(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、
還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、
この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、
前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、
前記還元洗浄工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄した後、洗浄範囲に炭素鋼部を含めて還元洗浄し、その後、再度炭素鋼部を隔離してステンレス鋼部またはニッケル基合金部を洗浄範囲として還元洗浄することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【請求項２】
炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、
還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、
この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、
前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、
前記還元洗浄工程は、炭素鋼部まで含んだ全体を洗浄範囲として還元洗浄した後、炭素鋼部を隔離してステンレス鋼部およびニッケル合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【請求項３】
炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、
還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、
この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、
前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、
前記還元洗浄工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄した後、洗浄範囲に炭素鋼部を含めて還元洗浄することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【請求項４】
炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、
還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、
この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、
前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、
前記還元剤分解浄化工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤の分解を開始し、還元剤の濃度が低下した後、炭素鋼部まで含んだ全範囲で、還元剤を分解して洗浄することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【請求項５】
炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、
還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、
この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、
前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、
前記還元剤分解浄化工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤の分解を開始し、還元剤の濃度が低下した後、炭素鋼部を含めた全範囲の洗浄液を一定濃度まで低下した洗浄液で置換し、その後再度炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤を分解した後、炭素鋼部を含めた範囲の洗浄液を一定濃度まで低下した洗浄液での置換を繰り返し、この洗浄液中の還元剤の濃度が初期濃度の半分以下になった時点で、炭素鋼部まで含んだ範囲で、還元剤を分解して洗浄することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の原子力発電プラントの洗浄方法において、既設または仮設の弁を使用し、または既設の弁内部に隔離治具を設置し、炭素鋼部を隔離して洗浄することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項記載の原子力発電プラントの洗浄方法において、洗浄設備に備えられた手元弁を使用して炭素鋼部の洗浄範囲を隔離することを特徴とする原子力発電プラントの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子力発電所において、作業者の放射線被ばく低減を目的とする原子力発電プラントの洗浄方法であり、炭素鋼、ステンレス鋼またはニッケル基合金等からなる配管および機器を連続的に同時洗浄する原子力発電プラントの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原子力発電プラントにおける一次冷却系に使用されている配管および炉内構造物などには、ステンレス鋼またはＮｉ基合金等が使われている。これらの金属は長時間使用されると腐食損傷を受けて、構成金属元素が原子炉冷却水中に溶出し、原子炉圧力容器内に持ち込まれる。溶出金属元素は、大半が酸化物となって燃料棒に付着し、中性子照射を受ける。その結果、コバルト６０、コバルト５８、クロム５１などの放射性核種が生成し、これらの放射性核種は一次冷却水中に再溶出してイオンまたは不溶性固体成分（以下、クラッドと称する）として浮遊する。クラッドの一部は炉水浄化用の脱塩器などで除去されるが、残りは一次冷却系を循環しているうちにステンレス鋼などの構成部材表面に蓄積される。これにより、構成部材表面における線量率が高くなり、保守および点検を実施する際の作業員の放射線被曝が問題となっている。
【０００３】
このため、原子炉プラントの保守、点検、および補修期間の前にこの放射能を除去する方策がとられている。
【０００４】
近年、一部の原子力発電プラントではＳＵＳ鋼の応力腐食割れ対策等から原子炉浄化系配管に炭素鋼が用いられているが、炭素鋼の場合、その放射能上昇は特に著しい。
【０００５】
ステンレス鋼やニッケル基合金は、炭素鋼と比較して耐食性に優れているため、還元効果を有する薬品と酸化効果を有する薬品の一方または両方を用い、化学薬品を使用した化学洗浄方式による放射線線量率低下対策を実施していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、放射能を含んだ酸化皮膜が付着した炭素鋼系統の配管および機器については、化学的な洗浄方法では母材の腐食を抑制することが困難であることから、高圧水を用いた機械方式による放射線線量率低下対策を実施しており、同一の洗浄方法を用いて炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を同時に洗浄するのは困難であるという問題を有していた。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、炭素鋼部を隔離して、化学洗浄により炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を同時に洗浄できる原子力発電プラントの洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために種々研究した結果、本発明に至ったものである。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明は、炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、前記還元洗浄工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄した後、洗浄範囲に炭素鋼部を含めて還元洗浄し、その後、再度炭素鋼部を隔離してステンレス鋼部またはニッケル基合金部を洗浄範囲として還元洗浄することを特徴とする。
【００１０】
通常、化学薬品を用いた原子力発電プラントの洗浄方法では、主に鉄やニッケル酸化物を溶解するための薬品として還元剤を使用し、クロム酸化物を溶解するための薬品として酸化剤を使用する。還元剤の代表的な薬品はジカルボン酸、特にシュウ酸であり、酸化剤の代表的な薬品は過マンガン酸や過マンガン酸カリ、または過酸化水素やオゾンである。本発明によれば、このような還元剤または酸化剤などの化学薬品を用い、酸化皮膜が付着した炭素鋼の配管や機器を洗浄範囲に含む場合であっても、炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を連続して同時に洗浄することができる。
【００１２】
炭素鋼部の洗浄対象を原子炉残留熱除去系統（ＲＨＲ系統）と原子炉水浄化系統（ＣＵＷ系統）とし、ステンレス鋼部の洗浄対象として原子炉再循環系統（ＰＬＲ系統）および炉内、ニッケル基合金部の洗浄対象として、炉内構造材料を選定した。以下の説明において、材料の選定を同一にして説明する。
【００１３】
本発明によれば、シュウ酸を用いて、還元洗浄工程の最初に炉内およびＰＬＲ系統のみを洗浄し、その後ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統まで広げて洗浄することにより、洗浄面積の大きい炉内およびＰＬＲ系統を先に洗浄し、溶解してくるクラッド酸化物の量をある程度低下させた後にＲＨＲ系統やＣＵＷ系統のクラッド酸化物を溶解できるため、ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統からのクラッド溶出量を十分把握することができる。ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統からのクラッド溶出が殆ど無くなった時点で再度炭素鋼系統を隔離し、炉内およびＰＬＲ系統の洗浄を実施することにより、炉内およびＰＬＲ系統洗浄の洗浄効果を確認することができる。炉内およびＰＬＲ系統の洗浄効果が十分得られていない場合には、炭素鋼系統を隔離した後、さらに炉内およびＰＬＲ系統に十分な洗浄効果が得られるまで洗浄を続けることができる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、前記還元洗浄工程は、炭素鋼部まで含んだ全体を洗浄範囲として還元洗浄した後、炭素鋼部を隔離してステンレス鋼部およびニッケル合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、シュウ酸を用いた還元洗浄工程の最初に炉内、ＰＬＲ系統、ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統を含んだ全体洗浄を実施し、その後、ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統を隔離して洗浄することにより、洗浄初期に溶解するクラッド酸化物の溶解量が大きいため、炭素鋼の不働態域で炭素鋼系統を洗浄することができる。その結果、十分な炭素鋼の腐食抑制対策を取った洗浄ができる。その後、ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統を隔離して洗浄することにより、ＰＬＲ系統や炉内のクラッド溶解性も十分に確認することができる。
【００１６】
さらに、請求項３記載の発明は、炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、前記還元洗浄工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄した後、洗浄範囲に炭素鋼部を含めて還元洗浄することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、シュウ酸を用いた還元洗浄工程の最初に炉内およびＰＬＲ系統のみを洗浄し、その後ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統まで広げて洗浄することにより、洗浄面積の大きい炉内およびＰＬＲ系統を先に洗浄し、溶解してくるクラッド酸化物の量を十分低下させた後にＲＨＲ系統やＣＵＷ系統のクラッド酸化物を溶解できるため、ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統からのクラッド溶出量を十分把握することができる。
【００１８】
また、請求項４記載の発明は、炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、前記還元剤分解浄化工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤の分解を開始し、還元剤の濃度が低下した後、炭素鋼部まで含んだ全範囲で、還元剤を分解して洗浄することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、最初に炉内およびＰＬＲ系統の洗浄剤を分解および除去し、還元洗浄剤の濃度が低下した後、ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統まで広げた洗浄剤の分解および除去を実施することにより、炭素鋼の腐食が懸念される高濃度の洗浄剤の炭素鋼部への流動を抑制することができる。
【００２０】
さらに、請求項５記載の発明は、炭素鋼、ステンレス鋼およびニッケル基合金が配管または構造部材として適用された炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を備える原子力発電プラントの洗浄方法において、還元剤を注入して還元洗浄を行う還元洗浄工程と、この還元洗浄工程で適用した還元剤を分解して浄化を行う還元剤分解浄化工程とを有し、前記還元洗浄工程および前記還元剤分解浄化工程において炭素鋼部を隔離して洗浄しない工程を備え、前記還元剤分解浄化工程は、炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤の分解を開始し、還元剤の濃度が低下した後、炭素鋼部を含めた全範囲の洗浄液を一定濃度まで低下した洗浄液で置換し、その後再度炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤を分解した後、炭素鋼部を含めた範囲の洗浄液を一定濃度まで低下した洗浄液での置換を繰り返し、この洗浄液中の還元剤の濃度が初期濃度の半分以下になった時点で、炭素鋼部まで含んだ範囲で、還元剤を分解して洗浄することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、最初に炉内およびＰＬＲ系統の洗浄剤を分解および除去し、還元洗浄剤の濃度が低下した後で、その後ＲＨＲ系統やＣＵＷ系統の洗浄液を一定濃度まで低下した炉内の洗浄液で置換し炭素鋼部の洗浄液の濃度を下げた後、再度炭素鋼部を隔離する。その後、更に炉内の除染液を分解および除去して、ＲＨＲ系統、ＣＵＷ系統の洗浄液を置換して、還元剤の濃度が初期濃度の半分以下になった時点でＲＨＲ系統、ＣＵＷ系統まで広げた洗浄剤の分解および除去を実施することにより、炭素鋼の腐食が懸念される高濃度の洗浄剤の炭素鋼部への流動を抑制することができる。さらに、全体の洗浄液の濃度が完全に低下するまで炭素鋼部を高濃度の洗浄液にさらすことが無いため、更なる炭素鋼部の腐食抑制を図れる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の原子力発電プラントの洗浄方法において、既設または仮設の弁を使用し、または既設の弁内部に隔離治具を設置し、炭素鋼部を隔離して洗浄することを特徴とする。
【００２３】
本発明において、還元洗浄工程にて炭素鋼部を隔離するために、既設の弁である第一隔離弁を閉じることにより、炭素鋼部を隔離して洗浄を行える。また、既設弁の弁体を取出し、隔離治具を挿入することにより、炭素鋼部を隔離して洗浄を行える。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項記載の原子力発電プラントの洗浄方法において、洗浄設備に備えられた手元弁を使用して炭素鋼部の洗浄範囲を隔離することを特徴とする。
【００２５】
本発明において、還元洗浄工程および還元剤分解浄化工程にて、炭素鋼部を隔離するため、洗浄設備に備えられた元弁を閉じることにより、炭素鋼部を容易に洗浄液の循環から隔離することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の原子力発電プラントの洗浄方法について、表１、図１〜図９を用いて説明する。なお、本実施形態においては、原子力発電プラントの熱出力を伴わない原子炉停止時に、還元剤および酸化剤を注入して原子炉発電プラントの洗浄を行った。
【００２７】
図１は、原子力発電プラントの一部を概略的に示す図であり、この図を用いて原子力発電プラントの洗浄範囲を説明する。
【００２８】
図１に示すように、原子力発電プラント１では、原子炉圧力容器２に、原子炉再循環系統（ＰＬＲ系統）３を備え、この原子炉再循環系統３には分岐して接続された原子炉水浄化系統（ＣＵＷ系統）４と、原子炉残留熱除去系統（ＲＨＲ系統）５とを備える。また、原子炉圧力容器２内には、原子炉再循環系統３を構成するジェットポンプ６を備える。なお、原子炉残留熱除去系統５および原子炉水浄化系統４は炭素鋼部、原子炉再循環系統３および炉内構造物はステンレス鋼部からなり、原子炉圧力容器２内のジェットポンプ６などの炉内構造部はＮｉ基合金部からなる。本実施形態では、炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を洗浄対象としている。
【００２９】
また、図１に示すように、原子炉再循環系統３から分岐して接続された各系統には、第一隔離弁７が設置されており、さらに既設取り合い弁８および既設弁９が備えられている。
【００３０】
そして、図１に示す各既設取り合い弁９には、洗浄配管１０を介して洗浄設備１１が仮設される。この洗浄設備１１は、洗浄配管に接続された手元弁１２を有し、この手元弁１２の後段に、フィルタ１３、樹脂塔１４、ポンプ１５、ヒータ１６および紫外線照射装置１７を備える。そして、紫外線照射装置１７に接続された洗浄配管１８の他端は、原子炉圧力容器２に接続され、洗浄設備により洗浄された浄化液が原子炉圧力容器２内に導入される。
【００３１】
本実施形態において、原子力発電プラント１における炭素鋼の洗浄範囲と、ステンレス鋼やニッケル基合金からなる他の洗浄範囲とを隔離する場合には、ＰＬＲ系統３からＲＨＲ系統５およびＣＵＷ系統４に分岐した位置に設置された第一隔離弁７を閉じることにより、炭素鋼部の洗浄部位を完全に隔離することができる。
【００３２】
また、第一隔離弁７や既設弁９は開のままとし、洗浄設備１１の手元弁１２を閉じて炭素鋼部を隔離しても良い。
【００３３】
さらに、既設弁９の弁体を取出して開放し、図２に示す隔離治具１９を既設弁９内部に設置することにより、炭素鋼部を隔離しても良い。
【００３４】
図２（ａ）は、既設弁９内部に隔離治具１９を設置した断面図を示すものであり、図２（ｂ）は、隔離治具１９を拡大して示す図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、隔離治具１９は、外周に複数個の円形孔を有する除染側の円盤部２１ａと、非除染側の円盤部２１ｂとを有する。この２つの円盤部２１ａ，２１ｂは、伸縮可能なネジ２２により接続され、このネジ２２の伸縮によりベント２３から導入される洗浄液の流れを制御することができる。また、これらの円盤部２１ａ，２１ｂの外周にはゴム２４（ＥＰＤＭ；ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｐｒｏｐｙｌｅｎ  ｄｉｅｎ  ｍｏｎｏｍｅｒ）が備えられている。
【００３５】
次に、図１に示す原子力発電プラント１にて炭素鋼部を隔離して原子力発電プラントの洗浄を行う手順について説明する。
【００３６】
図３は、原子力発電プラントの洗浄方法の手順を示す図である。
【００３７】
図３に示すように、原子力発電プラントの洗浄方法は、第１サイクルから第３サイクルまであり、第１サイクルは、還元洗浄工程の後、還元剤分解浄化工程を行った。第２サイクルでは、炭素鋼部を隔離して酸化剤洗浄を行う酸化剤工程を経た後、還元洗浄工程、還元剤分解浄化工程を行った。さらに、第３サイクルでは、炭素鋼部を隔離して酸化剤工程後、還元洗浄工程、および還元剤分解浄化工程を行った。なお、第２サイクルおよび第３サイクルにおいて、炭素鋼部には酸化剤洗浄を行わなかったが、これは、以下に示す理由による。
【００３８】
まず、表１に炭素鋼ＳＴＳ４１０とステンレス鋼ＳＵＳ３０４の主な化学成分を示す。表１に示すように、炭素鋼ＳＴＳ４１０は化学成分としてクロムを含まない。
【００３９】
【表１】
0004316100.tif 000002
【００４０】
次に、表１に示す炭素鋼ＳＴＳ４１０を試験片とし、この試験片を還元剤（シュウ酸）のみで洗浄した場合と、還元剤（シュウ酸）および酸化剤（過マンガン酸）の組合わせにより除染した場合の洗浄効果を比較した。その結果を図４に示す。なお、除染条件は、図４に示すように、洗浄温度を９５℃、シュウ酸２０００ｐｐｍ、過マンガン酸３００ｐｐｍとして、シュウ酸洗浄を５時間、過マンガン酸洗浄を２時間行った。
【００４１】
図４に示すように、炭素鋼を還元剤のみで洗浄した場合と還元剤と酸化剤の組合せにより洗浄した場合の洗浄効果線量低減効果はほぼ同程度であった。すなわち、炭素鋼は表１に示すようにクロムを含まないことから、炭素鋼を洗浄する場合には、クロム酸化物溶解のための酸化剤を用いても洗浄効果が極端に良くなることはない。このため、炭素鋼に付着したクラッド酸化物を化学薬品で溶解するためには還元洗浄剤の溶解力で十分である。上記のような理由により、図３に示すように、炭素鋼部には酸化処理工程を省くことができる。
【００４２】
なお、図３に示す洗浄方法の手順は、本実施形態の一例を示すものであり、第１サイクルおよび第２サイクルの還元洗浄工程は、以下に示す図５ないし図７の手順により行っても良い。また、第１サイクルおよび第２サイクルの還元剤分解浄化工程は、以下に示す図８または図９の手順により行っても良く、還元剤分解浄化工程では、還元剤に加えて、過酸化水素を注入することにより、還元剤の分解を行う。なお、還元洗浄工程と還元剤分解浄化工程との組合わせは、浄化目的に応じて適宜選択すると良い。
【００４３】
還元洗浄工程における、具体的な洗浄手順について、図５ないし図７を用いて説明する。なお、以下に示す図５ないし図７では、洗浄範囲の中に、炭素鋼と、ステンレス鋼やニッケル基合金、ステライト鋼などのコバルト基合金などの他の金属を含み、これらを同時にシュウ酸などの還元薬品により還元洗浄する場合を示す。
【００４４】
図５は、還元洗浄工程における洗浄手順の一例を示す図であり、洗浄範囲と洗浄時間の経過を示す。
【００４５】
図５に示す洗浄手順は、まず最初に炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄した後、洗浄範囲に炭素鋼部を含めて還元洗浄し、その後、再度炭素鋼部を隔離してステンレス鋼部またはニッケル基合金部を洗浄範囲として還元洗浄したものである。
【００４６】
このように、洗浄面積の大きいステンレス鋼やニッケル基合金などの洗浄範囲を先に洗浄することにより、Ｆｅ２＋濃度を保持することなく、溶出してきた鉄酸化物を除去することができる。その場合、ステンレス鋼腐食電位または酸化還元電位は、２００ｍｖ−ＳＨＥ以上というステンレス鋼の不働態域となり、ステンレス鋼の保護が容易となる。炭素鋼部を洗浄範囲に加えた時点では炭素鋼部から溶出してくるクラッド溶出量を十分把握することができるため、炭素鋼部から母材の溶出挙動を最小限に抑制することができる。その後、更に炭素鋼部を隔離し、再度ステンレス鋼部やニッケル基合金部等に対してシュウ酸などの還元洗浄を実施することにより、ステンレス鋼部やニッケル基合金部についての洗浄効果の再確認を実施することができる。
【００４７】
また、図６は、還元洗浄工程における他の洗浄手順の一例を示す図であり、洗浄範囲と洗浄時間の経過を示す。
【００４８】
図６に示す洗浄手順は、最初に炭素鋼部まで含んだ全体を洗浄範囲として還元洗浄した後、炭素鋼部を隔離してステンレス鋼部およびニッケル合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄したものである。
【００４９】
この手順のように、最初に全洗浄範囲を一度にシュウ酸に浸漬させることにより、洗浄初期に溶解するクラッド酸化物の溶解量を多くすることができる。主な溶解クラッドはヘマタイトが溶解した鉄クラッドであるため、鉄イオンの形態で溶出する。特に、Ｆｅ２＋イオンは炭素鋼の腐食抑制効果を有するため、溶解するクラッド酸化物の量が多い場合は炭素鋼の腐食抑制運転を容易にコントロールして洗浄することができる。その後、炭素鋼部を隔離し、ステンレス鋼部やニッケル基合金部などを再度洗浄することにより、ステンレス鋼部やニッケル基合金部に対する洗浄効果も十分に得ることができる。
【００５０】
また、図７は還元洗浄工程のさらに別の洗浄手順を示す図であり、洗浄範囲と洗浄時間の経過を示す。
【００５１】
図７に示す洗浄手順は、最初に炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを洗浄範囲として還元洗浄した後、洗浄範囲に炭素鋼部を含めて還元洗浄したものである。
【００５２】
このように、洗浄面積の大きいステンレス鋼やニッケル基合金などの洗浄範囲を先に洗浄することにより、酸化クラッドの溶出量を制御することができる。その後、炭素鋼部を洗浄範囲に加えた時点では炭素鋼部から溶出してくるクラッド溶出量を十分把握することができるため、放射能の溶出傾向とＦｅ２＋イオンの溶出傾向により炭素鋼の腐食挙動を把握することができ、炭素鋼部から母材の溶出挙動を最小限に抑制することができる。
【００５３】
また、還元洗浄工程の後に行われる工程である還元剤分解浄化工程は、図８または図９に示す洗浄手順を用いても良い。なお、図８および図９は、洗浄範囲の中に、炭素鋼とステンレス鋼やニッケル基合金、ステライト鋼などのコバルト基合金などの他の金属を含む場合を示すものである。
【００５４】
図８は、還元剤分解浄化工程の具体的な通水手順の一例を示す図であり、通水範囲と、初期濃度を１００％とした場合の還元剤濃度（％）を示す。
【００５５】
図８に示す手順は、最初に炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤の分解を開始し、還元剤の濃度が低下した後、炭素鋼部まで含んだ全範囲で、還元剤を分解して洗浄するものである。
【００５６】
この手順によれば、最初に、還元剤として使用する化学薬品を洗浄浄化することで、炭素鋼の腐食が懸念される高濃度の洗浄剤の炭素鋼部への流動を抑制することができる。また、高濃度の還元薬剤を浄化する際、炭素鋼部を除外することにより、浄化工程におけるＦｅ２＋イオンの保持という鉄イオンコントロールを緩和することが可能となる。その後、ＲＨＲ系統５やＣＵＷ系統４まで広げた範囲で洗浄剤の分解および除去を実施することにより、炭素鋼部の還元洗浄剤の濃度は速やかに炭素鋼の腐食を緩和する濃度にまで下げることができる。
【００５７】
また、図９は、還元剤分解浄化工程の他の具体的な通水手順の一例を示す図であり、通水範囲と、初期濃度を１００％とした場合の還元剤濃度（％）を示す。
【００５８】
図９に示す手順は、最初に炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤の分解を開始し、還元剤の濃度が低下した後、炭素鋼部を含めた全範囲の洗浄液を一定濃度まで低下した洗浄液で置換し、その後再度炭素鋼部を隔離して、ステンレス鋼部またはニッケル基合金部のみを範囲として還元剤を分解した後、炭素鋼部を含めた範囲の洗浄液を一定濃度まで低下した洗浄液での置換を繰り返し、この洗浄液中の還元剤の濃度が初期濃度の半分以下になった時点で、炭素鋼部まで含んだ範囲で、還元剤を分解して洗浄するものである。
【００５９】
前述した図８に示す手順では、炭素鋼部に保持している還元洗浄剤の濃度は還元洗浄初期の高濃度のまま一定に保持されるが、この図９に示す手順によれば、炭素鋼部の還元洗浄剤を低濃度化した洗浄剤と置換して洗浄剤を低濃度化しているため、図８に示す手順よりも一層、炭素鋼の腐食を抑制できる。その後、更に炉内の除染液を分解除去し、ＲＨＲ系統５、ＣＵＷ系統４における洗浄液の置換を行い、還元剤の濃度が初期濃度の半分以下になった時点、すなわち、炭素鋼部への極端な腐食に対する影響がなくなった時点で、ＲＨＲ系統５、ＣＵＷ系統４まで広げた洗浄剤の分解除去を実施しているため、炭素鋼の腐食が懸念される高濃度の洗浄剤の炭素鋼部への流動を効果的に抑制することができる。
【００６０】
本実施形態によれば、第一隔離弁７を閉じ、または既設弁９等に隔離治具１９を設置する等により炭素鋼部を隔離して還元洗浄および還元剤分解浄化を行うことにより、炭素鋼部から母材の溶出挙動を最小限に抑制して、炭素鋼部およびステンレス鋼部およびニッケル基合金部を連続的に同時に洗浄を行えることから、洗浄処理を容易とすることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、炭素鋼部とステンレス鋼部を同時に洗浄する際、仮設した洗浄設備１１の手元弁１２の操作により、炭素鋼部への洗浄液の流動を制御できるため、通水条件の変更が容易であり、従って、酸化処理工程の省略手法や還元処理工程の炭素鋼通水運転制御を容易に実施できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の原子力発電プラントの洗浄方法によれば、酸化皮膜が付着した炭素鋼の配管や機器を洗浄範囲に含む場合であっても、炭素鋼部、ステンレス鋼部およびニッケル基合金部を連続的に同時洗浄を行えるため洗浄処理の簡便化を図れるとともに、還元洗浄工程時や還元剤分解浄化工程時のステンレス鋼部やニッケル基合金部と炭素鋼部への通水方法を洗浄目的に応じて選定することにより、洗浄効果の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における、原子炉発電プラントの一部を概略的に示す図。
【図２】本発明の実施形態を説明する図で、（ａ）は既設弁内部に隔離治具を設置した断面図であり、（ｂ）は、隔離治具を拡大して示す図。
【図３】本発明の実施形態における、原子力発電プラントの洗浄方法の一例を示す図。
【図４】炭素鋼に対する還元剤の洗浄性能と還元剤の洗浄性能に酸化剤の洗浄性能を追加した場合の洗浄性能評価試験結果を示す図。
【図５】本発明の実施形態における、還元洗浄工程における洗浄手順の一例を示す図。
【図６】本発明の実施形態における、還元洗浄工程における他の洗浄手順の一例を示す図。
【図７】本発明の実施形態における、還元洗浄工程における他の洗浄手順の一例を示す図。
【図８】本発明の実施形態における、還元剤分解浄化工程の具体的な通水手順の一例を示す図。
【図９】本発明の実施形態における、還元剤分解浄化工程の具体的な通水手順の他の例を示す図。
【符号の説明】
１  原子力発電プラント
２  原子炉圧力容器
３  原子炉再循環系統（ＰＬＲ系統）
４  原子炉冷却材浄化系統（ＣＵＷ系統）
５  原子炉残留熱除去系統（ＲＨＲ系統）
６  ジェットポンプ
７  第一隔離弁
８  既設取合い弁
９  既設弁
１０  洗浄配管
１１  洗浄設備
１２  手元弁
１３  フィルタ
１４  樹脂塔
１５  ポンプ
１６  ヒータ
１７  紫外線照射装置
１８  洗浄配管
１９  隔離治具
２０  円形孔
２１ａ，２１ｂ  円盤部
２２  伸縮可能ネジ
２３  ベント
２４  ゴム（ＥＰＤＭ）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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