JP2001124891A

JP2001124891A - 原子力プラント構造物の表面処理方法および原子力プラント

Info

Publication number: JP2001124891A
Application number: JP2000023282A
Authority: JP
Inventors: Masahito Nakamura; 雅人中村; Yamato Asakura; 大和朝倉; Yoshiyuki Takamori; 良幸高森; Kazuhiko Akamine; 和彦赤嶺; Katsumi Osumi; 克己大角; Masanori Sakai; 政則酒井; Yoichi Wada; 陽一和田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2001-05-11
Also published as: US20020136344A1; US6487265B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、原子力プラントにおいて、水
素注入の有無にかかわらず原子力プラント構造物の腐食
電位を低下できる原子力プラント構造物の表面処理方法
及び原子力プラントを提供することである。【解決手段】原子炉炉水と接触する原子力プラント構造
物の炉水側の表面に、電気絶縁物を含む無電解メッキ液
を接触させる。この電気絶縁物とは、原子力プラント構
造物に対して約１０の５乗倍以上大きな電気抵抗を有す
る物質を言う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原子力プラント構
造物の表面処理方法および原子力プラントに関し、特
に、原子炉炉水に接する原子力プラント構造物の腐食抑
制に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、原子力プラントにおいて、原子炉
或いは配管などを構成している原子力プラント構造物の
ＩＧＳＣＣ（粒界型応力腐食割れ）対策の一つとして炉
水中への水素注入が広く適用されている。しかし、ＩＧ
ＳＣＣのポテンシャルをその臨界電位（原子炉を構成す
る構造物（例えば、原子炉圧力容器。以下、原子炉を構
成する構造物を原子炉構造物と言う）の大部分を占める
ステンレス鋼の場合、−２３０〜−３００ｍＶvsＳＨ
Ｅ）以下に低下させるには、多量の水素を注入する必要
がある。水素注入量の増加は、主蒸気系に排気される放
射性窒素量の増加をもたらし、主蒸気系線量率が増加す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この問題は、特許第28
18943号公報および特開平7−198893号公報に記載されて
いる貴金属注入、即ち原子炉炉水に貴金属を含む溶液を
注入することによって解消される。注入された金属は原
子炉圧力容器及び炉内構造物等の原子炉構造物の表面に
付着される。付着された貴金属（Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄ等）
の触媒作用により、水素の酸化によるアノード反応が促
進され、貴金属が注入されていない場合に比べ少量の水
素注入量で、原子炉構造物の腐食電位を臨界電位以下に
低下させることができる。しかしながら、貴金属注入は
少なくとも原子力プラントの通常運転時において水素注
入を必要とする。また、有機金属化合物を炉水中に注入
する方法においては、炉水中に有機物が存在している場
合には、水素を追加しなくてもよいが、腐食電位の低下
を継続させるためには、水素注入によって腐食電位を低
下させる必要がある。

【０００４】本発明の目的は、原子力プラントにおい
て、水素注入の有無にかかわらず、原子力プラント構造
物の腐食電位を低下できる原子力プラント構造物の表面
処理方法及び原子力プラントを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様は、
原子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の
表面に、電気絶縁物を含む無電解メッキ液を接触させ
る。この電気絶縁物とは、後述するように、原子力プラ
ント構造物に対して約１０の５乗倍以上大きな電気抵抗
を有する物質を言う。本実施態様によれば、無電解メッ
キ液との接触により、電気絶縁物を含む金属の皮膜が原
子力プラント構造物の炉水側表面に形成される。従っ
て、後述するように、水素注入の有無にかかわらず原子
力プラント構造物の腐食電位を低下できる。また、電気
絶縁物を含む金属の皮膜によって、原子力プラント構造
物の炉水側表面における湿食の酸化皮膜成長が抑制され
る。従って、炉水中の放射性イオンがこの湿食による酸
化皮膜の成長と共に酸化皮膜中に取り込まれ原子力プラ
ント構造物の表面線量率を上昇させること、を抑制でき
る。

【０００６】本発明の他の実施態様は、原子炉炉水と接
触する原子力プラント構造物の炉水側の表面に、格子内
酸素イオン拡散性を有する酸化物を含む無電解メッキ液
を接触させる。本実施態様によれば、無電解メッキ液と
の接触により、格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物
を含む金属の皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面
に形成される。この酸化物の格子内酸素イオン拡散性に
より、酸化物と接している金属に酸素イオンが供給され
るので、炉水と接していない金属が乾食で酸化される。
この乾食による金属の酸化は徐々に進行するため、金属
の乾食酸化は継続される。従って、水素注入の有無にか
かわらず原子力プラント構造物の腐食電位を長期にわた
って低下できる。この場合、乾食酸化による酸化皮膜が
原子力プラント構造物の炉水側表面の湿食酸化による酸
化皮膜の成長を抑制するので、原子力プラント構造物の
表面線量率の上昇を抑制できる。

【０００７】本発明の他の実施態様は、原子力プラント
構造物の化学除染後に、原子炉炉水と接触する原子力プ
ラント構造物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内
酸素イオン拡散性を有する酸化物（以下、単に電気絶縁
物などという）の少なくとも一方を含む無電解メッキ液
を接触させる。この実施態様でも、電気絶縁物などを含
む金属の皮膜が原子力プラント構造物の炉水側表面に形
成されるので、水素注入の有無にかかわらず原子力プラ
ント構造物の腐食電位を低下できると共に、原子力プラ
ント構造物の表面線量率の上昇を抑制できる。更に、化
学除染により原子力プラント構造物の表面に付着した腐
食生成物が除去されるので、電気絶縁物などを含む金属
の皮膜をより均一に形成することができる。

【０００８】本発明の他の実施態様は、電気絶縁物など
の少なくとも一方を含む無電解メッキ液の注入口を有す
る無電解メッキ液供給装置を原子炉容器と原子炉容器蓋
の間に設置し、前記無電解メッキ液供給装置から前記原
子炉容器内に前記無電解メッキ液を注入する。

【０００９】本発明の他の実施態様は、原子炉容器の炉
水側の表面及び原子炉容器内に設置された炉内構造物の
炉水側表面の少なくとも何れかに、電気絶縁物などの少
なくとも一方を含む金属の皮膜が形成されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】貴金属注入においては少量ではあ
るが水素を炉水に注入する必要がある。また、有機金属
化合物を炉水中に注入する方法においては、腐食電位の
低下を継続させるためには水素注入を必要とする。

【００１１】発明者らは、水素注入による腐食電位低下
を必要とせずとも、原子炉構造物の腐食電位を低下させ
る方法を種々検討した。その結果、発明者らは電気絶縁
物（例えばＺｒＯ₂ ）を含む金属（例えばＮｉ）の層
を、腐食対象物である原子炉構造物の炉水側表面に形成
することによって原子炉構造物の腐食電位を低下でき
る、という新しい知見を見出した。この場合の電気絶縁
物とは、腐食対象物に対して、約１０の５乗倍以上大き
な電気抵抗を有する物質を言う。本発明はこの新しい知
見に基づいてなされたものである。発明者らは、電気絶
縁物を含む金属層の形成が無電解メッキによって可能で
あることも新たに見出した。以上の検討結果を以下に具
体的に説明する。

【００１２】無電解メッキ処理はビーカ内で行い、板状
試験片（１０mm×２０mm×２mm）を吊り上げ、無電解メ
ッキ液の懸濁液をスターラで攪拌して処理した。本実験
で用いた無電解メッキ液は、無電解メッキ液（水）１リ
ットルに対して、硫酸ニッケル３０ｇ，酢酸ナトリウム
１０ｇ，次亜リン酸ナトリウム１０ｇの水溶液に酸化ジ
ルコニウム（ＺｒＯ₂ ）の粒子（平均粒径約１μｍ）２
５ｇを含んでいる。以下、ＺｒＯ₂ の粒子を混入させた
無電解メッキ液を、単に無電解メッキ液と言う。この無
電解メッキ液の懸濁液にステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
の平板を浸漬させ、無電解メッキ液を９０℃に加熱して
スターラで攪拌しながら、ステンレス鋼に対して無電解
メッキを行った。このメッキ処理に要した時間は５時間
である。無電解メッキによって、ＺｒＯ₂ の粒子を含む
Ｎｉの皮膜がステンレス鋼板の表面に形成された。

【００１３】後に発明者らが行った検討の結果、無電解
メッキ液として好ましい組成は、無電解メッキ液（水）
１リットルに対して、硫酸ニッケル１０ｇ〜５０ｇ，酢
酸ナトリウム５ｇ〜２０ｇ，次亜リン酸ナトリウム５ｇ
〜２０ｇの水溶液に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）の粒
子０.１ｗｔ％〜５ｗｔ％を含んでいるものである。メ
ッキ処理時間は、０.５時間〜２０時間が好ましい。ま
た、処理温度は６０℃〜９８℃が望ましい。これによれ
ば、ＺｒＯ₂ の粒子を含むＮｉの皮膜をステンレス鋼板
の表面に形成することができる。また、一般に知られて
いる種々のニッケル無電解メッキ液にＺｒＯ₂ の粒子を
加えたものを用いても、ＺｒＯ₂ の粒子を含むＮｉの皮
膜をステンレス鋼板の表面に形成することができると考
えられる。尚、硫酸ニッケルの替わりに、硝酸ニッケル
を用いても同様の効果が得られる。

【００１４】腐食電位(ＥＣＰ：Electrochemical Corro
sion Potential)の測定は、２８０℃,溶存酸素濃度２０
０ppb の水中に、ＺｒＯ₂ を含むＮｉの皮膜が形成され
たステンレス鋼板、むくのステンレス鋼（ＳＵＳ３０
４）板及びＰｔ板を浸漬した状態で行った。その水の流
速は約１cm／秒である。ＥＣＰの測定は、何れの板材も
水に水素を注入しない状態で行った。

【００１５】これら３種類の板材のＥＣＰの測定結果を
図８に示す。無電解メッキ処理をしたステンレス鋼板
（●印）は無電解メッキ処理をしていないむくのステン
レス鋼(○印)よりも腐食電位が顕著に低い値を示す。Ｅ
ＣＰを測定する際、上記３種類の板材を浸漬する水中に
水素を注入した場合には、各々の板材の腐食電位は、図
９に示すようになる。水素が存在すると、Ｐｔ板の腐食
電位はようやく無電解メッキ処理したステンレス鋼板の
腐食電位まで低下する。

【００１６】以上のように、無電解メッキ処理を行う
と、ステンレス鋼の腐食電位は、水素注入をしなくて
も、応力腐食割れが発生しない臨界電位の−２３０ｍＶ
vsＳＨＥよりも著しく低下する。水素注入が必要ないの
で前述の無電解メッキを原子力プラントの構造材に適用
した場合には、主蒸気系線量率も上昇しない。

【００１７】又、図９に示すように、無電解メッキ処理
をしたステンレス鋼の腐食電位は、溶存水素が存在しな
くても低い値を示すが、溶存水素が存在すると酸化剤が
存在しない場合の水とステンレス鋼の平衡電位近くまで
更に低下することが分かった。

【００１８】上記した無電解メッキ処理をしたニッケル
基合金（インコネル６００）の板とその処理をしないむ
くのニッケル合金板に対して、前述と同様にしてＥＣＰ
を測定した。この測定結果を図１０に示す。また、炭素
鋼板を用いた場合のＥＣＰ測定結果を図１１に示す。何
れの材料でも、無電解メッキ処理をした板は、ステンレ
ス鋼板の場合と同様に、腐食電位が顕著に低下する。こ
の結果から、材料によらず、ＺｒＯ₂ を含むＮｉ皮膜を
材料表面に形成することによって、水素注入を行わなく
ても腐食電位が著しく低下することが確認できた。コバ
ルト基合金及びチタン基合金に上記無電解メッキを施し
ても同じ効果が得られる。

【００１９】次に、原子力プラントの原子力容器への、
前述の無電解メッキの適用例について述べる。前述の無
電解メッキ液を原子炉容器内に供給することにより、原
子炉構造物に使用されている母材であるステンレス鋼の
炉水側の表面に、電気絶縁物であるＺｒＯ₂ を含むＮｉ
層を形成する。このＮｉ層の形成により、母材の腐食電
位が低下し、また、Ｎｉ層表面の放射性物質の付着も抑
制される。

【００２０】以下に、腐食電位の低下および放射性物質
の抑制の理由について述べる。ZrO₂などの電気絶縁物の
粒子を含む無電解メッキ液を原子炉内に供給すると、原
子炉構造物の炉水側表面にＺｒＯ₂粒子を含むＮｉ層が
形成される。ＺｒＯ₂を含むＮｉ層が高温水（１００℃
以上）に接触すると、Ｎｉ層は徐々に酸化され、炉水中
に溶出したＮｉイオンが構造物の材料（ステンレス鋼な
ど）から溶出したＦｅイオンと化合して、Ｎｉ層がＮｉ
−Ｆｅ複合酸化物（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）の層に変化する。

【００２１】一方、ＺｒＯ₂ 粒子は化学的に安定性が高
いため、そのままの化学形態が維持され、結果的に原子
炉構造物の炉水側表面が、Ｎｉ−Ｆｅ複合酸化物（NiFe
₂O₄)とＺｒＯ₂ 粒子でコーティングされた状態になる。
メッキ液には既に酸化したＺｒＯ₂ が加えられている。
そのため、Ｎｉ層が高温水に接触した際に、Ｚｒの酸化
に伴う膨張によりＮｉ層にひずみ，ひび等が入る恐れが
ない。これにより、より緻密で安定したＺｒＯ₂ 粒子を
含むＮｉ層を形成することができる。

【００２２】ＮｉＦｅ₂Ｏ₄は原子炉炉水に対して化学的
に安定で溶解度も低い。原子炉構造物の炉水側表面に緻
密な耐食性の酸化物層が形成されるので、原子炉構造物
が炉水と直接接触することが防止される。その結果、電
気化学的には母材の溶解反応（金属原子が電子を放出し
金属イオンになる反応：Ｍ→Ｍ⁺＋ｅ,Ｍは金属を表
す。）が抑制され、構造物表面の湿食の酸化による酸化
皮膜の成長が抑制される。

【００２３】原子炉炉水中の放射性イオンは原子炉構造
物の湿食の酸化による酸化皮膜の成長と共に、皮膜中に
取り込まれ、原子炉構造物の表面線量率を上昇させる。
したがって、コーティングにより、湿食の酸化による酸
化皮膜成長が抑制される結果、表面線量率の上昇も抑制
させる効果が得られる。ＮｉＦｅ₂Ｏ₄の電気抵抗はＺｒ
Ｏ₂ 等の電気絶縁体に比べて、顕著に低いため、電気化
学的なカソード反応（炉水中の酸素や過酸化水素が電子
を受け取る還元反応）に対する抑制効果は小さい。その
ため、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄メッキのみではカソード反応とアノ
ード反応のバランスで決定される腐食電位の低減効果は
小さい。

【００２４】これに対し、ＺｒＯ₂粒子は、室温から原
子炉定格運転時の炉水温度(約280℃)の範囲（以下、原
子炉水温度範囲と言う）での炉水への溶解度が小さいだ
けでなく、原子炉水温度範囲での電気抵抗がＮｉＦｅ₂
Ｏ₄及び原子炉構造物に比べて約１０の９乗倍以上大き
い。したがって、ＺｒＯ₂粒子は原子炉構造物に対して
電気絶縁性が大きく、カソード反応を効果的に抑制す
る。その結果、局部的な腐食抑制効果が発揮され、カソ
ード反応とアノード反応のバランスで決定される腐食電
位も低下する。

【００２５】ＺｒＯ₂粒子を含むＮｉＦｅ₂Ｏ₄層混合皮
膜の電気抵抗は、ＺｒＯ₂粒子の混合割合の増加と共に
増加するが、ＺｒＯ₂の比抵抗が充分大きいため、粒径
１μｍ以下の小粒径のＺｒＯ₂粒子をＮｉＦｅ₂Ｏ₄皮膜
に混合させることで、充分高い電気抵抗を発揮させるこ
とができる。また、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄の緻密な微細結晶中に
ＺｒＯ₂の微細粒子が安定に保持される結果、ＮｉＦｅ₂
Ｏ₄とＺｒＯ₂粒子の混合皮膜の耐久性も高く、長期に渡
って、腐食抑制効果が発揮される。

【００２６】以上では、電気絶縁物の粒子としてＺｒＯ
₂について記載したが、ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂な
どの無機系の固体電気絶縁体を用いてもＺｒＯ₂と同様
の効果が発揮される。これらの金属酸化物は、原子炉水
温度範囲での電気抵抗が原子炉構造物に比べて約１０の
５乗倍以上大きい特性を有する。

【００２７】以下に腐食電位が低下する原理を述べる。
材料の腐食電位（ＥＣＰ）は金属上でおこるカソード反
応とアノード反応のつりあう点で決定される。金属表面
では図４に示すように、拡散層を介して電子の授受反応
がおこっている。電子の授受は電子を供給するアノード
反応と電子を受け取るカソード反応からなり、アノード
側では金属の溶解(Ｍ→Ｍ⁺＋ｅ）あるいは水素の酸化
(Ｈ₂ →２Ｈ⁺ ＋２ｅ）などの酸化反応がおこる。一
方、カソード側ではこの電子を受け取り、酸素や過酸化
水素の還元反応がおこる。一般にアノ−ド反応，カソ−
ド反応として下記が知られている。（アノード反応）Ｍ → Ｍ⁺ ＋ｅＨ₂ →２Ｈ⁺ ＋２ｅＭ＋Ｈ₂Ｏ → ＭＯ＋２Ｈ⁺ ＋２ｅ（カソード反応）Ｏ₂ ＋４ｅ＋４Ｈ⁺ → ２Ｈ₂ＯＨ₂Ｏ₂ ＋２ｅ＋２Ｈ⁺ → ２Ｈ₂Ｏ図５に示すようにアノード反応とカソード反応がつりあ
い、電子の授受が平衡になる電位を腐食電位と呼んでい
る。

【００２８】酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）の場合、電
気絶縁性に富んでいるため、カソード反応が極度に抑制
されるため、カソード反応は電位−電流密度曲線が図６
に示すように、（ａ）から（ｂ）のように変化する。一
方、アノード反応の電位−電流密度曲線（ｃ）はＺｒＯ
₂ カソード反応の電位−電流密度曲線の変化に比べて、
ステンレス鋼とＺｒＯ₂ で大きく違わない。その結果、
腐食電位は電位ｇから電位ｈに低下する。

【００２９】更に、炉水と接しているＺｒＯ₂ 粒子は、
以下の電位低下メカニズムが生じている。メッキ液中に
含まれるＺｒＯ₂ 粒子は、高温水中での溶解度が小さい
だけでなく、格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物と
して知られている。そのため、メッキ表面では図１３に
示すように、ＺｒＯ₂ 内を酸素イオンＯ^2-が移動し、以
下の（化１）から（化４）の素反応が起こる。炉水中で
は、水の解離（化１）及び水酸イオンの解離（化２）に
より酸素イオン（Ｏ^2-）が生成する。ジルコニア（Ｚｒ
Ｏ₂）には、酸素イオン（Ｏ^2-）の空孔が存在するため
に、ジルコニア格子内で酸素イオン（Ｏ^2-）が移動する
性質を有する。炉水中で生成した酸素イオン（Ｏ^2-）
は、ジルコニア（ＺｒＯ₂）表面に接すると、（化３）
に示すように、ジルコニアとＮｉ側の境界面に移動す
る。ジルコニアとＮｉ側の境界面に移動到達した酸素イ
オン（Ｏ^2-）は、（化４）に示すようにＮｉと反応して
酸化物を形成する。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】

【００３２】

【化３】

【００３３】

【化４】

【００３４】炉水と接しているＺｒＯ₂ を介して酸素イ
オン（Ｏ^2-）がＺｒＯ₂ の周囲のＮｉにも供給されるた
め、炉水と接していないＮｉも酸化が促進される。その
結果、全体として（化５）のようなアノード反応が促進
される。

【００３５】

【化５】

【００３６】図１４に示すように、（化５）におけるア
ノード曲線（ｅ２）はＳＵＳ母材のアノード曲線（ｅ
１）と比較し、同じ電位でも電流がより流れる方向にあ
る。そのため、メッキ処理後のステンレス母材のアノー
ド曲線は（ｅ）に変化する。その結果カソード反応とア
ノード反応のバランスで決定される腐食電位は電位ｉか
ら電位ｊに低下する。

【００３７】以上では、格子内酸素イオン拡散性を有す
る酸化物の粒子としてＺｒＯ₂ について記載したが、Ｔ
ｉＯ₂ ，ＳｉＯ₂ ，Ａｌ₂Ｏ₃などの無機系の格子内酸素
イオン拡散性を有する酸化物を用いてもＺｒＯ₂ と同様
の効果が発揮される。

【００３８】特許第2818943号公報や特開平7−198893号
公報に記載されているような貴金属注入の場合は、母材
上に付着した貴金属上で、水素の酸化反応（Ｈ₂→２Ｈ⁺
＋２ｅ）が促進される。つまり、同じ反応のポテンシャ
ル（電位）で、電子の放出が頻繁になるため、図７に示
すようにアノード反応の電位−電流密度曲線が(ｄ)から
（ｅ）のように変化する。一方、カソード反応の電位−
電流密度曲線（ｆ）は、アノード反応の電位−電流密度
曲線の変化の度合いに比べ大きく変化しない。その結
果、腐食電位が電位ｉから電位ｊに低下する。しかし、
炉水中に水素が存在しないと、水素の酸化反応は進行も
しくは促進されないため、アノード反応の（ｄ）から
（ｃ）へのような変化はおこらず、腐食電位は低下しな
い。したがって、特許第2818943号公報および特開平7−
198893号公報に記載の貴金属注入は水素注入と組み合わ
せないと腐食電位を低下させる効果を得ることができな
い。

【００３９】本例によるＺｒＯ₂ 粒子を含むＮｉＦｅ₂
Ｏ₄層を構成する処理方法では、電気絶縁性の酸化ジル
コニウムが母材表面に緻密にコーティングされ母材の腐
食電位を充分に低下させることが可能である。具体的に
は、ＺｒＯ₂ 粒子を含むＮｉＦｅ₂Ｏ₄層を構成すること
により、母材の腐食電位を−２３０ｍＶvsＳＨＥよりも
低下させることができる。しかも、母材の湿食の酸化に
よる酸化皮膜の成長が抑制されるため、放射能付着も抑
制されるという更なる効果がある。

【００４０】後に発明者らが行った検討の結果、上記効
果を得るために好ましくは、メッキ層の厚さは１μｍ〜
３０μｍとすると良い。また、ＺｒＯ₂ 粒子の平均粒径
は0.1μｍ〜３μｍとすると良い。ただし、ＺｒＯ₂ 粒
子の平均粒径はメッキ層の厚さの３０％以下であること
が望ましく、特に、１０％以下とすることで上記効果を
顕著に得ることができる。

【００４１】以下、本発明を沸騰水型原子力プラント
（以下、ＢＷＲプラントと言う）に用いる好適な実施例
を説明する。（実施例１）本実施例は、無電解メッキを行うためにＢ
ＷＲプラントの定検中に仮設配管を設けて化学除染を行
った後に、該仮設配管を用いて無電解メッキを行う実施
例である。図１に、本実施例における仮設配管の構成図
を示す。本実施例では、BWRプラントの構成機器のう
ち、炉心を内部に収納している容器である原子炉圧力容
器（以下、ＲＰＶと言う）１の内部、及びＲＰＶ１内の
炉水を循環させる配管である再循環系配管２の内側に無
電解メッキを行う実施例である。

【００４２】本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲ
プラントの定検時において、ＲＰＶ１内から全ての燃料
集合体，制御棒，制御棒駆動機構（以下、ＣＲＤと言
う）及び炉内核計装管（いずれも図示せず）を取り外
す。その際、炉水は抜かずに後述の仮設配管２１を設置
するのが望ましい。

【００４３】次に、化学除染及び無電解メッキに使用す
る仮設配管２１，還元除染剤（例えばシュウ酸）を注入
するための還元除染剤注入装置５０，酸化除染剤（例え
ば過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を注入するた
めの酸化除染剤注入装置５１（以下、還元除染剤及び酸
化除染剤を総称して化学除染液と言う），ｐＨ調整剤
（例えばヒドラジン）を注入するためのｐＨ調整剤注入
装置２０４，化学除染液中のイオンを吸着するためのカ
チオン樹脂塔５２及び混床樹脂塔２００，必要に応じて
仮設配管内の液体を抜くためのドレン弁５８及びドレン
配管５３，無電解メッキ液を仮設配管２１に注入するた
めの無電解メッキ液注入装置８，化学除染液及び無電解
メッキ液を循環させるための循環ポンプ５，化学除染液
及び無電解メッキ液の温度を調節するためのヒータ２
３，還元除染剤を分解処理する際に用いる触媒５９（例
えば、白金，ルテニウム，ロジウムなどの貴金属、ある
いはこれら貴金属を添着させた活性炭など）を設ける。

【００４４】カチオン樹脂塔５２や混床樹脂塔２００の
上流側には、クーラー２０３を設置し、除染液が樹脂塔
を通過する前に冷却する。仮設配管２１からＲＰＶ１へ
の入口は、ＲＰＶ１とＲＰＶ蓋１９０の間に複数の注入
口７７を持つ仮設リング193を挟み、ＲＰＶフランジ１
９２，仮設リング１９３，ＲＰＶ蓋１９１をボルト（図
示せず）で締めることで取り付ける。また、ＲＰＶ１か
ら仮設配管２１への出口は、ＣＲＤ及び炉内核計装管を
取り付けるためにＲＰＶ１の下部に設けられているＣＲ
Ｄハウジング１９４及び炉内核計装管ハウジング（以
下、ＩＣＭハウジングと言う）１９５の下端を取り外
し、仮設配管２１を取り付ける。仮設配管取り付け時、
全ての弁（５８，２０１，５５，５６，６１，６０，６
３，７１，５７，２０５，５４）は閉じている。

【００４５】次にＲＰＶ１内の化学除染を行う。化学除
染はＲＰＶ１及び再循環系配管２の内部に付着した腐食
生成物を除去するために行う。腐食生成物とは、放射性
核種に汚染された金属や金属酸化物を示す。まず、循環
ポンプ５を作動させ、ヒータ２３により系統内の水を所
定の温度（例えば９０±５℃）に制御して循環させる。
所定の温度に制御されていることを確認したら、次に、
弁２０５,５４，５５,５６及び６１を開け、還元除染剤
注入装置５０から還元除染剤(例えばシュウ酸)を、ｐＨ
調整剤注入装置２０４からｐＨ調整剤（例えばヒドラジ
ン）を、仮設配管２１に注入する。還元除染中は、ｐＨ
＝２.５程度に調整されているのが望ましい。

【００４６】既に循環ポンプ５が運転しているので、仮
設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩ
ＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，カチオン樹脂塔
５２，ヒータ２３の順で還元除染剤が循環される。再循
環ポンプ３を運転させるとさらによい。これにより、再
循環系配管２を用いてＲＰＶ１内で還元除染剤を循環さ
せることができるので、効率的に還元除染を行うことが
できる。還元除染によりＲＰＶ１や再循環系配管２から
剥がれた腐食生成物はカチオン樹脂塔５２によって取り
除かれる。

【００４７】還元除染が終了した後、還元除染剤（例え
ばシュウ酸）およびｐＨ調整剤（例えばヒドラジン）を
分解する。弁２０５,５４及び６１を閉じ、弁６０を開
ける。次に、弁６３を開け、過酸化水素注入口６２から
過酸化水素（過酸化水素注入タンクは図示せず）を注入
する。注入された過酸化水素及び触媒５９によって、還
元除染剤（例えばシュウ酸）およびｐＨ調整剤（例えば
ヒドラジン）が分解される。分解の際に生成する二酸化
炭素や窒素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライン(図
示せず)などを利用することにより系統外へ放出され
る。

【００４８】還元除染剤の分解終了後、弁５５,６３,６
０を閉じ、弁２０１,６１を開き、カチオン樹脂塔だけ
では除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床
樹脂塔２００に通水して系統水の浄化を行う。浄化終了
後、以下に示す酸化除洗剤の注入工程に進む。

【００４９】次に、弁２０１を閉じ、弁６１及び５７を
開ける。循環ポンプ５及び再循環ポンプ３は作動させた
まま、酸化除染剤注入装置５１から酸化除染剤（例えば
過マンガン酸，過マンガン酸カリウム）を仮設配管２１
に注入する。酸化除染終了後、弁５７を閉じ、弁５４を
開き、シュウ酸により酸化除染剤（例えば過マンガン
酸，過マンガン酸カリウム）を分解する。分解の際に発
生する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋１９０の既設ベントライ
ン(図示せず)などを利用することにより系統外へ放出さ
れる。

【００５０】酸化除染剤の分解終了後、再び、還元除染
及び還元除染剤分解を行う。還元除染剤の分解終了後、
弁５５を閉じ、弁２０１を開き、カチオン樹脂塔だけで
は除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹
脂塔２００に通水して系統水の最終浄化を行う。

【００５１】以上述べた化学除染の工程（還元除染→還
元除洗剤分解→浄化→酸化除染→酸化除洗剤分解→還元
除染→還元除洗剤分解→最終浄化）終了後、以下に示
す、無電解メッキ液の注入工程に進む。尚、化学除染液
の最終浄化後、系統水の導電率や不純物イオンなどの分
析により（図示せず）、所定の値を逸脱する場合は、系
統水をドレン弁５８を開くことにより、ドレン配管５３
から系統の外へ排出してもかまわない。

【００５２】次に、無電解メッキ処理を行う。弁７１，
５６及び６１を開け、無電解メッキ液を無電解メッキ液
注入装置８からＲＰＶ１に注入する。循環ポンプ５を運
転することにより、仮設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハ
ウジング１９４及びＩＣＭハウジング１９５，循環ポン
プ５，ヒータ２３の順で無電解メッキ液を循環させる。
また、再循環ポンプ３の運転により、再循環系配管２を
用いてＲＰＶ１内で無電解メッキ液を循環させることが
できるので、無電解メッキ層の厚さ及び分布をより均一
にすることができる。無電解メッキの処理温度は、ヒー
タ２３によって制御する。本実施例においては、無電解
メッキ処理温度は９０℃の場合が最も望ましい。温度制
御をしつつ、循環ポンプ５及び再循環ポンプ３によって
無電解メッキ液を循環させることにより、無電解メッキ
液に接触する部材表面を無電解メッキする。

【００５３】無電解メッキ液は、硫酸ニッケル，酢酸ナ
トリウム，次亜リン酸ナトリウムの水溶液に電気絶縁性
又は格子内酸素イオン拡散性を有する酸化物である酸化
ジルコニム(ＺｒＯ₂)の粒子を含んだ懸濁液から成る。
各試薬の濃度は、無電解メッキ液１リットル（水）に対
して、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ）３０ｇ，酢
酸ナトリウム１０ｇ及び次亜リン酸ナトリウム１０ｇを
水溶させたものに、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂、平均
粒径１μｍ）を２５ｇ入れる。また、メッキ処理時間は
５時間である。硫酸ニッケルの替わりに、硝酸ニッケル
を用いても同様の効果が得られる。

【００５４】なお、本実施例ではＺｒＯ₂ を用いたが、
Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＣｅＯ₂，ＴｈＯ₂を用いても良
い。また、上述の無電解メッキのみならず、実施条件に
より成分比を調整した無電解メッキ液を使用しても良
い。また、上村工業（株）製のニムデンＬＰＸ（無電解
Ｎｉメッキ液。ニムデンは上村工業（株）の登録商標）
を用いても良い。

【００５５】無電解メッキ処理終了後、ドレン弁５８を
開け、ドレン配管５３から無電解メッキ液を処理装置
（図示せず）に排出する。次に、仮設配管を取り外し、
通常のプラントの系統に戻す。

【００５６】定検終了後、原子力プラントの定格運転を
行う。定格運転を行うことによって無電解メッキ表面が
高温水（約２８０℃）に曝されるので、無電解メッキ表
面は酸化処理される。

【００５７】本実施例によれば、部材表面への無電解メ
ッキ処理及び高温水による酸化処理により、Ｎｉで覆わ
れたメッキ層は、耐食性の優れたＮｉとＦｅのスピネル
構造をした複合酸化物(ニッケルフェライト，ＮｉＦｅ₂
Ｏ₄）の緻密な層が母材表面に形成される。一方、本実
施例において、Ｎｉメッキ層に含まれる平均粒径１μｍ
の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）は、原子炉水温度範囲
にて、ＮｉＦｅ₂Ｏ₄及び原子炉構造物に対して１０の５
乗倍以上である約１０の９乗倍以上の電気抵抗を有する
電気絶縁性の酸化物であり、且つ格子内酸素イオン拡散
性を持つ酸化物である。故に、材料の腐食電位を長期に
わたり低下させ且つ放射性物質の付着が抑制できる酸化
皮膜を、無電解メッキを行った部材表面に形成すること
ができる。

【００５８】なお、本実施例では、無電解メッキを行う
ために、仮設配管２１を化学除染と共用したが、化学除
染用の仮設配管とは別に無電解メッキ用の仮設ラインを
設けても良い。また、化学除染用の仮設配管を先に設
け、化学除染終了後に、その仮設配管を改造して無電解
メッキ用の仮設配管として用いても良い。化学除染の後
に無電解メッキを行うと、原子力プラント構造物表面の
腐食生成物が除去されているので、より均一な無電解メ
ッキを施すことができる。これにより、化学除染をしな
い場合よりも放射性物質の付着抑制効果及び腐食電位の
低下効果を得ることができる。また、再度無電解メッキ
処理する場合には、酸化皮膜が少ないので、除染工程に
おいて、最初の還元除染を省き、酸化除染→還元除染に
工程を簡素化できる。

【００５９】また、本実施例においては、電解メッキで
はなく無電解メッキを行うことにより、メッキを行うた
めに原子力プラント構造物にメッキ用の電極を設置する
必要がなく、該原子力プラント構造物に電流を流す必要
もない。そのため、メッキの対象部と非対象部との間の
絶縁を行う必要がない。更に、電流を流すことによる計
測機器への影響を防ぐことができる。（実施例２）次に、本発明を適用するに好適なＢＷＲプ
ラントの概略を図２により説明する。ＲＰＶ１内で発生
した蒸気は、主蒸気管８３によりタービン８１に供給さ
れ、復水器８２で凝縮されて水となる。この水は、給水
となって給水ポンプ８６の駆動により給水配管８８を通
ってＲＰＶ１に導かれる。給水は、給水配管８８を通る
間に復水浄化設備８４で浄化され、給水加熱器８７で加
熱される。ＲＰＶ１内の炉水は、ポンプ９０の駆動によ
って炉浄化系配管９１を通って再生熱交換器１６，非再
生熱交換器１５及び脱塩器１７によって浄化された後、
再生熱交換器１６，給水配管８８を経てＲＰＶ１に戻さ
れる。再生熱交換器１６，非再生熱交換器１５，脱塩器
１７，ポンプ９０及び炉浄化系配管９１によって、原子
炉浄化系が構成される。

【００６０】また、ＲＰＶ１内の炉水は、再循環ポンプ
３の駆動によって再循環系配管２を通ってＲＰＶ１に戻
される。これによって原子炉内の炉水を循環させる。再
循環ポンプ３及び再循環系配管２によって、再循環系が
構成される。再循環系配管２の途中には再循環系サンプ
リング配管９が設けられている。バルブ１３を開けて、
再循環系サンプリング配管９を通じて炉水を水質モニタ
リング計測器２４に導くことにより、炉水の水質を計測
する。ＲＰＶ１の停止時は、炉水の冷却を行うために、
入口弁９４及び出口弁９５を開け、ポンプ９３を駆動さ
せる。ポンプ９３の駆動により、原子炉内の炉水を残留
熱除去系配管９８を経て熱交換器９７に送り、冷却した
後、再循環系配管２を経てＲＰＶ１に戻す。ポンプ９
３，熱交換器９７及び残留熱除去系配管９８によって残
留熱除去系が構成される。ＲＰＶ１の底部にはＲＰＶ１
内の液体を抜くためのボトムドレン配管３０が設けられ
ている。本実施例では、再循環系サンプリング配管９の
ドレン用に既に設置されている炉水取り出し点を利用し
て、無電解メッキ液を注入する。

【００６１】以下、本実施例の手順を説明する。まず、
ＢＷＲプラントの定検時において、全ての燃料集合体，
制御棒，制御棒駆動機構（ＣＲＤ）及び炉内核計装管
（いずれも図示せず）を取り外し、原子炉圧力容器（Ｒ
ＰＶ）１内の炉水を抜く。次に、再循環系サンプリング
配管９に無電解メッキ液注入配管７５を仮設する。無電
解メッキ液注入配管７５には無電解メッキ液注入装置
８，ポンプ７２，電気ヒータ２３及び弁７１が設けられ
ている。次に、弁１３を閉じる。これにより、無電解メ
ッキ液が水質モニタリング計測器２４側に流れるのを防
ぐことができる。

【００６２】次に、弁７１を開け、ポンプ７２を起動さ
せて、無電解メッキ液をＲＰＶ１内に注入する。無電解
メッキ液は実施例１と同じ物を用いる。無電解メッキ液
は再循環系サンプリング配管９及び再循環系配管２を介
してＲＰＶ１内に注入される。次に、再循環ポンプ３を
起動させる。これにより、無電解メッキ液に接触する部
材表面を無電解メッキする。また、再循環系配管２を用
いてＲＰＶ１内で無電解メッキ液を循環させることがで
きるので、無電解メッキ層の厚さ及び分布をより均一に
することができる。

【００６３】無電解メッキ処理終了後、使用した無電解
メッキ液を抜く。次に、仮設した無電解メッキ液注入配
管７５，無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２及び電
気ヒータ２３を取り外し、通常のプラントの系統に戻
す。定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定
格運転を行うことによって無電解メッキ表面が約２８０
℃の炉水に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理
される。

【００６４】本実施例によれば、実施例１と同様の効果
を得ることができる。更に、無電解メッキ液の注入に再
循環系サンプリング配管９を用いることにより、ＲＰＶ
１に直接仮設配管を設けることなく、ＲＰＶ１に無電解
メッキ液を注入することができる。それにより、ＲＰＶ
１に直接仮設配管を設ける場合に比べて、工程を短縮で
きる。

【００６５】なお、本実施例ではドレン用取り出し点を
用いるが、ドレン用取り出し点の代わりに、ベント又は
テスト用取り出し点を用いても良い。また、再循環系サ
ンプリング配管９の代わりに、残留熱除去系に無電解メ
ッキ液注入配管７５を接続しても良い。その場合、入口
弁９４及び出口弁９５を開け、ポンプ９３を起動するこ
とにより、無電解メッキ液をＲＰＶ１内に注入する。な
お、ポンプ９３を使用することにより、ポンプ７２が不
用になる場合は、ポンプ７２の設置を行わなくても良
い。また、本実施例による無電解メッキを、化学除染を
行った後に実施しても良い。（実施例３）本実施例では、ＢＷＲプラントの定検中に
炉浄化系配管９１を利用して、無電解メッキ液を注入す
る。図３に本実施例における配管の構成図を示す。各機
器の構成は実施例２と同じなのでここでは説明を省略す
る。

【００６６】本実施例の手順を説明する。まず、定検時
に、ＲＰＶ１，再循環系配管２，炉浄化系配管９１内の
炉水を抜き、炉浄化系配管９１に無電解メッキ液注入配
管７５を仮設する。無電解メッキ液注入配管７５には無
電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２，電気ヒータ２３
及び弁７１が設けられている。次に、弁７１を開け、ポ
ンプ７２を起動させて、無電解メッキ液を炉浄化系配管
９１に注入する。無電解メッキ液は実施例１と同じ物を
用いる。無電解メッキ液注入後、弁７１を閉じる。注入
された無電解メッキ液は、炉浄化系配管９１，給水系配
管８８を経て、ＲＰＶ１に注入される。再循環系ポンプ
３及びポンプ９０を起動させることで、ＲＰＶ１内部、
再循環系配管２及び炉浄化系配管９１が無電解メッキさ
れる。

【００６７】無電解メッキ処理終了後、使用した無電解
メッキ液を抜く。次に、仮設した無電解メッキ液注入配
管７５，無電解メッキ液注入装置８，ポンプ７２及び電
気ヒータ２３を取り外し、通常のプラントの系統に戻
す。定検終了後、原子力プラントの定格運転を行う。定
格運転を行うことによって無電解メッキ表面が約２８０
℃の炉水に曝されるので、無電解メッキ表面は酸化処理
される。

【００６８】本実施例でも、実施例１と同様の効果を得
ることができる。更に、ＲＰＶ１内部、再循環系配管２
及び炉浄化系配管９１の広範囲を無電解メッキすること
ができる。

【００６９】尚、本実施例では無電解メッキ液注入配管
７５を炉浄化系配管９１に仮設するが、給水配管８８上
の給水ポンプ８６から給水配管出口１０１までの間もし
くは残留熱除去系に無電解メッキ注入配管７５を仮設し
て、無電解メッキ液を注入しても良い。また、本実施例
による無電解メッキを、化学除染を行った後に実施して
も良い。（実施例４）本実施例は、原子力プラントの運転中にＥ
ＣＰを測定し、ＥＣＰの変化から次回以降の、炉内の化
学除染及び無電解メッキ処理を行う時期を予測する実施
例である。図１２に本実施例におけるＥＣＰ測定結果を
示す。まず、化学除染及び無電解メッキを行ったプラン
トにおける原子炉構造部材のＥＣＰを通常運転中に測定
する。ＥＣＰを検出するＥＣＰセンサは、ＬＰＲＭ（Lo
cal Power Range Monitoring System：局所出力領域モ
ニタ系)などの原子炉内構造物に取り付け、ＥＣＰをモ
ニタリングする。本実施例では測定を３ヶ月ごとに行
う。

【００７０】化学除染及び無電解メッキを行った直後の
ＥＣＰの測定値はＥＣＰ低減の目標値より低い。しか
し、原子力プラントの運転を続けることによって、ＥＣ
Ｐの測定値は徐々に上昇する。この上昇の度合いからグ
ラフを外挿することによりECPの測定値がＥＣＰ低減の
目標値を超える時期を予測する。本実施例では、ＥＣＰ
測定開始から２１ヶ月目に再度化学除染及び無電解メッ
キ処理を行う。該予測時期に合わせ実施例１に示した方
法で再度化学除染及び無電解メッキを行い、ECPを下げ
る。これを繰り返すことによって、長期間に渡ってＥＣ
Ｐを目標値以下に維持することができる。なお、本実施
例では化学除染及び無電解メッキの方法として実施例１
の方法を用いるが、実施例２もしくは実施例３の方法を
用いても良い。

【００７１】上述の各実施例では、ＺｒＯ₂ 粒子は平均
粒径約１μｍのものを用いるが、更に小さな粒径のもの
を使用することで、より均一で緻密な薄いコーティング
層を形成させることができる。又、ＺｒＯ₂の替わりに
ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＣｅＯ₂，ＴｈＯ₂ など
の無機系の固体電気絶縁体又は格子内酸素イオン拡散性
を有する酸化物を用いても同様の効果を得ることができ
る。また、ＺｒＯ₂ 粒子として、ＺｒＯ₂ の粒子を作る
際にＣａＯやＹ₂Ｏ₃などを安定化剤として添加した安定
化ジルコニア粒子を無電解メッキ液に加えても良い。こ
れによれば、電気絶縁体又は格子内酸素イオン拡散性を
有する酸化物が安定に存在し、酸素イオンの空孔を生じ
ることで、イオン伝導性が増すため、更なる腐食電位低
下効果を得ることができる。

【００７２】上述の各実施例ではＢＷＲプラントについ
て述べたが、インターナルポンプを備えた改良型沸騰水
型原子力プラント（ＡＢＷＲプラント）の構造物に、上
述の各実施例と同様の手順で無電解メッキを行っても良
い。また、一次冷却系配管と原子炉容器を備えた加圧水
型原子力プラント（ＰＷＲプラント）の構造物に、各実
施例と同様の手順で無電解メッキを行っても良い。

【００７３】また、原子力プラントに無電解メッキ液を
注入してプラント構造物に無電解メッキを行うのではな
く、無電解メッキを行う原子力プラント構造物を原子力
プラントから取り外し、無電解メッキ液に侵漬すること
で、無電解メッキを行って該部材表面にメッキ層を形成
しても良い。また、新規に製作したプラント構造物を原
子力プラントに取り付ける際には、原子力プラントに取
り付ける前に同様の方法で無電解メッキを行って該部材
表面にメッキ層を形成しても良い。新規プラントを建設
する際には、原子力プラントに取り付ける前に同様の方
法で無電解メッキを行い部材表面にメッキ層を形成し、
そのプラント構成部材を新規プラントの建設に使用して
も良い。また、上述の原子力プラントから取り外した原
子力プラント構造物及び新規に作成した構造物の表面に
メッキ層を形成する際は、無電解メッキに限らず、電解
メッキを用いても良い。

【００７４】上述の各実施例では水素注入を必要とせず
に腐食電位を下げることができるが、メッキ層の形成を
行った後にメッキ層が剥がれるなどの要因によりメッキ
層による腐食電位低下の効果が減衰した場合は、水素注
入を行って腐食電位を低下させても良い。また、亀裂の
入った箇所やＳＣＣの発生した箇所へ、無電解メッキ液
を流し込み、腐食電位の低下を図ってもよい。

【００７５】上述の各実施例では、無電解メッキを行う
母材がステンレス鋼(ＳＵＳ３０４)，ニッケル基合金，
炭素鋼など、複数種類の場合であっても、顕著な腐食電
位の低下効果を得ることができる。

【００７６】上述の各実施例によれば、原子力プラント
において、水素注入を必要とせずに（即ち、水素注入の
有無にかかわらず）原子力プラント構造物の腐食電位を
より一層低下できる。（実施例５）図１５に、実施例５における仮設配管の構
成図を示す。本実施例は、化学除染方法が実施例１と異
なる例である。その他は実施例１と同じであるので、こ
こでは説明を省略する。

【００７７】本実施例の手順を説明する。まず、ＢＷＲ
プラントの定検時において、RPV1内から全ての燃料集合
体，制御棒，制御棒駆動機構（ＣＲＤ）及び炉内核計装
管（いずれも図示せず）を取り外す。その際、炉水は抜
かずに後述の仮設配管２１を設置するのが望ましい。

【００７８】次に、化学除染及び無電解メッキに使用す
る仮設配管２１，還元除染剤（例えばシュウ酸）を注入
するための還元除染剤注入装置５０，酸化除染剤（例え
ば過マンガン酸）を注入するための酸化除染剤注入装置
５１，化学除染液（還元除染剤及び酸化除染剤）中のイ
オンを吸着するためのカチオン樹脂塔５２及び混床樹脂
塔２００，必要に応じて仮設配管内の液体を抜くための
ドレン弁５８及びドレン配管５３，無電解メッキ液を仮
設配管２１に注入するための無電解メッキ液注入装置
８，化学除染液及び無電解メッキ液を循環させるための
循環ポンプ５，化学除染液及び無電解メッキ液の温度を
調節するためのヒータ２３，還元除染剤を分解する紫外
線照射装置２０２を設ける。カチオン樹脂塔５２及び混
床樹脂塔２００の上流側にクーラー２０３を設置し、除
染液がこれらの樹脂塔を通過する前に冷却する。

【００７９】仮設配管２１からＲＰＶ１への入口は、Ｒ
ＰＶ１とＲＰＶ蓋１９０の間に複数の注入口７７を持つ
仮設リング１９３を挟み、ＲＰＶフランジ１９２，仮設
リング１９３，ＲＰＶ蓋１９１をボルト（図示せず）で
締めることで取り付ける。また、ＲＰＶ１から仮設配管
２１への出口は、ＣＲＤ及び炉内核計装管を取り付ける
ためにＲＰＶ１の下部に設けられているＣＲＤハウジン
グ１９４及び炉内核計装管ハウジング（ＩＣＭハウジン
グ）１９５の下端を取り外し、仮設配管２１を取り付け
る。仮設配管取り付け時、全ての弁（５８,２０１,５
５,５６,６１,６０,６３,７１,５７,５４）は閉じてい
る。

【００８０】次にＲＰＶ１内の化学除染を行う。化学除
染は、ＲＰＶ１及び再循環系配管２の内部に付着した腐
食生成物を除去するために行う。腐食生成物とは、放射
性核種に汚染された金属や金属酸化物を示す。まず、循
環ポンプ５を作動させ、ヒータ２３により系統内の水を
所定の温度（例えば９０±５℃）に制御して循環させ
る。

【００８１】所定の温度に制御されていることを確認
後、弁５４，５５,５６及び６１を開け、還元除染剤注
入装置５０から還元除染剤（例えばシュウ酸）を、仮設
配管２１に注入する。

【００８２】既に循環ポンプ５が作動しているので、仮
設配管２１，ＲＰＶ１，ＣＲＤハウジング１９４及びＩ
ＣＭハウジング１９５，循環ポンプ５，カチオン樹脂塔
５２ヒータ２３の順で還元除染剤が循環される。再循環
ポンプ３を起動させるとさらによい。これにより、再循
環系配管２を用いてＲＰＶ１内で還元除染剤を循環させ
ることができるので、効率的に還元除染を行うことがで
きる。還元除染によりRPV1や再循環系配管２から剥がさ
れた腐食生成物はカチオン樹脂塔５２によって取り除か
れる。

【００８３】還元除染が終了した後、還元除染剤（例え
ばシュウ酸）を分解する。弁５４を及び６１を閉じ、弁
６０を開ける。次に、弁６３を開け、過酸化水素注入口
６２から過酸化水素（過酸化水素注入タンクは図示せ
ず）を注入する。注入された過酸化水素及び紫外線照射
装置２０２によって、還元除染剤（例えばシュウ酸）が
分解される。分解の際生成する二酸化炭素は、ＲＰＶ蓋
１９０の既設ベントライン(図示せず)などを利用するこ
とにより系統外へ放出される。

【００８４】還元除染剤の分解終了後、弁５５,６３,６
０を閉じ、弁２０１,６１を開き、カチオン樹脂塔だけ
では除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床
樹脂塔２００に通水して系統水の浄化を行う。浄化終了
後、以下に示す酸化除洗剤の注入工程に進む。次に、弁
２０１を閉じ、弁５７を開ける。循環ポンプ５及び再循
環ポンプ３を作動させたまま、酸化除染剤注入装置５１
から酸化除染剤（例えば過マンガン酸）を仮設配管２１
に注入する。

【００８５】酸化除染終了後、弁５７を閉じ、弁５４を
開き、シュウ酸により酸化除染剤（例えば過マンガン
酸）を分解する。分解の際に発生する二酸化炭素は、Ｒ
ＰＶ蓋１９０の既設ベントラインなどを利用することに
より系統外へ放出される。

【００８６】酸化除染剤の分解終了後、再び、還元除染
及び還元除染剤分解を行う。還元除染剤の分解終了後、
弁５５を閉じ、弁２０１を開き、カチオン樹脂塔だけで
は除去しきれないクロム酸イオン等のアニオンを混床樹
脂塔２００に通水して系統水の最終浄化を行う。

【００８７】以上述べた化学除染の工程（還元除染→還
元除洗剤分解→浄化→酸化除染→酸化除洗剤分解→還元
除染→還元除洗剤分解→最終浄化）終了後、前記無電解
メッキ液の注入工程に進む。尚、化学除染液の最終浄化
後、系統水の導電率や不純物イオンなどの分析により
（図示せず）、所定の値を逸脱する場合には、ドレン弁
５３を開くことにより系統水を系統の外へ排出してもか
まわない。また、再度無電解メッキ処理する場合には、
酸化皮膜が少ないので除染工程において最初の還元除染
を省き、酸化除染→還元除染に工程を簡素化できる。

【００８８】

【発明の効果】本発明によれば、水素注入の有無にかか
わらず、原子力プラント構造物の腐食電位を低下でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の無電解メッキ仮設配管構成図。

【図２】実施例２のＢＷＲプラントの構成図。

【図３】実施例３のＢＷＲプラントの構成図。

【図４】金属表面での現象を示す図。

【図５】腐食電位を示す図。

【図６】ＺｒＯ₂ の腐食電位の低下を示す図。

【図７】貴金属処理の場合の腐食電位の低下を示す図。

【図８】腐食電位の経時変化を示す図（ＳＵＳ３０
４）。

【図９】腐食電位の溶存水素濃度依存性を示す図。

【図１０】腐食電位の溶存水素濃度依存性を示す図（イ
ンコネル６００）。

【図１１】腐食電位の溶存水素濃度依存性を示す図（炭
素鋼）。

【図１２】実施例４のＥＣＰ上昇を予測する図。

【図１３】炉水に接しているＺｒＯ₂ 周囲での素反応を
示す図。

【図１４】炉水に接しているＺｒＯ₂ の腐食電位の低下
を示す図。

【図１５】実施例５の無電解メッキ仮設配管構成図。

【符号の説明】

１…ＲＰＶ、２…再循環系配管、３…再循環ポンプ、５
…循環ポンプ、８…無電解メッキ液注入装置、１５…非
再生熱交換器、１６…再生熱交換器、１７…脱塩器、２
１…仮設配管、２３…ヒータ、２４…水質モニタリング
計測器、５０…還元除染剤注入装置、５１…酸化除染剤
注入装置、５２…カチオン樹脂塔、５９…触媒、６２…
過酸化水素注入口、７５…無電解メッキ液注入配管、９
１…炉浄化系配管、９８…残留熱除去系配管、１０２…
残留熱除去系出口、１０３…残留熱除去系入口、１９０
…ＲＰＶ蓋、１９２…ＲＰＶフランジ、１９３…仮設リ
ング、２００…混床樹脂塔、２０２…紫外線照射装置、
２０４…ｐＨ調整剤注入装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高森良幸茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者赤嶺和彦茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者大角克己茨城県日立市幸町三丁目１番１号株式会社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者酒井政則茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者和田陽一茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所電力・電機開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉炉水と接触する原子力プラント構造
物の炉水側の表面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン
拡散性を有する酸化物の少なくとも一方を含む無電解メ
ッキ液を接触させることを特徴とする原子力プラント構
造物の表面処理方法。
【請求項２】原子力プラント構造物の化学除染後に、原
子炉炉水と接触する原子力プラント構造物の炉水側の表
面に、電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性を有する
酸化物の少なくとも一方を含む無電解メッキ液を接触さ
せることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理
方法。
【請求項３】請求項１において、原子力プラント構造物
の化学除染を行い、その後、前記無電解メッキ液を接触
させることを特徴とする原子力プラント構造物の表面処
理方法。
【請求項４】請求項１または２において、前記電気絶縁
物または前記酸化物は酸化ジルコニウム，酸化アルミニ
ウム，酸化チタン，酸化シリコン，酸化セリウム，酸化
トリウムの中から選択された粒子であることを特徴とす
る原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項５】請求項４において、前記電気絶縁物または
前記酸化物の平均粒径が０.１μｍ〜３μｍであること
を特徴とする原子力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項６】請求項２又は３において、化学除染液を分
解処理した炉水に無電解メッキ液成分を注入して調合し
た無電解メッキ液を使用することを特徴とする原子力プ
ラント構造物の表面処理方法。
【請求項７】請求項１乃至３の何れかにおいて、前記原
子力プラント構造物が原子炉容器及びこの原子炉容器内
に設けられた炉内構造物であり、前記原子炉容器内に前
記無電解メッキ液を注入することを特徴とする原子力プ
ラント構造物の表面処理方法。
【請求項８】請求項７において、前記原子炉容器に連結
された再循環系，炉浄化系及び残留熱除去系のうち一つ
以上の系統から前記無電解メッキ液を前記原子炉容器内
に注入することを特徴とする原子力プラント構造物の表
面処理方法。
【請求項９】請求項１乃至８の何れかにおいて、前記無
電解メッキ液との接触により前記原子力プラント構造物
の表面に金属の皮膜を生成させた後に、該皮膜表面に10
0℃以上の水を接触させることを特徴とする原子力プラ
ント構造物の表面処理方法。
【請求項１０】請求項１乃至９の何れかにおいて、前記
原子力プラント構造物は、原子力プラントから取り外し
た原子力プラント構造物または原子力プラントに設置さ
れた原子力プラント構造物であることを特徴とする原子
力プラント構造物の表面処理方法。
【請求項１１】電気絶縁物及び格子内酸素イオン拡散性
を有する酸化物の少なくとも一方を含む無電解メッキ液
の注入口を有する無電解メッキ液供給装置を原子炉容器
と原子炉容器蓋の間に設置し、前記無電解メッキ液供給
装置から前記原子炉容器内に前記無電解メッキ液を注入
することを特徴とする原子力プラント構造物の表面処理
方法。
【請求項１２】原子力プラントにおいて、原子炉容器の
炉水側の表面、及び前記原子炉容器内に設けられた炉内
構造物の炉水側の表面の少なくとも何れかに、電気絶縁
物を含む金属及び格子内酸素イオン拡散性を有する酸化
物の少なくとも一方を含む金属の皮膜が形成されている
ことを特徴とする原子力プラント。
【請求項１３】請求項１２において、前記電気絶縁物ま
たは前記酸化物は、酸化ジルコニウム，酸化アルミニウ
ム，酸化チタン，酸化シリコン，酸化セリウム，酸化ト
リウムの中から選択された粒子であることを特徴とする
原子力プラント。