報告書番号

T00042

タイトル（和文）

BWRへの水素注入適用に関する熱力学的考察 -SCC抑制のための電位および炉内酸化還元環境の推定-

タイトル（英文）

Thermodynamic consideration of hydrogen injection in BWR coolant-Estimation of potential for SCC control and oxidation-reduction condition of reactor coolant-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

BWRにおける経年炉対策として、一部のプラントでは水素注入により腐食電位を下げ、応力腐食割れ（SCC）を抑制しており、通常運転時（288℃）、腐食電位が‐0.23V（v.s.SHE）以下でSCCが抑制されることが分かっているが、その理論的根拠は明確になっていない。一方、近年の分析技術の向上により、窒素化合物は水素注入量の増加に伴いNO3－→NO2－→NH3へと化学形態が変わり、主蒸気系の線量率上昇の原因となることが分かってきたが、この化学形態と酸化還元電位および温度との関係は明らかになっていない。そこで、これら2点について、25～300℃での熱力学計算により考察した結果、(1)NiFe2O4からFeCr2O4への形態変化が平衡となるステンレス鋼の電位は、288℃では約‐0.23Vであること、(2)窒素化合物の形態変化から炉内の酸化還元状態が推定され、線量率低減の指標となることが分かった。

概要 （英文）

Hydrogen injection into BWR coolant has been carried out in order to reduce SCC. It was clarified by in-plant test that SCC can be reduced under corrosion potential -0.23V(v.s. SHE), but the theoretical basis has not been clarified. On the other hand, highly precise water quality analysis of re-circulatory-system water is generally performed. Especially, nitrogen compound changes chemical form to NO3-->NO2-->NH3, and the NH3 becomes the cause of the increase of dose rate of the main steamy system in connection with the increase in the amount of hydrogen injection. However, the relation between this chemicalform, oxidization reduction potential, and temperature is not clear.Then, in this paper, these two points were considered by thermodynamics calculation at 25-300℃ using the thermodynamics data in the high temperature accumulated in CRIEPI, and calculation results are summarized as follows;(1)the potential of the stainless steel to which the chemical form change to FeCr2O4 from NiFe2O4 is equilibrium is about -0.23V at 288℃, so this change is expected as one of factors for reduction of SCC, (2)the changes of chemical form of nitrogen compounds show oxidation-reduction condition of reactor coolant, so it can be useful as the index for control of dose rate.

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