[發明專利]原子能發電廠系統及其運行方法

無效

• 申請號: 01119220.8
• 申請日: 2001-04-02
• 公開（公告）號: CN1323040A
• 公開（公告）日: 2001-11-21
• 發明（設計）人: 逸見幸雄;關秀司;閏間裕;小林實;石橋文彥;稻見一郎;馬場隆男
• 申請（專利權）人: 東芝株式會社
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21C15/00;G21C17/02;G21D3/04;G21D3/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃劍鋒

本發明涉及一種在產生原子能和熱核發電廠等放射性的系統中，減少發生轉移到冷卻水中的放射性物質或分離去除這些物質的方法和設備、裝置。

在原子能發電廠中，減少運行和定期檢查時的核輻射是非常重要的。到目前為止，已經有減少主要含有Co^-60的堆水中放射性物質濃度，或減少轉移到原子反應堆水系統的放射性的對應措施，以及各種材料的對應措施，水質控制措施，和凈化器的改善措施。但是，到目前為止，還沒有減少轉移到主蒸汽、渦輪機系統的放射性的對應措施。

下面參照圖1和圖2，描述解決該課題的現行原子能發電系統中蒸汽系的放射性轉移機構和其占有率。

如圖1所示，目前，通過堆水凈化器5去除一部分在原子反應堆壓力容器(下面稱為“壓力容器”)9內的堆芯10所生成的放射性物質。大部分所生成的放射性物質附著于飽和水循環的壓力容器9內的部件、壓力容器9的內壁和堆水凈化器5的上游側管線上。另外，雖然為極少的一部分，但是，由于溶解于原子反應堆的離子或分子狀的放射性物質保持有蒸汽分壓，故可與蒸汽一起揮發。

雖然其中大部分液滴可通過氣水分離器4和干燥器3去除，但是，極少部分液滴(0.1％以下)作為飛沫，通過位于渦輪機系統入口的蒸汽閥1，給蒸汽渦輪機系統等造成污染。另外，最近，在原子反應堆停止運行時，形成溫度快速降低過程，此時，在放射性較高的堆水凈化器5的出口，水經過噴霧器噴嘴6形成噴霧，故飛散的液滴中所含的放射性物質轉移到蒸汽系中。

下面參照圖2，描述與液滴轉移到蒸汽系中密切相關的干燥器(蒸汽干燥器)3中，液滴的運動過程。含有通過圖1所示氣水分離器4的液滴的蒸汽(濕度小于10％)通過蒸汽侵入孔20進入，并通過裝有波紋板2的部位，然后通過壓力容器9的頂部，送入蒸汽系管線11。質量較大的液滴會與沿波紋板結構流動的蒸汽流21一起，改變方向，但是由于慣性力，在與波紋板22碰撞時，會被波紋板22俘獲，通過波紋板22的壁傳遞，收集于底部的排液盤24中，通過排出管25返回到堆水中。

但是，如果液滴在波紋板22之間的間隙流速較快(滯留時間較短)，則微小粒徑的液滴就會不碰撞而通過。另外，如果上述流速較快，碰到波紋板22而附著于其上的液滴或放射性物質在蒸汽流剪切力的作用下會剝離，隨之轉移到蒸汽系中。

因此，實際發電廠中放射性物質在蒸汽系的轉移率大于根據溶解于水中的放射性物質的氣液分配率計算的數值。如果歸納放射性物質轉移到蒸汽系的原因，則共計有下述3種現象，即(ⅰ)溶解于堆水中的放射性(溶解放射性)隨蒸發而轉移到蒸汽系中；(ⅱ)在液滴與干燥器等裝置碰撞后，液滴再次背離，或干燥后附著的放射性物質脫離，轉移到蒸汽系；(ⅲ)通過噴霧器飛散開的液滴等轉移到蒸汽系，它們相應的占有率為1∶3∶1。

但是，最近出于經濟性的觀點，出現了打算在不改變設備尺寸的情況下，實現高輸出、高溫高壓等新需求。但是，如果考察上述事項，則在實現原子反應堆高輸出的場合下，氣水分離器或干燥器的液滴分離性能是不夠的，結果很容易推測到，會增加轉移到蒸汽系中的放射性。另外，在進一步進行高溫高壓處理的場合，處于超臨界狀態。在此場合，只要不設置適合的分離去除裝置，則超臨界水中的粒子狀或溶解態的放射性物質便會100％地轉移到蒸汽系。由此，在超臨界堆中，高溫水凈化器(在本說明書中，該術語指的是“可在高溫下使用的，分離去除水或蒸汽中的放射性物質的裝置”。)是最重要的設備之一。

到目前，人們對未伴隨熱量損失的高溫水凈化器提出了各種專利申請。但是，任何裝置均無法避免壽命較短的缺點，由于俘獲腐蝕產物或渦輪機系統中有機物的污染造成的壓差上升，高溫水的水化學不穩定性造成的過濾劑，或下述小孔形狀的變化造成的性能變差，該小孔形狀的變化是該過濾器材質的析出或腐蝕氧化造成的體積膨脹而引起的。另外，目前的情況是還具有俘獲容量較小，凈化性能隨時間的推移而降低的問題，無法實用化(參照文獻“發電用過濾器指南”，第8頁(日本ポ-ル株式會社)。

本發明是針對上述實際情況而提出的，本發明的目的在于提供一種減少放射性物質從原子反應堆轉移到蒸汽系的方案。