, for example, FIG. 1) are connected so that when the water level in one of the tanks changes, the electrolytic solution can move so that it becomes equal to the water level in the other tank. Also, it is desirable to install the connecting pipes or weirs between the tanks in consideration of the purpose of each tank. For example, the connecting pipe 13 between the CO 2 injection source water tank 1 and the electrolysis tank 2 has one end connected to the upper portion of the CO 2 injection source water tank 1 from the viewpoint of CO 2 gas absorption and temperature adjustment efficiency. It is desirable to connect the other end to the lower part of the electrolytic cell 2 in order to match the upward flow of N 2 gas with the flow direction of the electrolytic solution. The connecting pipe 14 between the electrolytic cell 2 and the reaction cell 8 is
Since it is necessary to take out water containing iron after the electrolysis is completed, it is desirable to take out the water from the upper part of the electrolytic bath 2 (upper part of the electrode) and connect it to the reaction bath 8.

上記構造とした場合、各槽1、2、8内の水位の検出・
監視は、これら3槽のうち反応槽8の水位の検出・監視
によって行うことができる。よって、これを下記に説明
する。
With the above structure, detection of water level in each tank 1, 2, 8
The monitoring can be performed by detecting and monitoring the water level of the reaction tank 8 among these three tanks. Therefore, this will be described below.

反応槽8内の上限水位は、上限水位計11の検出結果に基
づく入口水流量の制御により、またはオーバーフローラ
イン12により、上限水位を維持できる。これにより、反
応槽8から原子炉給水への注入水量に比べてCO2圧入源
水槽1への供給水量が過大となった場合においても各槽
から水が漏洩することを防止できる。一方、原子炉給水
系へ空気が混入することを防止するためには、反応槽8
からの注入水取出点より上部に下限水位計9を設け、反
応槽8からの注入水流量過剰により水位が下限水位を下
回ることのない様に監視する必要がある。又、第5図に
示した上限水位計11と下限水位計9との間に設けた中間
水位計10は、下限水位計9のバックアップのために、あ
るいはクラッド化率を安定させるための反応槽の水量維
持のために使用することを考慮して設けたものである。
この場合、中間水位計10以上の水位で注入ポンプ15が働
き、中間水位計10以下の水位で注入ポンプ15が停止する
システムとすることによって、装置は上限水位計11ある
いはオーバーフローライン12の水位と中間水位計10の間
で運転することが可能となる。
The upper limit water level in the reaction tank 8 can be maintained by controlling the inlet water flow rate based on the detection result of the upper limit water level meter 11 or by the overflow line 12. As a result, even if the amount of water supplied to the CO 2 injection source water tank 1 is too large compared to the amount of water injected from the reaction tank 8 to the reactor feedwater, it is possible to prevent water from leaking from each tank. On the other hand, in order to prevent air from entering the reactor water supply system, the reaction tank 8
It is necessary to provide a lower limit water level gauge 9 above the point where the injected water is taken out from and to monitor so that the water level does not fall below the lower limit water level due to excess flow rate of the injected water from the reaction tank 8. Further, the intermediate water level gauge 10 provided between the upper limit water level gauge 11 and the lower limit water level gauge 9 shown in FIG. 5 is a reaction tank for backing up the lower limit water level gauge 9 or for stabilizing the cladding rate. It is provided considering that it will be used to maintain the amount of water.
In this case, the injection pump 15 works at the water level of the intermediate water level gauge 10 or more, and the injection pump 15 stops at the water level of the intermediate water level gauge 10 or less, so that the device is the upper water level gauge 11 or the water level of the overflow line 12. It becomes possible to operate between the intermediate water level gauges 10.

上記の給水鉄注入設備の監視および自動運転を行うため
の異常監視設備について第4図にまとめて詳細を以下説
明する。
The abnormality monitoring equipment for monitoring and automatically operating the above-mentioned water supply iron injecting equipment will be described in detail below with reference to FIG.

電解液加温設備異常、電解電流異常、水位異常、注入圧
力異常、電解液の漏洩の検出とそれに対する対応が必要
であり、そのために次の如き手段を採る。
It is necessary to detect and respond to abnormality in electrolyte heating equipment, abnormality in electrolytic current, abnormality in water level, abnormality in injection pressure, leakage of electrolyte, and the following measures are taken for that purpose.

第1に、電解液加温設備異常について述べる。電解液の
温度として温度計17の指示値を検出ライン19で監視し、
それが調整目標温度に許容変動幅を考慮した上限温度を
越えたか否かの判断を制御装置20で行い、上限温度に達
し加温設備の異常が発生したと判断される場合は加温設
備の運転を停止する信号を制御装置20から制御ライン21
によって伝え、加温ヒータ16の電源を停止させる。
First, the abnormality of the electrolytic solution heating equipment will be described. Monitor the indicated value of the thermometer 17 as the temperature of the electrolyte in the detection line 19,
It is judged by the control device 20 whether or not it exceeds the upper limit temperature in consideration of the allowable fluctuation range in the adjustment target temperature, and when it is determined that the upper limit temperature is reached and the abnormality of the heating equipment has occurred, the heating equipment A signal for stopping the operation is sent from the control device 20 to the control line 21.
Then, the heating heater 16 is turned off.

2番目に、電解電圧異常の監視においては、電解電圧を
常時検出ライン22で監視し、電解電圧が予め設定した上
限値以上になったか否かを制御装置20で判断し、上限値
を超えた場合には制御ライン23で電解電源31を停止させ
る信号を送り、電源の停止を行う。
Secondly, in the monitoring of the electrolytic voltage abnormality, the electrolytic voltage is constantly monitored by the detection line 22, and the control device 20 judges whether or not the electrolytic voltage is equal to or higher than a preset upper limit value, and exceeds the upper limit value. In this case, a signal for stopping the electrolysis power supply 31 is sent through the control line 23 to stop the power supply.

3番目に、水位異常に関しては、先に述べた反応槽8の
下限水位計9の信号を検出ライン24で制御装置20に送
り、制御ライン25で設備入口弁26および出口弁27を閉に
し且つ注入ポンプ15を停止させる。この場合は、実質的
に設備停止となるため電解電源、ヒータ電源等も停止さ
せることが望ましい。
Thirdly, regarding the water level abnormality, the signal of the lower limit water level gauge 9 of the reaction tank 8 described above is sent to the control device 20 through the detection line 24, and the equipment inlet valve 26 and the outlet valve 27 are closed through the control line 25 and Stop infusion pump 15. In this case, the equipment is substantially stopped, so it is desirable to stop the electrolytic power supply, the heater power supply, and the like.

4番目に、注入圧力異常に関しては、注入ラインの系統
圧を圧力計28で監視し、あらかじめ設定した圧力を越え
たか否かを常時検出ライン29で監視し、圧力高となった
場合は制御ライン30で注入ポンプ15の停止および設備全
体の運転停止を行う制御設備を設けることで対応でき
る。
Fourth, regarding the injection pressure abnormality, the system pressure of the injection line is monitored by the pressure gauge 28, and whether or not the preset pressure is exceeded is constantly monitored by the detection line 29. When the pressure becomes high, the control line This can be dealt with by providing control equipment for stopping the injection pump 15 and stopping the operation of the entire equipment at 30.

5番目に電解液の漏洩に関しては、給水鉄注入設備から
漏洩した電解液を設備の下部に設けた受皿32で受け、受
皿32で受けた電解液の水位、あるいは受皿32で受けた電
解液を再び下流で受けるタンク33の水位の有無を検出器
34で常時監視し、これにより、上記の漏洩の有無の信号
を制御装置20に送り、電解液漏洩が検知されたときは、
制御装置は入口弁26を閉じて供給水を止め、設備停止の
動作を行う。
Fifth, regarding the leakage of the electrolytic solution, the electrolytic solution leaked from the feed water iron injection equipment is received by the receiving tray 32 provided at the lower part of the equipment, and the water level of the electrolytic solution received by the receiving tray 32 or the electrolytic solution received by the receiving tray 32 is received. A detector to detect the presence or absence of the water level in the tank 33 that is received downstream again
Always monitor with 34, by this, the signal of the presence or absence of the above-mentioned leakage is sent to the control device 20, and when the electrolyte leakage is detected,
The control device closes the inlet valve 26 to stop the supply of water, and performs an operation to stop the equipment.

上記5つの異常のそれぞれは、いずれの異常が発生して
も給水鉄注入設備の健全な運転の継続は難しい場合が多
く、1つの異常検出で給水鉄注入設備全体の停止および
系統隔離を行うことが望ましい。この場合、1つの異常
検出で、加温設備停止、電解電源停止、注入ポンプ停
止、および、本給水鉄注入設備の入口弁および出口弁の
閉鎖を行なって系統隔離をすることになる。又、異常検
出によって作動する警報発生設備を付加すれば設備の早
期補修、復旧が可能となる。
For each of the above five abnormalities, it is often difficult to continue sound operation of the feedwater iron injection equipment regardless of which abnormality occurs, and it is necessary to stop the entire feedwater iron injection equipment and isolate the system by detecting one abnormality. Is desirable. In this case, by detecting one abnormality, the heating equipment is stopped, the electrolysis power supply is stopped, the injection pump is stopped, and the inlet valve and the outlet valve of the water supply iron injection equipment are closed to isolate the system. Further, if an alarm generating facility that operates upon detection of an abnormality is added, the facility can be repaired and restored at an early stage.

さて、次に、本発明の給水鉄注入設備を実際のプラント
に適用した場合の実施例を、第1図により、以下説明す
る。
Now, an embodiment of the case of applying the water supply iron injection facility of the present invention to an actual plant will be described below with reference to FIG.

第1図において、電解液および注入水として使用する脱
塩水は、供給水タンク(不図示)から給水鉄注入設備の
CO2圧入源水槽1へ供給水配管36により供給される。こ
の場合、供給水タンクの圧力が不足する場合は供給水配
管36に供給水ポンプを追加する必要がある。一般的な原
子力発電プラントにおいては既設設備として供給水タン
クと供給水ポンプがあるため供給水ポンプの追加は不要
であるので第1図では省略した。入口弁37は定検期間中
等の如く給水鉄注入設備が不用の際に系統を手動隔離す
るために設ける。自動弁26は給水鉄注入設備の自動運転
中に系統隔離が必要となった場合に作動させる弁であ
る。弁の種類としては電磁弁あるいは電動モータ弁等の
自動弁であればよい。
In Fig. 1, the demineralized water used as the electrolytic solution and the injection water is supplied from the supply water tank (not shown) to the water supply iron injection facility.
It is supplied to the CO 2 injection source water tank 1 by a supply water pipe 36. In this case, if the pressure of the supply water tank is insufficient, it is necessary to add a supply water pump to the supply water pipe 36. Since a general nuclear power plant has a supply water tank and a supply water pump as existing equipment, it is not necessary to add a supply water pump, so it is omitted in FIG. The inlet valve 37 is provided for manually isolating the system when the water supply iron injection equipment is not used, such as during a regular inspection period. The automatic valve 26 is a valve that is activated when system isolation becomes necessary during automatic operation of the feedwater iron injection facility. The type of valve may be an automatic valve such as a solenoid valve or an electric motor valve.

流量調節弁38は給水鉄注入設備に供給する水量を調整す
るために必要な弁である。流量の調整は流量調整弁38の
下流に設けた流量計39の指示値で行う。CO2圧入源水槽
1に導かれた供給水は電気ヒータ16で加温する。温度の
調整は温度計17で検出した結果で行い、設定温度に調整
するためサーモスタットを内蔵した温度制御装置を設け
る。又、この温度調節と同時に、下流の電解槽2内で鉄
電極5を電解するために十分な導動率を得るため、CO2
圧入源水槽1の下部より炭酸ガスを吹き込む。炭酸ガス
の供給は複数個の炭酸ガスボンベ40より行い、炭酸ガス
供給管41、流量計42、流量調節弁43および炭酸ガス停止
時に水の逆流を防止できる逆止弁44を介して行う。
The flow rate control valve 38 is a valve necessary for adjusting the amount of water supplied to the water supply iron injection facility. The flow rate is adjusted by the indicated value of a flow meter 39 provided downstream of the flow rate adjusting valve 38. The electric water supplied to the CO 2 injection source water tank 1 is heated by an electric heater 16. The temperature is adjusted based on the result detected by the thermometer 17, and a temperature control device having a built-in thermostat is provided to adjust the temperature to the set temperature. At the same time as this temperature adjustment, in order to obtain a sufficient conductivity to electrolyze the iron electrode 5 in the electrolysis tank 2 located downstream, CO 2
Carbon dioxide gas is blown in from the lower part of the pressurization source water tank 1. The carbon dioxide gas is supplied from a plurality of carbon dioxide gas cylinders 40, and is supplied via a carbon dioxide gas supply pipe 41, a flow meter 42, a flow rate control valve 43, and a check valve 44 capable of preventing backflow of water when the carbon dioxide gas is stopped.

温度および導電率を調整した後の供給水は配管13で電解
槽2の下部に導かれ、電極5の間を上昇する。その間、
電極5には直流電源31より電流が供給され、鉄イオンが
電解液中に溶出する。さらに電解液中には電解槽5下部
より窒素ガスを吹き込み、鉄電極表面にスケールの付着
することを抑制しながら運転する。電解槽5への窒素ガ
スの供給は、複数の窒素ガスボンベ45より、供給配管4
6、流量計47、流量調節弁48、逆止弁49を介して行なわ
れる。電解後の鉄イオン等を含んだ電解液は反応槽8に
導かれる。電解槽2と反応槽8との連結は、第5図に示
したように配管14で行ってもよいが、連結管内部へ鉄が
付着し閉塞する可能性があるので、これを避けるため、
第1図では堰で連絡させた例として示す。従って電解鉄
を含んだ電解液は電解槽2の上部より堰を越えて反応槽
8にオーバフローすることとなる。このため、仮に反応
槽8内の水が無くなった場合においても電解槽2、CO2
圧入源水槽1内の水が無くなることが防止でき、ヒータ
16のオーバヒートあるいは電解電圧の異常な上昇という
現象を防止することが可能となる。
The feed water after adjusting the temperature and the conductivity is guided to the lower part of the electrolytic cell 2 through the pipe 13 and rises between the electrodes 5. in the meantime,
A current is supplied to the electrode 5 from the DC power supply 31, and iron ions are eluted in the electrolytic solution. Further, nitrogen gas is blown into the electrolytic solution from the lower part of the electrolytic cell 5 to operate while suppressing adhesion of scale to the iron electrode surface. Nitrogen gas is supplied to the electrolyzer 5 from a plurality of nitrogen gas cylinders 45 through the supply pipe 4
6, through a flow meter 47, a flow rate control valve 48, a check valve 49. The electrolytic solution containing iron ions and the like after electrolysis is guided to the reaction tank 8. The electrolysis tank 2 and the reaction tank 8 may be connected by the pipe 14 as shown in FIG. 5, but iron may adhere to the inside of the connecting pipe and may be blocked.
FIG. 1 shows an example in which they are connected by a weir. Therefore, the electrolytic solution containing electrolytic iron overflows into the reaction tank 8 from the upper part of the electrolytic tank 2 over the weir. Therefore, even if the water in the reaction tank 8 is exhausted, the electrolysis tank 2, CO 2
It is possible to prevent the pressurization source water tank 1 from running out of water,
It is possible to prevent the phenomenon of 16 overheating or abnormal increase in electrolytic voltage.

反応槽8に導かれた電解鉄イオンを含む水は、撹拌機50
で撹拌されるとともに、発電所内に在る圧縮空気系より
空気が吹き込まれ、鉄イオンが水酸化鉄あるいは酸化鉄
となってクラッド化する。空気の供給は、供給配管51、
流量計52、流量調節弁53、逆止弁54を介して行なう。
The water containing electrolytic iron ions introduced into the reaction tank 8 is stirred by a stirrer 50.
At the same time, the air is blown from the compressed air system in the power plant, and iron ions become iron hydroxide or iron oxide to form a clad. Air supply is provided by the supply pipe 51,
This is performed via a flow meter 52, a flow rate control valve 53, and a check valve 54.

CO2圧入源水槽1に供給された炭酸ガス、電解槽2に供
給された窒素ガスおよび反応槽8に供給された空気は、
電解槽2および反応槽8の上部に設けた排気管55より建
屋内排気系ダクトに導かれて排出される。
The carbon dioxide gas supplied to the CO 2 injection source water tank 1, the nitrogen gas supplied to the electrolysis tank 2 and the air supplied to the reaction tank 8 are
The exhaust pipe 55 provided in the upper part of the electrolysis tank 2 and the reaction tank 8 guides it to an exhaust system duct in a building, and is discharged.

反応槽8内の水位調整について述べると、電極式水位計
9および10で下限水位および中間水位を検出する。上限
水位の調整は第1図ではオーバーフローライン12で行う
場合の例を示した。注入ポンプ15の運転は反応槽8内に
中間水位と上限水位の間に水がある場合に行い、以て、
給水系に空気が注入されない様配慮するとともに、万一
中間水位計10が何らかの原因で作動しなかった場合を想
定して下限水位計11で注入ポンプ15の停止を行う。従っ
て、上記懸念を考慮する必要が無い場合には下限水位計
9あるいは中間水位計10を削除してもよい。又、第1図
に示した例では、電極式の水位計の例を示したが、フロ
ート式の水位計を採用してもよい。なおフロート式水位
計を長期間使用した場合には反応槽中の電解鉄が作動部
に付着し作動不良を起す可能性があるため定期的な点検
が必要である。
The water level adjustment in the reaction tank 8 will be described. The lower limit water level and the intermediate water level are detected by the electrode type water level gauges 9 and 10. The upper limit water level is adjusted in the overflow line 12 in FIG. 1. The operation of the injection pump 15 is performed when there is water between the intermediate water level and the upper water level in the reaction tank 8.
Care should be taken not to inject air into the water supply system, and the lower limit water level gauge 11 should stop the injection pump 15 assuming that the intermediate water level gauge 10 did not operate for some reason. Therefore, if it is not necessary to consider the above concern, the lower limit water level gauge 9 or the intermediate water level gauge 10 may be deleted. In the example shown in FIG. 1, an electrode type water level gauge is shown, but a float type water level gauge may be adopted. If the float type water level meter is used for a long period of time, electrolytic iron in the reaction tank may adhere to the operating part and cause malfunction, so periodic inspection is necessary.

反応槽8で十分クラッド化した注入鉄は注入配管56、注
入ポンプ15、流量調節弁59、注入配管元弁60を介して原
子炉給水配管61に注入される。注入ポンプ15として往復
動ポンプを使用する場合は注入圧が脈動するのでエアー
チャンバー57を設けて脈動防止を図る。又、給水鉄注入
設備の異常時に系統隔離を行うための自動弁27と、注入
ポンプ15の故障による給水鉄注入設備内への給水逆流を
防止するため逆止弁58を設ける。
The injected iron sufficiently clad in the reaction tank 8 is injected into the reactor water supply pipe 61 through the injection pipe 56, the injection pump 15, the flow control valve 59, and the injection pipe main valve 60. When a reciprocating pump is used as the injection pump 15, the injection pressure pulsates, so an air chamber 57 is provided to prevent pulsation. Further, an automatic valve 27 is provided to isolate the system when the water supply iron injection equipment is abnormal, and a check valve 58 is provided to prevent backflow of water supply into the water supply iron injection equipment due to a failure of the injection pump 15.

一方、注入配管内に残留する注入鉄の排出を目的とした
フラッシング配管62を逆止弁下流側でかつ給水鉄注入設
備側に設ける。フラッシング配管62には通常注入水を流
す必要がないため止弁63を設ける。
On the other hand, a flushing pipe 62 for discharging the injected iron remaining in the injection pipe is provided on the check valve downstream side and on the feed water iron injection facility side. The flushing pipe 62 is usually provided with a stop valve 63 because it is not necessary to flow the injected water.

さらに、給水鉄注入設備の点検時に反応槽8、電解槽2
およびCO2圧入源水槽1の水抜を行うための止弁64、6
5、66付きドレン配管67、68、69を各槽下部に設ける。
In addition, the reaction tank 8 and the electrolysis tank 2 are inspected when checking the water supply iron injection equipment.
And stop valves 64, 6 for draining water from the CO 2 injection source water tank 1
Drain pipes 67, 68, 69 with 5, 66 are installed at the bottom of each tank.

給水鉄注入設備の各槽からの水漏洩を検出するため、受
皿32と、水漏洩が生じた場合該受皿32に受けられた漏洩
水を検出するための検出器34とを設ける。第1図に示し
た受皿32は通常運転中の漏洩水の受けと、点検中、各槽
の水抜管67、68、69からの水抜水の受け、及び、フラッ
シング配管62からのフラッシング水の受けとを兼ねる構
造とした場合の例として示した。
In order to detect water leakage from each tank of the water supply iron injection equipment, a receiving tray 32 and a detector 34 for detecting leaked water received in the receiving tray 32 when water leakage occurs are provided. The tray 32 shown in FIG. 1 receives the leaked water during normal operation, the drainage water from the drainage pipes 67, 68, 69 of each tank during the inspection, and the flushing water from the flushing pipe 62. This is shown as an example in the case of a structure that doubles as.

点検中のドレン水の受皿32からの排出は止弁68を開とし
てドレン配管69、70より、建屋内ドレン排出口71へ行
う。
The drain water under inspection is discharged from the tray 32 through the drain pipes 69 and 70 with the stop valve 68 opened to the drain discharge port 71 in the building.

上記の様な給水鉄注入設備とすることによって、電解鉄
をクラッド化することが可能となり安定した注入運転が
達成でき、電解液の温度調整により安定した電解条件が
達成でき、給水系へ空気混入防止のための水位コントロ
ールが達成でき、実際のプラントにおいて自動運転が可
能な給水注入設備となる。
By using the above-mentioned water supply iron injection equipment, it is possible to clad electrolytic iron, stable injection operation can be achieved, stable electrolytic conditions can be achieved by adjusting the temperature of the electrolytic solution, and air can be mixed into the water supply system. Water level control for prevention can be achieved, and it will be a feedwater injection facility that can be automatically operated in an actual plant.

次に以上の給水鉄注入設備の運転および運転状態の自動
監視、自動停止のシステム構成例について第6図を用い
て述べる。
Next, an example of the system configuration of the above operation of the feed water iron injecting equipment, automatic monitoring of the operation state, and automatic stop will be described with reference to FIG.

初めに注入ポンプのシステムは、注入ポンプ15の運転停
止を手動で行うスイッチ72の信号をAND回路73に送り、O
R回路74を介して注入ポンプ電源75に送る。この際AND回
路73に反応槽8内の水位が中間水位計10の中間水位以上
である場合に生じる「高」水位信号が導かれれば注入ポ
ンプ15が作動する構成となっている。又、中間水位計10
の水位より低い場合には、AND回路76に導かれた注入ポ
ンプスイッチ72の信号と中間水位計10の「中」の信号に
より、OR回路77、ワイプアウト78、OR回路74、NOT回路7
9を介して注入ポンプ15の運転が停止する。電解液温度
調整は、ヒータ16の電源スイッチ80を入れると温度指示
調節器81およびサーモスタット82を介してヒータ16がヒ
ータ電源83に接続されることによって行われる。又、給
水鉄注入設備の入口自動弁26およ出口自動弁27は、制御
盤上のスイッチ84および85の信号で、OR回路86、87を介
してそれぞれの電源88および89を操作することによって
作動される。同様に電解用の直流電源および反応槽の撹
拌器の操作は、夫々、制御盤上のスイッチ90および91、
OR回路92および93、直流電源94および撹拌器電源95を介
して行う。
First, the infusion pump system sends a signal from the switch 72, which manually shuts down the infusion pump 15, to the AND circuit 73,
Send to infusion pump power supply 75 via R circuit 74. At this time, if the "high" water level signal generated when the water level in the reaction tank 8 is equal to or higher than the intermediate water level of the intermediate water level gauge 10 is guided to the AND circuit 73, the injection pump 15 is operated. Also, the intermediate water level gauge 10
If it is lower than the water level of, the OR circuit 77, the wipeout 78, the OR circuit 74, and the NOT circuit 7 are generated by the signal of the infusion pump switch 72 led to the AND circuit 76 and the signal of “middle” of the intermediate water level gauge 10.
The operation of the injection pump 15 is stopped via 9. The electrolyte temperature is adjusted by turning on the power switch 80 of the heater 16 and connecting the heater 16 to the heater power supply 83 via the temperature indicating controller 81 and the thermostat 82. Further, the inlet automatic valve 26 and the outlet automatic valve 27 of the water supply iron injection equipment are operated by respective power sources 88 and 89 via the OR circuits 86 and 87 by the signals of the switches 84 and 85 on the control panel. Is activated. Similarly, the operation of the DC power supply for electrolysis and the agitator of the reaction tank are performed by switches 90 and 91 on the control panel, respectively.
It is performed via the OR circuits 92 and 93, the DC power supply 94 and the agitator power supply 95.

これらの注入ポンプ、加温用ヒータ、鉄注入設備入口お
よび出口弁、直流電源、撹拌器の回路に、反応槽の下限
水位計9の信号、電解電源装置31からの電圧異常の信
号、CO2圧入源水槽の温度計17の異常信号、注入ライン
中の圧力計28の異常信号および水漏洩検出器34の異常信
号をOR回路96、77、97、98、99、100、ワイプアウト7
8、101、102、103、104、およびNOT回路79、105、106、
107、108を介してそれぞれ、注入ポンプ電源75、加温用
ヒータ電源83、入口自動弁(閉)電源88、出口自動弁
(閉)電源89、直流電源94および撹拌器電源95に導くこ
とによって、上記異常のいずれかによって給水鉄注入設
備の停止および系統隔離が達成できる。
These injection pumps, heaters for heating, iron injection equipment inlet and outlet valves, DC power supply, stirrer circuit, the signal of the lower limit water level meter 9 of the reaction tank, the signal of abnormal voltage from the electrolytic power supply device 31, CO 2 OR circuit 96, 77, 97, 98, 99, 100, wipeout 7 for abnormal signal of thermometer 17 of injection source water tank, abnormal signal of pressure gauge 28 in injection line and abnormal signal of water leak detector 34
8, 101, 102, 103, 104, and NOT circuits 79, 105, 106,
By introducing into the injection pump power supply 75, the heating heater power supply 83, the inlet automatic valve (closed) power supply 88, the outlet automatic valve (closed) power supply 89, the DC power supply 94 and the agitator power supply 95 via 107 and 108, respectively. By any of the above abnormalities, the shutdown and system isolation of the water supply iron injection facility can be achieved.

さらに、反応槽の下限水位計9の異常信号、電解電源装
置31からの異常信号、CO2圧入源水槽の温度計17の異常
信号、注入ライン中の圧力計28の異常信号および水漏洩
検出器34からの異常信号が発生した場合には、各々の信
号を警報手段109、110、111、112、および113に送り、
警報を発生させる様にする。
Further, an abnormal signal of the lower limit water level gauge 9 of the reaction tank, an abnormal signal from the electrolytic power supply device 31, an abnormal signal of the thermometer 17 of the CO 2 injection source water tank, an abnormal signal of the pressure gauge 28 in the injection line, and a water leakage detector. When an abnormal signal from 34 is generated, each signal is sent to the alarm means 109, 110, 111, 112, and 113,
Make sure to generate an alarm.

第6図に示したようなシステム構成とすることによっ
て、設備の異常を自動検出し、異常が生じた場合には自
動停止させることができる。
By adopting the system configuration as shown in FIG. 6, it is possible to automatically detect the abnormality of the equipment and automatically stop the abnormality when the abnormality occurs.

次に、本発明の目的を損わずに設備の簡素化を考慮した
実施例を以下に説明する。
Next, an embodiment in which simplification of equipment is considered without impairing the object of the present invention will be described below.

具体的には第7図に示すように、注入ポンプ15として注
入圧力調整機能、注入流量調整機能および逆流防止機能
を有する往復動ポンプを使用することにより、第1図の
圧力計28、逆止弁58および流量調節弁59を省略してあ
る。又、電解電流を供給する直流電源31として、電解電
圧の上限を設定できる機能を有する設備を設けることに
よって、電解電圧に対する管理システムが省略されてい
る。
Specifically, as shown in FIG. 7, by using a reciprocating pump having an injection pressure adjusting function, an injection flow rate adjusting function, and a backflow prevention function as the injection pump 15, the pressure gauge 28 and the check valve of FIG. The valve 58 and the flow control valve 59 are omitted. Further, by providing a facility having a function of setting an upper limit of the electrolysis voltage as the DC power supply 31 for supplying the electrolysis current, the management system for the electrolysis voltage is omitted.

上記結果として、第8図に示すように設備異常監視は、
反応槽下限水位計9、CO2圧入源水槽の温度計17および
水漏洩検出器34による監視の3件のみでよい。
As a result of the above, as shown in FIG.
Only three cases of monitoring by the lower limit water level meter 9 of the reaction tank, the thermometer 17 of the CO 2 injection source water tank and the water leakage detector 34 are required.

更に他の実施例として、本発明の目的を損なわずに、設
備を最も簡素化した構成を第9図および第10図を用いて
示す。
As still another embodiment, a configuration in which the equipment is most simplified is shown in FIGS. 9 and 10 without impairing the object of the present invention.

第9図において、給水鉄注入設備に供給する脱塩水の量
を注入ポンプ15で送り出す量より十分多く設定する運用
を行うことによって、反応槽8の下限水位計9を削除し
てある。この場合、通常の運転時には、反応槽水位をオ
ーバするためオーバフローライン12を設け、これによ
り、常時過剰水量を排出しながら運転する。又、設備出
口の自動隔離弁は、注入ポンプ15として逆流防止機能を
有するポンプを用いることにより、削除することが可能
となっている。さらに、反応槽8へ供給する圧縮空気の
量を、反応槽8中の液の撹拌を行うのに十分な量に増加
させることによって、撹拌器50が削除されている。
In FIG. 9, the lower limit water level gauge 9 of the reaction tank 8 is deleted by performing an operation in which the amount of demineralized water supplied to the feed water iron injection facility is set to be sufficiently larger than the amount sent by the injection pump 15. In this case, during normal operation, an overflow line 12 is provided in order to exceed the water level in the reaction tank, whereby the operation is performed while constantly discharging the excess water amount. Further, the automatic isolation valve at the facility outlet can be removed by using a pump having a backflow prevention function as the injection pump 15. Further, the agitator 50 is eliminated by increasing the amount of compressed air supplied to the reaction tank 8 to an amount sufficient to stir the liquid in the reaction tank 8.

上記の設備構成および運用に基づく本実施例の場合の異
常監視項目は第10図に示すように、CO2圧入源水槽の温
度計17および水漏洩検出器34のみのものとなる。又、設
備出口自動弁および撹拌器の回路も省略できる。
As shown in FIG. 10, the abnormality monitoring items in this embodiment based on the above equipment configuration and operation are only the thermometer 17 of the CO 2 injection source water tank and the water leakage detector 34. Further, the circuit of the equipment outlet automatic valve and the stirrer can be omitted.

第11図は以上述べた給水鉄注入設備と沸騰水型原子力プ
ラントとの関係構成の説明図である。原子炉100、主蒸
気管101、タービン102、復水器103、復水ポンプ104、復
水浄化装置(ろ過器105、脱塩器106)、給水配管61、給
水加熱器107、原子炉給水入口配管108で構成された1次
冷却系の給水配管61内に、本発明の前記各実施例の給水
鉄注入設備Aから、クラッド化した鉄を含む注入水を注
入する。一方、原子炉入口給水中のFe/Ni比(重量比)
を分析器Bで計測し、この比が2以上(実際上は約3)
になる様に注入設備Aからの注入鉄濃度を制御する。こ
の制御は、通常、設備A中の電解槽2の電解直流電源の
電流を制御することによって行う。これにより、先に
[作用]の項で述べた様に、溶出し難い安定なFe2Ni
O4,Fe2CoO4という複合酸化物として腐食生成物を原子
炉燃料表面に付着蓄積させるようにするのである。
FIG. 11 is an explanatory diagram of the relational structure between the feed water iron injection facility and the boiling water nuclear power plant described above. Reactor 100, main steam pipe 101, turbine 102, condenser 103, condensate pump 104, condensate purification device (filter 105, demineralizer 106), feed water pipe 61, feed water heater 107, reactor feed water inlet In the water supply pipe 61 of the primary cooling system constituted by the pipe 108, the injection water containing the clad iron is injected from the water supply iron injection facility A of each of the embodiments of the present invention. On the other hand, the Fe / Ni ratio (weight ratio) in the reactor inlet feedwater
Is measured by analyzer B and this ratio is 2 or more (actually about 3)
The injection iron concentration from the injection equipment A is controlled so that This control is usually performed by controlling the current of the electrolytic DC power supply of the electrolytic cell 2 in the facility A. As a result, stable Fe 2 Ni, which is difficult to elute, as described above in the [Action] section.
Corrosion products are made to adhere and accumulate on the surface of the reactor fuel as a composite oxide of O 4 and Fe 2 CoO 4 .

[発明の効果] 原子炉給水に鉄をイオンの形でなくてクラッドの形で注
入することにより、鉄注入効率を向上させることができ
る。反応槽内でクラッドに変化さるべき鉄イオンを含有
した水を作るための電解槽への供給水の温度調整によっ
て電解槽の電解効率の安定化が達成できる。反応槽内の
水位の監視、調整により、原子炉給水へ空気混入水を注
入することの防止、反応槽における鉄のイオンからクラ
ッドへの変換の安定な遂行、電解槽の安定な動作、各槽
からの水漏れの防止が可能となる。また設備の運転状態
の監視を行い、異常の発生した場合、設備の運転停止や
系統隔離がなされ、安全が図られる。上記の結果、実際
のプラントへの適用性に優れた原子炉給水鉄注入設備が
得られる。
[Effects of the Invention] The iron injection efficiency can be improved by injecting iron into the reactor water supply in the clad form instead of the ion form. Stabilization of the electrolysis efficiency of the electrolyzer can be achieved by adjusting the temperature of the water supplied to the electrolyzer for producing water containing iron ions to be changed to the clad in the reaction tank. By monitoring and adjusting the water level in the reaction tank, it is possible to prevent the injection of air-mixed water into the reactor water supply, the stable conversion of iron ions from the reactor to the cladding, the stable operation of the electrolytic cell, each tank It is possible to prevent water from leaking. In addition, the operating state of the equipment is monitored, and if an abnormality occurs, the equipment is stopped and the system is isolated to ensure safety. As a result of the above, a reactor feedwater iron injection facility excellent in applicability to an actual plant can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は実際のプラントに適用した場合の本発明の給水
鉄注入設備の一実施例を示す図、第2図は電解鉄イオン
生成装置の従来例を示す図、第3図は電解鉄の溶解物
(イオン)と固形物(クラッド)による注入効率の違い
を示す試験結果のグラフ、第4図および第5図は本発明
に係る給水鉄注入設備の実施例を、夫々、設備の監視、
制御システムおよび水位の監視手段について示した図、
第6図は第1図の実施例に関する監視・制御系を示す
図、第7図は実際のプラントに適用した場合の本発明の
給水鉄注入設備の他の実施例を示す図、第8図は該実施
例の監視・制御系を示す図、第9図は同じく更に他の実
施例を示す図、第10図は該実施例の監視・制御系を示す
図、第11図は原子炉プラントに対する給水鉄注入設備の
関係を示す図である。 1…CO2圧入源水槽、2…電解槽 8…反応槽、9…下限水位計 10…中間水位計、11…上限水位計 12…オーバフローライン 15…注入ポンプ、16…加温ヒータ 17…温度計、26…入口自動弁 27…出口自動弁、28…圧力計 31…電解用直流電源、32…受皿 34…漏洩検出器
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the feed water iron injecting equipment of the present invention when applied to an actual plant, FIG. 2 is a diagram showing a conventional example of an electrolytic iron ion generator, and FIG. Graphs of the test results showing the difference in the injection efficiency between the melt (ion) and the solid (clad), FIG. 4 and FIG. 5 are examples of the feed water iron injection equipment according to the present invention, respectively, equipment monitoring,
Figure showing the control system and means for monitoring the water level,
FIG. 6 is a diagram showing a monitoring / control system relating to the embodiment of FIG. 1, FIG. 7 is a diagram showing another embodiment of the water supply iron injecting equipment of the present invention when applied to an actual plant, FIG. Shows a monitoring / control system of the embodiment, FIG. 9 shows a still another embodiment, FIG. 10 shows a monitoring / control system of the embodiment, and FIG. 11 shows a reactor plant. It is a figure which shows the relationship of the water supply iron injection equipment with respect to. 1 ... CO 2 injection source water tank, 2 ... Electrolysis tank 8 ... Reaction tank, 9 ... Lower water level gauge 10 ... Intermediate water level gauge, 11 ... Upper water level gauge 12 ... Overflow line 15 ... Injection pump, 16 ... Heating heater 17 ... Temperature 26 ... Automatic inlet valve 27 ... Automatic outlet valve 28 ... Pressure gauge 31 ... Direct current power supply for electrolysis 32 ... Sauce 34 ... Leak detector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 一郎 茨城県日立市幸町3丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大角 克己 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 市村 彰 茨城県日立市弁天町3丁目10番2号 日立 協和工業株式会社内 (72)発明者 沢 俊雄 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−240196(JP,A) 特開 昭55−63798(JP,A) 特開 昭62−233796(JP,A) 実開 昭63−135200(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ichiro Kataoka 3-2-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki Hitachi Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Katsumi Ozumi 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi, Ibaraki No. 1 Hitachi Ltd., Hitachi Works (72) Inventor Akira Ichimura 3-10-2 Bentencho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi Kyowa Industry Co., Ltd. (72) Toshio Sawa 4026 Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Address: Hitachi Research Laboratory, Hiritsu Seisakusho Co., Ltd. (56) Reference JP 61-240196 (JP, A) JP 55-63798 (JP, A) JP 62-233796 (JP, A) Actual development Sho 63-135200 (JP, U)

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】沸騰水型原子力発電プラントの原子炉への
給水中の鉄とニッケルとの重量比を所定値に制御する様
に給水中のニッケルの重量濃度に応じて給水中に鉄を注
入するための原子炉給水鉄注入設備において、鉄イオン
含有水を作るための電解槽と、該電解槽から鉄イオン含
有水を受け入れてこれを一時的に貯え、その中に空気ま
たは酸素を供給して鉄イオンを鉄の水酸化物または酸化
物に変化させるための反応槽と、該反応槽で作られた鉄
の水酸化物または酸化物を含有する水を原子炉給水の中
に注入する手段と、を備えたことを特徴とする、沸騰水
型原子力発電プラントの原子炉給水鉄注入設備。
1. Iron is injected into the feed water according to the weight concentration of nickel in the feed water so that the weight ratio of iron and nickel in the feed water to the reactor of the boiling water nuclear power plant is controlled to a predetermined value. In an iron injection facility for reactor water supply, the electrolyzer for producing water containing iron ions and the water containing iron ions received from the electrolyzer are temporarily stored and supplied with air or oxygen. Tank for converting iron ions into iron hydroxide or oxide, and means for injecting water containing iron hydroxide or oxide produced in the reactor into the reactor feedwater And a reactor water supply iron injection facility for a boiling water nuclear power plant.
【請求項2】電解槽は水と接する鉄電極を電解して鉄イ
オン含有水を作る電解槽であり、該電解槽への供給水の
温度を調整する手段を設けたことを特徴とする請求項1
記載の沸騰水型原子力発電プラントの原子炉給水鉄注入
設備。
2. The electrolytic cell is an electrolytic cell for producing iron ion-containing water by electrolyzing an iron electrode in contact with water, and means for adjusting the temperature of water supplied to the electrolytic cell is provided. Item 1
Iron supply facility for reactor feedwater of the boiling water nuclear power plant described.
【請求項3】電解槽への供給水に炭酸ガスを吹き込む炭
酸ガス圧入源水槽を備え、前記の温度を調整する手段
は、炭酸ガス圧入源水槽に設けられた制御可能なヒータ
を有することを特徴とする請求項2記載の沸騰水型原子
力発電プラントの原子炉給水鉄注入設備。
3. A carbon dioxide gas injection source water tank for injecting carbon dioxide gas into the water supplied to the electrolytic cell, and the means for adjusting the temperature has a controllable heater provided in the carbon dioxide gas injection source water tank. The reactor feedwater iron injection facility for a boiling water nuclear power plant according to claim 2.
【請求項4】反応槽内の水位を検出する手段、および、
その検出された水位を所定水位または所定水位範囲内に
保つように電解槽への供給水量及び/又は反応槽から原
子炉給水への注入水量を制御する手段を設けたことを特
徴とする請求項1、2または3記載の沸騰水型原子力発
電プラントの原子炉給水鉄注入設備。
4. A means for detecting the water level in the reaction tank, and
A means for controlling the amount of water supplied to the electrolytic cell and / or the amount of water injected into the reactor water supply from the reaction vessel so as to keep the detected water level within a predetermined water level or within a predetermined water level range. 1. A reactor water supply iron injection facility for a boiling water nuclear power plant according to 1, 2, or 3.
【請求項5】反応槽はオーバーフローラインを有し、反
応槽内の水位は、該オーバーフローラインによって、ま
たは反応槽内水位検出手段による上限水位の検出に基づ
き前記供給水量及び/又は注入水量を制御することによ
って、上限水位を越えない様に調整されることを特徴と
する請求項4記載の沸騰水型原子力発電プラントの原子
炉給水鉄注入設備。
5. The reaction tank has an overflow line, and the water level in the reaction tank is controlled by the overflow line or by detecting the upper limit water level by the water level detection means in the reaction tank to control the supplied water amount and / or the injected water amount. It adjusts so that it may not exceed an upper limit water level by doing, The reactor water supply iron injection equipment of the boiling water nuclear power plant of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
【請求項6】反応槽内の水位は、反応槽内水位検出手段
による下限水位の検出に基づき前記供給水量及び/又は
注入水量を制御することによって、下限水位を下回らな
い様に調整されることを特徴とする請求項4又は5記載
の沸騰水型原子力発電プラントの原子炉給水鉄注入設
備。
6. The water level in the reaction tank is adjusted so as not to fall below the lower water level by controlling the supplied water amount and / or the injected water amount based on the detection of the lower water level by the water level detection means in the reaction tank. The reactor water supply iron injection facility for a boiling water nuclear power plant according to claim 4 or 5.
【請求項7】電解槽および炭酸ガス圧入源水槽内の上限
水位が流体的連通により反応槽内の上限水位と一致する
様にそれら各槽の配置および相互間連通構造が成されて
いることを特徴とする請求項3、4、5又は6記載の沸
騰水型原子力発電プラントの原子炉給水鉄注入設備。
7. The arrangement and mutual communication structure of the electrolytic cell and the carbon dioxide gas injection source water tank are arranged such that the upper water level in the electrolytic tank and the upper limit water level in the reaction tank coincide with each other by fluid communication. A reactor feedwater iron injection facility for a boiling water nuclear power plant according to claim 3, 4, 5, or 6.
【請求項8】電解槽内の水温、反応槽から原子炉給水へ
の注入圧力もしくは電解槽の電解電圧が夫々所定の許容
上限値を超えたこと、反応槽内の水位が所定の許容下限
値を下回ったこと、または反応槽、電解槽もしくは炭酸
ガス圧入源水槽から水漏洩が生じたことを検出して、電
解槽供給水温度調整手段、電解槽の電解電流もしくは反
応槽から原子炉給水への注入用ポンプの停止、または給
水鉄注入設備の系統隔離、または警報発生を行う手段を
備えた請求項1ないし7のいずれかに記載の沸騰水型原
子力発電プラントの原子炉給水鉄注入設備。
8. The water temperature in the electrolysis tank, the injection pressure from the reaction tank to the reactor feed water, or the electrolysis voltage in the electrolysis tank exceeds a predetermined allowable upper limit value, and the water level in the reaction tank is a predetermined allowable lower limit value. Temperature, or when water leakage occurs from the reaction tank, electrolysis tank or carbon dioxide gas injection source water tank, the electrolytic tank supply water temperature adjusting means, electrolysis current of the electrolysis tank or from the reaction tank to the reactor water supply is detected. 8. The reactor water supply iron injection equipment for a boiling water nuclear power plant according to claim 1, further comprising means for stopping the injection pump of claim 2, isolating the system of the water supply iron injection equipment, or issuing an alarm.
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