JP4343092B2 - Reactor material surface modification method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、原子炉材料の表面の酸化皮膜を除去し改質する原子炉材料表面の改質方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for reforming a surface of a reactor material that removes and modifies an oxide film on the surface of the reactor material.
一般に、従来の原子力プラントにおける原子炉材料表面の改質方法は、材料表面に厚い酸化皮膜が生成された状況で施工されている。このような原子炉材料の表面改質方法の一つとして、原子炉水中に表面改質物質であるPdを注入して、原子炉材料表面に付着させるものがある。付着したPdは、原子炉水中に注入した水素の触媒として機能し、腐食を抑制するものである(例えば、特許文献1参照)。 Generally, the conventional method for modifying the surface of a reactor material in a nuclear power plant is applied in a situation where a thick oxide film is generated on the material surface. As one of such surface reforming methods for the reactor material, there is a method in which Pd, which is a surface modifying substance, is injected into the reactor water and adhered to the surface of the reactor material. The adhering Pd functions as a catalyst for hydrogen injected into the reactor water and suppresses corrosion (for example, see Patent Document 1).
また同様な表面改質の手法として、亜鉛を注入する方法がある。原子炉水中にZnOを注入し、原子炉材料表面に付着させるものである。この方法は、配管等の構造物へのCo−60を中心とする放射性物質の取り込みを抑制し、運転員や定検時における従業員の被曝を低減するものである(例えば、特許文献2参照)。 As a similar surface modification method, there is a method of injecting zinc. ZnO is injected into the reactor water and adhered to the surface of the reactor material. This method suppresses the uptake of radioactive materials such as Co-60 into structures such as piping, and reduces the exposure of operators and employees during regular inspections (for example, see Patent Document 2). ).
また原子炉材料表面にTiO2を付着させることによって熱伝達の向上を図るというものがある。熱交換器や燃料棒表面での熱伝達が向上すると除熱性能が向上するため、安全性の向上や発電効率の向上が見込まれるというものである(例えば、特許文献3参照)。 In addition, there is one in which heat transfer is improved by attaching TiO 2 to the surface of the reactor material. If the heat transfer on the heat exchanger or fuel rod surface is improved, the heat removal performance is improved, so that safety and power generation efficiency are expected to be improved (for example, see Patent Document 3).
これらの技術は、既存プラントに適用することを主としている。この既存プラントにおいては、既に厚い酸化皮膜に覆われており、その皮膜の性状はさまざまである。このため、PdやTiO2等の原子炉材料表面への付着量の制御や効果が一定しないという短所がある。 These technologies are mainly applied to existing plants. In this existing plant, it is already covered with a thick oxide film, and the properties of the film vary. For this reason, there is a disadvantage in that the control and effect of the amount of adhesion of Pd or TiO 2 on the surface of the reactor material is not constant.
また原子力プラントの経年変化により金属材料の割れの補修を行う保全や洗浄、それに伴う除洗などの工事が多く施工されている。これらの工事は、割れの可能性が高い部分に直接関与するものであり、原子炉材料表面の酸化皮膜を剥離する工程も含んでいる。例えば、レーザピーニングは割れ感受性のある部位の材料表面に強いレーザを照射することによって表面に圧縮応力を与えるものであり、同時に照射によって酸化皮膜を剥離するものである(例えば、特許文献4参照)。 In addition, due to secular changes in nuclear power plants, there are many construction works such as maintenance and cleaning that repair cracks in metal materials, and accompanying decontamination. These constructions are directly related to a portion having a high possibility of cracking, and include a step of peeling the oxide film on the surface of the reactor material. For example, laser peening is to apply a compressive stress to the surface of a material at a site susceptible to cracking by applying a strong laser, and at the same time to peel the oxide film by irradiation (see, for example, Patent Document 4). .
これらの工事の事前準備として、従業員の被曝低減のために除染工事が施工される場合が多い。このときには、金属表面に付着した酸化皮膜は剥離され、広い範囲で金属母材が露出することになる(例えば、特許文献5参照)。 In many cases, decontamination work is carried out as a preparation for these works in order to reduce employee exposure. At this time, the oxide film adhering to the metal surface is peeled off, and the metal base material is exposed in a wide range (see, for example, Patent Document 5).
上述のように、原子炉内の腐食環境緩和の技術として、原子炉構造材表面に上述のPtの他に, Rh,Pd等の貴金属を付着させて水素注入を行うことが検討されている。また、上述のようにTiO2を付着させる等の対策を施すことが有効である。これらの物質を付着させるために、現在、こられの物質を含む溶液を炉水へ注入する方法が用いられている。
しかしながら、上述した従来の原子炉材料表面の改質方法においては、原子炉材料表面に付着している酸化皮膜を制御せずにPdやTiO2等の表面改質物質を付着させているため、これらの物質の付着量の制御や効果が一定しないためにこの効果を如何に維持するかが課題である。 However, in the above-described conventional method for reforming the surface of the reactor material, the surface reforming substance such as Pd or TiO 2 is attached without controlling the oxide film attached to the surface of the reactor material. The problem is how to maintain this effect because the amount of adhesion of these substances and the effect are not constant.
原子炉内の腐食環境緩和の技術として、原子炉構造材表面にPt, Rh,Pd等の貴金属を付着させて水素注入を行い又はTiO2を付着させる等の対策を施すことが有効であるために、こられの物質を含む溶液を原子炉水へ注入する方法が用いられている。この方法では、所定の箇所へこれらの元素や化合物が十分量付着することが困難であるために、必要量以上の表面改質物質を注入する必要がある。 As a technology for mitigating the corrosive environment in the nuclear reactor, it is effective to take measures such as hydrogen injection by attaching noble metals such as Pt, Rh, Pd, etc. to the surface of the nuclear reactor structural material or TiO 2 In addition, a method of injecting a solution containing these substances into the reactor water is used. In this method, since it is difficult to attach a sufficient amount of these elements and compounds to a predetermined location, it is necessary to inject a surface modifying substance in an amount greater than a necessary amount.
しかし、燃料被覆管表面にこれら物質が付着した場合、腐食が加速される恐れがある。また、これらの物質の原子炉構造材表面への付着形態は弱い物理付着であるため、熱サイクルや流動などによって容易に剥離してしまい、表面改質の効果が失われることとなる。また、原子炉構造材表面にルーズに付着した酸化皮膜が厚い場合には、表面改質物質を付着させた効果が母材まで達することができず、効果が弱まるという課題がある。 However, if these substances adhere to the surface of the fuel cladding tube, corrosion may be accelerated. In addition, since the adhesion form of these substances to the surface of the nuclear reactor structure material is weak physical adhesion, it is easily peeled off by a thermal cycle or flow, and the effect of surface modification is lost. Moreover, when the oxide film loosely attached to the surface of the nuclear reactor structural material is thick, there is a problem that the effect of attaching the surface modifying substance cannot reach the base material and the effect is weakened.
一方、レーザピーニングやウォータージェットピーニング等のピーニング、補修溶接又は表面改質は、腐食に敏感な部位に対して施工するが、その後腐食抑制対策を施さないでしばらく原子炉を運転すると再び腐食が進行するという課題がある。 On the other hand, peening such as laser peening and water jet peening, repair welding, or surface modification is applied to parts that are sensitive to corrosion, but then the corrosion progresses again if the reactor is operated for a while without taking measures to prevent corrosion. There is a problem of doing.
また、上述のピーニングや補修に関わる作業を原子炉内で施工する場合には、従業員の放射線被曝量が上昇してしまう。このため原子炉構造材表面の改質作業に先行して除染工事を行う。この除染工事の終了後に原子炉の運転を再開すると、原子炉構造材の母材の新生面においては酸化皮膜の成長が速く、それに伴って放射性物質の取り込み速度も上昇するためにすぐに除染の効果が失われてしまうという課題がある。 In addition, when the work related to the peening and repair described above is performed in the nuclear reactor, the radiation exposure amount of the employee increases. For this reason, decontamination work is carried out prior to the modification work on the surface of the reactor structural material. When the operation of the reactor is resumed after the decontamination work is completed, the growth of the oxide film is fast on the new surface of the reactor structural base material, and the uptake rate of radioactive material increases accordingly. There is a problem that the effect of is lost.
この放射性物質の取り込み速度を低下させる方法として、原子炉水中へのZn注入が検討されている。しかし、従来技術のように原子炉水中に注入すると、不必要なところにZnが付着し析出して、差圧の変化や流動の変化による振動を引き起こす問題が発生してしまうという課題がある。 As a method for reducing the uptake rate of this radioactive substance, Zn injection into reactor water has been studied. However, when injected into reactor water as in the prior art, there is a problem that Zn is deposited and deposited in unnecessary places, causing a problem of vibration due to a change in differential pressure or a change in flow.
さらに、TiO2のもつ超親水性の性質を利用し、熱交換を行う燃料棒表面や熱交換器の表面にTiO2を付着させることによって熱伝達を向上させる技術があるが、熱伝達を悪化させる酸化皮膜がついている状態では、効率向上が十分に果たせないという課題がある。 Furthermore, by utilizing the property of the super-hydrophilic with a TiO 2, there is a technique for improving the heat transfer by deposition of a TiO 2 on the surface of the fuel rod surface and the heat exchanger for heat exchange, deteriorating heat transfer There is a problem that the efficiency cannot be sufficiently improved in the state where the oxide film is attached.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、原子炉材料表面の性状を制御する手段を備えた原子炉材料表面の改質方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for reforming the surface of a reactor material and an apparatus therefor provided with means for controlling the properties of the surface of the reactor material.
上記目的を達成するため、本発明の原子炉材料表面の改質方法においては、原子炉材料表面の酸化皮膜を加工装置で除去する酸化皮膜除去ステップと、この酸化皮膜が除去された原子炉材料表面にPt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物を前記加工装置で注入する元素注入ステップと、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the method for reforming the surface of a reactor material according to the present invention, an oxide film removing step of removing the oxide film on the surface of the reactor material with a processing apparatus, and the reactor material from which the oxide film has been removed An element injection step of injecting at least one element selected from Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Os, Cr, Si, Zr, Ti, Zn, Ni or a compound containing the same into the surface by the processing apparatus; It is characterized by having.
また、上記目的を達成するため、本発明の原子炉材料表面の改質装置においては、原子炉材料表面の酸化皮膜を除去する加工装置と、この酸化皮膜が除去された原子炉材料表面にPt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物を注入する元素注入手段と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, in the reactor material surface reforming apparatus of the present invention, a processing device for removing the oxide film on the surface of the reactor material, and Pt on the reactor material surface from which the oxide film has been removed. Element injection means for injecting at least one element selected from Rh, Ir, Pd, Ru, Os, Cr, Si, Zr, Ti, Zn, and Ni or a compound containing the element. It is.
本発明によれば、付着した元素又はこれを含む化合物は原子炉材料である構造材料の内部まで侵入するので、原子炉の再起動後に剥離することなく持続的な効果を発揮することができ、さらに施工の際に付着させる元素の当初の量の低減を図ることが可能である。 According to the present invention, the adhering element or the compound containing this penetrates to the inside of the structural material that is the nuclear reactor material, so that it is possible to exert a sustained effect without peeling after the restart of the nuclear reactor, Furthermore, it is possible to reduce the initial amount of elements to be deposited during construction.
以下、本発明に係る原子炉材料表面の改質方法及びその装置の実施の形態について、図1乃至図6を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 Embodiments of a method for reforming a surface of a nuclear reactor material and an apparatus therefor according to the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施の形態の原子炉材料表面の改質装置の構成を示す構成図である。図1に示すように、レーザ発生装置1より発生したレーザ20は、レーザ伝送装置2を経由して、原子炉材料である構造材料6の表面に照射される。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a reactor material surface reforming apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
一方、注入タンク3には、Pt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物が混入した溶液21が保管されている。この選択された元素又はこれを含む化合物が混入した溶液21は、注入ライン5を経由して、注入ポンプ4により原子炉材料である構造材料6の表面に注入される。
On the other hand, the
このように構成された本実施の形態において、ピーニング、補修溶接又は洗浄等の原子炉内補修作業の際には、レーザ発生装置1から強いレーザ20を照射することによって原子炉材料である構造材料6の表面から酸化皮膜を除去することができる。
In the present embodiment configured as described above, a structural material which is a nuclear reactor material by irradiating a
この酸化皮膜を除去した後に、注入タンク3内に保管された上述の選択された元素又はこれを含む化合物が混入した溶液21を注入しながら、レーザ発生装置1から弱いレーザ20を照射することによって、注入タンク3内に保管された上述の選択された元素又はこれを含む化合物を構造材料6の表面に付着させることができる。
After removing the oxide film, the
上述のレーザ洗浄においては、約1J/cm2程度のエネルギーでレーザ20を照射することによって、原子炉材料である構造材料6の表面から酸化皮膜を除去することができる。ピーニングや補修溶接ではさらに高い数十J/cm2や数百J/cm2程度のエネルギーでレーザ20を照射することによって、酸化皮膜はほぼ完全に除去される。
In the laser cleaning described above, the oxide film can be removed from the surface of the
この酸化皮膜を除去した後に、注入タンク3に保管されたPt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物が混入した溶液21を注入ライン5から原子炉材料である構造材料6の表面近傍の水中に注入しながら、1000J/cm2以下のレーザ20を照射することによって、原子炉材料である構造材料6の表面に上述の選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物を付着させることができる。
After removing this oxide film, at least one element selected from Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Os, Cr, Si, Zr, Ti, Zn, Ni stored in the
レーザピーニング時においては、レーザ20の照射によって水中の酸素は数十μm程度進入することから、上述の選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物も同程度の数十μm程度が母材への侵入をするものと考えられる。
At the time of laser peening, oxygen in the water enters by several tens of μm by the irradiation of the
本実施の形態によれば、レーザ20の照射によって付着された選択された元素又はこれを含む化合物は原子炉材料である構造材料6の内部まで侵入するので、原子炉の再起動後に剥離することなく長期的な効果を発揮することができる。また注入タンク3内の溶液の濃度、注入速度を制御することによって、原子炉材料である構造材料6の近傍における原子炉水中に含まれる元素の濃度を制御し、またレーザの照射量を制御することによって、選択された元素又はこれを含む化合物の係る任意の付着量を得ることができる。
According to the present embodiment, the selected element or the compound containing the element deposited by the irradiation of the
このことから、付着された元素又はこれを含む化合物は原子炉材料である構造材料の内部まで侵入するので、原子炉の再起動後に剥離することなく持続的な効果を発揮することができ、さらに施工の際に付着させる元素の当初の量の低減を図ることが可能である。 From this, the attached element or the compound containing this penetrates into the structure material which is the reactor material, and can exert a sustained effect without peeling after the restart of the reactor. It is possible to reduce the initial amount of elements to be deposited during construction.
図2は、貴金属付着時の水素と腐食電位との関係を示すグラフである。図2に示すように、Pt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Osの貴金属を材料表面に付着させた後に、原子炉起動後に少量の水素を添加すると、貴金属注入なしの場合に比較すると、腐食電位が大幅に低下する。代表的な構造材であるステンレス鋼の場合には、腐食電位が230mV−SHE以下になれば腐食は発生しないとされており、原子炉水中に水素を入れることによって腐食電位を十分に低下させることができることが分る。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between hydrogen and corrosion potential when noble metal is deposited. As shown in FIG. 2, after depositing a noble metal such as Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, and Os on the surface of the material and adding a small amount of hydrogen after starting the reactor, compared to the case of no noble metal injection, The potential drops significantly. In the case of stainless steel, which is a typical structural material, it is said that corrosion does not occur if the corrosion potential falls below 230 mV-SHE, and the corrosion potential should be sufficiently reduced by introducing hydrogen into the reactor water. I can see that
この腐食電位を十分に低下させる観点から、本実施の形態において、原子炉材料表面である構造材料6の表面にTiを対表面積において2%以上又は全表面積において2%以上の材質を付着させる。
From the viewpoint of sufficiently reducing the corrosion potential, in the present embodiment, Ti is adhered to the surface of the
図3は、原子炉の1サイクル運転後の貴金属の残存率を示すグラフである。図3に示すように、従来の貴金属の注入法による付着方法では、原子炉の1サイクルの運転期間である10000時間経過すると約38%程度しか残存しないという結果がでている。これは酸化皮膜の上に貴金属が付着されているために、酸化皮膜の剥離とともに減少したものである。このことは、貴金属付着の効果の発生する最低限度の付着量の約3倍程度付着させるように当初施工する必要があることを示している。 FIG. 3 is a graph showing the precious metal remaining rate after one cycle operation of the nuclear reactor. As shown in FIG. 3, in the conventional deposition method using the noble metal injection method, only about 38% remains after 10000 hours, which is the operation period of one cycle of the reactor. This is because the noble metal is deposited on the oxide film, so that it decreases with the peeling of the oxide film. This indicates that it is necessary to perform the initial construction so that about 3 times as much as the minimum amount of adhesion that causes the effect of noble metal adhesion occurs.
本実施の形態によれば、母材表面並びに母材内部に貴金属が侵入しているために1サイクルで90%以上は残存し、高い持続性効果が得られる。この貴金属付着に係る事象はそのほかのすべての元素についても同様である。つまり、本実施の形態による施工の際に付着させる元素の当初の量を従来に比較して1/3に低減することができる。 According to the present embodiment, since noble metal has entered the surface of the base material and the inside of the base material, 90% or more remains in one cycle, and a high sustaining effect is obtained. This phenomenon related to the precious metal adhesion is the same for all other elements. That is, it is possible to reduce the initial amount of the element to be deposited at the time of construction according to the present embodiment to 1/3 as compared with the conventional case.
図4は、本発明の他の実施の形態のウォータージェット装置の構成を示す構成図である。図4に示す実施の形態は、図1に示す実施の形態におけるレーザの代わりにウォータージェットを使用するものであり、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 FIG. 4 is a configuration diagram showing a configuration of a water jet device according to another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 4 uses a water jet instead of the laser in the embodiment shown in FIG. 1, and the same or similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. .
ウォータージェット装置は、レーザ照射装置と同様に原子炉内のピーニングや洗浄に用いられる。図4に示すように、ウォータージェット装置は、ウォータージェットタンク8に貯蔵された水溶液を、ウォータージェットライン9を経由して、ウォータージェットポンプ7で、原子炉材料である構造材料6の表面に噴射するものである。
The water jet device is used for peening and cleaning in the nuclear reactor as with the laser irradiation device. As shown in FIG. 4, the water jet apparatus injects the aqueous solution stored in the water jet tank 8 onto the surface of the
このウォータージェット洗浄は、約30MPaの吐出圧のあるウォータージェットポンプ7で水を原子炉材料である構造材料6の表面にたたきつけて洗浄するものであり、ウォータージェットピーニングはそれよりも1桁程度強いポンプ7で圧縮応力を与えるものである。
In this water jet cleaning, water is struck by the water jet pump 7 having a discharge pressure of about 30 MPa against the surface of the
このように構成された本実施の形態において、やはりレーザピーニングと同様に原子炉材料である構造材料6の表面にある酸化皮膜を取り除くことができる。
In the present embodiment configured as described above, the oxide film on the surface of the
本実施の形態によれば、ウォータージェットは原子炉材料である構造材料6の表面に垂直方向から当てることを特徴としており、上述の選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物が混入した溶液21も同じように垂直方向からの流れとなる。原子炉構造材料の多くの部位での水の流れは材料と平行に流れることが多く、ウォータージェットで付着させることによって高い押しつけ圧力が発生するため、持続性効果が高まると考えられる。このことから、付着された選択された元素又はこれを含む化合物は原子炉材料である構造材料6の内部まで侵入するので、原子炉の再起動後に剥離することなく持続的な効果を発揮することができると共に、この付着量の低減を図ることが可能である。
According to the present embodiment, the water jet is applied to the surface of the
図5は、本発明の第3の実施の形態のショット装置の構成を示す構成図である。この実施の形態は、図1に示す実施の形態におけるレーザの代わりショットを使用するものである。 FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the shot device according to the third embodiment of the present invention. This embodiment uses a shot instead of the laser in the embodiment shown in FIG.
図5に示すように、ショット装置は、ショットタンク14に貯蔵された金属球等から成るショットを、ショットライン15を経由して、ショットポンプ13で、原子炉材料である構造材料6の表面に噴射するものである。また、コーティングショットタンク10に貯蔵された金属球等の材質として又はその表面にPt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物をコーティングしたコーティングショットを、混入ライン12を経由して、混入ポンプ11で、原子炉材料である構造材料6の表面に噴射するものである。
As shown in FIG. 5, the shot apparatus applies a shot made of a metal ball or the like stored in the
このように構成された本実施の形態において、ショット装置はウォータージェット装置と同様にピーニングや洗浄を行うブラストに用いられる。このショット装置のコーティングショットに用いる球の表面に付着元素を含有させることによって機械的に付着させることができる。 In the present embodiment configured as described above, the shot device is used for blasting that performs peening and cleaning in the same manner as the water jet device. It can be made to adhere mechanically by including an adhering element on the surface of the sphere used for the coating shot of this shot device.
ピーニングやブラストを行うときにはコーティングショットでない球を用い、作用効果が発揮しなおかつ十分に酸化皮膜が除去できた時点で、コーティングショットを混入ライン12からショットライン15に混入する。これによってコーティングしている元素が原子炉材料である構造材料6と衝突し、その元素が内部にめり込んで付着する。
When performing peening or blasting, a sphere that is not a coating shot is used, and when the effect is exhibited and the oxide film is sufficiently removed, the coating shot is mixed from the mixing line 12 to the
本実施の形態によれば、付着元素は内部まで存在することにより、付着元素の持続性の向上と付着量の低減を図ることが可能である。 According to the present embodiment, since the adhering element exists up to the inside, it is possible to improve the durability of the adhering element and reduce the amount of adhesion.
図6は、他の実施の形態の放電加工装置又は電解加工装置の構成を示す構成図である。この実施の形態は、図1に示す実施の形態におけるレーザの代わりに放電又は電解により加工するものであり、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。 FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration of an electric discharge machining apparatus or an electrolytic machining apparatus according to another embodiment. In this embodiment, processing is performed by electric discharge or electrolysis instead of the laser in the embodiment shown in FIG. 1, and the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted.
放電加工装置又は電解加工装置は、レーザ照射装置と同様に原子炉内のピーニングや洗浄に用いられる。図6に示すように、放電加工装置又は電解加工装置装置は、定電流/電圧発生装置16は、プローブ線17及びカウンターリード線19を介して、原子炉材料である構造材料6及びこの表面に配置されたプローブ18との間で接続される。
The electric discharge machining apparatus or the electrolytic machining apparatus is used for peening and cleaning in the nuclear reactor, similarly to the laser irradiation apparatus. As shown in FIG. 6, in the electric discharge machining apparatus or the electrolytic machining apparatus, the constant current /
このように構成された本実施の形態において、放電加工装置および電解加工装置は、構造材料とその近傍の水中にあるプローブ18に電圧をかけて原子炉材料である構造材料を溶解し、加工するものである。
In the present embodiment configured as described above, the electric discharge machining apparatus and the electrolytic machining apparatus melt and process the structural material, which is a nuclear reactor material, by applying a voltage to the structural material and the
本実施の形態によれば、構造材料表面にある酸化皮膜は完全に除去され、さらに母材まで溶解することができる。この酸化皮膜を除去した後、Pt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物を含有する溶液21を注入しながら、電圧の正負を反対に接続することにより、メッキのように構造材料である金属母材に付着させることができる。
According to the present embodiment, the oxide film on the surface of the structural material is completely removed, and further the base material can be dissolved. After removing the oxide film, a
このように、電気化学的に付着させるために、付着された元素又はこれを含む化合物は原子炉材料である構造材料の内部まで侵入するので、原子炉の再起動後に剥離することなく持続的な効果を発揮することができ、さらに施工の際に付着させる元素の当初の量の低減を図ることが可能である。 In this way, in order to deposit electrochemically, the deposited element or the compound containing it penetrates into the structural material, which is a nuclear reactor material, so that it does not peel off after the reactor is restarted. The effect can be exhibited, and it is possible to further reduce the initial amount of elements to be deposited during construction.
1…レーザ発生装置、2…レーザ伝送装置、3…注入タンク、4…注入ポンプ、5…注入ライン、6…構造材料、7…ウォータージェットポンプ、8…ウォータージェットタンク、 9… ウォータージェットライン、10…コーティングショットタンク、11…混入ポンプ、12…混入ライン、13…ショットポンプ、14… ショットタンク、15…ショットライン、16…定電流/電圧発生装置、17…プローブ線、18…プローブ、19…カウンターリード線。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物を前記加工装置を用いてその運転条件を変えて注入する元素注入ステップと、
を有することを特徴とする原子炉材料表面の改質方法。 An oxide film removal step for removing the oxide film on the surface of the nuclear reactor material using a processing device, and Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Os,
An element injecting step of injecting at least one element selected from Cr, Si, Zr, Ti, Zn, Ni or a compound containing the same by changing the operating conditions using the processing apparatus;
A method for reforming the surface of a nuclear reactor material, characterized by comprising:
Pt、Rh、Ir、 Pd、Ru、Os、Cr、 Si、Zr、Ti、Zn、Niから選択された少なくとも1元素又はこれを含む化合物を貯蔵する注入タンクと、
前記酸化皮膜が除去された原子炉材料表面に前記注入タンクから供給された元素又はこれを含む化合物を前記加工装置の運転条件を変えて注入する注入手段と、
を有することを特徴とする原子炉材料表面の改質装置。 A processing device for removing the oxide film on the surface of the reactor material;
An injection tank for storing at least one element selected from Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Os, Cr, Si, Zr, Ti, Zn, Ni or a compound containing the same;
Injecting means for injecting an element supplied from the injection tank or a compound containing the element into the reactor material surface from which the oxide film has been removed while changing the operating conditions of the processing apparatus;
A reactor material surface reforming apparatus characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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