JP2011169668A - 構造部材のき裂進展抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発生したき裂の進展速度をさらに抑制することができる構造部材のき裂進展抑制方法を提供する。
【解決手段】超音波探傷等で発見したき裂５近傍の炉心シュラウド２の内面に、吸収部材１２を接触させる。タンク２９内のＣｒめっき液３２を、液供給管２２を通して吸収部材１２に供給する。Ｃｒめっき液３２がき裂５内にも浸入する。電源２０からケーブル１５に供給された電流が、対極１３から吸収部材１２内のＣｒめっき液３２を通して炉心シュラウド２、ケーブル１７へと流れる。この結果、き裂５がＣｒめっき層で封止される。吸収部材１２を洗浄した後、タンク３４内のＮｉめっき液３７を、液供給管２２を通して吸収部材１２に供給する。Ｎｉめっき液３７が炉心シュラウド２の内面に接触し、対極１３から炉心シュラウド２に電流が流れているので、き裂５を封止したＣｒめっき層を覆うようにＮｉめっき層が形成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、構造部材のき裂進展抑制方法に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な構造部材のき裂進展抑制方法に関する。

沸騰水型原子炉の定格運転時には、原子炉圧力容器内に設置された炉内機器（例えば、炉心シュラウド）は、常に、高温高圧の冷却水（または蒸気）に曝される。炉内機器の材料としては、一般的に、ステンレス鋼あるいはニッケル基合金が使用される。これら材料で構成されている炉内機器及び原子炉圧力容器に接続された配管等の、原子炉の構成部材は、材料、環境及び応力の３つの要因がある一定の条件を満たす時に、応力腐食割れ（以下、ＳＣＣという）または粒界腐食を生じる可能性がある。

構造部材の冷却水と接触する表面に、例えば、ＳＣＣに基づいて生成されたき裂が発見された場合に、構造部材に生じているき裂を除去した後、溶接等によってき裂の除去部を補修することが提案されている（特開２００１−２４２２８０号公報及び特開２０００−２３０９９６号公報参照）。

しかし、近年、発電用原子力設備規格 維持規格（２００４年版）、ＪＳＭＥ Ｓ ＮＡ１−２００４、（社）日本機械学会、丸善（２００５）において、応力拡大係数及び腐食電位に応じたき裂進展速度を算定して次の運転サイクルにおけるき裂進展量を評価し、この評価果に基づいて、原子炉の運転継続の可否を決定できるという考え方が示された。このため、原子炉の運転継続が可能と評価された場合に限り、構造部材の補修を行わずに、次の運転サイクルで原子炉を運転することが可能となった。このような継続運転を行う場合に、定格運転での、構造部材に生じたき裂の進展速度を低減するために、沸騰水型原子炉に対する種々の環境緩和技術（冷却水の水質改善技術）の適用が検討されている。

環境緩和技術の一つに、水素注入技術がある。これは、原子炉圧力容器内の冷却水（炉水）中の溶存酸素を低減するために、炉水に水素を注入する技術である（特開昭５７−３０８６号公報参照）。水素注入は、（ａ）炉水の放射線分解を抑制する効果、及び、（ｂ）炉水の放射線分解によって生じた過酸化水素及び酸素の各濃度を、水生成反応により、低減する効果をもたらし、定格運転時に、数百ｐｐｂのオーダーで炉水に溶存する酸素及び過酸化水素の濃度を低下させ、カソード電流密度を低減する。これにより、構造部材の腐食電位（ＥＣＰ）を低下させ、構造部材に生じたき裂の進展を抑制する。

しかしながら、水素注入により炉水中の水素濃度が０．４ｐｐｍを超えると、主蒸気系線量率が上昇し、水素濃度が高濃度になると主蒸気系線量率が水素注入を行わない場合の３倍から５倍になることが指摘されている（（社）日本原子力学会発行、「原子炉冷却系の水化学」、ｐ１６９〜１７０、（１９８７／５）参照）。

他の環境緩和技術として貴金属注入が提案されている（特開平４−２２３２９９号公報参照）。貴金属注入は、水素注入による水生成反応をより効率的に進行させるために、原子炉停止時にパラジウム、ロジウム及び白金等の白金族貴金属を炉水に注入し、炉水と接触する構造部材の表面に白金族貴金属を付着させるものである。白金族貴金属を構造部材の表面に付着させた後、水素を注入した給水を原子炉圧力容器内に導いて炉水に水素を供給する。構造材料表面に付着した白金族貴金属が、炉水に注入した水素と炉水に溶存している酸素の反応を促進させて溶存酸素を低減することにより、アノード電流密度を増加させて腐食電位（ＥＣＰ）を低下させ、構造部材に生じているき裂の進展を抑制する方法である。

Cowan et. al., Proc. of Water Chemistry in Nuclear Reactors Systems, 22-26 April 2002, Avignon, France, pp29 (2002)は、白金族貴金属の注入により炉水中の放射能レベルが変化することを報告している。この論文において、その放射能レベルの変化は、電位の著しい低下のために、酸化皮膜が再構築されることに起因するものであると説明されている。

ＳＣＣにより構造部材に生じたき裂の補修方法が、特開平８−１７６８８１号公報に記載されている。この補修方法では、き裂内にクロムめっき層を形成してき裂を封鎖している。具体的には、原子炉圧力容器内に設置された炉心シュラウドのき裂が生じている箇所の内面に、電解研磨めっき槽を押し当てる。この電解研磨めっき槽内に、電解研磨液及びクロムめっき液を順次供給し、き裂が生じている箇所の表面に対して、電解研磨を行い、その後、クロムめっき層を形成する。このクロムめっき層はき裂内にも形成され、き裂を封鎖する。この結果、構造部材において応力腐食割れの進展が防止される。

特開２００１−２４２２８０号公報及び特開２０００−２３０９９６号公報に記載されたそれぞれの補修方法では、構造部材が溶融するまで構造部材を加熱するため、補修後における構造部材の冷却過程で構造部材に引張残留応力が生じ、この引張残留応力が新たにＳＣＣを発生させる一因となる可能性がある。これに対し、特開平８−１７６８８１号公報に記載された補修方法は、構造部材に熱を加えないので、特開２００１−２４２２８０号公報及び特開２０００−２３０９９６号公報に記載されたそれぞれの補修方法のように、構造部材に引張残留応力が生じる恐れがない。

特開２０００−１０５２９５号公報は、原子力プラントの配管に対して化学除染を行うことを記載している。この化学除染は、酸化除染液を配管内に供給する酸化除染工程、還元除染液をその配管内に供給する還元除染工程、及び還元除染液に含まれた薬剤の分解工程を含んでいる。

Q. Peng, J. Nucl. Sci. and Technol, 40, 6, p.397 (2003)は、炉水がイオン交換樹脂から溶出した数ｐｐｂの硫酸イオンを含んでおり、この硫酸イオンがき裂内に濃縮されることを報告している。

特開２００１−２４２２８０号公報 特開２０００−２３０９９６号公報 特開昭５７−３０８６号公報 特開平４−２２３２９９号公報 特開平８−１７６８８１号公報 特開２０００−１０５２９５号公報

発電用原子力設備規格 維持規格（２００４年版）、ＪＳＭＥ Ｓ ＮＡ１−２００４、（社）日本機械学会、丸善（２００５） （社）日本原子力学会発行、「原子炉冷却系の水化学」、ｐ１６９〜１７０、（１９８７／５） Cowan et. al., Proc. of Water Chemistry in Nuclear Reactors Systems, 22-26 April 2002, Avignon, France, pp29 (2002) Q. Peng, J. Nucl. Sci. and Technol, 40, 6, p.397 (2003)

発明者らは、特開平８−１７６８８１号公報に記載された補修方法で形成されたき裂内のクロムめっき層の効果を検討した。この結果、このクロムめっき層は、酸素を含む炉水と接触したときに、腐食電位が大きいことが分かった。

本発明の目的は、構造部材に生じたき裂の進展をさらに抑制することができる構造部材のき裂進展抑制方法を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、原子炉の運転が停止されている状態で原子炉の構造部材に生じているき裂内に電気めっきによりＣｒ層を形成してＣｒ層によりき裂を封止し、Ｎｉ層を、電気めっきにより、き裂を封止したＣｒ層及びＣｒ層とき裂の内面との接触面を覆って構造部材の表面に掛けて形成したことにある。

き裂を封止したＣｒ層及びこのＣｒ層とき裂の内面との接触面を覆って構造部材の表面に掛けて、酸素を含む水に接触したときの腐食電位がＣｒ層よりも低いＮｉ層を形成しているので、構造部材に生じているき裂の進展をさらに抑制することができる。

好ましくは、き裂内へのＣｒ層の形成は、構造部材の、き裂が存在する部分の表面に、第１電極が挿入された吸収部材を接触させ、吸収部材にＣｒめっき液を供給し、吸収部材に浸透したＣｒめっき液を介して第１電極と構造部材の間に電流を流すことによって行われ、Ｃｒ層の表面へのＮｉ層の形成は、吸収部材を洗浄した後に、構造部材の、き裂が存在する部分の表面に接触した吸収部材にＮｉめっき液を供給し、吸収部材に浸透したＮｉめっき液を介して第１電極と構造部材の間に電流を流すことによって行われることが望ましい。

第１電極が挿入されて構造部材に接触させた吸収部材に、Ｃｒめっき液及びＮｉめっき液を順次供給するので、構造部材のき裂が存在する局所的な部分にＣｒ層及びＣｒ層を覆ったＮｉ層を容易に形成することができる。

原子炉の運転が停止されている状態で原子炉の構造部材に生じているき裂内に電気めっきによりＮｉ層を形成してＮｉ層によりき裂を封止し、Ｎｉ層を、電気めっきにより、き裂内に形成されたＮｉ層の部分とき裂の内面との接触面を覆って構造部材の表面に掛けて形成することによっても、上記の本発明の目的を達成することができる。

き裂内に形成されたＮｉ層の部分とき裂の内面との接触面を覆って構造部材の表面に掛けて、酸素を含む水に接触したときの腐食電位がＣｒ層よりも低いＮｉ層を形成しているので、構造部材に生じているき裂の進展をさらに抑制することができる。

好ましくは、Ｎｉ層の形成が、構造部材の、き裂が存在する部分の表面に、電極が挿入された吸収部材を接触させ、吸収部材にＮｉめっき液を供給し、吸収部材に浸透したＮｉめっき液を介して電極と記構造部材の間に電流を流すことによって行われることが望ましい。

電極が挿入されて構造部材に接触させた吸収部材に、Ｎｉめっき液を供給するので、構造部材のき裂が存在する局所的な部分にＮｉ層を容易に形成することができる。

本発明によれば、原子炉の構造部材に存在するき裂の進展をさらに抑制することができる。

原子炉の、炉水と接触する構造部材に生じた応力腐食割れによるき裂の進展メカニズムを模式的に示した説明図である。 ５５３Ｋで８ＭＰａの純水、及び１ｐｐｍの硫酸溶液中でのＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼のアノード分極曲線の測定結果を示す説明図である。 ５５３Ｋで８ＭＰａの純水中における純Ｆｅ、純Ｃｒ、純Ｎｉのそれぞれのアノード分極曲線の測定結果を、ＳＵＳ３１６Ｌステンレス鋼のアノード分極曲線の測定結果と比較した説明図である。 ２０ｐｐｂ、４０ｐｐ及び１００ｐｐｂの酸素を含む、５５３Ｋで８ＭＰａのそれぞれの純水中での、純Ｃｒ及び純Ｎｉのそれぞれのカソード分極曲線の測定結果を示した説明図である。 本発明の好適な一実施例である実施例１の構造部材のき裂進展抑制方法に用いられるき裂補修装置の構成図である。 実施例１の構造部材のき裂進展抑制方法が適用される沸騰水型原子炉の縦断面図である。 実施例１の構造部材のき裂進展抑制方法の工程を示すフローチャートである。 実施例１の構造部材のき裂進展抑制方法で補修されたき裂付近の構造部材の断面図である。 本発明の他の実施例である実施例２の構造部材のき裂進展抑制方法に用いられるき裂補修装置の構成図である。 本発明の他の実施例である実施例３の構造部材のき裂進展抑制方法に用いられるき裂補修装置の構成図である。 実施例３の構造部材のき裂進展抑制方法で補修されたき裂付近の構造部材の断面図である。

発明者らは、構造部材に生じたき裂の進展メカニズムを検討した。この検討結果を以下に説明する。

原子炉のステンレス鋼製（またはニッケル基合金製）の構造部材にＳＣＣにより生じたき裂の進展メカニズムを、図１を用いて説明する。原子炉圧力容器内では、炉水の放射線分解により生成された過酸化水素及び酸素が、定常的に炉水中に溶存している。原子炉の構造部材にき裂が存在するとき、構造部材の表面及びき裂の内面に、酸化皮膜が形成される。過酸化水素及び酸素を含んでいる炉水が、構造部材表面の酸化皮膜と接触し、さらに、き裂内に侵入する。炉水に含まれる酸素及び過酸化水素が、き裂の内面またはき裂内の開口部近傍で、（１）式及び（２）式の反応により、水に還元される。（１）式及び（２）式の反応により消費される電子は、構造部材から供給される。

Ｏ_２ ＋ ４Ｈ^＋ ＋ ４ｅ⁻ → ２Ｈ_２Ｏ ……（１）
Ｈ_２Ｏ_２ ＋ ２Ｈ^＋ ＋ ２ｅ⁻ → ２Ｈ_２Ｏ ……（２）
構造部材の電気的中性を保つために、き裂の先端部において、（３）式に示す対反応が生じる。この反応によって、構造部材に含まれる金属元素がイオン化して炉水に溶出するので、き裂が進展する。Ｍは構造部材に含まれる金属元素である。この金属元素のイオン化により、電子が放出される。

Ｍ → Ｍ^ｎ＋ ＋ ｎｅ⁻ ……（３）
（３）式の反応がき裂の先端部で生じる理由は、き裂の先端部では酸化種の供給量が少ないために、構造部材からの金属元素イオンの炉水への溶出を抑制する作用を有する酸化皮膜の生成が少ないこと、並びに、き裂内の炉水中に硫酸等のアニオンが濃縮するためである。

（３）式で示される金属元素イオンの溶出によって生じるアノード電流密度は、酸素及び過酸化水素等の酸化種の還元反応によって生じるカソード電流密度と絶対値が等しくなり、局所的な見かけ上の電流収支が０となる。

金属元素イオンの溶出に引き続いて生じる事象として、以下の事象がある。炉水に溶出した金属元素イオンが、（４）式に示す加水分解することにより、き裂内の炉水中に水素イオンが生成し、き裂内の炉水のｐＨが低下する。

Ｍ^ｎ＋ ＋ ｍＨ_２Ｏ → Ｍ（ＯＨ）^ｎ−ｍ ＋ ｍＨ^＋ ……（４）
生成した水素イオンは、き裂内からき裂外に向かって炉水中を拡散する。

上述した反応の組み合わせにより、き裂内の炉水中では、図１に示すように、正電荷がき裂内からき裂外に向って流れ、き裂内面近傍の構造部材の部分では、電子がき裂先端からき裂の開口に向って流れ、電流が流れる閉回路が形成される。このため、き裂外の炉水中にアニオンが存在した場合、き裂内の炉水の電気的中性を保つために、き裂外に存在する炉水に含まれたアニオンがき裂内の炉水中に向かって移動する。

Q. Peng, J. Nucl. Sci. and Technol, 40, 6, p.397 (2003)は、前述したように、炉水がイオン交換樹脂から溶出した数ｐｐｂの硫酸イオンを含んでおり、この炉水中の硫酸イオンがき裂内で濃縮されることを記載している。き裂内での硫酸イオン濃度の増大によって、き裂内の炉水の、金属元素イオンの溶解度が上昇し、（３）式の反応がさらに促進される。その結果、（４）式の反応も増加し、さらに、き裂内の炉水の水質が悪化するという悪循環に陥る。

発明者らは、構造部材のき裂内の炉水に含まれる硫酸イオンの影響を確認する実験を行った。この実験は、５５３Ｋで８ＭＰａの純水、及びこの純水に１ｐｐｍの硫酸を添加した水溶液にそれぞれステンレス鋼製の試験片を浸漬させ、それぞれのステンレス鋼製試験片のアノード分極曲線を測定した。この測定結果を図２に示す。図２の縦軸の電流密度は、単位面積、単位時間あたりの金属元素イオンの溶出量を表している。この結果から、水溶液中で１ｐｐｍの硫酸が濃縮された場合、この水溶液内での（３）式の反応が、純水内でのその反応に比べて最大で１０倍にまで増大することが分かった。したがって、金属元素イオンが、硫酸が濃縮されたき裂先端付近の構造部材から溶出しやすいことが確認された。

以上に述べたき裂進展メカニズムによれば、き裂内が隙間構造になっていることに起因して硫酸イオンが濃縮され、これによってき裂がさらに進展するという結果が得られた。このため、き裂を封止してき裂内で硫酸イオンがき裂内で濃縮しない構造の採用が、き裂進展の抑制に貢献する。

特開平８−１７６８８１号公報に記載されたき裂補修方法によりき裂内をクロムめっきで封止することは、き裂進展を抑制する上で、有力な構成である。発明者らは、き裂をクロムで封止した構造の効果を確認するための実験を行った。

発明者らは、５５３Ｋ、８ＭＰａの純水に、ステンレス鋼の主要構成元素である純粋なＦｅ、純粋なＣｒ、純粋なＮｉ及びステンレス鋼を別々に浸漬させ、それぞれの金属に対するアノード分極曲線を測定した。さらに、酸素を添加したその純水に、Ｃｒ及びＮｉを浸漬させ、Ｃｒ及びＮｉのそれぞれのカソード分極曲線を測定した。カソード分極曲線の測定は、２０ｐｐｂ、４０ｐｐｂ及び１００ｐｐｂであるそれぞれの純水を用いて行った。

アノード分極曲線の測定結果を図３に示す。−０．１Ｖｖｓ．ＳＨＥ以下の低電位側では、Ｃｒでの電流密度が最も低くなり、金属元素イオンの溶出を抑制する効果がＣｒで最も大きくなった（Ｎｉよりも大）。一方、＋０．１５Ｖｖｓ．ＳＨＥ以上の高電位側では、Ｃｒでの電流密度が最も高くなり、Ｃｒが犠牲電極として作用することが分かった。したがって、特開平８−１７６８８１号公報のように、き裂内のアノード反応サイトにＣｒをめっきしてき裂を封止することによって、き裂の進展を抑制することができる。

カソード分極曲線の測定結果を図４に示す。Ｃｒ及びＮｉに接触する純水の溶存酸素の濃度が低いほど、Ｃｒ及びＮｉのそれぞれの電位が低下した。ＣｒとＮｉでは、純水の溶存酸素の濃度を同じにした場合には、ＣｒよりもＮｉの電位が小さくなった。すなわち、Ｎｉは、Ｃｒよりも、酸化種の還元反応速度が小さくなる特性を有すること分かった。この実験結果に基づいて、発明者らは、き裂開口部近傍のカソード反応サイトにＮｉをめっきすることによって、構造部材に生じたき裂の進展速度を低減できることを見出した。

き裂開口部近傍のカソード反応サイトへのＮｉのめっきは、Ｃｒによるき裂封止の効果に加えて以下の効果を得ることができる。き裂の封止部表面（き裂を封止したＣｒ層の表面）をＮｉで覆うことによって腐食電位をさらに低減することができるので、構造部材からの金属元素イオンの溶出を抑制することができ、さらに、構造部材と接触する炉水に含まれた酸化種の還元反応速度を低下させることができる。この結果、構造部材に生じたき裂の進展速度を、より長期に亘って抑制することができる。

き裂をＣｒではなくＮｉで封止し、き裂開口部近傍のカソード反応サイトにＮｉをめっきした場合でも、Ｃｒでき裂を封止した場合よりも、構造部材の腐食電位を低減させることができる。

以上の検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である実施例１の構造部材のき裂進展抑制方法を、図５、図６及び図７を用いて説明する。本実施例は、沸騰水型原子炉の構造部材に対して適用される。

まず、沸騰水型原子炉の概略構造を、図６を用いて説明する。沸騰水型原子炉は、原子炉圧力容器１を有し、原子炉圧力容器１内に炉心シュラウド２を設置する。炉心シュラウド２は、複数の燃料集合体（図示せず）を装荷した炉心（図示せず）を取り囲んでいる。沸騰水型原子炉の運転中では、原子炉圧力容器１は、蓋（図示せず）が取り付けられて密封されている。

沸騰水型原子炉の１つの運転サイクルでの運転が終了したとき、沸騰水型原子炉が停止される。沸騰水型原子炉が停止されている状態で、炉心に装荷されている一部の燃料集合体の交換、及び定期検査が実施される。このため、原子炉圧力容器１の蓋が取り外され、原子炉圧力容器１の上端が開放される。原子炉圧力容器１の真上に形成された原子炉ウェル４内にも冷却水が充填される。

原子炉圧力容器１内で炉心の上方に設置された気水分離器及び蒸気乾燥器が取り外されて原子炉圧力容器１の外部に取り出され、原子炉ウェル４内を上方に向かって搬出される。その後、炉心内に装荷されている一部の燃料集合体が、運転床３上を移動する燃料交換機（図示せず）を用いて燃焼度ゼロの新しい燃料集合体と交換される。

本実施例の構造部材のき裂進展抑制方法は、図５に示すき裂補修装置１０を用いて行われる。き裂補修装置１０の構成を説明する。き裂補修装置１０は、ハウジング１１、給電装置及びめっき液供給装置２１を備えている。ハウジング１１の一面が開放され、吸収部材（例えば、海綿、布、フェルト等）１２がハウジング１１内に配置される。吸収部材１２がハウジング１１によって支持される。対極（第１電極）１３及び参照電極（第２電極）１４が、ハウジング１１に取り付けられてハウジング１１内の吸収部材１２内に挿入されている。対極１３及び参照電極１４は互いに接触していない。対極１３は、白金、グラファイトカーボン、及びグラッシーカーボン（登録商標：東海カーボン株式会社）のいずれかで作られている。参照電極としては、種々のものが市販されており、本実施例では、飽和ＫＣｌ型Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極を用いる。

給電装置は、内部に導電線を有するケーブル１５，１７、電位差計１８及び電流計１９を有する。ケーブル１５が、対極１３に接続され、さらに、電流計１９を介して電源２０に接続される。ケーブル１７が、電源２０に接続され、沸騰水型原子炉の構造部材である炉心シュラウド２に接続される。参照電極１４に接続される配線１６が電位差計１８に接続される。電位差計１８はケーブル１７にも接続される。

めっき液供給装置２１は、液供給管（例えば、可撓性のホース）２２、洗浄水供給装置２３、Ｃｒめっき液供給装置２８、Ｎｉめっき液供給装置３３、活性化液供給装置３８及び液戻り管（例えば、可撓性のホース）５１を有する。液供給管２２がハウジング１１に接続される。洗浄水供給装置２３、Ｃｒめっき液供給装置２８、Ｎｉめっき液供給装置３３及び活性化液供給装置３８も、液供給管２２に接続される。ポンプ５２が設けられた液戻り管５１が、ハウジング１１に接続される。開閉弁５３がポンプ５２の上流で液戻り管５１に設けられる。定量ポンプを液供給管２２に設けてもよい。

洗浄水供給装置２３は、タンク２４及び注入管２５を有する。弁２６を設けた注入管２５がタンク２４と液供給管２２を接続する。洗浄水（例えば、純水）２７がタンク２４内に貯えられている。Ｃｒめっき液供給装置２８は、タンク２９及び注入管３０を有する。弁３１を設けた注入管３０がタンク２９と液供給管２２を接続する。Ｃｒめっき液３２がタンク２９内に貯えられている。Ｎｉめっき液供給装置３３は、タンク３４及び注入管３５を有する。弁３６を設けた注入管３５がタンク３４と液供給管２２を接続する。Ｎｉめっき液３７がタンク３４内に貯えられている。活性化液供給装置３８は、タンク３９及び注入管４０を有する。弁４１を設けた注入管４０がタンク３９と液供給管２２を接続する。活性化液４２がタンク３９内に貯えられている。

本実施例の構造部材のき裂進展抑制方法を、沸騰水型原子炉の構造部材である炉心シュラウド２に適用した例を基に説明する。このき裂進展方法では、図７に示すステップＳ１〜Ｓ７の各工程が実行される。本実施例の構造部材のき裂進展抑制方法が実施されるとき、洗浄水供給装置２７、Ｃｒめっき液供給装置２８、Ｎｉめっき液供給装置３３及び活性化液供給装置３８が、原子炉建屋（図示せず）内の運転床３（図５及び図６参照）上に設置される。

まず、施工対象物に対して、き裂の有無を確認する（ステップＳ１）。施工対象物が炉心シュラウド２であるので、例えば、超音波探傷装置（または渦電流探傷装置）を用いて炉心シュラウド２に対する超音波探傷を実施する。この超音波探傷は、例えば、原子炉ウェル４を跨いで運転床上を走行する燃料交換機に乗った作業員がトングを用いて超音波探傷装置を炉心シュラウド２の内面に押し当てながら行われる。マニピュレータを用いて超音波探傷装置を炉心シュラウド２の内面に押し当ててもよい。炉心シュラウド２の内面、特に、溶接部の内面に沿って超音波探傷装置を走査し、超音波の反射波を処理することによって炉心シュラウド２にき裂が存在するか否かを確認する。超音波探傷により炉心シュラウド２にき裂が存在しないことが確認された場合には、炉心シュラウド２への補修が行われない。その超音波探傷によって、炉心シュラウド２の内面にき裂５（図５参照）が発見されたとする。併せて、炉心シュラウド２の内面でのき裂５の位置も把握される。ステップＳ１の判定は、「き裂有り」となる。「き裂有り」の場合には、ステップＳ２〜Ｓ７の作業が行われる。

上記の超音波探傷及びステップ２以降のき裂の補修を行うときには、炉心内の全ての燃料集合体は、炉心から取り出されて燃料貯蔵プール（図示せず）内に移送されている。燃焼度ゼロの新燃料集合体の炉心内への装荷は、本実施例の構造部材のき裂進展抑制方法による炉心シュラウド２のき裂の補修が終了した後になる。

「き裂有り」の場合には、まず、き裂補修の前処理として、構造部材表面の酸化皮膜を除去する（ステップＳ２）。構造部材の表面には、原子炉の運転中に、図１に示すように酸化皮膜が形成される。この酸化皮膜の除去は化学除染によって行われる。化学除染を行うために、原子炉ウェル４内の冷却水が排水され、冷却水の液面が、上部が開放された原子炉圧力容器２の上端部まで低下される。原子炉圧力容器２内に化学除染液が供給され、原子炉圧力容器２の内面及び原子炉圧力容器２内に設置された炉心シュラウド２等の炉内機器の表面に対して、化学除染が実施される。この化学除染では、特開２０００−１０５２９５号公報に記載されたように、酸化除染液（例えば、過マンガン酸カリウム水溶液）を用いた酸化除染、及び還元除染液（例えば、シュウ酸及びヒドラジンを含む水溶液）を用いた還元除染が行われる。その化学除染は、後述のめっき処理時における電気伝導性の向上、及びめっき処理後の耐久性向上のために、めっき膜の構造部材への密着性の向上を図るための処理である。

き裂補修装置１０のように、ハウジングをき裂５近傍の炉心シュラウド２の内面に押付け、このハウジング内に化学除染液を供給して、き裂５近傍の炉心シュラウド２の内面に対して化学除染を行ってもよい。この場合には、例えば、特開２０００−１０５２９５号公報の図１に示されたに記載されたとき化学除染装置が用いられる。この化学除染装置の循環ライン（可撓性の高圧ホース）の両端が、炉心シュラウド２の内面に押し付けられるハウジングに接続される。

化学除染が終了した後、化学除染液を含む炉水が原子炉圧力容器２から排出され、原子炉圧力容器２内には炉水が存在しなくなる。

構造部材表面に対して表面活性化処理を実施する（ステップＳ２）。この表面活性化処理は、構造部材の、き裂５の近傍の表面に存在する不働態皮膜を除去する処理である。不働態皮膜の除去も、めっき処理時における電気伝導性の向上を図るためである。表面活性化処理を実施するために、き裂補修装置１０のハウジング１１を構造部材の、き裂５の近傍の表面まで移送する必要がある。

ハウジング１１の移送作業について説明する。燃料交換機上に乗った作業員が、ハウジング１１に取り付けられたトングを持って、超音波探傷により発見したき裂が存在する炉心シュラウド２の内面の位置まで、ハウジング１１を移送する。ハウジング１１内の吸収部材１２が該当するき裂に向き合ったとき、作業員がトングによりハウジング１１を炉心シュラウド２の内面に押し付ける。これにより、吸収部材１２がき裂を覆って炉心シュラウド２の内面に接触する。ハウジング１１が、直接、構造部材の表面に接触して構造部材（例えば、炉心シュラウド２）の表面に傷を付けないように、ハウジング１１の構造部材に対向する部分にも、緩衝材として吸収部材１２が設けてもよい。

構造部材である炉心シュラウド２の、き裂５近傍の表面に対する表面活性化処理を行うために、活性化液供給装置３８のタンク３９内に貯えられている、所定濃度に調整された活性化液４２が利用される。この活性化液４２として、１０％の硫酸が用いられる。弁４１を開くことによって、タンク３９内の活性化液（１０％の硫酸）４２が、注入管４０を通して液供給管２２内に供給され、液供給管２２によってハウジング１１内に導かれる。この活性化液４２は、吸収部材１２内に浸透し、炉心シュラウド２の、き裂５近傍の表面に接触する。吸収部材１２内に浸透した活性化液４２の作用により、炉心シュラウド２の表面に存在する不働態皮膜が除去される。吸収部材１２が活性化液４２で常に浸されるように、タンク３９からハウジング１１内に活性化液４２が供給される。活性化液４２の供給時には開閉弁５３が閉じておりポンプ５２も停止している。活性化液４２がき裂５内にも浸入するので、き裂５の内面に存在する不働態皮膜も除去される。ステンレス鋼製の炉心シュラウド２の表面には不働態皮膜が形成されている。この不働態皮膜は、ステップＳ３の表面活性化処理により除去される。不働態皮膜が除去されて炉心シュラウド２の、き裂５近傍の内面に対する表面活性化処理が終了したとき、弁４１が閉じられ、ハウジング１１への活性化液４２の供給が停止される。

構造部材表面の洗浄を行う（ステップＳ４）。表面活性化処理が終了して弁４１が閉じられた後、弁２６及び開閉弁５３が開けられる。タンク２４内の洗浄水２７が、注入管２５を通して液供給管２２内に供給され、液供給管２２によってハウジング１１内に導かれる。洗浄水２７が、吸収部材１２、炉心シュラウド２の内面及びき裂５内を洗浄する。この結果、吸収部材１２内に存在する活性化液４２、炉心シュラウド２の内面に付着した活性化液４２及びき裂５内に存在する活性化液４２が除去される。吸収部材１２等を洗浄して活性化液４２を含む洗浄水は、ポンプ５２が駆動されているので、ハウジング１１内から液戻り管５１内に排出され、回収タンク（図示せず）に回収される。ポンプ５２は、開閉弁５３が開いたときに起動される。吸収部材１２等の洗浄が終了した後、弁２６が閉じられてポンプ５２が停止され、開閉弁５３も閉じられる。

洗浄終了後、構造部材の表面及びき裂内を乾燥させる（ステップＳ５）。トングによりハウジング１１を移動して吸収部材１２を炉心シュラウド２の内面から離し、そのまま、所定時間の間、放置する。この放置により、き裂５内及び炉心シュラウド２の表面が乾燥される。以上により、き裂補修の前処理の工程が終了する。

めっき処理を実施する（ステップＳ６）。き裂５内、及び炉心シュラウド２の、き裂近傍の内面に対するめっき処理が、以下のように、行われる。

めっき処理において、最初に、Ｃｒめっきが行われる。ハウジング１１が炉心シュラウド２の内面に向って再び押し付けられ、吸収部材１２が炉心シュラウド２の内面に接触する。吸収部材１２が炉心シュラウド２の内面に接触しているとき、吸収部材１２内に挿入されている対極１３及び参照電極１４のそれぞれの先端が炉心シュラウド２の内面に接触していない。この状態で、弁３１を開いて、タンク２９内に貯えられてＣｒが所定濃度に調整されたＣｒめっき液３２を、注入管２５を通して液供給管２２内に供給し、液供給管２２によってハウジング１１内に導く。Ｃｒめっき液３２は、吸収部材１２に浸透し、やがて、炉心シュラウド２の、き裂５近傍の内面に接触する。Ｃｒめっき液３２はき裂５内にも浸入する。Ｃｒめっき液３２が吸収部材１２内に満たされた状態で、開閉器（図示せず）を閉じて電源２０からケーブル１５，１７に電流を供給する。Ｃｒめっき液３２が導電性を有するので、電源２０、ケーブル１５、対極１３、吸収部材１２内のＣｒめっき液３２、炉内シュラウド２及びケーブル１７及び電源２０による電気回路が形成される。この電気回路に電流が流れる。

電位差計１８は、参照電極１４と炉心シュラウド２の間の電位差（電圧）を計測する。参照電極１４と炉心シュラウド２の間に所定の電圧が印加されるように、オペレータが、電位差計１８の計測値に基づいて電源２０を調節する。電流計１９が、吸収部材１２内に存在するＣｒめっき液３２を通して対極１３と炉心シュラウド２の間に流れる電流を計測する。電流計１９で計測された電流が記録され、オペレータは計測された電流を監視する。参照電極１４と炉心シュラウド２の間の電圧が、所定時間の間、連続的に所定電圧に維持され、かつ、吸収部材１２を常にＣｒめっき液３２で満たされた状態に保持するために、弁３１の開閉操作によってＣｒめっき液３２がタンク２８から吸収部材１２に断続的に供給される。対極１３と炉心シュラウド２の間に電流が流れることによって、き裂５の内面にＣｒめっき層（Ｃｒ層）４３が形成され（図８参照）、やがて、き裂５がＣｒめっき層４３によって封止される。Ｃｒめっき層４３は、ハウジング１１内で炉心シュラウド２の内面にも形成される。

対極１３と炉心シュラウド２の間に所定の電流が流れることによって、き裂５内に浸入したＣｒめっき液３２に含まれるＣｒが、き裂５の先端からき裂５の開口までのき裂５の内面に付着し、き裂５内にＣｒめっき層４３を形成する。対極１３と炉心シュラウド２の間に所定の電流が流れるように、参照電極１４と炉心シュラウド２の間に印加する電圧を、上記したように、所定電圧に調節する。すなわち、参照電極１４と炉心シュラウド２の間に印加する電圧を所定電圧に調節することによって、対極１３と炉心シュラウド２の間に所定の電流が流れ、き裂５及び炉心シュラウド２の内面にＣｒめっき層４３が形成される。

Ｃｒめっき層４３の形成によって吸収部材１２に含まれているＣｒめっき液３２のＣｒの濃度が低下する。このため、弁３１及び開閉弁５３の開閉操作、及びポンプ５２の起動、停止を断続的に行うことによって、吸収部材１２内のＣｒ濃度が低下したＣｒめっき液３２の液戻り管５１への排出、及びタンク２９から吸収部材１２へのＣｒめっき液３２の供給を周期的に行い、吸収部材１２内のＣｒ濃度を所定濃度以上に保持する。これにより、き裂５内でのＣｒめっき層４３の形成を効率良く行うことができる。

き裂５がＣｒめっき層４３で封止されたとき、弁３１が閉じられて吸収部材１２へのＣｒめっき液３２の供給が停止され、上記した開閉器が開放されて電源２０からケーブル１５への電流の供給が停止される。これにより、Ｃｒめっき工程が終了する。

その後、ステップＳ７の洗浄工程、及び図７には図示されていないが、ステップＳ５の乾燥工程が実施される。ステップＳ７の洗浄工程はステップＳ４の洗浄工程と同様に行われる。弁２６及び開閉弁５３が開けられて、タンク２４内の洗浄水２７が、ハウジング１１内に導かれる。洗浄水２７によって、吸収部材１２、炉心シュラウド２の内面及びＣｒめっき層４３の表面が洗浄され、Ｃｒめっき液３２が除去される。Ｃｒめっき液３２を含む洗浄水２７が液戻り管５１により回収タンクに回収される。洗浄が終了した後、弁２６及び開閉弁５３が閉じられ、ポンプ５２が停止される。その後、炉心シュラウド２の内面及びＣｒめっき層４３の表面が乾燥される。

次に、Ｎｉめっきが行われる。ハウジング１１が炉心シュラウド２の内面に向って再び押し付けられ、吸収部材１２が炉心シュラウド２の内面に接触する。吸収部材１２が炉心シュラウド２の内面に接触している状態で、弁３６を開いて、タンク３４内に貯えられてＮｉが所定濃度に調整されたＮｉめっき液３７を、注入管３５を通して液供給管２２内に供給し、液供給管２２によってハウジング１１内に導く。Ｎｉめっき液３７は、吸収部材１２内に浸透し、やがて、ハウジング１１内で炉心シュラウド２の内面及びＣｒめっき層４３の表面に接触する。この状態で開閉器が閉じられ、電源２０からケーブル１５に電流が供給される。この電流は、対極１３から、吸収部材１２内のＮｉめっき液３７を流れて炉心シュラウド２に到達し、ケーブル１７を経て電源２０に戻る。

Ｃｒめっきのときと同様に、電位差計１８が参照電極１４と炉心シュラウド２の間の電圧を計測し、オペレータはこの電圧が所定電圧になるように電源２０を調節する。結果的に、対極１３と炉心シュラウド２の間に所定の電流が流れ、吸収部材１２内のＮｉめっき液３７に含まれたＮｉが、ハウジング１１内で、炉心シュラウド２の内面及びＣｒめっき層４３の表面に付着する。したがって、Ｎｉめっき層４４（図８参照）が、き裂５を封止したＣｒめっき層４３及びＣｒめっき層４３とき裂５の内面との接触面を覆って炉心シュラウド２の内面に掛けて形成される。

Ｎｉめっき層４４の形成によって吸収部材１２に含まれているＮｉめっき液３７のＮｉの濃度が低下する。このため、弁３６及び開閉弁５３の開閉操作、及びポンプ５２の起動、停止を断続的に行うことによって、吸収部材１２内のＮｉ濃度が低下したＮｉめっき液３７の液戻り管５１への排出、及びタンク３４から吸収部材１２へのＮｉめっき液３７の供給を周期的に行って、吸収部材１２内のＮｉ濃度を所定濃度以上に保持する。これにより、き裂５内でのＮｉめっき層４４の形成を効率良く行うことができる。

所定厚みのＮｉめっき層４４がＣｒめっき層４３の表面及び炉心シュラウド２の内面に連続して形成されたとき、弁３６が閉じられ、吸収部材１２へのＮｉめっき液３７の供給が停止される。さらに、上記した開閉器が開放され、電源２０からケーブル１５への電流の供給が停止される。これにより、Ｎｉめっきが終了する。

その後、ステップＳ７の洗浄工程及びステップＳ５の乾燥工程が、Ｃｒめっき終了後と同様に、実施される。弁２６及び開閉弁５３が開けられて、タンク２４内の洗浄水２７が、ハウジング１１内に導かれる。洗浄水２７によって、吸収部材１２、炉心シュラウド２の内面及びＮｉめっき層４４の表面が洗浄され、Ｎｉめっき液３７が除去される。Ｎｉめっき液３７を含む洗浄水２７が液戻り管５１により回収タンクに回収される。洗浄終了後に、弁２６及び開閉弁５３が閉じられ、ポンプ５２が停止される。その後、炉心シュラウド２の内面及びＮｉめっき層４４の表面が乾燥される。

以上の工程の終了によって１つのき裂５の補修が終了する。補修が必要な別のき裂５が炉心シュラウド２の内面に存在する場合には、そのき裂５の近傍の、炉心シュラウドの内面に、吸収部材１２を内蔵するハウジング１１を押し付けて、ステップＳ３〜Ｓ７の各工程によるき裂の補修を実施する。炉心シュラウド５に存在する全てのき裂５に対して補修が終了したとき、炉心シュラウド２に対するき裂の補修が終了する。

ハウジング１１が原子炉圧力容器１外に搬出され、原子炉圧力容器１及び原子炉ウェル４内に冷却水が充填される。燃料交換機を用いて燃料貯蔵プールに保管していた燃料集合体（新燃料集具体を含む）が炉心に装荷される。気水分離器及び蒸気乾燥器が原子炉圧力容器１内に設置され、原子炉圧力容器１の上端部に蓋が取り付けられ、原子炉圧力容器１が密封される。定期検査が終了した後、沸騰水型原子炉が起動される。

沸騰水型原子炉の定格出力運転時に、原子炉圧力容器１に接続された給水配管（図示せず）から水素注入を行い、この水素が原子炉圧力容器１内の炉水に供給される。このような炉水への水素注入により、炉水と接触する、原子炉の構造部材の腐食電位が−０．１Ｖｖｓ．ＳＨＥ以下となる。

本実施例によれば、き裂５をＣｒめっき層（Ｃｒ層）４３で封止しているので、構造部材に生じたき裂の進展を抑制することができる。さらに、き裂５を封止したＣｒめっき層（Ｃｒ層）４３の表面及びこのＣｒめっき層４３とき裂５の内面との接触面を覆って炉心シュラウド２の内面に掛けて、酸素を含む炉水に接触したときの腐食電位がＣｒめっき層４３よりも低いＮｉめっき層（Ｎｉ層）４４を形成している。このように、本実施例では、き裂５の補修によりＣｒめっき層４３及びこのＣｒめっき層４３とき裂５の内面との接触面を覆ったＮｉめっき層４４が、酸素を含む炉水と接触するので、特開平８−１７６８８１号公報のようにき裂内をＣｒ層で封止した場合に比べて、き裂の進展をさらに抑制することができる。

本実施例によれば、Ｃｒめっき層４３によるき裂５の封止により、このき裂５内での硫酸イオンの濃縮が生じなく、さらに、炉心シュラウド２を構成する金属元素の、そのき裂５の先端からの溶出を防止できる。Ｃｒめっき層４３及びＮｉめっき層４４の形成は、室温での施工であるため、入熱量が非常に小さい。このように、本実施例は、特開２００１−２４２２８０号公報及び特開２０００−２３０９９６号公報のように、き裂を補修する際に構造部材に熱を加えることがないので、溶融した構造部材の固化に伴う引張残留応力の発生を懸念する必要がない。

対極１３が挿入されている吸収部材１２を炉心シュラウド２の内面に接触させた状態で、吸収部材１２に、Ｃｒめっき液３２及びＮｉめっき液３７を順次供給するので、原子炉圧力容器２内にめっき液を満たす必要が無く、炉心シュラウド２の、き裂５が存在する局所的な部分にＣｒめっき層４３及びＣｒめっき層４３を覆ったＮｉめっき層４４を容易に形成することができる。

本実施例では、き裂５内でのＣｒめっき層４３の形成時に参照電極１４と炉心シュラウド１の間の電圧を電位差計１８で計測し、この電圧の計測値に基づいて参照電極１４と炉心シュラウド１の間の電圧を設定電圧に調節するので、き裂が存在している、構造部材である炉心シュラウド２の電位を一定に保持することができる。このため、き裂５内でのＣｒめっき層４３の形成が効率良く行うことができる。本実施例では、Ｃｒめっき層４３の表面にＮｉめっき層４４を形成するときにも、参照電極１４と炉心シュラウド１の間の電圧の計測値に基づいて参照電極１４と炉心シュラウド１の間の電圧を設定電圧に調節している。したがって、Ｃｒめっき層４３の表面及び炉心シュラウド２の内面へのＮｉめっき層４４の形成を効率良く行うことができる。

水素注入により炉水に含まれる酸素の濃度が１００ｐｐｂ以下に低減されたとき、腐食の駆動力である「酸素の還元反応」による電流がＣｒより小さくなるため(図４参照)、き裂の封止部表面（き裂５を封止したＣｒめっき層４３の表面）をＮｉめっき層４４で覆うことによって、Ｃｒめっき層４３だけの場合よりも長期間に亘ってＳＣＣを抑制することができる。換言すれば、き裂５を封止したＣｒめっき層４３の表面をＮｉめっき層４４で覆うことによって腐食電位をさらに低減させることができるので、構造部材である炉心シュラウド２からの金属元素イオン（例えば、鉄（II）イオン）の溶出を抑制することができ、さらに、炉心シュラウド２と接触する炉水に含まれた酸化種の還元反応速度を低下させることができる。この結果、炉心シュラウド２に生じたき裂５の進展速度を、より長期に亘って抑制することができる。形成されたＮｉ層による、Ｃｒ層だけを形成したときよりも腐食の駆動力を弱める作用は、炉水の酸素濃度が１００ｐｐｂ以下になったときに発揮される。

原子炉圧力容器１に接続されてタービン（図示せず）に蒸気を導く主蒸気配管（図示せず）の表面線量率を上昇させない水素濃度になるように炉水に水素を注入した場合には、その炉水の酸素濃度は数ｐｐｂまで低下する。本実施例では、炉水の酸素濃度が、１００ｐｐｂ以下の範囲で、例えば、５０ｐｐｂのような高濃度になる水素注入であっても、ＳＣＣの駆動力を抑制することができる。このため、水素の炉水への注入量を減少することができる。

一方のみが開放されたハウジング１１は、吸収部材１２の支持部材である。このため、ハウジング１１の替りに、板状部材で吸収部材１２を支持することも可能である。液供給管２２の、活性化液４２等の各種の液を放出する放出口を、吸収部材１２の真上に配置して、吸収部材１２への各種の液の供給を容易にし、液戻り管５１を、吸収部材１２を支持する板状部材に接続する。

本発明の他の実施例である実施例２の構造部材のき裂進展抑制方法を、図９を用いて説明する。本実施例も、沸騰水型原子炉の構造部材に対して適用される。

本実施例の構造部材のき裂進展抑制方法は、実施例１の構造部材のき裂進展抑制方法で用いたき裂補修装置１０の替りに、き裂補修装置１０Ａを用いる点で、実施例１と異なっている。き裂補修装置１０Ａは、き裂補修装置１０に、走査装置４５を付加した構成を有する。き裂補修装置１０Ａの走査装置４５以外の構成は、き裂補修装置１０と同じである。

走査装置４５は、周方向位置決め装置４６、水平方向位置決め装置４７及び高さ方向位置決め装置４８を有する。周方向位置決め装置４６は、運転床３の床面に施設された環状レール４９上に設置され、環状レール４９に沿って移動する。水平方向位置決め装置４７は、周方向位置決め装置４６に設置され、水平方向に移動する。高さ方向位置決め装置４８は、水平方向位置決め装置４７に設置され、上下方向に移動する。吸収部材１２を内蔵したハウジング１１が、高さ方向位置決め装置４８に取り付けられる。

沸騰水型原子炉の運転が停止されて、原子炉圧力容器１の蓋が取り外され、原子炉圧力容器１内から気水分離器及び蒸気乾燥器が取り出され、さらに、炉心に装荷されている全燃料集合体が燃料貯蔵プールに搬送された後、走査装置４５が運転床３上で環状レール４９上に移動可能に設置される。

本実施例の構造部材のき裂進展抑制方法においても、図７に示すステップＳ１〜Ｓ７の各工程が実施される。ステップＳ１及びＳ２は、実施例１と同様に実施される。

ステップＳ３の表面活性化処理では、実施例１において作業員が行っていたハウジング１１の移動が走査装置４５によって行われる。周方向位置決め装置４６を環状レール４９に沿って周方向に移動させ、水平方向位置決め装置４７を水平方向で原子炉圧力容器１の半径方向に移動させ、高さ方向位置決め装置４８を上下方向に移動させることによって、ハウジング１１に保持される吸収部材１２を、炉心シュラウドに存在する１つのき裂５に対向させることができる。その後、水平方向位置決め装置４７を駆動して、吸収部材１２、を炉心シュラウド２の、き裂５近傍の内面に向って移動させ、その内面に接触させる。実施例１と同様に、タンク３９内の活性化液４２を吸収部材１２に供給して、吸収部材１２が接触している炉心シュラウド２の内面及びき裂５の内面に形成された不働態皮膜が除去される。

その後、実施例１と同様に、ステップＳ４〜Ｓ７の各工程が順次行われ、き裂５がＣｒめっき層４３で封止され、Ｃｒめっき層４３の表面にＮｉめっき層４４が形成される。実施例１で作業員が行っていたハウジング１１の移動は、全て、走査装置４５によって行われる。

全てのき裂５に対する補修が完了した後、高さ方向位置決め装置４８が上方に向って移動され、ハウジング１１を運転床３の上方まで移動させる。さらに、水平方向位置決め装置４７を駆動してハウジング１１を運転床３の上方まで移動させる。この状態でハウジング１１を高さ方向位置決め装置４８から取り外す。走査装置４５も運転床３から撤去し、燃料集合体の炉心への装荷、気水分離器及び蒸気乾燥器の原子炉圧力容器１内への設置、原子炉圧力容器１の蓋による密封を行う。定期検査が終了した後、沸騰水型原子炉が起動される。

本実施例は、実施例１で生じた各効果を得ることができる。さらに、ハウジング１１の移動を走査装置４５で行うので、作業員の負担が非常に軽減される。

本発明の他の実施例である実施例３の構造部材のき裂進展抑制方法を、図１０を用いて説明する。本実施例も、沸騰水型原子炉の構造部材に対して適用される。

実施例の構造部材のき裂進展抑制方法は、実施例１及び２と異なり、ステップＳ６のめっき処理においてＣｒめっきを実施しなくＮｉめっきだけを実施する。本実施例で用いるき裂補修装置１０Ｂは、実施例２で用いるき裂補修装置１０ＡからＣｒめっき液供給装置２８を取り除いた構成を有する。すなわち、き裂補修装置１０Ｂのめっき液供給装置２１Ａは、液供給管（例えば、可撓性のホース）２２、洗浄水供給装置２７、Ｎｉめっき液供給装置３３、活性化液供給装置３８及び液戻り管（例えば、可撓性のホース）５１を有する。めっき液供給装置２１ＡはＣｒめっき液供給装置２８を有していない。めっき液供給装置２１ＡのＣｒめっき液供給装置２８以外の部分の構成はめっき液供給装置２１と同じである。き裂補修装置１０Ｂは、Ｃｒめっき液供給装置２８を有していない点を除いて、き裂補修装置１０Ａと同じ構成を有する。

本実施例においても、ハウジング１１は、実施例２と同様に、高さ方向位置決め装置４８に取り付けられ、ハウジング１１の移動が走査装置４５によって行われる。

実施例の構造部材のき裂進展抑制方法では、図７に記載されたステップＳ１〜Ｓ７の各工程が実施される。しかしながら、本実施例では、上記したように、ステップＳ６のめっき処理の工程において、Ｃｒめっきが実施されず、Ｎｉめっきが実施される。本実施例におけるめっき処理は、実施例１でのめっき処理と同様に実施される。吸収部材１２が、炉心シュラウド２の、き裂５近傍の内面に、走査装置４５によって押し付けられる。

タンク３４内のＮｉめっき液３７が、液供給管２２を通って吸収部材１２に供給される。吸収部材１２内のＮｉめっき液３７が、炉心シュラウド２の内面に接触し、さらに、き裂５内に浸入する。電源２０からケーブル１５に供給された電流は、対極１３から吸収部材１２内のＮｉめっき液３７を伝わって炉心シュラウド２へと流れ、ケーブル１７を経て電源２０に戻る。このため、Ｎｉめっき液３７に含まれたＮｉが、き裂５の内面に付着し、き裂５の内面にＮｉめっき層４４Ａ（図１１参照）が形成され、き裂５がＮｉめっき層４４Ａによって封止される。Ｎｉめっき層４４Ａは炉心シュラウド２の内面にも形成される。すなわち、炉心シュラウド２に生じているき裂５内にＮｉめっき層４４Ａを形成してＮｉめっき層４４Ａによりき裂を封止し、Ｎｉめっき層４４Ａが、き裂５内に形成されたＮｉめっき層４４Ａの部分とき裂５の内面との接触面を覆って炉心シュラウド２の内面に掛けて形成される。

Ｎｉめっきが終了した後、実施例１と同様に、ステップＳ７において、洗浄水２７による吸収部材１２及びＮｉめっき層４４Ａの表面の洗浄が行われる。その後、Ｎｉめっき層４４Ａの表面が乾燥される。

その後、実施例２と同様に、走査装置４５を駆動してハウジング１１を運転床３上に移動させ、ハウジング１１を高さ方向位置決め装置４８から取り外す。そして、所定の作業を行い、沸騰水型原子炉を起動できる状態に復帰させる。

本実施例は、き裂５をＮｉめっき層（Ｎｉ層）４４Ａで封止し、Ｎｉめっき層４４Ａが、き裂５内のＮｉめっき層４４Ａの部分とき裂５の内面との接触面を覆って炉心シュラウド２の内面に掛けて形成される。このような本実施例は、酸素を含む炉水と接触したときにＣｒ層よりも腐食電位が小さくなるＮｉ層でき裂５を封止し、さらに、き裂５内のＮｉめっき層４４Ａの部分とき裂５の内面との接触面を覆って炉心シュラウド２の内面に掛けてＮｉ層を形成するので、炉心シュラウド２（構造部材）に生じたき裂５の進展を、特開平８−１７６８８１号公報よりも、さらに抑制することができる。本実施例は、Ｃｒめっきを行わないので、実施例１及び２に比べてき裂の補修に要する時間を短縮することができる。

本実施例において参照電極１４を使用しない理由は、対極１３と模擬構造部材の間の電圧を事前に計測し、対極１３と実際の構造部材（例えば、炉心シュラウド２）の間の電圧が、計測されたその電圧になるように、電源２０を予め調節するからである。対極１３と模擬構造部材間の電圧の事前計測について説明する。対極１３を設けた吸収部材１１を、原子炉の構造部材と同じ材質で製作した模擬構造部材に接触させて、吸収部材１１にＮｉめっき液を浸透させ、対極１３と模擬構造部材の間に電圧を印加し、模擬構造部材の表面にＮｉめっき層が形成される時点での対極１３と模擬構造部材間の電圧を計測する。この電圧の計測値に基づいて、電源２０が予め調節される。

本実施例においても、実施例１及び２のように、吸収部材１０に参照電極１４を設けてもよい。

なお、実施例１及び２においても、本実施例と同様に、参照電極１４、ケーブル１６及び電位差計１８を削除し、事前に計測した、Ｃｒめっき時の電圧及びＮｉめっき時の電圧になるように電源２０を予め調節してもよい。実施例１及び２では、Ｃｒめっき液３２及びＮｉめっき液３７を用いるので、吸収部材１１にＣｒめっき液３２を浸透させた場合、及び吸収部材１１にＮｉめっき液３７を浸透させた場合のそれぞれにおいて、対極１３と模擬構造部材の間の電圧を計測する必要がある。

実施例１〜３のそれぞれの構造部材のき裂進展抑制方法は、沸騰水型原子炉の原子炉圧力容器１内に設けられた炉心シュラウド２以外の炉内構造物の表面に、万が一、き裂が生じた場合においても、このき裂の補修に適用することができる。さらに、実施例１〜３のそれぞれの構造部材のき裂進展抑制方法は、加圧水型原子炉の構造部材にき裂が生じた場合にも適用することができる。

１…原子炉圧力容器、２…炉心シュラウド、３…運転床、５…き裂、１０，１０Ａ，１０Ｂ…き裂補修装置、１１…ハウジング、１２…吸収部材、１５，１７…ケーブル、１８…電位差計、２０…電源、２３…洗浄水供給装置、２４，２９，３４，３９…タンク、２８…Ｃｒめっき液供給装置、３３…Ｎｉめっき液供給装置、３８…活性化液供給装置、４３…Ｃｒめっき層、４４，４４Ａ…Ｎｉめっき層、４５…走査装置、４６…周方向位置決め装置、４７…水平方向位置決め装置、４８…高さ方向位置決め装置。

Claims (8)

1. 原子炉の運転が停止されている状態で前記原子炉の構造部材に生じているき裂内に電気めっきによりＣｒ層を形成して前記Ｃｒ層により前記き裂を封止し、Ｎｉ層を、電気めっきにより、前記き裂を封止した前記Ｃｒ層及び前記Ｃｒ層と前記き裂の内面との接触面を覆って前記構造部材の表面に掛けて形成することを特徴とする構造部材のき裂進展抑制方法。
2. 前記き裂内への前記Ｃｒ層の形成は、前記構造部材の、前記き裂が存在する部分の表面に、第１電極が挿入された吸収部材を接触させ、前記吸収部材にＣｒめっき液を供給し、前記吸収部材に浸透した前記Ｃｒめっき液を介して前記第１電極と前記構造部材の間に電流を流すことによって行われ、
   前記Ｃｒ層の表面への前記Ｎｉ層の形成は、前記吸収部材を洗浄した後に、前記構造部材の、前記き裂が存在する部分の前記表面に接触した前記吸収部材にＮｉめっき液を供給し、前記吸収部材に浸透した前記Ｎｉめっき液を介して前記第１電極と前記構造部材の間に電流を流すことによって行われる請求項１に記載の構造部材のき裂進展抑制方法。
3. 前記構造部材の前記表面に接触された前記吸収部材内に挿入された第２電極と前記構造部材間の電圧を電圧検出器で計測し、前記電圧検出器で計測された電圧に基づいて前記第２電極と前記構造部材間の前記電圧を設定電圧に調節する請求項２に記載の構造部材のき裂進展抑制方法。
4. 原子炉の運転が停止されている状態で前記原子炉の構造部材に生じているき裂内に電気めっきによりＮｉ層を形成して前記Ｎｉ層により前記き裂を封止し、前記Ｎｉ層を、前記電気めっきにより、前記き裂内に形成された前記Ｎｉ層の部分と前記き裂の内面との接触面を覆って前記構造部材の表面に掛けて形成したことを特徴とする構造部材のき裂進展抑制方法。
5. 前記Ｎｉ層の形成は、前記構造部材の、前記き裂が存在する部分の表面に、電極が挿入された吸収部材を接触させ、前記吸収部材にＮｉめっき液を供給し、前記吸収部材に浸透した前記Ｎｉめっき液を介して前記電極と前記構造部材の間に電流を流すことによって行われる請求項４に記載の構造部材のき裂進展抑制方法。
6. 前記吸収部材への前記めっき液の供給は液供給管を用いて行う請求項２，３及び５のいずれか１項に記載の構造部材のき裂進展抑制方法。
7. 前記吸収部材の移動が走査装置によって行われる請求項２，３，５及び６のいずれか１項に記載の構造部材のき裂進展抑制方法。
8. 前記電気めっきが、前記構造部材の表面に形成された不働態皮膜を除去した後に行われる請求項１または４に記載の構造部材のき裂進展抑制方法。

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