川内原子力発電所１号機再稼働時の２次系水質管理
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カテゴリ: 第15回
川内原子力発電所１号機再稼働時の２次系水質管理
Secondary chemical water management at the restart of Sendai nuclear power station after a long-term maintenance
九州電力株式会社吉田 啓二 keijiYOSHIDA
Sendai Nuclear Power Station Unit No. 1 had been in a long-term maintenance after the Fukushima Daiichi Nuclear accident. However, based on passing with new regulatory requirements introduced by the Nuclear Regulation Authority, it returned to normal operation on September 10, 2015.
In this paper, we will describe about secondary chemical water management in a long-term maintenance and at the restart of nuclear power station.
Keywords: Secondary chemical water management, Sendai nuclear power station
１．はじめに
当社の川内原子力発電所1 号機は、平成23 年3 月の東 日本大震災による東京電力福島第一原子力発電所事故の後、長期停止状態であったが、原子力規制委員会が定めた新規制基準に基づく審査を経て、平成 27 年 9 月 10 日通常運転に復帰した。今回、再稼働前後に実施した２次系の水化学管理として、長期プラント停止時の保管管理、 ２次系クリーンアップ及び起動時の水質管理について紹介する。
３．２次系統の長期保管管理状況
２次系統の長期保管方法の考え方
長期プラント停止に伴う２次系統の保管管理は、系 統構成材の腐食防止の観点から、湿式保管と乾式保 管を基本とし、各系統の状況を踏まえ適切な保管管 理を選択した。
湿式保管箇所；復水系統、給水系統及び蒸気発生器
乾式保管箇所；復水器、タービン、湿分分離加熱器
除湿機
高圧タービン
２．再稼働（通常運転復帰）までの経緯
平成23 年3 月11 日 東日本大震災
平成23 年5 月10 日 定期検査入り
平成26 年9 月10 日 原子炉設置変更認可
平成27 年3 月18 日 工事計画認可
平成27 年5 月27 日 保安規定変更認可
平成27 年9 月10 日 1 号機通常運転復帰
蒸気発生器
高圧第６給水加熱器
主給水ポンプ
湿分分離加熱器
脱気器
給水ブースタポンプ
凡例
湿式保管乾式保管Ｎ２シール
隔離ブローして保管
低圧第４給水加熱器
低圧第３給水加熱器
低圧第２給水加熱器
低圧第１給水加熱器
低圧タービン
復水器
除湿機
復水ポンプグランド
蒸気復水器
復水フィルタ
復水脱塩装置
復水器へ
復水ブースタポンプ
図1 ２次系統の長期保管概略図
表1 再稼働（通常運転復帰）までの流れ
九州電力株式会社、吉田 啓二、〒815-8520 福岡市南区塩原二丁目1-47、ＴＳ統括本部総合研究所化学・ 金属グループ、E-mail: keiji_Yoshida@kyuden.co.jp
長期保管状況実績
復水系、給水系及び蒸気発生器（湿式保管）
脱酸素剤であるヒドラジンを添加して水張りを行い、 気相部が存在する場合は、窒素ガスを封入した。
保管管理目標
・復水系、脱気器、給水系（図2）
ヒドラジン300ppm±50ppm + 窒素シール
・蒸気発生器（図3）
ヒドラジン30ppm±5ppm＋アンモニア（ｐＨ約10）＋ 窒素シール
400
300
ヒドラジン濃 度 （ ｐ ｐ ｍ ）
200
100
0
0200400600800100012001400
初回保管時からの経過日数
図2 復水系、脱気器、給水系の保管状況実績
50
ヒ ド ラ ジ ン 濃 度 （ ｐ ｐ ｍ ）
40
30
20
10
0
・グループ会社
クリーンアップ及び起動時（タービン起動～100％ 出力到達）の水質測定委託
・プラントメーカ
水質調整の助言及び水質データの確認
５．２次系クリーンアップ状況
２次系クリーンアップ工程見直し
長期プラント停止後の再稼働となることから、再 稼働に先立って、停止中に持ち込まれた不純物を除 去するための2 次系クリーンアップ実施にあたり、以下の対応を行った。
懸濁性不純物（鉄さび）除去効率向上を図るため、 大流量によるクリーンアップ工程追加
溶解性不純物の除去効率を図るため、高温水によ るクリーンアップ工程追加
期間延長；7 日間【従来】⇒20 日間【今回】（図4）
７日間（従来）
0200400600800100012001400
脱 給
復水系統
気 水
器 系
全系統循環（冷水）
全系統循環（温水）
統
(４日)
(１日)
(１日)
(１日)
復水系統
(５日)
脱気 器 (１日)
給水系統
(３日)
全系統循環（冷水）
(４日)
全系統循環（温水）
(７日)
初回保管時からの経過日数
図3 蒸気発生器の保管状況実績
復水器、タービンなど（乾式保管）
復水器、タービン等の機器については、除湿機を通 して、乾燥空気を循環し、乾式保管とした。
４．再稼働時における化学管理業務の取り組み
再稼働時の化学管理業務を確実に対応するため、以下 の項目について、事前検討及び取り組みを行った。
再稼働時の事前検討項目
２次系クリーンアップ ～ 起動工程の検討
起動時の各ドレン系統回収時期の検討
補助蒸気（補助ボイラ）運用方針の作成
化学業務経験者に「気づき事項」を事前聴取
再稼働時の化学業務体制の構築
プラント再稼働に伴い、原子力化学プロジェクトチ ームを結成（川内原子力発電所に常駐）
・原子力発電本部（本店）、玄海ＮＰＳ（ＯＪＴ含む） から川内ＮＰＳ業務経験者（助勢業務対応）
２０日間（今回）
図4 再稼働時のクリーンアップ工程
２次系クリーンアップ工程フロー
5.1 項の工程見直しを反映した２次系クリーンアップ工程フローを図5 に示す。
【赤字；従来からの変更点】図5 再稼働時のクリーンアップ工程フロー図
２次系クリーアップ状況実績
クリーンアップ工程の進捗に伴い、２次系統の浄化 が図れ、クリーンアップ終了時においては、鉄濃度 及び不純物（ナトリウム、塩化物イオン）濃度は、 従来定期検査時と同様に低い濃度であった。
（図6、図8）
今回追加した低温ワンスルー（800t/h）工程において、 最大鉄濃度が800ppb と高い濃度を示し、洗浄効果が確認された。（図7）
今回追加した温水スイング（1100t/h）工程においては、最大鉄濃度が1800ppb と高い濃度を示し、洗浄効果が確認された。（図7）また、不純物の最大濃度 は、ナトリウム濃度（0.1ppb）、塩化物イオン濃度
（0.5ppb）であり、浄化効果が大きかった。（図9）
100
10
脱気器水張り
復水クリーンアップ
給水クリーンアップ
全系統クリーンアップ
SG水張り
復水器水張り・ブロー
復水再循環
LP押出LPワンスルー
脱気器水質調整
（加熱）
HP押出HPワンスルー
冷水スイング
（A+A）
冷水循環
冷水スイング
（B+B）
冷水スイング
（C+A）
冷水循環
HPワンスルー
温水ｽｲ ﾝｸﾞ＆循環A+A）
温水ｽｲ ﾝｸﾞ＆循環B+B）
温水ｽｲ ﾝｸﾞ＆循環C+A）
HPHtr押出
→連続通水
▼
CF通水
▼コ
ンデミ
通水
▼
復水器
真空上
昇
1
濃 度 （ p p b ）
0.1
0.01
0.001
7/15 7/16 7/17 7/18 7/19 7/20 7/21 7/22 7/23 7/24 7/25 7/26 7/27 7/28 7/29 7/30 7/31 8/1 8/2 8/3 8/4 8/5 8/6 8/7
CP出口 NaCP出口 ClDCP出口 NaDCP出口 ClHP-Htr出口 NaHP-Htr出口 Cl
図8 ２次系クリーンアップ（不純物濃度推移状況）
10000
浄化流量（ t / h ）
1000
B ｰ 水 昇 水 し ① ② B 気 し ① ② ﾞ 環 ﾞ 環 ﾞ 環 ① ② ﾞ 環 ﾞ 環 ﾞ 環 ﾛｰ ﾛｰ & ﾛ 通 上 出 ｰ ｰ F& 脱 出ﾝｸ ﾝｸ ﾝｸﾝｸ ﾝｸ ﾝｸ
ﾌﾞ ﾌﾞ F ﾌﾞ ｰ ﾐ通 し ﾙ ﾙし ℃ ℃ ｲ 循 ｲ 循 ｲ 循 ℃ ℃ ｲ 循 ｲ 循 ｲ 循
張 張 器 環 ﾀ 空 ﾃﾞ 押 ﾝｽ ﾝｽ 器 熱 押 ｰ ｰ 水 水 水 水 水 水 1 1 水 水 水 水 水 水
80 80 ｽｽｽ 00 00 ｽ ｽｽ
水 水 水 循 ﾙ 真 ﾝ ﾜ ﾜ 気 加 ﾙ ﾙ 冷 冷 冷 ｰ ｰ 温 温 温
工程 W 復 ﾌｨ ｺ 圧脱 空 圧 ｽ ｽ 冷 A 冷 B 冷 A ﾙ ﾙ 温 A 温 B 温 A 器 H 再 器 低 圧 圧高 ﾝ ﾝ A + B + A +A + B + A + 気 器 水 水 水低 低 真 ﾜ ﾜ A+ A B+ B C+ C ﾜ ﾜ A+ A B+ B C+ C
ﾝｽ ﾝｽ
脱 水 復 復 復圧 圧圧 圧
復高 高高 高
N a 最大( p p b )
100
F e 濃 度 （ p p b ）
10
ｰ B ｰ水 し ① ② B 気 しﾛｰ ﾛ & ﾛ 水 昇ｰ ｰ &
ﾌﾞ ﾌﾞ F ﾌﾞ 通 上ﾐ通 出ﾙ ﾙ F 脱 出
張 張器 環ﾀｰ 空ﾃﾞ しﾝｽ ﾝｽ 器 熱 し 8
0
水 水水 循 ﾙ 真 ﾝ 押ﾜ ﾜ 気 加 押 ｰ W 復 ﾌｨ ｺ 圧脱 圧 ﾙ
器 H 再 器 低 圧 圧 空高 ﾝｽ ﾝ
気 器 水 水 水低 低 真 ﾜ ﾜ
脱 水 復 復 復圧 圧
復高 高
ﾞﾞ ﾞﾞ ﾞ ﾞ
① ② ﾝｸ 環ﾝｸ 環ﾝｸ 環 ① ②ﾝｸ 環ﾝｸ 環ﾝｸ 環 ｲ 循 ｲ 循 循 ℃ ℃ ｲ 循 ｲ 循 循
℃0℃ｽ 水 ｽ 水 ｽｲ 0 0 ｽ ｽ ｽｲ
水水 水 水
ｰ8 水冷 水冷 水冷 0 0 水温 水温 水温 ﾙ 冷 冷 冷 A ｰ1 ｰ1温 A 温 B 温 A
工程ｽ A +A B +B A + ﾙ ﾙ A + B + A +
A+ A B+ B C+ C ﾝｽ ﾝｽA+ A B+ B C+ C
ﾜ ﾜ
圧 圧高 高
C l最大( p p b )
1
ﾛｰ ﾛｰ B ﾛｰ 水 昇 水 しｰ ｰ B 気 し
① ②
ﾌﾞ ﾌﾞ F& ﾌﾞ 通 上 通 出ﾙ ﾙ F& 脱 出 ℃
張 張 器 環 ｰ 空 ﾞﾐ し ｽ ｽ 器 熱 し 8
ﾝ ﾝ押 0
水 水 水 循 ﾙﾀ 真 ﾝﾃ 押ﾜ ﾜ 気 加 ｰ
W 復 ﾌｨ ｺ 圧脱 圧 ｽ
ﾙ 器H 再 器 低 圧 圧 空高 ﾝ ﾝ 気 器 水 水 水低 低 真 ﾜ ﾜ 脱水 復 復復圧 圧
復高 高
0.1
7/15 7/16 7/17 7/18 7/19 7/20 7/21 7/22 7/23 7/24 7/25 7/26 7/27 7/28 7/29 7/30 7/31 8/1 8/2 8/3 8/4 8/5 8/6 8/7
CP出口 FeCF出口 Fe CBP出口 Fe DCP出口 FeHP-Htr出口 Fe
図6 ２次系クリーンアップ（全鉄濃度推移状況）
ﾛｰ ﾛｰ B ﾛｰ 水 昇 水 し ① ② B 気 し ① ② ｸﾞ 環 ｸﾞ 環 ｸﾞ 環 ① ② ｸﾞ 環 ｸﾞ 環 ｸﾞ 環 ﾌﾞ ﾌﾞ F& ﾌﾞ 通 上 出 ｰ ｰ F& 脱 出ｲﾝ 循 ｲﾝ 循 ｲﾝ 循 ℃ ℃ ｲﾝ 循 ｲﾝ 循 ｲﾝ 循
ﾐ通 し ﾙ ﾙし 0℃ 0℃ ｽｽ ｽ0 0 ｽｽ ｽ
張 張 器 環 ﾀｰ 空 ﾃﾞ 押 ﾝｽ ﾝｽ 器 熱 押 ｰ8 ｰ8 水 水 水 水 水 水 0 0 水 水 水 水 水
水 水 水 循 ﾙ 真 ﾝﾜ ﾜ 気 加 ﾙ ﾙ 冷 冷 冷 ｰ1 ｰ1 水 温 温 温
工程 W 復 ﾌｨ ｺ 圧脱 空 圧 ｽ ｽ 冷 A 冷 B 冷 A ﾙ ﾙ 温 A 温 B 温 A 器 H 再 器 低 圧 圧高 ﾝ ﾝ A + B + A +A + B + A + 気 器 水 水 水低 低 真 ﾜ ﾜ A+ A B+ B C+ C ﾜ ﾜ A+ A B+ B C+ C
ﾝｽ ﾝｽ
脱 水 復 復 復圧 圧圧 圧
復高 高高 高
F e 最 大 ( p p b )
浄 化 流 量 （ t / h ）
図7 ２次系クリーンアップ（全鉄最大値濃度）
図9 ２次系クリーンアップ（不純物最大濃度）
６．起動時の２次系水質管理状況
再稼働時の起動工程の変更点
今回の再稼働時の2 次系起動工程においては、長期プラント停止中に発生した鉄さび等の系外排出及 び水質浄化期間の確保を図ることから、以下の項目 について起動工程を変更した。
取り替え機器（湿分分離加熱器）を含む各タンク 及び配管からの鉄さびなどを系外へ排出すること を目的に、ヒータドレンの系外ブローを発電機出力30％到達まで延長
【系外ブロー時間；約１～２時間（従来）⇒約１０ 時間（今回）】
各ステージにおける水質浄化期間を十分に確保す るため、出力キープ時間を従来に比べ長く確保
【例；30％キープ；24 時間（従来）⇒39 時間（今回）】
再稼働時の起動工程実績
起動時（並列～100％出力）の発電機出力とドレン 回収時期の工程実績を図10 に示す。
発 電 機 出 力 （ ％ ）
120
75%
120 160 200 240
並列からの経過時間（ｈ）
定熱
95%100%
20ｻｲｸﾙ出力
21ｻｲｸﾙ出力
360 400
80
50%
40
30%
0
並列
-40
280
320
0
40
80
LP-D
復水器回収
系統回収
MS-D
復水器回収
系統回収
HP-D
復水器回収
系統回収
MSH-1st
復水器
回収
系統回収（HP-Dへ回収）
MSH-2nd
復水器回収
系統回収（HP-Dへ回収）
ＳＧブロー
復水器回収
：系外ブローを示す。
図10 起動時（並列～100％出力）工程実績
再稼働時の起動時水質状況実績
起動時における2 次系統の主要機器である蒸気発生器（SG）器内水の不純物（ナトリウム、塩化物イ オン）濃度は、従来定期検査時と同様に低い濃度であった。水質状況を図11 に示す。
-50050100150200250300350400450
発電機出力(%)
Na(ppb)
図11 起動時（並列～100％出力）蒸気発生器（SG） 水質状況
-50050100150200250300350400450
Cl (ppb)
７．まとめ
プラント再稼働時の２次系化学管理については、期 間中の水質（鉄、不純物濃度等）結果より、良好に管 理できたと考えられる。
これは、主に以下の内容が有効であったと考えられる。
２次系統の長期保管状態が健全であった。
２次系クリーンアップの工程追加により、効率的な 洗浄ができた。
起動時の各ドレン系外ブローを延長したことにより、 系統への不純物持込みが抑制できた。
起動時の出力キープ時間を延長したことにより、系統の水質浄化期間に余裕ができ、水質改善が図れた。