沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器
【課題】タービン系へのＮ−１６の移行を低減することでタービン系の線量を低減する沸騰水型原子力プラントを提供する。
【解決手段】本発明の沸騰水型原子力プラントは、上記課題を解決するために、原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器４内の蒸気が通過する領域に、放射性窒素化合物（Ｎ−１６）を捕捉する材料を担持した多孔体を設置する。その一例として、蒸気乾燥器４に備えられる整流板７と１０の両方又はいずれかを、このＮ−１６を捕捉する材料を担持した多孔体で構成する。Ｎ−１６を含む蒸気が整流板７，１０を通過する際にＮ−１６が捕捉され、タービン系へ移行するＮ−１６の量が低減される。
【解決手段】本発明の沸騰水型原子力プラントは、上記課題を解決するために、原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器４内の蒸気が通過する領域に、放射性窒素化合物（Ｎ−１６）を捕捉する材料を担持した多孔体を設置する。その一例として、蒸気乾燥器４に備えられる整流板７と１０の両方又はいずれかを、このＮ−１６を捕捉する材料を担持した多孔体で構成する。Ｎ−１６を含む蒸気が整流板７，１０を通過する際にＮ−１６が捕捉され、タービン系へ移行するＮ−１６の量が低減される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子力プラント、および該沸騰水型原子力プラントに設置された蒸気乾燥器に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力プラントの構成例について説明する。沸騰水型原子力プラントを構成する原子炉圧力容器内には、炉心，気水分離器，蒸気乾燥器が設置されている。炉心の上部に設置された気水分離器は、炉心で発生した蒸気を冷却水から分離し、気水分離器の上部に設置された蒸気乾燥器は、気水分離器で分離された蒸気から液滴を除去する。蒸気乾燥器で液滴量が一定値以下になるよう乾燥された蒸気は、主蒸気ノズルから主蒸気ラインを通じて蒸気タービンに供給される。
【０００３】
上記のように構成された沸騰水型原子力プラントでは、炉心において、炉水の酸素（Ｏ−１６）と中性子との反応により放射性窒素（Ｎ−１６）が生成する。このＮ−１６は、半減期が７.１秒で、高エネルギーガンマ線（６.１２９ＭｅＶ）を放出する。生成したＮ−１６のうち、揮発性が高いアンモニア（ＮＨ3）や一酸化窒素（ＮＯ）の化学形態をとるものは、炉水中に滞留せず、揮発して蒸気とともに蒸気タービンに到達するため、タービン系における線量増加の要因となっている。
【０００４】
近年、沸騰水型原子力プラントでは、原子炉圧力容器内の炉水中の溶存酸素を低減させて原子炉圧力容器やその内部構造物の構造材料の応力腐食割れを防止するために、水素注入が行われている。しかし、水素注入量が増加すると、ある水素注入量の値を境に急激にタービン系の放射線線量率が上昇する傾向がある。これは、通常運転中は硝酸イオン等の揮発性の低い化学形態で炉水中に溶解しているＮ−１６が、水素注入により還元されて揮発性が高いＮＨ3やＮＯの化学形態となり、主蒸気に同伴されるためである。放射線線量率の上昇のため、注入できる水素量には上限が設定される。
【０００５】
従来、タービン系に移行するＮ−１６量を低減する技術として、気水分離器と蒸気乾燥器の間に触媒を設置し、揮発性の高いアンモニア形態のＮ−１６を揮発性の低い窒素酸化物にする方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
さらに、Ｎ−１６は半減期が短いため、蒸気乾燥器から主蒸気ノズルまで蒸気が到達する時間を物理的に遅延させ、減衰させることでタービン系への移行量を低減させる技術（例えば、特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１５１８９８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４７２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、気水分離器と蒸気乾燥器の間に触媒が設置されているため、水分を多く含む蒸気が触媒表面に付着し、触媒の表面に水の膜が形成される可能性がある。このため、気相中のＮ−１６が接触する触媒表面の面積が小さくなり、効率に困難な点があった。
【０００９】
特許文献２に開示された技術により、主蒸気配管内において吸着によりＮ−１６を低減させるためには、Ｎ−１６と吸着物とが十分に接触するための面積が必要となる。しかし、そのためには蒸気流路である主蒸気配管を狭くするか、細管を複数設置する必要があり、発電効率低下につながる恐れがあった。また、特許文献２には気水分離器，蒸気乾燥器に貴金属をメッキする方法について記載されているが、仮に現行の沸騰水型原子力プラントに設置された蒸気乾燥器の構成部材である波板に貴金属をメッキした場合、乾燥蒸気は波板に接触する確率が低いため、乾燥蒸気中に含まれるＮ−１６が波板にメッキされた貴金属に吸着する確率も低くなり、移行量低減の効率の点で課題があった。また、引用文献２において、蒸気乾燥器の構成部材である整流板に貴金属をメッキする場合も、現行の蒸気乾燥器の整流板は厚さ数mmの金属板に複数の孔を開けた構造であり、整流板と接触せず通過する蒸気もあるため、Ｎ−１６の貴金属への吸着効率と移行量の低減効果に課題があった。
【００１０】
本発明は上記のような状況を鑑みてなされたもので、沸騰水型原子力プラントにおいて、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することでタービン系の線量率を低減する沸騰水型原子力プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る沸騰水型原子力プラントは、上述した課題を解決するために、原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器内の蒸気が通過する領域に、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料を担持した多孔体を設置する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である沸騰水型原子力プラントの構成を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施例の沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施例の沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の構成を示す断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。
【図４】第１の実施例の沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の縦断面図である。
【図５】ゼオライトによるアンモニア吸着試験の結果を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例である沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例である沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
本発明に係る沸騰水型原子力プラントの構成を、図１，図２，図３，図４を用いて説明する。図１は沸騰水型原子力プラントの縦断面図、図２は沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器の斜視図、図３は図２の蒸気乾燥器のＡ−Ａ断面図、図４は蒸気乾燥器の縦断面図を示す。
【００１６】
沸騰水型原子力プラントを構成する原子炉圧力容器１内には、図１に示すように、炉心２，気水分離器３，蒸気乾燥器４が設置されている。炉心２内では、炉心２内に設置された原子燃料より放出される熱により炉心２内を循環する冷却水が加熱され、蒸気が発生する。また、原子燃料より放出される中性子は、冷却水中の酸素原子（Ｏ−１６）と核反応を起こし、これにより放射性窒素（Ｎ−１６）が生成する。核反応により生成したＮ−１６は、冷却水中の水分子や、水分子が放射線分解して生成したラジカル等と反応し、アンモニアや窒素酸化物（ＮＯ，ＮＯ2，ＮＯ3-など）の化学形態をとる。これらのＮ−１６を含む窒素化合物のうち、揮発性の高いアンモニアやＮＯの形態をとるものは、気体として蒸気とともに炉心２内を移動する。
【００１７】
炉心２で発生した蒸気は、冷却水とともに原子炉圧力容器１内を上方へ移動し、炉心２の上部に設置された気水分離器３に達する。気水分離器３では、炉心２で発生した蒸気を冷却水から分離する。この際、蒸気中に気体として含まれるＮ−１６を含む窒素化合物は、気水分離器３を蒸気とともに通過し、蒸気乾燥器４に達する。蒸気乾燥器４では、気水分離器３で分離された蒸気から、当該蒸気に含まれる液滴量が一定値以下になるよう、液滴を除去し蒸気を乾燥する。ここでも、気体状のＮ−１６を含む窒素化合物は、乾燥された蒸気とともに蒸気乾燥器４を通過する。蒸気乾燥器４で乾燥されたＮ−１６窒素化合物を含む蒸気は、主蒸気ノズル５から主蒸気ラインを通じて蒸気タービンに供給されるため、Ｎ−１６から放出される高エネルギーガンマ線により、タービン系の放射線線量率が増加している。
【００１８】
次に、蒸気乾燥器４の構成と蒸気乾燥器４内での蒸気の流れについて、図２，図３，図４を用いて説明する。蒸気乾燥器ユニット１１は、図２に示すように、フードプレート６（以下、フード６），整流板７および１０、固定棒９（図３）及び波板８を備える。蒸気の流れの上流側（入口側）に整流板７を設置し、下流側（出口側）に整流板７を設置する。波板８は、整流板７と整流板１０の間に配置され、固定棒９で固定される。フード６は、蒸気乾燥器ユニット１１の整流板７を覆うように設置され、下方に開口部を有する。図２では、フード６の一部の構成のみを示す。蒸気乾燥器４は、複数の蒸気乾燥器ユニット１１を設置して構成されている。
【００１９】
気水分離器３を通過した液滴を含む蒸気は、フード６の下方に形成された開口部より流入し、蒸気乾燥器ユニット１１を通過して原子炉圧力容器１の上部へ開放される。図４に蒸気の流れを破線矢印で示す。蒸気はフード６で上向きから水平方向に流れの向きが変えられ、整流板７で分散され、波板８の間を通過して後段の整流板１０を通り、原子炉圧力容器１の上部に放出される。
【００２０】
本実施例の特徴の一つは、蒸気乾燥器４に設置される整流板７及び整流板１０の両方、もしくは一方を、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する性能を有する材料（以下、Ｎ−１６捕捉材料と記す）を担持した多孔体より構成される点にある。このような構成により、整流板７および１０を通過する蒸気に含まれるＮ−１６は、整流板７および１０を通過する際に、Ｎ−１６捕捉材料と接触して捕捉され、蒸気から分離される。その結果、蒸気とともにタービン系に移行するＮ−１６の量が低減し、タービン系の放射線線量率を低減することができる。先にも述べたように、Ｎ−１６は半減期が７.１秒と短く、吸着材上に７秒保持できると減衰してＮ−１６量が１／２になるので、Ｎ−１６に起因するタービン系の線量も１／２に低減できる。
【００２１】
ここで、Ｎ−１６捕捉材料を設置する場所が整流板７および１０である理由を説明する。Ｎ−１６捕捉材料を設置する場所を選定する際には、Ｎ−１６の捕捉効率がよいこと、および発電効率に影響を与えないことが重要な因子となる。Ｎ−１６の捕捉効率は、蒸気との接触効率がよく、蒸気との接触時間がＮ−１６を捕捉するのに十分な時間になることで向上することができる。
【００２２】
ここで、Ｎ−１６の捕捉効率と蒸気との接触時間との関係について、発明者らが実施した実験の結果を基に説明する。発明者らは、Ｎ−１６の代表的化学形態であるアンモニアと、アンモニア吸着材の一例としてゼオライトを用い、アンモニアがゼオライトに吸着保持される時間のガス線速依存性を実験により調べた。試験では、ゼオライトを充填した吸着塔を、蒸気乾燥器４を通過する蒸気温度を模擬して２８５度前後に加熱して飽和蒸気（大気圧）を流通し、吸着塔入口よりアンモニアをパルス状に１回注入して出口蒸気のアンモニア濃度を測定した。試験では、吸着塔に流通する飽和蒸気の線速度をパラメータとした。図５に出口蒸気のアンモニア濃度を時間に対してプロットした図を示すが、これより、蒸気線速度が小さいほどアンモニアの流出が遅く、また流出ピークの幅（出口蒸気からアンモニアが検出される時間）が長くなる傾向がある。このことは、蒸気線速度が小さい、すなわち吸着材であるゼオライトとの接触時間が長くなるほど、アンモニアが吸着材上に留まる時間が長くなることを示している。よって、蒸気線速度が小さい領域にＮ−１６捕捉材料を設置することで、Ｎ−１６の捕捉効率が向上できる。
【００２３】
蒸気の通過割合が大きく、さらに蒸気流路の狭いほど蒸気との接触効率が大きくなる。
このことを鑑みると、蒸気乾燥器４内の整流板７および１０は、原子炉圧力容器１の上部に放出されて主蒸気ラインへ進む蒸気の全量が通過すること、整流板７および１０における蒸気の線速度は１ｍ／秒以下と小さいこと、蒸気を整流する目的から蒸気流路が狭い構造になっていることから、Ｎ−１６捕捉材料を設置するのに好適であり、高いＮ−１６捕捉効率を得ることができる。
【００２４】
本実施例のように整流板７及び整流板１０の両方、もしくはいずれか一方に、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する機能を持たせることで、蒸気の通過割合が大きくなり、蒸気との接触効率が大きくなってＮ−１６の捕捉効率が向上する。さらに、整流板７及び整流板１０を多孔体で構成することによって、蒸気流路を狭くでき、蒸気との接触効率が大きくなって、Ｎ−１６の捕捉効率をさらに向上することができる。
【００２５】
発電効率の点では、従来の蒸気乾燥器４においても多孔板で構成されていることから、従来の蒸気乾燥器の整流板で使用される多孔板と同程度かそれ以下の圧力損失をもつ多孔体で整流板７および１０を構成することで、発電効率を維持しつつＮ−１６の低減が可能である。
【００２６】
Ｎ−１６捕捉材料としては、アンモニアや一酸化窒素といった、蒸気に同伴するＮ−１６の化合物を吸着したり、反応により化学結合を形成したり、触媒反応で分解したりすることができる材料のうち１つ以上の材料より選定される。例えば、アンモニアに対して吸着能力をもつ化合物である、固体表面上に酸点をもつ金属酸化物やゼオライト，セピオライトなどの粘土鉱物、ヒドロキシルアパタイト，活性炭などの炭素系化合物や金属炭化物などが選定される。また、白金，ニッケル，ルテニウム，マンガンなどの金属を担持したアンモニア分解触媒も使用できる。一酸化窒素に代表される窒素酸化物に対して吸着能力を持つ金属および金属酸化物や、白金，遷移金属などを担持した窒素酸化物分解触媒も使用できる。
【００２７】
Ｎ−１６捕捉材料は、ステンレス鋼などの金属鋼材で製造された多孔体に担持される。
多孔体の形状は、板状の鋼材に細孔を開けたもの、ハニカム，メタルリボン，網状，発泡金属，スポンジ状などが例として挙げられる。
【００２８】
Ｎ−１６捕捉材料を金属鋼材に担持する方法は、バインダを使用する方法、反応により添着する方法などが例として挙げられるが、選定されるＮ−１６捕捉材料と金属鋼材の種類により、最適な方法を選定する。
【００２９】
また、蒸気乾燥器４の構造的な強度などの設計要件を満足できる場合には、Ｎ−１６捕捉材料自体を多孔体に加工して、整流板７および１０として使用することもできる。
【００３０】
整流板７および１０で使用されるＮ−１６捕捉材料および多孔体の構造材料は、どちらも同じ材料でもよいし、それぞれ異なる材料でもよい。整流板７と整流板１０を通過する蒸気は、含まれる液滴量が異なり、整流板７を通過する蒸気は整流板１０を通過する蒸気より液滴量が多い。そのため、整流板７で使用するＮ−１６捕捉材料は水を含む条件で捕捉効率の高いものを選定し、整流板１０で使用するＮ−１６捕捉材料は乾燥条件で捕捉効率の高いものを選定してもよい。
【００３１】
本実施例の沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、沸騰水型原子力プラントにおいて生成するＮ−１６を含む窒素化合物を、当該原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器において捕捉することで、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【００３２】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を、図面を用いて説明する。原子炉圧力容器１内での蒸気の流れは実施例１と同等であり、記述を省略する。
【００３３】
本実施例の蒸気乾燥器４２は、図６に示すように、フード６，整流板７２および１０２、固定棒９，固定棒９で固定される波板８を備え、さらに、Ｎ−１６捕捉装置１２および１３を備える。本実施例の特徴の一つは、Ｎ−１６捕捉装置１２を蒸気の入口側の整流板７２の手前に配置し、Ｎ−１６捕捉装置１３を蒸気の出口側整流板１０２の後段に設置する点にある。Ｎ−１６捕捉装置１２および１３は、Ｎ−１６捕捉材料を担持した多孔体よりなる。
【００３４】
気水分離器３を通過した蒸気は、フード６からＮ−１６捕捉装置１２を通って整流板７２，波板８，整流板１０２を通過し、Ｎ−１６捕捉装置１３を通って原子炉圧力容器１の上方に放出される。蒸気がＮ−１６捕捉装置１２および１３を通過する際、蒸気中に含まれるＮ−１６が吸着，反応，触媒作用等により捕捉され、タービン系に移行するＮ−１６量が低減される。
【００３５】
本実施例では、蒸気乾燥器４の空間部分にＮ−１６捕捉装置１２および１３を設置するため、このＮ−１６捕捉装置１２および１３を設置可能な範囲で厚みを大きくすることができる。Ｎ−１６捕捉装置１２および１３の厚さが厚い方が、蒸気がＮ−１６捕捉材料に接触する時間が長くなり、捕捉されるＮ−１６量が増加するため、タービン系の線量低減効果が大きくなる。
【００３６】
Ｎ−１６捕捉装置１２および１３の厚さは、設置場所の大きさとともに、発電効率を維持できる圧力損失以下となるように規定される。
【００３７】
Ｎ−１６捕捉装置１２および１３は、実施例１と同様、蒸気に同伴するＮ−１６の化合物を吸着，反応，触媒分解などができる材料のうち１つ以上の材料より選定されたＮ−１６捕捉材料を、金属鋼材などで製造された多孔体に担持して製造する。構造的強度が確保できる場合は、Ｎ−１６捕捉材料で多孔体を形成し、Ｎ−１６捕捉装置とすることもできる。
【００３８】
Ｎ−１６捕捉装置１２および１３は、その両方を設置してもよいし、いずれか一方のみを設置してもよい。また、Ｎ−１６捕捉装置１２および１３で使用するＮ−１６捕捉材料および多孔体の構造材料は、同じでもよいし異なる材料でもよい。
【００３９】
本実施例の沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、沸騰水型原子力プラントにおいて生成するＮ−１６を含む窒素化合物を、当該原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器において捕捉することで、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、従来の蒸気乾燥器の空間部分にＮ−１６捕捉装置を設置するため、蒸気乾燥器を交換する必要がなく経済性が高い。また、蒸気乾燥器の空間部分に設置できる範囲でＮ−１６捕捉装置の厚みを増やすことができ、Ｎ−１６の移行およびタービン系の線量の低減効果を大きくすることができる。
【００４１】
（実施例３）
本発明の第３の実施例を、図面を用いて説明する。なお、原子炉圧力容器１内での蒸気の流れは実施例１と同等であり、記述を省略する。
【００４２】
第３の実施例の蒸気乾燥器４３は、図７に示すように、フード６，整流板７３および１０３、固定棒９および固定棒９で固定された波板８を備え、さらに、Ｎ−１６捕捉装置２２および２３を備える。本実施例の特徴の一つは、Ｎ−１６捕捉装置２２をフード６の蒸気入口に設置し、Ｎ−１６捕捉装置２３を蒸気乾燥器４３の蒸気出口に設置する点にある。Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、Ｎ−１６捕捉材料を担持した多孔体よりなる。
【００４３】
気水分離器３を通過した蒸気は、Ｎ−１６捕捉装置２２を通ってフード６から整流板７３，波板８，整流板１０３を通過し、Ｎ−１６捕捉装置２３を通って原子炉圧力容器１の上方に放出される。蒸気がＮ−１６捕捉装置２２および２３を通過する際、蒸気中に含まれるＮ−１６が吸着，反応，触媒作用等により捕捉され、タービン系に移行するＮ−１６量が低減される。
【００４４】
Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、設置場所と圧力損失よりその厚さが規定される。
【００４５】
Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、実施例１および２と同様、蒸気に同伴するＮ−１６の化合物を吸着，反応，触媒分解などができる材料のうち１つ以上の材料より選定されたＮ−１６捕捉材料を、金属鋼材などで製造された多孔体に担持して製造する。構造的強度が確保できる場合は、Ｎ−１６捕捉材料で多孔体を形成し、Ｎ−１６捕捉装置とすることもできる。Ｎ−１６捕捉装置２２および２３で使用されるＮ−１６捕捉材料および多孔体の構成材料は、同じものを使用してもよいし、異なるものを使用してもよい。Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、その両方を設置してもよいし、いずれか一方のみを設置してもよい。
【００４６】
Ｎ−１６捕捉装置２２を蒸気入口に設置することで、蒸気乾燥器４３に流入する蒸気が整流され、整流板７３および波板８における液滴除去効果を向上することもできる。また、Ｎ−１６捕捉装置２３を蒸気出口に設置することで、原子炉圧力容器１の上方に放出される蒸気が整流され、蒸気が蒸気乾燥器４３から主蒸気ノズル５に移動する間の摩擦等による圧力損失を低減することもできる。
【００４７】
本実施例の沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、沸騰水型原子力プラントにおいて生成するＮ−１６を含む窒素化合物を、当該原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器において捕捉することで、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【００４８】
さらに、本実施例によれば、Ｎ−１６の移行およびタービン系の線量を低減できるとともに、蒸気の整流効果により機器効率の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 原子炉圧力容器
２ 炉心
３ 気水分離器
４，４２，４３ 蒸気乾燥器
５ 主蒸気ノズル
６ フード
７，１０，７２，７３，１０２，１０３ 整流板
８ 波板
９ 固定棒
１１ 蒸気乾燥器ユニット
１２，１３，２２，２３
Ｎ−１６ 捕捉装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子力プラント、および該沸騰水型原子力プラントに設置された蒸気乾燥器に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子力プラントの構成例について説明する。沸騰水型原子力プラントを構成する原子炉圧力容器内には、炉心，気水分離器，蒸気乾燥器が設置されている。炉心の上部に設置された気水分離器は、炉心で発生した蒸気を冷却水から分離し、気水分離器の上部に設置された蒸気乾燥器は、気水分離器で分離された蒸気から液滴を除去する。蒸気乾燥器で液滴量が一定値以下になるよう乾燥された蒸気は、主蒸気ノズルから主蒸気ラインを通じて蒸気タービンに供給される。
【０００３】
上記のように構成された沸騰水型原子力プラントでは、炉心において、炉水の酸素（Ｏ−１６）と中性子との反応により放射性窒素（Ｎ−１６）が生成する。このＮ−１６は、半減期が７.１秒で、高エネルギーガンマ線（６.１２９ＭｅＶ）を放出する。生成したＮ−１６のうち、揮発性が高いアンモニア（ＮＨ3）や一酸化窒素（ＮＯ）の化学形態をとるものは、炉水中に滞留せず、揮発して蒸気とともに蒸気タービンに到達するため、タービン系における線量増加の要因となっている。
【０００４】
近年、沸騰水型原子力プラントでは、原子炉圧力容器内の炉水中の溶存酸素を低減させて原子炉圧力容器やその内部構造物の構造材料の応力腐食割れを防止するために、水素注入が行われている。しかし、水素注入量が増加すると、ある水素注入量の値を境に急激にタービン系の放射線線量率が上昇する傾向がある。これは、通常運転中は硝酸イオン等の揮発性の低い化学形態で炉水中に溶解しているＮ−１６が、水素注入により還元されて揮発性が高いＮＨ3やＮＯの化学形態となり、主蒸気に同伴されるためである。放射線線量率の上昇のため、注入できる水素量には上限が設定される。
【０００５】
従来、タービン系に移行するＮ−１６量を低減する技術として、気水分離器と蒸気乾燥器の間に触媒を設置し、揮発性の高いアンモニア形態のＮ−１６を揮発性の低い窒素酸化物にする方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
さらに、Ｎ−１６は半減期が短いため、蒸気乾燥器から主蒸気ノズルまで蒸気が到達する時間を物理的に遅延させ、減衰させることでタービン系への移行量を低減させる技術（例えば、特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１５１８９８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４７２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、気水分離器と蒸気乾燥器の間に触媒が設置されているため、水分を多く含む蒸気が触媒表面に付着し、触媒の表面に水の膜が形成される可能性がある。このため、気相中のＮ−１６が接触する触媒表面の面積が小さくなり、効率に困難な点があった。
【０００９】
特許文献２に開示された技術により、主蒸気配管内において吸着によりＮ−１６を低減させるためには、Ｎ−１６と吸着物とが十分に接触するための面積が必要となる。しかし、そのためには蒸気流路である主蒸気配管を狭くするか、細管を複数設置する必要があり、発電効率低下につながる恐れがあった。また、特許文献２には気水分離器，蒸気乾燥器に貴金属をメッキする方法について記載されているが、仮に現行の沸騰水型原子力プラントに設置された蒸気乾燥器の構成部材である波板に貴金属をメッキした場合、乾燥蒸気は波板に接触する確率が低いため、乾燥蒸気中に含まれるＮ−１６が波板にメッキされた貴金属に吸着する確率も低くなり、移行量低減の効率の点で課題があった。また、引用文献２において、蒸気乾燥器の構成部材である整流板に貴金属をメッキする場合も、現行の蒸気乾燥器の整流板は厚さ数mmの金属板に複数の孔を開けた構造であり、整流板と接触せず通過する蒸気もあるため、Ｎ−１６の貴金属への吸着効率と移行量の低減効果に課題があった。
【００１０】
本発明は上記のような状況を鑑みてなされたもので、沸騰水型原子力プラントにおいて、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することでタービン系の線量率を低減する沸騰水型原子力プラントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る沸騰水型原子力プラントは、上述した課題を解決するために、原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器内の蒸気が通過する領域に、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料を担持した多孔体を設置する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である沸騰水型原子力プラントの構成を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施例の沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施例の沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の構成を示す断面図（図２のＡ−Ａ断面図）である。
【図４】第１の実施例の沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の縦断面図である。
【図５】ゼオライトによるアンモニア吸着試験の結果を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例である沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の縦断面図である。
【図７】本発明の第３の実施例である沸騰水型原子力プラントに設置される蒸気乾燥器の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１５】
（実施例１）
本発明に係る沸騰水型原子力プラントの構成を、図１，図２，図３，図４を用いて説明する。図１は沸騰水型原子力プラントの縦断面図、図２は沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器の斜視図、図３は図２の蒸気乾燥器のＡ−Ａ断面図、図４は蒸気乾燥器の縦断面図を示す。
【００１６】
沸騰水型原子力プラントを構成する原子炉圧力容器１内には、図１に示すように、炉心２，気水分離器３，蒸気乾燥器４が設置されている。炉心２内では、炉心２内に設置された原子燃料より放出される熱により炉心２内を循環する冷却水が加熱され、蒸気が発生する。また、原子燃料より放出される中性子は、冷却水中の酸素原子（Ｏ−１６）と核反応を起こし、これにより放射性窒素（Ｎ−１６）が生成する。核反応により生成したＮ−１６は、冷却水中の水分子や、水分子が放射線分解して生成したラジカル等と反応し、アンモニアや窒素酸化物（ＮＯ，ＮＯ2，ＮＯ3-など）の化学形態をとる。これらのＮ−１６を含む窒素化合物のうち、揮発性の高いアンモニアやＮＯの形態をとるものは、気体として蒸気とともに炉心２内を移動する。
【００１７】
炉心２で発生した蒸気は、冷却水とともに原子炉圧力容器１内を上方へ移動し、炉心２の上部に設置された気水分離器３に達する。気水分離器３では、炉心２で発生した蒸気を冷却水から分離する。この際、蒸気中に気体として含まれるＮ−１６を含む窒素化合物は、気水分離器３を蒸気とともに通過し、蒸気乾燥器４に達する。蒸気乾燥器４では、気水分離器３で分離された蒸気から、当該蒸気に含まれる液滴量が一定値以下になるよう、液滴を除去し蒸気を乾燥する。ここでも、気体状のＮ−１６を含む窒素化合物は、乾燥された蒸気とともに蒸気乾燥器４を通過する。蒸気乾燥器４で乾燥されたＮ−１６窒素化合物を含む蒸気は、主蒸気ノズル５から主蒸気ラインを通じて蒸気タービンに供給されるため、Ｎ−１６から放出される高エネルギーガンマ線により、タービン系の放射線線量率が増加している。
【００１８】
次に、蒸気乾燥器４の構成と蒸気乾燥器４内での蒸気の流れについて、図２，図３，図４を用いて説明する。蒸気乾燥器ユニット１１は、図２に示すように、フードプレート６（以下、フード６），整流板７および１０、固定棒９（図３）及び波板８を備える。蒸気の流れの上流側（入口側）に整流板７を設置し、下流側（出口側）に整流板７を設置する。波板８は、整流板７と整流板１０の間に配置され、固定棒９で固定される。フード６は、蒸気乾燥器ユニット１１の整流板７を覆うように設置され、下方に開口部を有する。図２では、フード６の一部の構成のみを示す。蒸気乾燥器４は、複数の蒸気乾燥器ユニット１１を設置して構成されている。
【００１９】
気水分離器３を通過した液滴を含む蒸気は、フード６の下方に形成された開口部より流入し、蒸気乾燥器ユニット１１を通過して原子炉圧力容器１の上部へ開放される。図４に蒸気の流れを破線矢印で示す。蒸気はフード６で上向きから水平方向に流れの向きが変えられ、整流板７で分散され、波板８の間を通過して後段の整流板１０を通り、原子炉圧力容器１の上部に放出される。
【００２０】
本実施例の特徴の一つは、蒸気乾燥器４に設置される整流板７及び整流板１０の両方、もしくは一方を、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する性能を有する材料（以下、Ｎ−１６捕捉材料と記す）を担持した多孔体より構成される点にある。このような構成により、整流板７および１０を通過する蒸気に含まれるＮ−１６は、整流板７および１０を通過する際に、Ｎ−１６捕捉材料と接触して捕捉され、蒸気から分離される。その結果、蒸気とともにタービン系に移行するＮ−１６の量が低減し、タービン系の放射線線量率を低減することができる。先にも述べたように、Ｎ−１６は半減期が７.１秒と短く、吸着材上に７秒保持できると減衰してＮ−１６量が１／２になるので、Ｎ−１６に起因するタービン系の線量も１／２に低減できる。
【００２１】
ここで、Ｎ−１６捕捉材料を設置する場所が整流板７および１０である理由を説明する。Ｎ−１６捕捉材料を設置する場所を選定する際には、Ｎ−１６の捕捉効率がよいこと、および発電効率に影響を与えないことが重要な因子となる。Ｎ−１６の捕捉効率は、蒸気との接触効率がよく、蒸気との接触時間がＮ−１６を捕捉するのに十分な時間になることで向上することができる。
【００２２】
ここで、Ｎ−１６の捕捉効率と蒸気との接触時間との関係について、発明者らが実施した実験の結果を基に説明する。発明者らは、Ｎ−１６の代表的化学形態であるアンモニアと、アンモニア吸着材の一例としてゼオライトを用い、アンモニアがゼオライトに吸着保持される時間のガス線速依存性を実験により調べた。試験では、ゼオライトを充填した吸着塔を、蒸気乾燥器４を通過する蒸気温度を模擬して２８５度前後に加熱して飽和蒸気（大気圧）を流通し、吸着塔入口よりアンモニアをパルス状に１回注入して出口蒸気のアンモニア濃度を測定した。試験では、吸着塔に流通する飽和蒸気の線速度をパラメータとした。図５に出口蒸気のアンモニア濃度を時間に対してプロットした図を示すが、これより、蒸気線速度が小さいほどアンモニアの流出が遅く、また流出ピークの幅（出口蒸気からアンモニアが検出される時間）が長くなる傾向がある。このことは、蒸気線速度が小さい、すなわち吸着材であるゼオライトとの接触時間が長くなるほど、アンモニアが吸着材上に留まる時間が長くなることを示している。よって、蒸気線速度が小さい領域にＮ−１６捕捉材料を設置することで、Ｎ−１６の捕捉効率が向上できる。
【００２３】
蒸気の通過割合が大きく、さらに蒸気流路の狭いほど蒸気との接触効率が大きくなる。
このことを鑑みると、蒸気乾燥器４内の整流板７および１０は、原子炉圧力容器１の上部に放出されて主蒸気ラインへ進む蒸気の全量が通過すること、整流板７および１０における蒸気の線速度は１ｍ／秒以下と小さいこと、蒸気を整流する目的から蒸気流路が狭い構造になっていることから、Ｎ−１６捕捉材料を設置するのに好適であり、高いＮ−１６捕捉効率を得ることができる。
【００２４】
本実施例のように整流板７及び整流板１０の両方、もしくはいずれか一方に、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する機能を持たせることで、蒸気の通過割合が大きくなり、蒸気との接触効率が大きくなってＮ−１６の捕捉効率が向上する。さらに、整流板７及び整流板１０を多孔体で構成することによって、蒸気流路を狭くでき、蒸気との接触効率が大きくなって、Ｎ−１６の捕捉効率をさらに向上することができる。
【００２５】
発電効率の点では、従来の蒸気乾燥器４においても多孔板で構成されていることから、従来の蒸気乾燥器の整流板で使用される多孔板と同程度かそれ以下の圧力損失をもつ多孔体で整流板７および１０を構成することで、発電効率を維持しつつＮ−１６の低減が可能である。
【００２６】
Ｎ−１６捕捉材料としては、アンモニアや一酸化窒素といった、蒸気に同伴するＮ−１６の化合物を吸着したり、反応により化学結合を形成したり、触媒反応で分解したりすることができる材料のうち１つ以上の材料より選定される。例えば、アンモニアに対して吸着能力をもつ化合物である、固体表面上に酸点をもつ金属酸化物やゼオライト，セピオライトなどの粘土鉱物、ヒドロキシルアパタイト，活性炭などの炭素系化合物や金属炭化物などが選定される。また、白金，ニッケル，ルテニウム，マンガンなどの金属を担持したアンモニア分解触媒も使用できる。一酸化窒素に代表される窒素酸化物に対して吸着能力を持つ金属および金属酸化物や、白金，遷移金属などを担持した窒素酸化物分解触媒も使用できる。
【００２７】
Ｎ−１６捕捉材料は、ステンレス鋼などの金属鋼材で製造された多孔体に担持される。
多孔体の形状は、板状の鋼材に細孔を開けたもの、ハニカム，メタルリボン，網状，発泡金属，スポンジ状などが例として挙げられる。
【００２８】
Ｎ−１６捕捉材料を金属鋼材に担持する方法は、バインダを使用する方法、反応により添着する方法などが例として挙げられるが、選定されるＮ−１６捕捉材料と金属鋼材の種類により、最適な方法を選定する。
【００２９】
また、蒸気乾燥器４の構造的な強度などの設計要件を満足できる場合には、Ｎ−１６捕捉材料自体を多孔体に加工して、整流板７および１０として使用することもできる。
【００３０】
整流板７および１０で使用されるＮ−１６捕捉材料および多孔体の構造材料は、どちらも同じ材料でもよいし、それぞれ異なる材料でもよい。整流板７と整流板１０を通過する蒸気は、含まれる液滴量が異なり、整流板７を通過する蒸気は整流板１０を通過する蒸気より液滴量が多い。そのため、整流板７で使用するＮ−１６捕捉材料は水を含む条件で捕捉効率の高いものを選定し、整流板１０で使用するＮ−１６捕捉材料は乾燥条件で捕捉効率の高いものを選定してもよい。
【００３１】
本実施例の沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、沸騰水型原子力プラントにおいて生成するＮ−１６を含む窒素化合物を、当該原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器において捕捉することで、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【００３２】
（実施例２）
本発明の第２の実施例を、図面を用いて説明する。原子炉圧力容器１内での蒸気の流れは実施例１と同等であり、記述を省略する。
【００３３】
本実施例の蒸気乾燥器４２は、図６に示すように、フード６，整流板７２および１０２、固定棒９，固定棒９で固定される波板８を備え、さらに、Ｎ−１６捕捉装置１２および１３を備える。本実施例の特徴の一つは、Ｎ−１６捕捉装置１２を蒸気の入口側の整流板７２の手前に配置し、Ｎ−１６捕捉装置１３を蒸気の出口側整流板１０２の後段に設置する点にある。Ｎ−１６捕捉装置１２および１３は、Ｎ−１６捕捉材料を担持した多孔体よりなる。
【００３４】
気水分離器３を通過した蒸気は、フード６からＮ−１６捕捉装置１２を通って整流板７２，波板８，整流板１０２を通過し、Ｎ−１６捕捉装置１３を通って原子炉圧力容器１の上方に放出される。蒸気がＮ−１６捕捉装置１２および１３を通過する際、蒸気中に含まれるＮ−１６が吸着，反応，触媒作用等により捕捉され、タービン系に移行するＮ−１６量が低減される。
【００３５】
本実施例では、蒸気乾燥器４の空間部分にＮ−１６捕捉装置１２および１３を設置するため、このＮ−１６捕捉装置１２および１３を設置可能な範囲で厚みを大きくすることができる。Ｎ−１６捕捉装置１２および１３の厚さが厚い方が、蒸気がＮ−１６捕捉材料に接触する時間が長くなり、捕捉されるＮ−１６量が増加するため、タービン系の線量低減効果が大きくなる。
【００３６】
Ｎ−１６捕捉装置１２および１３の厚さは、設置場所の大きさとともに、発電効率を維持できる圧力損失以下となるように規定される。
【００３７】
Ｎ−１６捕捉装置１２および１３は、実施例１と同様、蒸気に同伴するＮ−１６の化合物を吸着，反応，触媒分解などができる材料のうち１つ以上の材料より選定されたＮ−１６捕捉材料を、金属鋼材などで製造された多孔体に担持して製造する。構造的強度が確保できる場合は、Ｎ−１６捕捉材料で多孔体を形成し、Ｎ−１６捕捉装置とすることもできる。
【００３８】
Ｎ−１６捕捉装置１２および１３は、その両方を設置してもよいし、いずれか一方のみを設置してもよい。また、Ｎ−１６捕捉装置１２および１３で使用するＮ−１６捕捉材料および多孔体の構造材料は、同じでもよいし異なる材料でもよい。
【００３９】
本実施例の沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、沸騰水型原子力プラントにおいて生成するＮ−１６を含む窒素化合物を、当該原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器において捕捉することで、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、従来の蒸気乾燥器の空間部分にＮ−１６捕捉装置を設置するため、蒸気乾燥器を交換する必要がなく経済性が高い。また、蒸気乾燥器の空間部分に設置できる範囲でＮ−１６捕捉装置の厚みを増やすことができ、Ｎ−１６の移行およびタービン系の線量の低減効果を大きくすることができる。
【００４１】
（実施例３）
本発明の第３の実施例を、図面を用いて説明する。なお、原子炉圧力容器１内での蒸気の流れは実施例１と同等であり、記述を省略する。
【００４２】
第３の実施例の蒸気乾燥器４３は、図７に示すように、フード６，整流板７３および１０３、固定棒９および固定棒９で固定された波板８を備え、さらに、Ｎ−１６捕捉装置２２および２３を備える。本実施例の特徴の一つは、Ｎ−１６捕捉装置２２をフード６の蒸気入口に設置し、Ｎ−１６捕捉装置２３を蒸気乾燥器４３の蒸気出口に設置する点にある。Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、Ｎ−１６捕捉材料を担持した多孔体よりなる。
【００４３】
気水分離器３を通過した蒸気は、Ｎ−１６捕捉装置２２を通ってフード６から整流板７３，波板８，整流板１０３を通過し、Ｎ−１６捕捉装置２３を通って原子炉圧力容器１の上方に放出される。蒸気がＮ−１６捕捉装置２２および２３を通過する際、蒸気中に含まれるＮ−１６が吸着，反応，触媒作用等により捕捉され、タービン系に移行するＮ−１６量が低減される。
【００４４】
Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、設置場所と圧力損失よりその厚さが規定される。
【００４５】
Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、実施例１および２と同様、蒸気に同伴するＮ−１６の化合物を吸着，反応，触媒分解などができる材料のうち１つ以上の材料より選定されたＮ−１６捕捉材料を、金属鋼材などで製造された多孔体に担持して製造する。構造的強度が確保できる場合は、Ｎ−１６捕捉材料で多孔体を形成し、Ｎ−１６捕捉装置とすることもできる。Ｎ−１６捕捉装置２２および２３で使用されるＮ−１６捕捉材料および多孔体の構成材料は、同じものを使用してもよいし、異なるものを使用してもよい。Ｎ−１６捕捉装置２２および２３は、その両方を設置してもよいし、いずれか一方のみを設置してもよい。
【００４６】
Ｎ−１６捕捉装置２２を蒸気入口に設置することで、蒸気乾燥器４３に流入する蒸気が整流され、整流板７３および波板８における液滴除去効果を向上することもできる。また、Ｎ−１６捕捉装置２３を蒸気出口に設置することで、原子炉圧力容器１の上方に放出される蒸気が整流され、蒸気が蒸気乾燥器４３から主蒸気ノズル５に移動する間の摩擦等による圧力損失を低減することもできる。
【００４７】
本実施例の沸騰水型原子力プラントおよび蒸気乾燥器によれば、沸騰水型原子力プラントにおいて生成するＮ−１６を含む窒素化合物を、当該原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置された蒸気乾燥器において捕捉することで、発電効率を維持しつつ、Ｎ−１６を含む窒素化合物を捕捉する能力を有する材料とＮ−１６を含む窒素化合物との接触効率が向上し、Ｎ−１６のタービン系への移行量を低減することができ、タービン系の線量率を低減することができる。
【００４８】
さらに、本実施例によれば、Ｎ−１６の移行およびタービン系の線量を低減できるとともに、蒸気の整流効果により機器効率の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１ 原子炉圧力容器
２ 炉心
３ 気水分離器
４，４２，４３ 蒸気乾燥器
５ 主蒸気ノズル
６ フード
７，１０，７２，７３，１０２，１０３ 整流板
８ 波板
９ 固定棒
１１ 蒸気乾燥器ユニット
１２，１３，２２，２３
Ｎ−１６ 捕捉装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子力プラントにおいて、
前記原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器内の蒸気が通過する領域に、放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した多孔体を設置することを特徴とする沸騰水型原子力プラント。
【請求項２】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体が、前記蒸気乾燥器に備えられる整流板であることを特徴とする請求項１に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項３】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体で構成される放射性窒素捕捉装置を、前記蒸気乾燥器に設置された整流板の蒸気入口側および／または蒸気出口側に設置することを特徴とする請求項１に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項４】
前記放射性窒素化合物を捕捉する物質は、
アンモニアおよび／または一酸化窒素を、吸着反応，化学反応，触媒作用の少なくとも一つの作用により前記放射性窒素化合物を捕捉する材料であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項５】
前記多孔体は、
金属，金属酸化物，金属炭化物及び金属窒化物のうちの少なくとも一つで構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項６】
前記多孔体は、
放射性窒素化合物を捕捉する物質により構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項７】
沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器において、
前記蒸気乾燥器内の蒸気が通過する領域に、放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した多孔体を設置することを特徴とする沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項８】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体が、前記蒸気乾燥器に備えられる整流板であることを特徴とする請求項７に記載の沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項９】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体で構成される放射性窒素捕捉装置を、前記蒸気乾燥器に設置された整流板の蒸気入口側および／または蒸気出口側に設置することを特徴とする請求項７に記載の沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項１０】
前記多孔体は、
放射性窒素化合物を捕捉する物質により構成されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項１】
沸騰水型原子力プラントにおいて、
前記原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器内の蒸気が通過する領域に、放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した多孔体を設置することを特徴とする沸騰水型原子力プラント。
【請求項２】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体が、前記蒸気乾燥器に備えられる整流板であることを特徴とする請求項１に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項３】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体で構成される放射性窒素捕捉装置を、前記蒸気乾燥器に設置された整流板の蒸気入口側および／または蒸気出口側に設置することを特徴とする請求項１に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項４】
前記放射性窒素化合物を捕捉する物質は、
アンモニアおよび／または一酸化窒素を、吸着反応，化学反応，触媒作用の少なくとも一つの作用により前記放射性窒素化合物を捕捉する材料であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項５】
前記多孔体は、
金属，金属酸化物，金属炭化物及び金属窒化物のうちの少なくとも一つで構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項６】
前記多孔体は、
放射性窒素化合物を捕捉する物質により構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の沸騰水型原子力プラント。
【請求項７】
沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内に設置される蒸気乾燥器において、
前記蒸気乾燥器内の蒸気が通過する領域に、放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した多孔体を設置することを特徴とする沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項８】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体が、前記蒸気乾燥器に備えられる整流板であることを特徴とする請求項７に記載の沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項９】
放射性窒素化合物を捕捉する材料を担持した前記多孔体で構成される放射性窒素捕捉装置を、前記蒸気乾燥器に設置された整流板の蒸気入口側および／または蒸気出口側に設置することを特徴とする請求項７に記載の沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【請求項１０】
前記多孔体は、
放射性窒素化合物を捕捉する物質により構成されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の沸騰水型原子力プラントの蒸気乾燥器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８５６２７（Ｐ２０１１−１８５６２７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４８５６４（Ｐ２０１０−４８５６４）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
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