(57)【要約】      （修正有）【課題】  原子炉圧力容器内から効果的に炉内堆積クラッド、難溶解性クラッド、切断切り粉等を除去する方法及び装置を提供。【解決手段】  化学除染に先立ち、高圧水で、水中炉内に付着、堆積した放射性クラッドの除去、排出。炉内水中に排出された、及び炉底部に堆積している放射性クラッドを底部吸引装置で除去し、フィルタでろ過捕集。炉内の化学除染を実施し、炉内壁面及び炉内構造物に付着している放射性クラッドを溶解除去。炉内構造物を水中で切断、除去。圧力容器壁面に残留する難溶解性放射性クラッドを、水中ブラシ洗浄機でブラッシング、吸引、除去し、フィルタでろ過捕集。炉底部に残留、堆積した難溶解性放射性クラッドを底部吸引装置で除去し、フィルタでろ過捕集。水中炉内壁面に仮設遮蔽の取付け。ウエルプール水及び圧力容器の水抜き後、炉内散水装置で、フラッシングを行い、残留放射性クラッドを洗い流し、フィルタでろ過捕集。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の（Ａ）から（Ｈ）の工程を順次行うことを特徴とする原子炉圧力容器内除染方法。
（Ａ）化学除染に先立ち、高圧水を使用し、水中にて炉内に付着、堆積した放射性クラ
ッドを除去、排出する工程、
（Ｂ）工程Ａにて炉内水中に排出された放射性クラッド及び炉底部に堆積している放射
性クラッドを底部吸引装置にて吸引除去し、フィルタにてろ過捕集する工程、
（Ｃ）炉内の化学除染を実施し、炉内壁面及び炉内構造物に付着している放射性クラッ
ドを化学的に溶解除去する工程、
（Ｄ）炉内構造物を水中にて切断、除去する工程、
（Ｅ）原子炉圧力容器壁面に残留する難溶解性の放射性クラッドを、水中ブラシ洗浄機
によりブラッシング、吸引、除去し、フィルタにてろ過捕集する工程、
（Ｆ）炉底部に残留、堆積した難溶解性の放射性クラッドを底部吸引装置で吸引除去し
、フィルタにてろ過捕集する工程、
（Ｇ）水中にて炉内壁面に仮設遮蔽を取付ける工程、
（Ｈ）ウエルプール水及び原子炉圧力容器の水を抜いた後、炉内散水装置により、フラ
ッシングを行い、残留している放射性クラッドを洗い流し、フィルタにてろ過捕
集する工程。
【請求項２】
工程（Ａ）の放射性クラッド除去を、高圧水噴射ノズルを相反する方向に取付けることにより、噴射反力のバランスを相殺させたノズルを使用して行う請求項１記載の原子炉圧力容器内除染方法。
【請求項３】
工程（Ｂ）の放射性クラッドの吸引除去に使用する底部吸引装置が、水中ポンプ、吸引管及び吸引口から構成されたものである請求項１または２記載の原子炉圧力容器内除染方法。
【請求項４】
工程（Ｅ）の難溶解性放射性クラッド除去に使用する水中ブラシ洗浄機が、水中電動ブラシを組み込んだ壁面ブラシ洗浄機及びこの装置を吊り下げ、原子炉圧力容器壁面に沿わせ上下移動させる電動ウインチから構成されたものである請求項１ないし３のいずれかの項記載の原子炉圧力容器内除染方法。
【請求項５】
工程（Ｆ）の難溶解性の放射性クラッド除去に使用する底部吸引装置が、水中ポンプ、吸引管、及び吸引口から構成されたものである請求項１ないし４のいずれかの項記載の原子炉圧力容器内除染方法。
【請求項６】
工程（Ｈ）のフラッシングに用いるフラッシング水として、放射性クラッドをろ過捕集された後のフラッシング水を循環使用する請求項１ないし５のいずれかの項記載の原子炉圧力容器内除染方法。
【請求項７】
工程（Ｈ）が、ウエルプール水の水抜き後、原子炉圧力容器フランジ部に炉内を散水する炉内散水装置を設置し、炉底部に原子炉圧力容器水張りの状態でフラッシング水の排出を行う水中ポンプ、フロートスイッチ及び配管から構成された炉底部排水装置を設置後、原子炉圧力容器上蓋を設置した上で原子炉圧力容器内の水抜きを行い、操作フロアに設置した散水ポンプより散水装置に給水し原子炉圧力容器内面の洗浄を行う請求項１記載の原子炉圧力容器内除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原子炉圧力容器内の除染方法に関し、特に原子炉圧力容器内における内部構造物の取替え工事に伴う原子炉圧力容器内の除染方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉においては、プラントの予防保全の観点から原子炉内構造物の取替えを行うようになってきており、原子炉内構造物の一つである炉心シュラウド７の取替えも実施または計画されている。
【０００３】
炉心シュラウドとは、図１の７で示される、原子炉圧力容器内部に取付けられたステンレス製構造物であり、原子炉圧力容器内で燃料集合体（炉心）を囲むような円筒状の構造になっている。この炉心シュラウド７は、仕切板として原子炉内の冷却水の流れを分離し、原子炉への給水を燃料集合体の下部へと導く役割をもっている。
【０００４】
この炉心シュラウド７の取替えでは、炉心シュラウド７の他に給水スパージャ３、炉心スプレースパージヤ５、ジェットポンプ８など炉内機器を切断、取り外し、新たな機器を取付けることになる。
【０００５】
そして、これらの機器の取替えに際し、高線量当量率が予想される炉内作業が発生することから、作業者のより一層の線量低減を図るため、炉内の化学除染、仮設遮蔽の取り付け等、炉内作業員の線量低減対策が実施されている。
【０００６】
従来、このような線量低減対策では、主に化学除染により高線量当量率の原因となる放射性クラッドと呼ばれる酸化鉄スケールを溶解除去していたが、放射性クラッドのうちの難溶解性クラッド、炉内堆積クラッド等は、化学除染後も残留し、炉内の作業改善の妨げとなっている。
【０００７】
この化学除染後に残留する難溶解性クラッドは、原子炉圧力容器の壁面１１に付着、残留し、これが乾燥して放射性ダストとなるため、炉内に作業者が立ち入る際の作業環境を著しく悪化させる。
【０００８】
また、炉内堆積クラッド等は、化学除染時の薬品使用量の増大、廃液処理における作業負荷の増大につながるため、化学除染前に除去しておくことが望ましい。更に、炉内堆積クラッドを残存させておくことは、化学除染後に行われる炉内構造物の切断、除去工程においてこのクラッドが構造物の切断切り粉と共に炉内に落下、堆積し、作業環境を悪化させる。
【０００９】
以上の背景から、炉内の作業環境を改善するための化学除染を効率的に、かつ短期間で実施するためには、原子炉圧力容器内から効果的に炉内堆積クラッド、難溶解性クラッド、切断切り粉等を除去するための手順や方法および装置が要求されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、原子炉圧力容器内を化学除染し、炉内の作業環境を改善する方法において、効率良く原子炉圧力容器内を除染するための手順の提供をその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、種々のクラッドの性質に合わせた各種の洗浄、除去方法を組み合わせることにより、効率よく原子炉圧力容器内が洗浄できることを見出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち本発明は、下記の（Ａ）から（Ｈ）の工程を順次行うことを特徴とする原子炉圧力容器内除染方法である。
（Ａ）化学除染に先立ち、高圧水を使用し、水中にて炉内に付着、堆積した放射性クラ
ッドを除去、排出する工程、
（Ｂ）工程Ａにて炉内水中に排出された放射性クラッド及び炉底部に堆積している放射
性クラッドを底部吸引装置にて吸引除去し、フィルタにてろ過捕集する工程、
（Ｃ）炉内の化学除染を実施し、炉内壁面及び炉内構造物に付着している放射性クラッ
ドを化学的に溶解除去する工程、
（Ｄ）炉内構造物を水中にて切断、除去する工程、
（Ｅ）原子炉圧力容器壁面に残留する難溶解性の放射性クラッドを、水中ブラシ洗浄機
によりブラッシング、吸引、除去し、フィルタにてろ過捕集する工程、
（Ｆ）炉底部に残留、堆積した難溶解性の放射性クラッドを底部吸引装置で吸引除去し
、フィルタにてろ過捕集する工程、
（Ｇ）水中にて炉内壁面に仮設遮蔽を取付ける工程、
（Ｈ）ウエルプール水及び原子炉圧力容器の水を抜いた後、炉内散水装置により、フラ
ッシングを行い、残留している放射性クラッドを洗い流し、フィルタにてろ過捕
集する工程。
【発明の効果】
【００１３】
本発明方法によれば、炉内堆積クラッド、難溶解性クラッド、切断切り粉等を効率的に除去することができ、化学除染を効率的に実施することが可能になるので、原子炉圧力容器内の作業環境を改善することが可能である。
【００１４】
また、炉内シュラウド取替えに際し、本発明の除染方法を組み込むことにより、合理的に炉内作業環境の改善ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の原子炉圧力容器内除染方法は、上記工程（Ａ）ないし（Ｈ）のを順次行うことにより実施できる。以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、沸騰水型原子炉圧力容器構造を示し、図２は一連の除染作業工程を示すものである。また、図３は工程（Ａ）で用いる狭隘部洗浄装置２０の給水入口ノズル２の設置断面図であり、図４は狭隘部洗浄装置２０の正面図である。更に、図５は工程（Ｂ）の底部吸引装置３０の構成図、図６は工程Ｅの水中ブラシ洗浄機３１の構成図であり、図７は工程Ｈの炉内散水装置３３の構成図、図８は工程Ｈの炉底部排水装置３９の構成図である。
【００１７】
本発明方法を実施するには、まず、工程（Ａ）として高圧水を使用し、水中にて炉内に付着、堆積した放射性クラッドを除去、排出する。
【００１８】
図２に示す本実施形態の工程（Ａ）は、原子炉圧力容器１１内の、給水入口ノズル２、炉心スプレーノズル４等のノズル狭隘部に堆積した放射性クラッドを高圧水にて排出除去するものである。この排出除去に当たっては、狭隘部洗浄装置２０を用いることが好ましい。この狭隘部洗浄装置２０の高圧水噴射ノズル５１、５２は、図３に示すように、相反する方向に取付けることにより、上記狭隘部洗浄装置２０の噴射反力のバランスを相殺させ、水中にて容易に給水スパージャ３、または炉心スプレースパージャ５に設置でき、ノズル狭隘部５０に高圧水を噴射させることにより、狭隘部に堆積している放射性を排出除去することができる。なお、本工程において使用される高圧水としては、例えば、１５〜３０ＭＰａ程度の圧力の水が用いられ、その温度は、１０〜４０℃程度でよい。
【００１９】
上記のノズル狭隘部５０に堆積した放射性クラッドは、工程（Ｃ）にて実施する化学除染において完全に溶解除去することは困難であり、残存した場合、放射線源となり以降に行われる炉内作業における作業被爆、放射性ダスト発生の原因となる。従って、化学除染に先立ち、工程（Ａ）で狭隘部に堆積した放射性クラッドを排出除去することは重要である。
【００２０】
上記工程（Ａ）に引き続き、当該工程で炉内水中に排出された放射性クラッドや、炉底部に従来から堆積していた放射性クラッドを、工程Ａにて炉内水中に排出された放射性クラッド及び炉底部に堆積している放射性クラッドを図２の工程（Ｂ）に示す底部吸引装置３０にて吸引除去し、フィルタ２４にてろ過捕集する。
【００２１】
この工程（Ｂ）で用いる底部吸引装置３０は、図５に示すように、吸引管５９及び吸引口６０から構成されたものである。そして、この底部吸引装置３０は、原子炉ウエル１５上部に設置されている燃料交換機１６または専用作業台車上から操作され、これにより吸引された放射性クラッドや炉底部堆積クラッドは、吸引ホース２６、水中ポンプ２５、吐出ホース２７を経由し、例えば、燃料プール２３に設置されたフィルタ２４でろ過、捕集される。なお、本工程において用いられるフィルタ２４としては、０.４〜１.０μｍ程度の大きさの粒子がろ過できるものであることが好ましく、その材質としては、ポリプロピレン等が好ましい。
【００２２】
この工程は、化学除染に先立ち実施される工程（Ｂ）のほか、工程（Ｄ）および工程（Ｅ）の後に堆積した放射性クラッドを排出除去するために、工程（Ｆ）としても同様に実施される。
【００２３】
次いで、炉内の化学除染が実施され、炉内壁面及び炉内構造物に付着している放射性クラッドは化学的に溶解除去される。この化学除染は、一般的な条件で行えばよく、例えば、シュウ酸等の除染剤を用い、９０〜９５℃程度の温度で、１００時間程度の時間行えばよい。
【００２４】
上記の化学除染が終了した後、炉内構造物を水中にて切断、除去する。この工程も、常法により行われ、例えば、放電加工等の手段により、図１の炉心シュラウド７、給水スパージャ３、炉心スプレースパージヤ５、ジェットポンプ８等の炉内構造物が切断され、これらが運び出される。
【００２５】
上記の炉内構造物が運び出され、除去された後、工程（Ｅ）により原子炉圧力容器壁面に残留する難溶解性のルーズな放射性クラッドを、水中ブラシ洗浄機によりブラッシング、吸引、除去し、フィルタにてろ過捕集する。
【００２６】
この工程（Ｅ）では、難溶解性の放射性クラッドを、図６に示す水中電動モータ６２、水中ブラシ６４を組み込んだ壁面ブラシ洗浄機３１と、この装置を吊り下げ、原子炉圧力容器１１壁面に沿わせ上下移動させる電動ウインチ２８とから構成された洗浄装置を、原子炉ウエル１５上部に設置されている燃料交換機１６または専用作業台車上から操作することにより除去される。なお、この難溶性放射性クラッドと共に、前工程（Ｄ）で発生した切断切り粉も同時に除去される。
【００２７】
この工程により、難溶解性クラッドや、工程（Ｄ）の炉内構造物水中切断時に発生した切断切り粉などが原子炉圧力容器内から除去され、これらが残存して放射線源となることはないので、以降に行われる炉内作業における作業被爆や、放射性ダスト発生を防ぐことができる。
【００２８】
更に、上記工程（Ｅ）に引き続き、炉底部に残留、堆積した難溶解性の放射性クラッド（及び炉底部に堆積した切断切り粉）を底部吸引装置で吸引除去し、フィルタにてろ過捕集する工程（Ｆ）が行われる。
【００２９】
この工程（Ｆ）の放射性クラッド除去においては、図５に示すような吸引管５９、吸引口６０及び吊り具５８から構成された底部吸引装置３０が使用され、この底部吸引装置３０は、原子炉ウエル１５上部に設置されている燃料交換機１６または専用作業台車上から操作される。そして、工程（Ｃ）ないし（Ｅ）で排出された放射性クラッド、炉内構造物の切断切り粉及び炉底部堆積クラッドを吸引し、吐出ホース２７を介して、例えば燃料プール２３に設置されたフィルタ２４でろ過、捕集することができる。
【００３０】
以上のようにして、原子炉ウエル壁面から、放射線源となる放射性クラッド等を除去した後、工程（Ｇ）として水中にて炉内壁面に仮設遮蔽を取付ける。この仮設遮蔽は、一部放射化した原子炉圧力容器壁面から、作業員が被爆することを防止する目的に設けられるものであり、図２の工程（Ｇ）において３２として示される炉壁遮蔽体である。この炉壁遮蔽体３２の材質としては、ステンレス材、鉛等が用いられ、その厚さは、１００ｍｍ程度である。
【００３１】
最後に、ウエルプール水及び原子炉圧力容器の水を抜いた後、炉内散水装置により、フラッシングを行い、残留している放射性クラッドを洗い流し、フィルタにてろ過捕集する工程（Ｈ）を行う。
【００３２】
この工程は、図２の工程（Ｈ）に示すように炉内散水装置３３によりフラッシングが行われる。図７に炉内散水装置３３の一例の構造を示すが、この装置は、エアモータ又は電動モータ７０の回転により噴射ノズル８３、８４を下半球状に遥動するものである。
【００３３】
この工程（Ｈ）は、原子炉ウエル１５プール水の水抜き後、原子炉圧力容器フランジ１２部に炉内を散水する炉内散水装置３３と散水架台３４を設置し、同時に、原子炉圧力容器底部１３の制御棒駆動機構ハウジング１０上に原子炉圧力容器１１水張りの状態でフラッシング水の排出を行う炉底部排水装置３９を設置した後、原子炉圧力容器上蓋１を設置した上で原子炉圧力容器１１内の水抜きを行い、操作フロアに設置した散水ポンプ３５より炉内散水装置３３に給水し、原子炉圧力容器１１内面をフラッシングにより洗浄することにより行なわれる。
【００３４】
上記フラッシングにより、原子炉圧力容器１１壁面及び底部１３に残留している放射性クラッドが洗い流されるが、このときに発生する放射性クラッドを含むフラッシング排水は、炉底部に設置した水中ポンプ８９、ポンプ架台９０等からなる炉底部排水装置３９により吸引される。そして、例えば燃料プール２３に設置したフィルタ２４等にて放射性クラッドのみがろ過捕集され、ろ過されたフラッシング水は、操作エリアに設置した給水タンク３６、散水ポンプ３５を経由し、再度炉内散水装置３３に給水され、循環使用が可能となる。
【００３５】
一方、上記した炉底部排水装置３９は、図８に示すように原子炉圧力容器底部１３の制御棒駆動機構ハウジング１０上に設置され、水中ポンプ８９、フロートスイッチ９２、ポンプ吸引管、ポンプ架台９０等から構成されたものである。この装置内に組み込まれたフロートスイッチ９２は、炉底部の水位を調整するものであり、また、同装置内に組み込まれた３６０°回転ノズル９５は、３６０°全周方向に圧力水を噴射し、炉内散水装置３３から死角となるバッフルプレート１４裏面の洗浄を行うものである。
【００３６】
上記の工程（Ｈ）は、工程（Ｃ）の原子炉圧力容器化学除染や、工程（Ｄ）の炉内構造物水中切断を実施した後の原子炉圧力容器内面の難溶解性クラッド、切断切り粉の付着堆積量によっては、工程（Ｅ）と工程（Ｆ）の間に追加して実施しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
このような本発明の構成によれば、炉内の作業環境を改善するために実施する化学除染を効率的に実施し、炉内堆積クラッド、難溶解性クラッド及び切断切り粉を効率的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】沸騰水型原子炉圧力容器の構造を示す図面である。
【図２】除染作業工程を示す図面である。
【図３】工程（Ａ）で用いる狭隘部洗浄装置の給水入口ノズルの設置断面図である。
【図４】工程（Ａ）で用いる狭隘部洗浄装置の正面図である。
【図５】工程（Ｂ）で用いる底部吸引装置の構成図である。
【図６】工程（Ｅ）で用いる水中ブラシ洗浄機の構成図である。
【図７】工程（Ｈ）で用いる炉内散水装置の構成図である。
【図８】工程（Ｈ）で用いる炉底部排水装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ … … 原子炉圧力容器上蓋
２ … … 給水入口ノズル
３ … … 給水スパージャ
４ … … 炉心スプレーノズル
５ … … 炉心スプレースパージャ
６ … … 上部格子板
７ … … 炉心シュラウド
８ … … ジェットポンプ
９ … … 炉心支持板
１０ … … 制御棒駆動機構ハウジング
１１ … … 原子炉圧力容器
１２ … … 原子炉圧力容器フランジ
１３ … … 原子炉圧力容器底部
１４ … … バッフルプレート
１５ … … 原子炉ウエル
１６ … … 燃料交換機
２０ … … 狭隘部洗浄装置
２１ … … 高圧ポンプ
２２ … … 高圧ホース
２３ … … 燃料プール
２４ … … フィルタ
２５ … … 水中ホンプ
２６ … … 吸込みホース
２７ … … 吐出ホース
２８ … … 電動ウインチ
２９ … … ワイヤ
３０ … … 底部吸引装置
３１ … … 水中ブラシ洗浄機
３２ … … 炉壁遮蔽体
３３ … … 炉内散水装置
３４ … … 散水架台
３５ … … 散水ポンプ
３６ … … 給水タンク
３７ … … 吐出ホース
３８ … … 耐圧ホース
３９ … … 炉底部排水装置
５０ … … ノズル狭隘部
５１ … … 噴射ノズル（１）
５２ … … 噴射ノズル（２）
５３ … … 噴射水（１）
５４ … … 噴射水（２）
５５ … … ガイドプレート
５６ … … 配管
５７ … … 馬蹄型管 … … 
５８ … … 吊り具
５９ … … 吸引管
６０ … … 吸込口
６１ … … 吊りワイヤ
６２ … … 水中電動モータ
６３ … … ギアボックス
６４ … … 水中ブラシ
６５ … … 架台
７０ … … エアモータ又は電動モータ
７１ … … 平歯車（１）
７２ … … 平歯車（２）
７３ … … ギアボックス
７４ … … 平歯車（３）
７５ … … 平歯車（４）
７６ … … 流入管
７７ … … 固定軸
７８ … … 回転体
７９ … … 固定ギア
８０ … … 従動ギア（１）
８１ … … 従動ギア（２）
８２ … … 軸受け
８３ … … 散水ノズル（１）
８４ … … 散水ノズル（２）
８５ … … 装置枠体
８６ … … 給水
８７ … … 噴射水（１）
８８ … … 噴射水（２）
８９ … … 水中ポンプ
９０ … … ポンプ架台
９１ … … ポンプ吸引管
９２ … … フロートスイッチ
９３ … … フート弁
９４ … … 吊り具
９５ … … ３６０°回転ノズル
以    上
【図１】
2006214749.tif 000003
【図２】
2006214749.tif 000004
【図３】
2006214749.tif 000005
【図４】
2006214749.tif 000006
【図５】
2006214749.tif 000007
【図６】
2006214749.tif 000008
【図７】
2006214749.tif 000009
【図８】
2006214749.tif 000010