(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉停止時に炉水中の残留熱を除去するために炉水を通水させる配管、弁、熱交換器からなる残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法において、
前記残留熱除去系配管の炉水と接触する表面に蓄積した放射性核種を除去した後、もしくは除去しながら、炉水と接触する表面にリン酸化合物による皮膜を形成させた状態で保管を行うことを特徴とする残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法。
【請求項２】
原子炉停止時に炉水中の残留熱を除去するために、炉水を通水させる配管、弁、熱交換器からなる残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法において、
前記残留熱除去系配管の炉水と接触する表面に蓄積した放射性核種を除去した後、前記残留熱除去系を満たす水中に腐食抑制剤を添加して水酸化鉄の生成を抑制する保管を行うことを特徴とする残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法。
【請求項３】
前記腐食抑制剤が前記残留熱除去系を満たす水中の溶存酸素を消費する物質であることを特徴とする請求項２記載の残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法。
【請求項４】
前記物質としてヒドラジンを使用することを特徴とする請求項３記載の残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は沸騰水型原子力発電プラント（以下ＢＷＲと略記する）の残留熱除去系配管の保管方法に係り、特にＢＷＲ運転中の残留熱除去系配管の保管時における配管表面での鉄腐食生成物の発生を抑制することで、原子炉停止時における残留熱除去系運転時の残留熱除去系配管への炉水中に含まれる放射性核種の付着を抑制するために好適な残留熱除去系配管のＢＷＲ運転中の保管方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＢＷＲでは燃料で発生した熱を効率的に原子炉圧力容器内の冷却水に移して蒸気にするため、冷却水は再循環ポンプやインターナルポンプによって強制循環される。原子炉内で発生した蒸気は炉心上部に設けられたセパレータおよびドライヤで湿分を除去した後タービンへ送られ、一部はタービン抽気として取り出され、高圧および低圧ヒータの熱源として利用されるが、他の大部分の蒸気は発電に利用された後、復水器で凝縮されて水に戻る。復水器内で復水はほぼ完全に脱気され、その際、炉心での水の放射線分解によって発生した酸素および水素もほぼ完全に除去される。
【０００３】
復水は再び給水として原子炉に供給されるが、その際、原子炉での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、復水中の主として金属不純物を除去する目的で復水全量を脱塩基などのイオン交換樹脂濾過装置で処理し、続いて多段の低圧および高圧ヒータで２００℃近くまで加熱される。一方、腐食生成物の発生は圧力容器内や再循環系等の接水部からも起こり、炉内を循環する放射性腐食生成物の源となるためこれらの主要な一次系構造材は腐食の少ないステンレス鋼、ステライト鋼などの不銹鋼の使用が原則となっている。また、炭素鋼製の原子炉圧力容器にはステンレス鋼の内面肉盛りがなされ、炭素鋼が直接炉水と接触することを防いでいる。この様な材料上の配慮に加えて、炉水の一部を炉水浄化装置によって浄化し、炉水中に僅かに生成する金属不純物を積極的に除去している。
【０００４】
しかし、この様な材料および水質管理による腐食抑制対策にも関わらず、炉水中の極僅かな金属不純物の存在は避けられないため、一部の金属不純物は金属酸化物として燃料棒の沸騰表面に付着する。燃料棒表面に付着した金属元素は燃料から放射される中性子の照射を受けて原子核反応を起こしコバルト６０、コバルト５８、クロム５１、マンガン５４等の放射性核種を生成する。これらの放射性核種は大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままであるが、一部は取り込まれている酸化物の溶解度にしたがって溶出したり、クラッドと呼ばれる不溶性固体として炉水中に再放出される。
【０００５】
これらの放射性物質は炉水浄化系によって取り除かれるが、除去できなかったものは炉水とともに再循環系などを循環している間に構造材接水部表面に蓄積して行く。このため構造材表面から放射線が放射され、定検作業時の従事者の放射線被曝が生じる。作業被曝の量は各人毎に規定値を超えないように管理されているが、近年この規定値が引き下げられ、各人の被曝量を経済的に可能な限り低くする必要が生じてきている。そこで配管への放射性核種付着を低減する様々な方法や、配管への放射性核種付着の駆動力となる炉水放射性核種濃度を低減する様々な方法が検討されている。
【０００６】
このような方法の一つとして、亜鉛などの金属イオンを炉水中に共存させ、炉水と接触する原子炉冷却材再循環系配管表面に亜鉛を含む緻密な酸化皮膜を形成させることで、酸化皮膜中へのコバルト６０やコバルト５８等の放射性核種の取り込みを抑制する方法が特開昭５８−７９６９１号公報に記載されている。また特開昭６２−９５４９８号公報には、原子炉運転中に炉水が通水される再循環系配管および炉水浄化系配管に対して一定条件で予備酸化皮膜を形成させる技術が記載されている。また、特開平９−５４８９号公報には、原子炉残留熱除去系の線量低減方法として、原子炉残留熱除去系の配管の流路面に酸化皮膜を形成することが開示されているが、この発明では、除洗との関連については何も触れられていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では原子炉停止時に炉水が通水される残留熱除去系については考慮されておらず、炉水中の放射性核種の付着抑制対策は残留熱除去系には及んでいなかった。このため原子炉停止時の残留熱除去系運用によって、残留熱除去系が放射性核種を含む炉水に接触することで放射性核種の残留熱除去系への付着が起こり、定検作業時の被曝源となる。特に再循環系のない改良型沸騰水型軽水炉では定検作業時の被曝に与える影響が大きくなる。
【０００８】
また、残留熱除去系は炭素鋼配管で構成されているため除染によって過去に付着した放射性核種を含む酸化物を除去しても、原子炉運転中の残留熱除去系の保管時に配管表面に生成する腐食生成物が、残留熱除去系運用時の炉水中放射性核種の再付着を促進させてしまい、除染の効果を維持できない。
【０００９】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は原子炉運転中の残留熱除去系配管への放射性核種の付着を抑制できる残留熱除去系配管の保管方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明では、原子炉運転中の保管状態にある残留熱除去系配管において、放射性核種を含む既存の酸化物を除去した後、リン酸化合物による皮膜を設けるか、または保管中の水に腐食抑制剤を加えて、保管水中の溶存酸素による残留熱除去系を構成する炭素鋼配管の腐食を抑制できる状態で保管する。
【００１１】
すなわち、本発明は、原子炉停止時に炉水中の残留熱を除去するために炉水を通水させる配管、弁、熱交換器からなる残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法において、前記残留熱除去系配管の炉水と接触する表面に蓄積した放射性核種を除去した後、もしくは除去しながら、炉水と接触する表面にリン酸化合物による皮膜を形成させた状態で原子力発電プラント運転中の残留熱除去系配管の保管を行うようにした。
【００１６】
さらに、原子炉停止時に炉水中の残留熱を除去するために、炉水を通水させる配管、弁、熱交換器からなる残留熱除去系配管の原子力発電プラント運転中の保管方法において、前記残留熱除去系配管の炉水と接触する表面に蓄積した放射性核種を除去した後、前記残留熱除去系を満たす水中に腐食抑制剤を添加して原子力発電プラント運転中の残留熱除去系配管の保管を行うこともできる。前記腐食抑制剤として例えば前記残留熱除去系を満たす水中の溶存酸素を消費する物質が使用できる。この物質としては、例えばヒドラジンが好適である。
【００１７】
以下、前述のように構成した背景もしくは理由について説明する。
【００１８】
原子炉運転中に炉水が通水される再循環系配管および炉水浄化系配管に比べて、残留熱除去系配管は通常、原子炉停止時にのみ炉水が通水される。ＢＷＲのプラント停止操作は、制御棒を挿入して原子燃料の核分裂反応を停止させることから始まる。この操作により、２８０℃から１５０℃までは蒸気の発生量が多いため、主蒸気ラインから蒸気を復水器に送り、発生する蒸気の気化熱により原子炉を冷却する。１５０℃以下の温度では、気化熱による冷却効率が低下するため、炉水再循環系から分岐する残留熱除去系によって炉水を冷却する。冷却された炉水は原子炉再循環系を経由するか、あるいは直接原子炉に戻る。１００℃以下の温度では気化熱による冷却ができなくなるため、残留熱除去系での冷却が主体となる。残留熱除去系は、予備系統を持つため２系統以上を有する。したがって、プラントの停止操作は停止毎に交互に運転される。さらに原子炉水を冷却する速度は残留熱除去系熱交換器に通水する流量と、この熱交換器のバイパスライン流量をコントロールすることで調整する。
【００１９】
再循環系配管および炉水浄化系配管では、腐食による酸化皮膜の成長に伴って原子炉水中の放射性イオンが酸化皮膜中に取り込まれ、放射性核種の蓄積が生じる。しかし、残留熱除去系では運用開始時の原子炉水温度が１５０℃以下と低く、運用開始と同時に炉水温度が低下してくるので、１００℃以上の原子炉水に晒されている期間も数時間程度と短い。このため上記プロセスの影響は小さい。このため、発明者らが残留熱除去系配管への放射性核種の蓄積機構を詳細に検討したところ、以下のように、再循環系配管や炉水浄化系配管とは異なるプロセスで放射性イオンの付着が生じていることが分かった。
【００２０】
すなわち、残留熱除去系に使われているような炭素鋼配管では、炉水浄化系配管で見られるように、高温水中ではヘマタイトとマグネタイトに加えて原子炉水中に含まれるニッケルなどのイオンを取り込んだフェライトを生成する。しかし、残留熱除去系の配管が原子炉運転中に晒されているような１００℃以下の低温水中では水酸化鉄が主な腐食生成物となる。この条件で生成する水酸化鉄は藻状の形態で表面積が大きく、水中の各種イオンを吸着する性質がある。このため、原子炉停止操作が行われ残留熱除去系の運用が始まると、炉水中の放射性イオンの吸着が起こる。炉水中の放射性イオン濃度は原子炉停止操作直後に一旦上昇してから下がるという挙動を示す。残留熱除去系運用開始時は既に温度の低下に伴って炉水放射能濃度も下がって行くので、運用開始時に水酸化鉄へ吸着した放射性イオンも、ただ吸着しているだけでは炉水放射能濃度の低下とともに放出されるため、残留熱除去系への放射性核種の蓄積による被曝はあまり問題にはならない。
【００２１】
しかし、水酸化鉄では約１００℃以上の条件で（化１）や（化２）に示したような反応で脱水反応を起こし、ヘマタイトやマグネタイトを生じる。この時、脱水領域にニッケル、コバルトおよびこれらの放射性イオンが吸着しているとこれらのニッケルやコバルトを含むフェライトが（化３）や（化４）のように生じて、脱離し難くなる。この様子を図２に模式的に示すが、残留熱除去系の炭素鋼配管上に生成した水酸化鉄に放射性コバルトイオンの吸着領域と、１００℃以上の温度における脱水領域が生じ、この２つが重なった領域でコバルトフェライトが生じ、放射性コバルトイオンの蓄積が起こる。
【００２２】
【化１】
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【化２】
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【化３】
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【化４】
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したがって、残留熱除去系配管への放射性イオンの蓄積を防止するには、原子炉運転中に残留熱除去系配管表面で生じる水酸化鉄の発生を抑制すればよい。このための方法としては、原子炉運転中の残留熱除去系配管の表面と保管水との間に、溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置したり、保管水中の溶存酸素の濃度を下げた状態で保管を行う方法が考えられる。
【００２３】
しかしながら、既設のＢＷＲでは残留熱除去系配管の表面に既に水酸化鉄や放射性核種を含んだ酸化物が蓄積しているため、そのままの状態では、上述の溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置するのは難しい。また、保管水中の溶存酸素濃度を下げたりしても、既存の水酸化鉄は減らないため大きな効果は得られない。このため、残留熱除去系配管を除染してからこれらの処置を施した方がより効果的である。
【００２４】
残留熱除去系の除染後に、残留熱除去系配管の表面と保管水との間に、溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置するのに最も適した除染方法は、既存の酸化物をほとんど除去してしまう化学除染である。化学除染では薬剤を用いて配管表面に付着している酸化物を、金属イオンまたは錯体として溶解し、配管表面から除去する。このため、化学除染後の配管表面は酸化物のほとんどない一様な金属表面となる。また、キャビテーションを伴う水中水噴流による除染などの機械除染でも、配管表面の酸化物と金属母材では、機械除染による衝撃力に対する脆さの違いから、金属母材に比べて脆い酸化物を破壊して除去できるため、配管表面と保管水との間に、溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置する前の除染方法として適用可能である。
【００２６】
残留熱除去系の除染後に、残留熱除去系配管の表面と保管水との間に溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置する方法としては、化成皮膜を形成させる方法が適用できる。再循環系配管や炉水浄化系配管では通常運転中の使用温度が２８０℃程度であるため、化成皮膜では耐熱性がないことからこれまではあまり検討されなかった。しかし、残留熱除去系の通常の運用開始温度は１５０℃程度で、しかも残留熱除去モードの運用が始まると数時間で１００℃以下となるため、化成皮膜でも適用が可能である。化成皮膜処理としては炭素鋼の防錆処理として効果的なリン酸塩皮膜処理を行うと良い。さらに、化成皮膜処理を除染後に行えば、除染のために設置した薬液注入系、薬液循環装置、仮設配管、加熱装置、循環水浄化装置などがそのまま使用でき、施工処置が大幅に軽減できる。
【００２７】
残留熱除去系の除染後に、残留熱除去系配管の表面と保管水との間に、溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置する別の方法としては機械除染による熱の発生を利用する方法がある。化学除染では薬液注入系の他にも薬液の分解や浄化処理が必要なため装置が大規模になるので、系統のごく一部を除染するよりは全系統を除染するような場合の方が向いている。したがって、系統のごく一部を除染するような場合は機械的な除染が効率的である。例えばグラインダーのような回転砥石を、放射性核種が含まれている酸化物の蓄積した残留熱除去系配管に当てて、配管内を円周方向に回転させながら長手方向に掃引すれば配管の一部を除染できる。この時、回転砥石の種類を硬いものにして摩擦熱が発生し易いものにしたり、回転速度を制御することで、配管表面と回転年との間で生じる摩擦熱を制御し、残留熱除去系配管の表面に蓄積していた放射性核種を含む酸化物を除去した後に、摩擦熱によって乾食による酸化皮膜を形成させることができる。
【００２８】
残留熱除去系の除染後に残留熱除去系配管の表面と保管水との間に溶存酸素の配管表面への拡散を妨げる介在物を配置する際に、機械除染を用いる別の方法としてはキャビテーションを伴う高速水中水噴流による熱の発生を利用する方法がある。キャビテーションを伴う水中水噴流による除染では、配管表面の酸化物と金属母材との間に、キャビテーション崩壊による衝撃力に対する脆さの違いが有り、金属母材に比べて脆い酸化物が破壊されて除去される。酸化物が除去された配管に再びキャビテーションが当たって崩壊すると金属表面に直接、塑性変形を起こして圧縮応力を残すほどの数ＧＰａに及ぶ衝撃波が当たる。このため、衝撃波に晒された部分は高温になり、乾食被膜が生じて耐食性が向上する。
【００２９】
除染後の残留熱除去系配管を通常運転中に満水保管する際に、残留熱除去系配管の表面に水酸化鉄の発生を抑制する配管表面と保管水との間に介在物を配置する以外の方法として、水酸化鉄発生の原因である保管水中の溶存酸素を低減させるために腐食防止剤として例えばヒドラジンを加える方法がある。ヒドラジンを加えることにより、（化５）または（化６）のような反応によって保管水中の溶存酸素を消費し、原子炉運転中の残留熱除去系配管の保管時における溶存酸素による残留熱除去系配管の腐食を抑制できる。
【００３０】
【化５】
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【化６】
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【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係るＢＷＲの残留熱除去系配管と他の配管系を含むＢＷＲの構成を示す図である。同図において、ＢＷＲでは、通常運転中、原子炉１の炉水は２つある再循環系２と再循環ポンプ３とによって炉内を循環させられている。原子炉停止操作が始まって炉水温度が１５０℃程度まで降下すると、残留熱除去系４の運転が始まり、炉水の温度を定期点検（定検）ができる温度まで下げて行く。この残留熱除去系４は再循環系２の入口から分岐され、Ａ系統とＢ系統の２系統に分かれている。２系統に分かれた後、原子炉格納容器５の内側に内側開閉弁６と、外側に外側開閉弁７が設けられている。その後、残留熱除去系ポンプ８によって残留熱除去系熱交換器９へ送り込まれる。残留熱除去系熱交換器９へ送り込む量はバイパス弁１０と残留熱熱交換器系弁１１の開度によって調節する。冷却された炉水は再循環系２の出口に戻される。
【００３３】
定検が始まって再循環系２の除染の準備が始まると、再循環系２と残留熱除去系４の内、原子炉格納容器５内にある内側開閉弁６の手前までを含んだ除染系統を組み上げるため、再循環系２の出口側配管と残留熱除去系４の内側開閉弁６の再循環系２側の配管を切断して除染用の仮設配管１２を接続する。除染系統は試薬注入系１３と除染系統循環ポンプ１４、加熱装置１５、除染系統浄化系１６からなる。除染系統浄化系は流量を調整するバルブ１７、除染剤分解装置１８、およびイオン交換樹脂塔１９からなる。
【００３４】
除染終了後は除染系統の内、除染系統を組み込んだときに予め準備しておいた再循環系２をバイパスするバイパスライン２０とオゾンガス注入系２１によって原子炉格納容器５内の残留熱除去系４配管内を、オゾンを含む気相で満たし、加熱装置１５によって昇温させて残留熱除去系４の配管内面に乾食による酸化皮膜を形成させる。その後、仮設系を切り離し、仮設配管１２のつなぎ込み口を本設配管に接続させ、定検終了後に満水保管すると、乾食酸化皮膜を持った残留熱除去系４配管では保管水による腐食が抑制され、水酸化鉄の形成も抑制される。これにより、次の原子炉停止操作時に放射性イオンが流れ込んできても、放射性イオンの蓄積に必要なフェライトの材料となる水酸化鉄が配管表面に存在しないので放射性核種の付着は抑制される。
【００３５】
＜第２の実施形態＞
図３は本発明の第２の実施形態に係るＢＷＲの残留熱除去系配管と他の配管系を含むＢＷＲの構成を示す図である。
【００３６】
この実施形態は、図１に示した第１の実施形態におけるオゾン注入系２１に代えてＭｎ（Ｈ２ＰＯ４）２、Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２、Ｈ３ＰＯ４混合水溶液の化成処理液注入系２２としたもので、その他各部の構成は第１の実施形態と同等に構成されている。この実施形態では、化学除染終了後、除染系統の一部をバイパスライン２０でつながるようにバルブ操作し、その後、化成処理液注入系２２より試薬溶液を注入する。加熱装置１５により試薬溶液の温度を８５℃から９５℃として、その状態で１時間程度、残留熱除去系４配管を処理すると皮膜重量にして１５〜２５ｇ／ｍ２のＭｎ５Ｈ２（ＰＯ４）４・Ｈ２Ｏ、ＦｅＨＰＯ４・Ｈ２Ｏを含む化成皮膜が形成される。注入する試薬溶液としてはＺｎ（Ｈ２ＰＯ４）２、Ｆｅ（Ｈ２ＰＯ４）２、Ｈ３ＰＯ４、ＮＯ３混合水溶液も使用できる。
【００３７】
リン酸塩系以外の化成皮膜ではアルカリ酸化黒色皮膜処理がある。これは濃厚な水酸化ナトリウムの水溶液（３５〜４５％）に酸化剤として過酸化水素を加えて１３０〜１５０℃とした反応液を、残留熱除去系４の配管内面に接触させて表面に黒色のマグネタイトの酸化皮膜を化成する方法で、皮膜は厚さ０．２〜５μｍになる。この皮膜はクラックが多く発生するため、さらにクロム酸処理を行うと防錆力は向上する。これらの化成処理終了後の廃液処理には除染系統で準備されている浄化系統を利用できる。その後、仮設系を切り離し、仮設配管１２のつなぎ込み口を本設配管に接続させ、定検終了後に満水保管すると、化成処理皮膜を持った残留熱除去系４配管では保管水による腐食が抑制され、水酸化鉄の形成も抑制される。これにより、第１の実施形態と同様に、次の原子炉停止操作時に放射性イオンが流れ込んできても、放射性イオンの蓄積に必要なフェライトの材料となる水酸化鉄が配管内面に存在しないので放射性核種の付着は抑制される。
【００３８】
その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成されている。
【００３９】
なお、この化学皮膜形成の場合には、化学除染に使用した装置をそのまま使用して皮膜形成を行うことができる。
【００４０】
＜第３の実施形態＞
図４は本発明の第３の実施形態に係る残留熱除去系配管の除染に機械除染を適用して酸化皮膜を形成する例を示す図である。ＢＷＲの各配管系は図１に示したものと同等に構成されている。
【００４１】
この実施形態に係る機械除染装置は、先端に回転砥石２３が付いたアーム２４と、このアーム２４を円周方向に回転させながら配管の長手方向に掃引させる機構を備えた駆動治具２５を、図１に示す残留熱除去系４の原子炉格納容器５内の内側開閉弁６を解体した弁箱から挿入して設置したものである。回転砥石２３による研磨で放射性核種を含む既存の酸化物は除去され、除去された放射性核種を含む研磨粉は吸引ポンプ２６によって吸引口２７より吸引され、吸引管２８を通ってフィルタ２９に捕集される。
【００４２】
一方、配管表面の方は研磨による摩擦熱で加熱され、回転砥石２３が通過した後は薄い乾食皮膜が形成される。その後、挿入した機械除染装置を撤去し、解体した内側開閉弁６を復旧する。定検終了後、残留熱除去系４配管を満水保管すると、乾食酸化皮膜を持った残留熱除去系４配管では保管水による腐食が抑制され、水酸化鉄の形成も抑制される。これにより、第１の実施形態と同様に次の原子炉停止操作時に放射性イオンが流れ込んできても、放射性イオンの蓄積に必要なフェライトの材料となる水酸化鉄が配管内面に存在しないので放射性核種の付着は抑制される。
【００４３】
＜第４の実施形態＞
図５は第４の実施形態に係る残留熱除去系配管の除染にキャビテーションを伴う高速水中水噴流を利用した例を示す図である。ＢＷＲの各配管系は図１に示したものと同等に構成されている。
【００４４】
この実施形態に係るキャビテーション発生装置は、図４に示した第３の実施形態における回転砥石２３の替わりに高速水中水噴流を噴出してキャビテーションを発生させるノズル３０が取り付けられていることである。ノズル３０には高圧ポンプ３１より耐圧ホース３２によって高圧水が供給される。ノズル３０から噴出した高圧水は高速のウォータージェットとなり、水中でキャビテーションを発生させる。発生したキャビテーションはウォータージェットの流速の減少とともに崩壊するが、このキャビテーションの崩壊が配管表面で起こるとその衝撃力によって金属に比べて脆い水中析出由来の酸化物が破壊されて除去される。除去された放射性核種を含む酸化物は水中を浮游することになるので吸引ポンプ２６によって水ごと吸引口２７より吸引し、吸引管２８を通してフィルタ２９で捕集する。濾過後の水は再び残留熱除去系４配管内へ戻す。
【００４５】
酸化物が除去された配管に再びキャビテーションが当たって崩壊すると、金属表面に直接塑性変形を起こして圧縮応力を残すほどの数ＧＰａに及ぶ衝撃波が当たる。このため、衝撃波に晒された部分は高温になり、乾食被膜が生じて耐食性が向上する。施工終了後、ノズル等の仮設装置を撤去して解体した内側開閉弁６を復旧する。定検終了後、残留熱除去系４配管を満水保管すると、乾食酸化皮膜を持った残留熱除去系配管４では保管水による腐食が抑制され、水酸化鉄の形成も抑制される。これにより、第１の実施形態と同様に次の原子炉停止操作時に放射性イオンが流れ込んできても、放射性イオンの蓄積に必要なフェライトの材料となる水酸化鉄が配管内面に存在しないので放射性核種の付着は抑制される。
【００４６】
なお、このウォータージェットキャビテーションによって配管内面を処理した場合には、除染と酸化皮膜の形成が同時に行える。
【００４７】
＜第５の実施形態＞
図６は保管水中の溶存酸素を消費させる第５の実施形態に係るＢＷＲの残留熱除去系配管と他の配管系を含むＢＷＲの構成を示す図である。
【００４８】
同図において、ＢＷＲでは、通常運転中、原子炉１の炉水は２つある再循環系２と再循環ポンプ３によって炉内を循環させられている。原子炉停止操作が始まって炉水温度が１５０℃程度まで降下すると、残留熱除去系４の運転が始まり、炉水の温度を定検ができる温度まで下げて行く。この残留熱除去系４は再循環系２の入口から分岐され、Ａ系統とＢ系統の２系統に分かれている。２系統に分かれた後、原子炉格納容器５の内側に内側開閉弁６と、外側に外側開閉弁７が設けられている。その後、残留熱除去系ポンプ８によって残留熱除去系熱交換器９へ送り込まれる。残留熱除去系熱交換器９へ送り込む量はバイパス弁１０と残留熱熱交換器系弁１１の開度によって調節する。冷却された炉水は再循環系２の出口に戻される。この実施形態では、さらに、残留熱除去系４配管の除染終了後に再循環系２配管と残留熱除去系４配管の分岐点付近にヒドラジン注入系３３を設けておく。ここからヒドラジン溶液を注入しながら残留熱除去系４を運転して残留熱除去系４配管内にヒドラジン溶液を行き渡らせる。ヒドラジンの濃度は溶存酸素を消費する程度でよいので、大気飽和の水だとしても３２ｐｐｍ程度でよい。再循環系２にはヒドラジン溶液を注入する必要はないので、ヒドラジン溶液が再循環系２に到達する前に残留熱除去系４の運転を止め、ヒドラジンを含んだ保管水で残留熱除去系４をこのまま保管する。
【００４９】
この実施形態では、（化５）または（化６）に示した反応によって保管水中の溶存酸素が消費され、原子炉運転中の残留熱除去系４の保管時における溶存酸素による残留熱除去系配管の腐食を抑制でき、水酸化鉄の形成も抑制される。これにより、次の原子炉停止操作時に放射性イオンが流れ込んできても、放射性イオンの蓄積に必要なフェライトの材料となる水酸化鉄が配管内面に存在しないので放射性核種の付着は抑制される。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、残留熱除去系配管の炉水と接触する表面に蓄積した放射性核種を除去した後、もしくは除去しながら、炉水と接触する表面にリン酸化合物による皮膜を形成させた状態で原子力発電プラント運転中の残留熱除去系配管の保管を行うので、原子炉運転中の残留熱除去系配管への放射性核種の付着を抑制することができる。
【００５１】
また、本発明によれば、残留熱除去系配管の炉水と接触する表面に蓄積した放射性核種を除去した後、残留熱除去系を満たす水中に腐食抑制剤を添加して原子力発電プラント運転中の残留熱除去系配管の保管を行うので、原子炉運転中の残留熱除去系配管への放射性核種の付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の残留熱除去系配管に気相中酸化皮膜を形成させる方法の図面である。
【図２】残留熱除去系配管での放射性核種蓄積機構を示した図面である。
【図３】残留熱除去系配管に化成皮膜を形成させる方法を示した図面である。
【図４】残留熱除去系配管に機械研磨加熱によって酸化皮膜を形成させる方法を示した図面である。
【図５】残留熱除去系配管にキャビテーションを伴う高速水中水噴流による熱の発生を利用して酸化皮膜を形成させる方法を示した図面である。
【図６】ヒドラジンを含む保管水で残留熱除去系配管を保管する方法を示した図面である。
【符号の説明】
１  原子炉
２  再循環系
３  再循環ポンプ
４  残留熱除去系
５  原子炉格納容器
６  内側開閉弁
７  外側開閉弁
８  残留熱除去ポンプ
９  残留熱除去系熱交換器
１０  バイパス弁
１１  残留熱熱交換器系弁
１２  仮設配管
１３  試薬注入系
１４  除染系統循環ポンプ
１５  加熱装置
１６  除染系統浄化系
１７  バルブ
１８  除染剤分解装置
１９  イオン交換樹脂塔
２０  バイパスライン
２１  オゾンガス注入系
２２  化成処理駅注入系
２３  回転砥石
２４  アーム
２５  駆動治具
２６  吸引ポンプ
２７  吸引口
２８  吸引管
２９  フィルタ
３０  ノズル
３１  高圧ポンプ
３２  耐圧ホース
３３  ヒドラジン注入系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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