JP2013164269A - Radiation amount reducing method for nuclear power plant constitution member and nuclear power plant - Google Patents

Radiation amount reducing method for nuclear power plant constitution member and nuclear power plant Download PDF

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秀幸 細川
Takeshi Ito
伊藤  剛
Makoto Nagase
誠 長瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation amount reducing method for a nuclear power plant constitution member that can suppress adherence of a radionuclide at the time of execution of a hydrogen injection and at the time of non-execution of the hydrogen injection.SOLUTION: A radiation amount reducing method for a nuclear power plant constitution member comprises the steps of: polishing an inner surface of piping for replacement (S2); immersing the piping in mixed solution of 3% HF and 10% HNOand forming a passive film containing Cr as a principal component on the inner surface of the piping (S3); supplying film formation liquid whose pH value containing iron (II)ion, hydrogen peroxide and hydrazine is within a range of 5.5 to 9.0 into the piping in which the passive film is formed on the inner surface and forming a ferrite film by covering a surface of the passive film (S4); stopping operation of a reactor and executing chemical decontamination of an inner surface of recirculation system piping to be connected to the piping (S5); cutting and removing a replacement portion of the recirculation system piping (S6); and connecting the piping in which the passive film and the ferrite film are formed thereon to the cut portion of the recirculation system piping (S7).

Description

本発明は、原子力プラント構成部材の線量低減方法及び原子力プラントに係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子力プラント構成部材の線量率低減方法及び原子力プラントに関する。   The present invention relates to a nuclear plant plant component dose reduction method and a nuclear plant, and more particularly to a nuclear plant plant component dose rate reduction method and a nuclear plant suitable for application to a boiling water nuclear plant.

例えば、沸騰水型原子力プラント(以下、BWRプラントという)は、原子炉圧力容器(RPVと称する)内に炉心を内蔵した原子炉を有する。再循環ポンプ(またはインターナルポンプ)によって炉心に供給された炉水は、炉心内に装荷された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気は、RPVからタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水として原子炉に供給される。給水は、RPV内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で主として金属不純物が除去される。炉水とは、RPV内に存在する冷却水である。   For example, a boiling water nuclear power plant (hereinafter referred to as a BWR plant) has a nuclear reactor with a core built in a reactor pressure vessel (referred to as RPV). The reactor water supplied to the core by the recirculation pump (or internal pump) is heated by the heat generated by the fission of nuclear fuel material in the fuel assembly loaded in the core, and a part thereof becomes steam. This steam is led from the RPV to the turbine and rotates the turbine. The steam exhausted from the turbine is condensed in a condenser to become water. This water is supplied to the reactor as feed water. In the feed water, in order to suppress the generation of radioactive corrosion products in the RPV, metal impurities are mainly removed by a filtration demineralizer provided in the feed water pipe. Reactor water is cooling water present in the RPV.

また、放射性腐食生成物の元となる腐食生成物は、RPV及び再循環系配管等のBWRプラントの構成部材の炉水と接する表面で発生するため、主要な一次系の構成部材には腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などの不銹鋼が使用されている。また、低合金鋼製のRPVは内面にステンレス鋼の肉盛りが施され、低合金鋼が、直接、炉水と接触することを防いでいる。さらには、炉水の一部を原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって浄化し、炉水中に僅かに存在する金属不純物を積極的に除去している。   In addition, corrosion products that are the source of radioactive corrosion products are generated on the surface of the BWR plant components such as RPV and recirculation piping that come into contact with the reactor water. Fewer stainless steels and stainless steels such as nickel-base alloys are used. In addition, the low alloy steel RPV has a stainless steel overlay on the inner surface to prevent the low alloy steel from coming into direct contact with the reactor water. Furthermore, a part of the reactor water is purified by a filter demineralizer of the reactor purification system to positively remove metal impurities that are slightly present in the reactor water.

しかし、上述のような腐食対策を講じても、炉水中における極僅かな金属不純物の存在が避けられないため、一部の金属不純物が、金属酸化物として、燃料集合体に含まれる燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した不純物(例えば、金属元素)は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂により放出される中性子の照射によっ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等の放射性核種になる。   However, even if the above-described corrosion countermeasures are taken, the presence of very few metal impurities in the reactor water is inevitable, so some metal impurities are converted into metal oxides to the fuel rods contained in the fuel assembly. Adhere to the surface. Impurities (for example, metal elements) adhering to the surface of the fuel rod cause a nuclear reaction by irradiation of neutrons released by fission of nuclear fuel material in the fuel rod, and radioactive such as cobalt 60, cobalt 58, chromium 51, manganese 54, etc. Become a nuclide.

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。しかしながら、一部の放射性核種は、取り込まれている酸化物の溶解度に応じて炉水中にイオンとして溶出したり、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たりする。炉水に含まれる放射性物質は、RPVに連絡された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系で除去されなかった放射性物質は炉水とともに再循環系などを循環している間に、原子力プラントの構成部材(例えば、配管)の炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構成部材の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の原因となる。   These radionuclides remain mostly attached to the fuel rod surface in the form of oxides. However, some radionuclides are eluted as ions in the reactor water depending on the solubility of the incorporated oxide, or re-released into the reactor water as an insoluble solid called a clad. The radioactive material contained in the reactor water is removed by the reactor purification system communicated with the RPV. The radioactive material that has not been removed by the reactor purification system is accumulated on the surface of the nuclear plant component (for example, piping) that contacts the reactor water while circulating in the recirculation system together with the reactor water. As a result, radiation is radiated from the surface of the component member, which causes radiation exposure of workers during regular inspection work.

その従事者の被曝線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されている。近年この規定値が引き下げられ、各人の被曝線量を可能な限り低くする必要が生じている。   The exposure dose of the worker is managed so that it does not exceed the prescribed value for each person. In recent years, this regulation value has been lowered, and it has become necessary to reduce the exposure dose of each person as much as possible.

そこで、配管の炉水と接触する表面への放射性核種の付着を低減する方法、及び炉水中の放射性核種の濃度を低減する方法が様々検討されている。例えば、特開2006−38483号公報、特開2007−192745号公報及び特開2007−24644号公報には、原子力プラント構成部材の炉水と接触する表面にフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜を形成し、その構成部材への放射性核種の付着を抑制する方法が提案されている。原子力プラントの構成部材の炉水と接触する表面へのフェライト皮膜の形成によって、原子力プラントの運転後において、その構成部材の表面に放射性核種が付着することが抑制される。この放射性核種付着抑制方法では、鉄(II)イオンを含むギ酸水溶液,過酸化水素及びヒドラジンを含み、常温から100℃の範囲に加熱された処理液を、その構成部材表面に接触させてその表面にフェライト皮膜を形成する。   Therefore, various methods for reducing the adhesion of radionuclides to the surface of the piping in contact with the reactor water and methods for reducing the concentration of radionuclides in the reactor water have been studied. For example, in JP-A-2006-38483, JP-A-2007-192745, and JP-A-2007-24644, a magnetite film that is a ferrite film is formed on the surface of a nuclear plant component that contacts the reactor water, A method for suppressing the attachment of the radionuclide to the constituent member has been proposed. Formation of a ferrite film on the surface of the nuclear plant component that contacts the reactor water prevents the radionuclide from adhering to the surface of the nuclear component after the operation of the nuclear plant. In this radionuclide adhesion suppression method, a formic acid aqueous solution containing iron (II) ions, hydrogen peroxide and hydrazine, and a treatment liquid heated to a temperature ranging from room temperature to 100 ° C. are brought into contact with the surface of the constituent member to obtain the surface. A ferrite film is formed on the surface.

特開2000−105295号公報には、酸化除染及び還元除染を含む化学除染が記載されている。   JP 2000-105295 A describes chemical decontamination including oxidative decontamination and reductive decontamination.

特開2006−38483号公報JP 2006-38483 A 特開2007−192745号公報JP 2007-192745 A 特開2007−24644号公報JP 2007-24644 A 特開2000−105295号公報JP 2000-105295 A

特開2006−38483号公報に記載された原子力プラント構成部材への放射性核種の付着抑制方法は、フェライト皮膜を形成して原子力プラント構成部材の腐食を抑制し、腐食皮膜の成長に伴って生じる放射性核種の付着を抑制して原子力発電プラントの再循環配管の表面線量率を低減することができる。発明者らは、特開2006−38483号公報に記載された方法により原子力プラント構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の線量率低減について詳細な検討を行った。この結果、フェライト皮膜による線量率低減効果には腐食電位依存性のあることがわかり、−0.5Vvs.SHEでは−0.2Vvs.SHEに比べて効果が減少していることがわかった。同時に行った不動態皮膜処理を施した試験片の結果からは、−0.2Vvs.SHEでは線量率低減効果が見られないものの、−0.5Vvs.SHEではフェライト皮膜を上回る線量率低減効果が認められた。   The method for suppressing the attachment of radionuclides to nuclear plant components described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-38483 suppresses the corrosion of nuclear plant components by forming a ferrite film, and the radioactivity generated as the corrosion film grows. It is possible to reduce the surface dose rate of the recirculation piping of the nuclear power plant by suppressing the adhesion of nuclides. The inventors conducted a detailed study on the dose rate reduction of the ferrite film formed on the surface of the nuclear plant component by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-38483. As a result, it was found that the dose rate reduction effect by the ferrite film was dependent on the corrosion potential, and was −0.5 Vvs. In SHE, -0.2Vvs. It was found that the effect was reduced compared to SHE. From the result of the test piece subjected to the passive film treatment performed at the same time, -0.2 Vvs. Although the dose rate reduction effect is not seen in SHE, -0.5 Vvs. In SHE, the dose rate reduction effect exceeding the ferrite film was recognized.

本発明の目的は、水素注入の実施時及び水素注入の不実施時において放射性核種の付着を抑制することができる原子力プラント構成部材の線量低減方法及び原子力プラントを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a nuclear power plant dose reduction method and a nuclear power plant capable of suppressing the attachment of radionuclides when hydrogen injection is performed and when hydrogen injection is not performed.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、ステンレス鋼製の原子力プラント構成部材の第1表面にこの第1表面を覆って前記ステンレス鋼に含まれる元素の少なくとも一部を含む不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の第2表面にこの第2表面を覆ってフェライト皮膜を形成することにある。   A feature of the present invention that achieves the above-described object is that a passive film including at least a part of elements contained in the stainless steel is formed on the first surface of a nuclear power plant component made of stainless steel so as to cover the first surface. The second surface of the passive film is to cover the second surface and form a ferrite film.

ステンレス鋼製の原子力プラント構成部材の第1表面にこの第1表面を覆って前記ステンレス鋼に含まれる元素の少なくとも一部を含む不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の第2表面にこの第2表面を覆ってフェライト皮膜を形成するので、原子炉内への水素注入の実施時及び水素注入の不実施時において原子力プラント構成部材への放射性核種の付着を抑制することができる。特に、原子炉内の冷却材への水素注入が中断されて腐食電位が増大した状態でも、不動態皮膜がフェライト皮膜で覆われているので、不動態皮膜に含まれる元素の溶出を抑制することができ、放射性核種の原子力プラント構成部材への付着をフェライト皮膜によって抑制できる。また、水素注入が行われている状態では、放射性核種の原子力プラント構成部材への付着を不動態皮膜によって抑制することができる。   A passive film containing at least a part of the elements contained in the stainless steel is formed on the first surface of the nuclear power plant component made of stainless steel so as to cover the first surface, and this passive film is formed on the second surface of the passive film. Since the ferrite film is formed so as to cover the second surface, it is possible to suppress the attachment of radionuclides to the nuclear plant components when hydrogen injection into the nuclear reactor is performed and when hydrogen injection is not performed. In particular, even when hydrogen injection into the coolant in the reactor is interrupted and the corrosion potential is increased, the passive film is covered with a ferrite film, so it is possible to suppress the elution of elements contained in the passive film. The adhesion of the radionuclide to the nuclear plant component can be suppressed by the ferrite film. Moreover, in the state in which hydrogen injection is performed, adhesion of the radionuclide to the nuclear plant constituent member can be suppressed by the passive film.

本発明によれば、水素注入の実施時及び水素注入の不実施時において放射性核種の原子力プラント構成部材への付着を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, adhesion of a radionuclide to a nuclear power plant structural member can be suppressed when hydrogen injection is performed and when hydrogen injection is not performed.

本発明の好適な一実施例である実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process implemented in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 1 which is one suitable Example of this invention. 実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法において使用する皮膜形成装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the membrane | film | coat formation apparatus used in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 1. FIG. 実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法が適用される沸騰水型原子力プラントの構成図である。It is a block diagram of the boiling water type nuclear power plant to which the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 1 is applied. 実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法において図3に示す沸騰水型原子力プラントに接続される除染装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the decontamination apparatus connected to the boiling water type nuclear power plant shown in FIG. 3 in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 1. FIG. Co−60付着量の腐食電位と金属試料の表面状態の依存性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the dependence of the corrosion potential of Co-60 adhesion amount, and the surface state of a metal sample. 本発明の他の実施例である実施例2の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process implemented in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 2 which is another Example of this invention. 実施例2の原子力プラント構成部材の線量低減方法において使用する化学除染装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the chemical decontamination apparatus used in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 2. 本発明の他の実施例である実施例3の原子力プラント構成部材の線量低減方法において実施される工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process implemented in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 3 which is another Example of this invention. 実施例3の原子力プラント構成部材の線量低減方法において使用する皮膜形成装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the membrane | film | coat formation apparatus used in the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 3. FIG. 実施例3の原子力プラント構成部材の線量低減方法を適用する再循環系の構成図である。It is a block diagram of the recirculation system to which the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of Example 3 is applied. 図10に示す再循環系への図9に示す皮膜形成装置の接続状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection state of the film formation apparatus shown in FIG. 9 to the recirculation system shown in FIG.

発明者らは、水素注入の実施時及び水素注入の不実施時において放射性核種の取り込みを抑制できる対策を種々検討した。この対策を検討する過程において、発明者らは、原子力プラント構成部材の炉水と接触する表面への不動態皮膜の形成に着目した。   The inventors studied various measures that can suppress the incorporation of radionuclides when hydrogen injection is performed and when hydrogen injection is not performed. In the process of studying this countermeasure, the inventors paid attention to the formation of a passive film on the surface of the nuclear plant component that contacts the reactor water.

しかしながら、発明者らは、炉水に水素が注入された環境である腐食電位−0.5Vvs.SHEにおける、不動態皮膜を形成させたステンレス鋼部材への放射性Co−60の蓄積は、不動態皮膜を形成していないステンレス鋼部材に比べて少なくなるが、この不動態皮膜は腐食電位の高い環境に曝されると不動態皮膜に含まれるCr酸化物が酸化されて6価のクロム酸イオンとして高温水中に溶出するため、放射性Co−60の蓄積抑制効果はなくなってしまうことを見出した。このため、不動態皮膜をステンレス鋼部材の炉水に接触する表面に形成しただけでは、炉水への水素注入を中断する可能性のある沸騰水型原子力プラントの実機運転条件において、放射性Co−60の蓄積の抑制を継続することが難しいことが判明した。そこで、発明者らは、原子力プラント構成部材の炉水に接触する表面に形成された、腐食電位の高い環境で溶出し易い不動態皮膜の表面を、さらに、フェライト皮膜で被覆する方法を新たに考え出した。沸騰水型原子力プラントの実機の水質で経験する腐食電位−0.5Vvs.SHE〜+0.2vs.SHEの環境で形成される酸化物を分析するとフェライトが見られる。このフェライトで不動態皮膜の表面を被覆すれば、水素注入が中断された高電位の炉水に曝されたとき、フェライト層が不動態皮膜と高電位の炉水の接触を防止するため、不動態皮膜からのCrの溶出が生じなく、不動態皮膜が原子力プラント構成部材の表面に維持される。   However, the inventors have found that the corrosion potential is −0.5 Vvs. In SHE, the accumulation of radioactive Co-60 in a stainless steel member formed with a passive film is less than that in a stainless steel member without a passive film, but this passive film has a high corrosion potential. It has been found that when exposed to the environment, Cr oxide contained in the passive film is oxidized and eluted as hexavalent chromate ions in high-temperature water, so that the effect of suppressing the accumulation of radioactive Co-60 is lost. For this reason, in the actual operation condition of the boiling water nuclear power plant that may interrupt the hydrogen injection into the reactor water only by forming the passive film on the surface of the stainless steel member in contact with the reactor water, the radioactive Co- It proved difficult to continue to suppress the accumulation of 60. Accordingly, the inventors have newly developed a method for further covering the surface of the passive film that is formed on the surface of the nuclear plant component that contacts the reactor water and is easily eluted in an environment with a high corrosion potential with a ferrite film. I figured it out. Corrosion potential experienced with actual water quality of boiling water nuclear power plant -0.5Vvs. SHE ~ + 0.2 vs. When the oxide formed in the SHE environment is analyzed, ferrite is observed. If the surface of the passive film is coated with this ferrite, the ferrite layer prevents contact with the passive film and the high potential reactor water when exposed to high potential reactor water where hydrogen injection is interrupted. The elution of Cr from the dynamic film does not occur, and the passive film is maintained on the surface of the nuclear plant component.

発明者らが行った上記の検討結果を、さらに詳細に説明する。   The above examination results conducted by the inventors will be described in more detail.

発明者らは、ステンレス鋼製の研磨試験片(以下、第1試験片という)、この研磨試験片の表面にフェライト皮膜の一種であるマグネタイト皮膜を形成した試験片(以下、第2試験片という)、その研磨試験片をフッ硝酸で処理してCr酸化物を含む不動態皮膜を表面に形成した試験片(以下、第3試験片という)の3つの試験片を用いて、これらの試験片へのCo−60の付着量を確認するCo−60付着試験を行った。Co−60付着試験では、沸騰水型原子炉の炉水の条件を模擬した、温度280℃、圧力7MPa、溶存酸素濃度5ppb以下、溶存水素濃度50ppbのCo−60を含む高温高圧純水を用い、この高温高圧純水に前述の3つの試験片を、所定の時間の、浸漬した。このとき、腐食電位の影響を調べる目的で、高温高圧純水に過酸化水素を5ppb注入して腐食電位を−0.2Vvs.SHEとした条件、及び高温高圧純水に過酸化水素を注入せずに腐食電位を−0.5Vvs.SHEとした条件で、それぞれ試験を行った。   The inventors have made a stainless steel polished test piece (hereinafter referred to as a first test piece) and a test piece (hereinafter referred to as a second test piece) in which a magnetite film which is a type of ferrite film is formed on the surface of the polished test piece. ), Using these three test pieces, which were treated with hydrofluoric acid to form a passive film containing Cr oxide on the surface (hereinafter referred to as the third test piece). A Co-60 adhesion test was conducted to confirm the amount of Co-60 adhered to the surface. In the Co-60 adhesion test, high-temperature high-pressure pure water containing Co-60 having a temperature of 280 ° C., a pressure of 7 MPa, a dissolved oxygen concentration of 5 ppb or less, and a dissolved hydrogen concentration of 50 ppb was used, which simulates the conditions of boiling water reactor water. The three test pieces described above were immersed in the high-temperature high-pressure pure water for a predetermined time. At this time, in order to investigate the influence of the corrosion potential, 5 ppb of hydrogen peroxide was injected into the high-temperature and high-pressure pure water so that the corrosion potential was -0.2 Vvs. The corrosion potential was set to -0.5 V vs. SHE without adding hydrogen peroxide to high-temperature high-pressure pure water. Each test was performed under the condition of SHE.

この試験結果を図5に示す。−0.2Vvs.SHEの場合、マグネタイト皮膜を形成した第2試験片のCo−60の付着量は、研磨のみを施した第1試験片のそれの約1/20に減少した。これに対して、−0.5Vvs.SHEの場合では、第2試験片のCo−60の付着量は、第1試験片のCo−60の付着量の約1/4になり、腐食電位の低下によってCo−60の付着抑制効果が低減された。不動態皮膜を形成した第3試験片のCo−60の付着量は、−0.5Vvs.SHEにおいて、第1試験片のCo−60の付着量の約1/10であり、第3試験片のCo−60の付着抑制効果が第2試験片のその効果を上回った。しかし、−0.2Vs.SHEでは、第3試験片のCo−60の付着量は第1試験片のCo−60の付着量と大差がなく、第3試験片のCo−60の付着抑制効果がほとんど生じていなかった。これは、−0.2Vvs.SHEを実現するために、高温高圧純水に注入した過酸化水素によって、第3試験片に形成された不動態皮膜に含まれる三価のCrが六価に酸化されてCrO 2−として溶出し、不動態皮膜が保護皮膜として機能しなくなったためと考えられる。三価のCrが酸化されて溶解する反応としては、例えば、式(1)に示される反応がある。 The test results are shown in FIG. -0.2Vvs. In the case of SHE, the amount of Co-60 deposited on the second test piece on which the magnetite film was formed was reduced to about 1/20 that of the first test piece on which only polishing was performed. On the other hand, -0.5 Vvs. In the case of SHE, the Co-60 adhesion amount of the second test piece is about 1/4 of the Co-60 adhesion amount of the first test piece. Reduced. The amount of Co-60 deposited on the third test piece on which the passive film was formed was -0.5 Vvs. In SHE, the adhesion amount of Co-60 of the first test piece was about 1/10, and the Co-60 adhesion suppression effect of the third test piece exceeded that of the second test piece. However, -0.2Vs. In SHE, the amount of Co-60 adhered to the third test piece was not significantly different from the amount of Co-60 adhered to the first test piece, and the Co-60 adhesion inhibiting effect of the third test piece was hardly produced. This is -0.2 Vvs. In order to realize SHE, the trivalent Cr contained in the passive film formed on the third test piece is oxidized to hexavalent and eluted as CrO 4 2− by hydrogen peroxide injected into high-temperature high-pressure pure water. However, it is considered that the passive film no longer functions as a protective film. An example of a reaction in which trivalent Cr is oxidized and dissolved is a reaction represented by Formula (1).

4FeCr+14H=2Fe+8CrO 2−+16H+6HO ……(1)
ステンレス鋼製の研磨試験片である第1試験片の表面へのCo−60付着は高温水によってステンレス鋼が腐食され、腐食によって形成される酸化皮膜が成長する際に炉水中のCo−60を成長する酸化皮膜中に取り込むことによって生じる。マグネタイト皮膜及び不動態皮膜は、ともに、第2及び第3試験片のそれぞれのステンレス鋼の表面に、直接、高温水が接触することを防止しており、それぞれのステンレス鋼の腐食を抑制して酸化皮膜の成長を抑制し、酸化皮膜へ取り込まれるはずのCo−60の付着を抑制している。従って、図5に示すCo−60の付着抑制効果は、腐食抑制効果を反映したものと言える。この腐食抑制効果はマグネタイト皮膜及び不動態皮膜において腐食電位の影響を受ける。腐食抑制効果は、−0.5Vvs.SHEでは不動態皮膜がマグネタイト皮膜よりも大きくなり、−0.2Vvs.SHEではマグネタイト皮膜が不動態皮膜よりも大きくなる。
4FeCr 2 O 4 + 14H 2 O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8CrO 4 2− + 16H + + 6H 2 O (1)
Co-60 adhesion to the surface of the first test piece, which is a polished test piece made of stainless steel, is caused when stainless steel is corroded by high-temperature water, and when an oxide film formed by the corrosion grows, Co-60 in the reactor water grows. Generated by incorporation into the growing oxide film. Both the magnetite film and the passive film prevent high-temperature water from coming into direct contact with the stainless steel surfaces of the second and third test pieces, and suppress the corrosion of each stainless steel. The growth of the oxide film is suppressed, and the adhesion of Co-60 that should be taken into the oxide film is suppressed. Therefore, it can be said that the adhesion inhibition effect of Co-60 shown in FIG. 5 reflects the corrosion inhibition effect. This corrosion inhibiting effect is affected by the corrosion potential in the magnetite film and the passive film. The corrosion inhibitory effect is -0.5 Vvs. In SHE, the passive film becomes larger than the magnetite film, and is -0.2 Vvs. In SHE, the magnetite film is larger than the passive film.

図5に示す試験結果に基づいて、発明者らは、マグネタイト皮膜と不動態皮膜を組み合わせることにより、−0.2Vvs.SHE及び−0.5Vvs.SHEの各腐食電位において、原子力プラント構成部材の腐食抑制に有効であり、Co−60付着抑制にも有効な新たな原子力プラント構成部材の線量低減方法を考え出した。新たに考え出した原子力プラント構成部材の線量低減方法では、原子力プラント構成部材である、例えば、ステンレス鋼部材の表面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面に更にフェライト皮膜、例えば、マグネタイト皮膜を形成する。このような原子力プラント構成部材の表面に不動態皮膜及びフェライト皮膜の二層の皮膜を形成し、不動態皮膜の表面をフェライト皮膜で覆っているので、−0.5Vvs.SHEでは不動態皮膜による腐食抑制効果が生じると共に、−0.2Vvs.SHEではマグネタイト皮膜による腐食抑制効果が生じる。さらに、一旦−0.2Vの環境に晒されてもマグネタイト皮膜が不動態皮膜を覆っているため、不動態皮膜が過酸化水素を含む高温水に接触することがなく、再び、−0.5Vvs.SHEの環境に変化しても、不動態皮膜に含まれるクロムが高温水に溶出することを防止できる。したがって、−0.5Vvs.SHEにおいても不動態皮膜が原子力プラント構成部材の腐食を抑制することができる。   Based on the test results shown in FIG. 5, the inventors combined a magnetite film and a passive film, so that −0.2 Vvs. SHE and -0.5 Vvs. We have devised a new method for reducing the dose of nuclear plant components that is effective in suppressing corrosion of nuclear plant components at each SHE corrosion potential and also effective in suppressing Co-60 adhesion. In a newly devised method for reducing the dose of nuclear plant components, a passive film is formed on the surface of a nuclear plant component, for example, a stainless steel member, and a ferrite film, for example, magnetite, is further formed on the surface of the passive film. Form a film. Since a two-layered film of a passive film and a ferrite film is formed on the surface of such a nuclear plant component, and the surface of the passive film is covered with a ferrite film, -0.5 Vvs. SHE produces a corrosion inhibiting effect due to a passive film, and is -0.2 Vvs. In SHE, the corrosion suppression effect by a magnetite film arises. Furthermore, since the magnetite film covers the passive film even if it is once exposed to an environment of -0.2 V, the passive film does not come into contact with high-temperature water containing hydrogen peroxide, and again, -0.5 V vs. . Even if it changes to the environment of SHE, it can prevent that the chromium contained in a passive film elutes to high temperature water. Therefore, -0.5 Vvs. Even in SHE, the passive film can suppress the corrosion of the nuclear plant components.

以上に述べた検討結果を反映した、本発明の実施例を以下に説明する。   Examples of the present invention reflecting the above-described examination results will be described below.

本発明の好適な一実施例である実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図1、図2、図3及び図4を用いて説明する。本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法は、沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A dose reduction method for a nuclear plant component according to embodiment 1, which is a preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, and 4. The method for reducing the dose of nuclear plant components of this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear plant (BWR plant).

本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法が適用される原子力プラントであるBWRプラントの概略構成を、図3を用いて説明する。BWRプラントは、原子炉49、タービン56、復水器57、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉格納容器11内に設置された原子炉49は、炉心51を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)50を有し、RPV50内にジェットポンプ52を設置している。炉心51には複数の燃料集合体(図示せず)が装荷されている。各燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は再循環ポンプ53及びステンレス鋼製の再循環系配管54を有し、再循環ポンプ53が再循環系配管54に設置されている。給水系は、復水器57とRPV50を連絡する給水配管58に、復水ポンプ59、復水浄化装置60、低圧給水加熱器61、給水ポンプ63及び高圧給水加熱器62を設置して構成される。水素注入装置66が、復水浄化装置60と低圧給水加熱器61の間で給水配管58に接続されている。原子炉水浄化系は、再循環系配管54と給水配管58を連絡する浄化系配管67に、浄化系ポンプ68,再生熱交換器69,非再生熱交換器70及び炉水浄化装置71を設置して構成される。浄化系配管67は、再循環ポンプ53より上流で再循環系配管54に接続される。   A schematic configuration of a BWR plant that is a nuclear power plant to which the method for reducing the dose of nuclear plant components according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. The BWR plant includes a reactor 49, a turbine 56, a condenser 57, a recirculation system, a reactor purification system, a water supply system, and the like. A reactor 49 installed in the reactor containment vessel 11 has a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) 50 containing a core 51, and a jet pump 52 is installed in the RPV 50. The core 51 is loaded with a plurality of fuel assemblies (not shown). Each fuel assembly includes a plurality of fuel rods filled with a plurality of fuel pellets made of nuclear fuel material. The recirculation system has a recirculation pump 53 and a stainless steel recirculation system pipe 54, and the recirculation pump 53 is installed in the recirculation system pipe 54. The water supply system is configured by installing a condensate pump 59, a condensate purification device 60, a low pressure feed water heater 61, a feed water pump 63 and a high pressure feed water heater 62 in a feed water pipe 58 connecting the condenser 57 and the RPV 50. The A hydrogen injection device 66 is connected to the feed water pipe 58 between the condensate purification device 60 and the low pressure feed water heater 61. In the reactor water purification system, a purification system pump 68, a regenerative heat exchanger 69, a non-regenerative heat exchanger 70, and a reactor water purification device 71 are installed in a purification system pipe 67 that connects the recirculation system pipe 54 and the feed water pipe 58. Configured. The purification system pipe 67 is connected to the recirculation system pipe 54 upstream from the recirculation pump 53.

RPV50内の冷却水(以下、炉水という)は、再循環ポンプ53で昇圧され、再循環系配管54を通ってジェットポンプ52のノズル(図示せず)からジェットポンプ52のベルマウス(図示せず)内に噴出される。ノズルの周囲に存在する炉水も、ノズルから噴出される噴出流の作用により、ベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ52から吐出された炉水は、炉心51に供給され、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、RPV50から主蒸気配管55を通ってタービン56に導かれ、タービン56を回転させる。タービン56に連結された発電機(図示せず)が回転され、電力が発生する。タービン56から排出された蒸気は、復水器57で凝縮され、水になる。   Cooling water in the RPV 50 (hereinafter referred to as “reactor water”) is pressurized by a recirculation pump 53, passes through a recirculation system pipe 54, and from a nozzle (not shown) of the jet pump 52 to a bell mouth (not shown) of the jet pump 52. ) The reactor water present around the nozzle is also sucked into the bell mouth by the action of the jet flow jetted from the nozzle. Reactor water discharged from the jet pump 52 is supplied to the core 51 and heated by heat generated by nuclear fission of nuclear fuel material in the fuel rods. Part of the heated reactor water becomes steam. This steam is guided from the RPV 50 through the main steam pipe 55 to the turbine 56 to rotate the turbine 56. A generator (not shown) connected to the turbine 56 is rotated to generate electric power. The steam discharged from the turbine 56 is condensed in the condenser 57 to become water.

この水は、給水として、給水配管58を通りRPV50内に供給される。給水配管58を流れる給水は、復水ポンプ59で昇圧され、復水浄化装置60で不純物が除去され、給水ポンプ63でさらに昇圧され、低圧給水加熱器61及び高圧給水加熱器62で加熱される。抽気配管64で主蒸気配管55,タービン56から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器61及び高圧給水加熱器62にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。   This water is supplied into the RPV 50 through the water supply pipe 58 as water supply. The feed water flowing through the feed water pipe 58 is boosted by the condensate pump 59, impurities are removed by the condensate purification device 60, further boosted by the feed water pump 63, and heated by the low pressure feed water heater 61 and the high pressure feed water heater 62. . Extracted steam extracted from the main steam pipe 55 and the turbine 56 by the extracted pipe 64 is supplied to the low-pressure feed water heater 61 and the high-pressure feed water heater 62, respectively, and serves as a heating source for the feed water.

本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法に用いられる皮膜形成装置1の詳細な構成を、図2を用いて説明する。皮膜形成装置1は、内部に加熱器19を設置したサージタンク17、循環配管2、鉄(II)イオン注入装置3、酸化剤注入装置7、pH調整剤注入装置12、クロムイオン注入装置88、フィルタ21、分解装置25及びカチオン交換樹脂塔23を備えている。   A detailed configuration of the film forming apparatus 1 used in the method for reducing the dose of nuclear plant components according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The film forming apparatus 1 includes a surge tank 17 in which a heater 19 is installed, a circulation pipe 2, an iron (II) ion implanter 3, an oxidant injector 7, a pH adjuster injector 12, a chromium ion implanter 88, A filter 21, a decomposition device 25, and a cation exchange resin tower 23 are provided.

開閉弁27、循環ポンプ20、弁28、弁29,30及び31、サージタンク17、循環ポンプ26、弁32及び開閉弁33が、上流よりこの順に循環配管2に設けられている。弁28をバイパスして循環配管2に接続される配管34に、弁35及びフィルタ21が設置される。弁29をバイパスする配管36が循環配管2に接続され、冷却器22及び弁37が配管36に設置される。両端が循環配管2に接続されて弁30をバイパスする配管38に、カチオン交換樹脂塔23及び弁40が設置される。両端が配管38に接続されてカチオン交換樹脂塔23及び弁40をバイパスする配管39に、混床樹脂塔24及び弁6が設置される。   The on-off valve 27, the circulation pump 20, the valve 28, the valves 29, 30 and 31, the surge tank 17, the circulation pump 26, the valve 32 and the on-off valve 33 are provided in the circulation pipe 2 in this order from the upstream. A valve 35 and a filter 21 are installed in a pipe 34 that bypasses the valve 28 and is connected to the circulation pipe 2. A pipe 36 that bypasses the valve 29 is connected to the circulation pipe 2, and a cooler 22 and a valve 37 are installed in the pipe 36. A cation exchange resin tower 23 and a valve 40 are installed in a pipe 38 having both ends connected to the circulation pipe 2 and bypassing the valve 30. The mixed bed resin tower 24 and the valve 6 are installed in a pipe 39 having both ends connected to the pipe 38 and bypassing the cation exchange resin tower 23 and the valve 40.

弁43及び分解装置25が設置される配管42が弁31をバイパスして循環配管2に接続される。分解装置25は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。サージタンク17が弁31と循環ポンプ26の間で循環配管2に設置される。   A pipe 42 in which the valve 43 and the decomposition apparatus 25 are installed bypasses the valve 31 and is connected to the circulation pipe 2. The decomposition apparatus 25 is filled with, for example, an activated carbon catalyst in which ruthenium is impregnated on the surface of the activated carbon. A surge tank 17 is installed in the circulation pipe 2 between the valve 31 and the circulation pump 26.

鉄(II)イオン注入装置3が、薬液タンク4、注入ポンプ5及び注入配管6Aを有する。薬液タンク4は、注入ポンプ5及び弁6を有する注入配管6Aによって循環配管2に接続される。薬液タンク4は、鉄をギ酸で溶解して調製した2価の鉄(II)イオンを含む薬剤(第1薬剤)を充填している。この薬剤はギ酸を含んでいる。なお、鉄を溶解させる薬剤としては、ギ酸に限らず、鉄(II)イオンの対アニオンとなるカルボン酸または炭酸を用いることができる。鉄を溶解する、ギ酸以外のカルボン酸として、シュウ酸またはマロン酸を用いてもよい。   The iron (II) ion implantation apparatus 3 includes a chemical liquid tank 4, an injection pump 5, and an injection pipe 6A. The chemical tank 4 is connected to the circulation pipe 2 by an injection pipe 6 </ b> A having an injection pump 5 and a valve 6. The chemical tank 4 is filled with a drug (first drug) containing divalent iron (II) ions prepared by dissolving iron with formic acid. This drug contains formic acid. In addition, as a chemical | medical agent which dissolves iron, the carboxylic acid or carbonic acid which becomes a counter anion of iron (II) ion can be used not only formic acid. As a carboxylic acid other than formic acid that dissolves iron, oxalic acid or malonic acid may be used.

酸化剤注入装置7が、薬液タンク8、注入ポンプ9及び注入配管11を有する。薬液タンク8は、注入ポンプ9及び弁10を有する注入配管11によって循環配管2に接続される。薬液タンク8は、酸化剤(第2薬剤)である過酸化水素を充填している。弁45を設けた配管44が注入配管11と分解装置25の上流において配管42を連絡する。   The oxidant injection device 7 includes a chemical liquid tank 8, an injection pump 9, and an injection pipe 11. The chemical tank 8 is connected to the circulation pipe 2 by an injection pipe 11 having an injection pump 9 and a valve 10. The chemical tank 8 is filled with hydrogen peroxide that is an oxidizing agent (second chemical). A pipe 44 provided with a valve 45 connects the injection pipe 11 and the pipe 42 upstream of the decomposition apparatus 25.

pH調整剤注入装置12が、薬液タンク13、注入ポンプ14及び注入配管16を有する。薬液タンク13は、注入ポンプ14及び弁15を有する注入配管16によって循環配管2に接続される。薬液タンク13はpH調整剤(第3薬剤)であるヒドラジンを充填する。   The pH adjuster injection device 12 includes a chemical liquid tank 13, an injection pump 14, and an injection pipe 16. The chemical liquid tank 13 is connected to the circulation pipe 2 by an injection pipe 16 having an injection pump 14 and a valve 15. The chemical tank 13 is filled with hydrazine which is a pH adjuster (third drug).

皮膜形成装置1では、鉄(II)イオン注入装置3の循環配管2への第1接続点(注入配管6Aと循環配管2の接続点)、酸化剤注入装置7の循環配管2への第2接続点(注入配管11と循環配管2の接続点)、及びpH調整剤注入装置12の循環配管2への第3接続点(注入配管16と循環配管2の接続点)が、この順序で上流から下流に向って配置されている。pH計113が、第3接続点と開閉弁33の間で循環配管2に設置される。   In the film forming apparatus 1, a first connection point (connection point between the injection pipe 6 </ b> A and the circulation pipe 2) to the circulation pipe 2 of the iron (II) ion implantation apparatus 3 and a second connection point to the circulation pipe 2 of the oxidant injection apparatus 7. The connection point (the connection point between the injection pipe 11 and the circulation pipe 2) and the third connection point (the connection point between the injection pipe 16 and the circulation pipe 2) to the circulation pipe 2 of the pH adjusting agent injection device 12 are upstream in this order. It is arranged toward the downstream. A pH meter 113 is installed in the circulation pipe 2 between the third connection point and the on-off valve 33.

弁46を設けた配管47の両端部が、pH計113と開閉弁33の間に存在する循環配管2、及び開閉弁27と循環ポンプ20の間に存在する循環配管2にそれぞれ接続される。各薬剤が循環配管2に注入される前においては、サージタンク17には、処理に用いられる水が充填されている。皮膜形成液に含まれる酸素濃度を少なくするために、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスを薬液タンク4及びサージタンク17内にバブリングすることが好ましい。   Both ends of the pipe 47 provided with the valve 46 are respectively connected to the circulation pipe 2 existing between the pH meter 113 and the on-off valve 33 and the circulation pipe 2 existing between the on-off valve 27 and the circulation pump 20. Before each medicine is injected into the circulation pipe 2, the surge tank 17 is filled with water used for processing. In order to reduce the oxygen concentration contained in the film forming liquid, it is preferable to bubble an inert gas such as nitrogen or argon into the chemical tank 4 and the surge tank 17.

分解装置25は、鉄(II)イオンの対アニオンとして使用するカルボン酸(例えば、ギ酸)、及びpH調整剤のヒドラジンを分解できるようになっている。つまり、鉄(II)イオンの対アニオンとしては、廃棄物量の低減化を考慮して水及び二酸化炭素に分解できるカルボン酸、または気体として放出可能で廃棄物を増やさない炭酸を用いている。   The decomposition device 25 can decompose carboxylic acid (for example, formic acid) used as a counter anion of iron (II) ions and hydrazine as a pH adjusting agent. That is, as the counter anion of the iron (II) ion, carboxylic acid that can be decomposed into water and carbon dioxide in consideration of reduction of the amount of waste, or carbonic acid that can be released as a gas and does not increase waste is used.

本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法に用いられる化学除染装置72の詳細な構成を、図4を用いて説明する。化学除染装置72は、加熱器75を内部に設けたサージタンク74、循環配管73、pH調整剤注入装置77、酸化剤注入装置82、フィルタ89、分解装置87、カチオン交換樹脂塔91及び混床樹脂塔92を備えている。開閉弁94、循環ポンプ88、弁95,96,97,98、サージタンク74、循環ポンプ93、弁99及び開閉弁100が、上流より下流に向かってこの順に循環配管73に設けられている。   The detailed structure of the chemical decontamination apparatus 72 used for the dose reduction method of the nuclear power plant structural member of a present Example is demonstrated using FIG. The chemical decontamination device 72 includes a surge tank 74 provided with a heater 75 therein, a circulation pipe 73, a pH adjuster injection device 77, an oxidant injection device 82, a filter 89, a decomposition device 87, a cation exchange resin tower 91, and a mixture. A floor resin tower 92 is provided. The on-off valve 94, the circulation pump 88, the valves 95, 96, 97, 98, the surge tank 74, the circulation pump 93, the valve 99, and the on-off valve 100 are provided in the circulation pipe 73 in this order from upstream to downstream.

配管101が、弁95をバイパスするように両端で循環配管73に接続される。配管101には、弁102及びフィルタ89が設けられる。弁96をバイパスする配管103の両端が循環配管73に接続される。冷却器90及び弁104が配管103に設置される。両端が循環配管73に接続されて弁97をバイパスする配管105に、カチオン交換樹脂塔91及び弁106が設置される。両端が配管105に接続されてカチオン交換樹脂塔91及び弁106をバイパスする配管107に、混床樹脂塔92及び弁108が設置される。弁110及び分解装置87が設置される配管109が、弁98をバイパスして循環配管73に接続される。分解装置87は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。弁112及びエゼクタ76が設けられる配管111が、弁99と循環ポンプ93の間で循環配管73に接続され、さらに、サージタンク74に接続される。化学除染の対象となる配管(例えば、再循環系配管54)の内面の汚染物を酸化溶解するための過マンガン酸カリウム、さらには配管内の汚染物を還元溶解するためのシュウ酸をサージタンク74内に供給するためのホッパ(図示せず)がエゼクタ76に設けられている。   A pipe 101 is connected to the circulation pipe 73 at both ends so as to bypass the valve 95. The pipe 101 is provided with a valve 102 and a filter 89. Both ends of the pipe 103 that bypasses the valve 96 are connected to the circulation pipe 73. A cooler 90 and a valve 104 are installed in the pipe 103. A cation exchange resin tower 91 and a valve 106 are installed in a pipe 105 that is connected to the circulation pipe 73 at both ends and bypasses the valve 97. A mixed bed resin tower 92 and a valve 108 are installed in a pipe 107 having both ends connected to the pipe 105 and bypassing the cation exchange resin tower 91 and the valve 106. A pipe 109 in which the valve 110 and the decomposition device 87 are installed bypasses the valve 98 and is connected to the circulation pipe 73. The decomposition apparatus 87 is filled with, for example, an activated carbon catalyst in which ruthenium is impregnated on the surface of the activated carbon. A pipe 111 provided with the valve 112 and the ejector 76 is connected to the circulation pipe 73 between the valve 99 and the circulation pump 93, and is further connected to the surge tank 74. Surges potassium permanganate to oxidize and dissolve contaminants on the inner surface of piping (for example, recirculation piping 54) that is subject to chemical decontamination, and oxalic acid to reduce and dissolve contaminants in the piping. A hopper (not shown) for supplying the inside of the tank 74 is provided in the ejector 76.

pH調整剤注入装置77が、薬液タンク78、注入ポンプ79及び注入配管81を有する。薬液タンク78は、注入ポンプ79及び弁80を有する注入配管81によって循環配管73に接続される。薬液タンク78はpH調整剤であるヒドラジンを充填している。   The pH adjusting agent injection device 77 includes a chemical tank 78, an injection pump 79, and an injection pipe 81. The chemical tank 78 is connected to the circulation pipe 73 by an injection pipe 81 having an injection pump 79 and a valve 80. The chemical tank 78 is filled with hydrazine which is a pH adjusting agent.

酸化剤注入装置82は、薬液タンク83、注入ポンプ84及び注入配管86を有する。薬液タンク84は、注入ポンプ84及び弁85を有する注入配管86によって分解装置87の上流で配管109に接続される。薬液タンク83は、酸化剤である過酸化水素を充填している。サージタンク74は、化学除染対象を含む系統を循環させる水が充填されている。   The oxidant injection device 82 includes a chemical liquid tank 83, an injection pump 84, and an injection pipe 86. The chemical tank 84 is connected to the pipe 109 upstream of the decomposition apparatus 87 by an injection pipe 86 having an injection pump 84 and a valve 85. The chemical tank 83 is filled with hydrogen peroxide which is an oxidizing agent. The surge tank 74 is filled with water for circulating the system including the chemical decontamination target.

RPV50内の炉水は、炉心51に装荷された燃料集合体に含まれる核燃料物質の核分裂に伴って発生する放射線の照射を受けて放射線分解を起こし、過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種を生ずる。この酸化性化学種によって炉水と接触する原子力プラント構成の腐食電位が上昇する。このため、BWRプラントでは、応力腐食割れに対する環境緩和対策として水素注入装置66から給水に水素を注入して、この水素と炉水に含まれる過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種を反応させることによって炉水の酸化性化学種濃度を低減させて原子力プラント構成部材の腐食電位を低下させる運転が行われている。BWRプラントにおいてこの給水に水素を注入しながら行う運転を、水素注入水質(HWC:Hydrogen Water Chemistry)運転と言い、BWRプラントにおいて水素注入を行わない運転を、通常水質(NWC:Normal Water Chemistry)運転と言う。水素注入により腐食電位を低下させるBWRプラントの運転は運転中継続することが望ましいが、水素注入が中断される場合があり、この水素注入が中断されている場合におけるBWRプラントの運転は、NWC運転であり、原子力プラント構成部材の腐食電位は高い状態になる。   Reactor water in the RPV 50 undergoes radiation decomposition due to irradiation of the nuclear fuel material contained in the fuel assembly loaded in the core 51 and undergoes radiolysis, and oxidizing chemical species such as hydrogen peroxide and oxygen. Is produced. This oxidizing species increases the corrosion potential of the nuclear plant configuration in contact with the reactor water. For this reason, in the BWR plant, hydrogen is injected into the feed water from the hydrogen injection device 66 as an environmental mitigation measure against stress corrosion cracking, and this hydrogen reacts with oxidizing chemical species such as hydrogen peroxide and oxygen contained in the reactor water. Thus, an operation is performed in which the oxidizing chemical species concentration of the reactor water is reduced to lower the corrosion potential of the nuclear plant components. The operation performed while injecting hydrogen into the feed water in the BWR plant is called a hydrogen water quality (HWC) operation, and the operation without hydrogen injection in the BWR plant is performed as a normal water quality (NWC) operation. Say. The operation of the BWR plant that lowers the corrosion potential by hydrogen injection is preferably continued during the operation. However, the hydrogen injection may be interrupted, and the operation of the BWR plant when the hydrogen injection is interrupted is the NWC operation. Thus, the corrosion potential of the nuclear plant components becomes high.

再循環系配管54内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ68の駆動によって浄化系配管67内に流入し、再生熱交換器69及び非再生熱交換器70で冷却された後、炉水浄化装置71で浄化される。浄化された炉水は、再生熱交換器69で加熱されて浄化系配管67及び給水配管58を経てRPV50内に戻される。   A part of the reactor water flowing in the recirculation system pipe 54 flows into the purification system pipe 67 by driving the purification system pump 68 and is cooled by the regenerative heat exchanger 69 and the non-regenerative heat exchanger 70. It is purified by the water purification device 71. The purified reactor water is heated by the regenerative heat exchanger 69 and returned to the RPV 50 through the purification system pipe 67 and the water supply pipe 58.

BWRプラントは、1つの運転サイクルでの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、BWRプラントに対して定期検査が実施される。この定期検査が終了した後、BWRプラントが再度起動される。この定期検査の期間中において、炉心51内の一部の燃料集合体が新燃料集合体と交換される。すなわち、炉心51内の一部の燃料集合体が、使用済燃料集合体としてRPV50から取り出され、燃焼度0GWd/tの新燃料集合体が炉心51に装荷される。   The BWR plant is stopped after the operation in one operation cycle is completed. After this shutdown, a periodic inspection is performed on the BWR plant. After this periodic inspection is completed, the BWR plant is started again. During this periodical inspection, some fuel assemblies in the core 51 are replaced with new fuel assemblies. That is, a part of the fuel assembly in the core 51 is taken out from the RPV 50 as a spent fuel assembly, and a new fuel assembly having a burnup of 0 GWd / t is loaded into the core 51.

図1に示す工程により実施される、実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、以下に具体的に説明する。   The method for reducing the dose of the nuclear plant component according to the first embodiment, which is performed by the process shown in FIG. 1, will be specifically described below.

例えば、BWRプラントの前回の定期検査で、再循環系配管54に応力腐食割れによる貫通していないひび割れが生じていることが発見されており、その再循環系配管54の交換をBWRプラントの次回の定期検査で行う必要があると判断された場合を想定するこのときには、前回の定期検査終了後にBWRプラントの運転が再開されて、次の運転サイクルでのBWRプラントの運転が行われる。この運転サイクルでのBWRプラントの運転が停止された後の定期検査の期間中において、再循環系配管54の、前述のひび割れが生じている部分の交換作業が行われる。このため、再循環系配管54の、ひび割れが生じている部分の交換作業に先立って、BWRプラントの運転が停止される前に、交換用の取替え配管を準備する必要があり、この取替え配管に対して、図1に示すステップS2〜S4の各工程が実施される。   For example, in the previous periodic inspection of the BWR plant, it has been discovered that cracks that have not penetrated due to stress corrosion cracking have occurred in the recirculation system pipe 54. Assuming that it is determined that it is necessary to perform the periodic inspection, the operation of the BWR plant is resumed after the end of the previous periodic inspection, and the operation of the BWR plant is performed in the next operation cycle. During the periodical inspection after the operation of the BWR plant in the operation cycle is stopped, the replacement work of the cracked portion of the recirculation system pipe 54 is performed. For this reason, it is necessary to prepare a replacement pipe for replacement before the operation of the BWR plant is stopped prior to replacing the cracked portion of the recirculation system pipe 54. On the other hand, each process of step S2-S4 shown in FIG. 1 is implemented.

初めに、取替え対象の原子力プラント構成部材に相当する取替え配管を準備する(ステップS1)。取替え対象の原子力プラント構成部材である再循環系配管54に用いられるステンレス鋼配管を準備する。このステンレス鋼配管の長さは、再循環系配管54の、ひび割れが生じている部分を含んで再循環系配管54の切断される長さに相当する。取替え配管の内面を研磨する(ステップS2)。取替え配管であるステンレス鋼配管の内面粗さを調整するため、その内面に対して、例えば、機械研磨を実施し、凹凸を減らして実質表面積を小さくする。ステンレス鋼配管の内面に凹凸が多いと表面積が増えてCo−60を取り込む酸化皮膜が増えるので、ステンレス鋼配管内面への機械研磨の実施は、その内面を平滑にすることによってCo−60を取り込む表面積を減少させるためである。   First, replacement piping corresponding to the nuclear plant component to be replaced is prepared (step S1). A stainless steel pipe used for the recirculation pipe 54 that is a nuclear plant component to be replaced is prepared. The length of the stainless steel pipe corresponds to the length of the recirculation system pipe 54 that is cut including the cracked portion of the recirculation system pipe 54. The inner surface of the replacement pipe is polished (step S2). In order to adjust the inner surface roughness of the stainless steel pipe that is the replacement pipe, the inner surface is subjected to, for example, mechanical polishing to reduce irregularities and reduce the substantial surface area. If there are many irregularities on the inner surface of the stainless steel pipe, the surface area increases and the oxide film that takes in Co-60 increases. Therefore, mechanical polishing on the inner surface of the stainless steel pipe takes in Co-60 by smoothing the inner surface. This is to reduce the surface area.

取替え配管の内面に対して不動態化処理を行う(ステップS3)。この不動態化処理は、既存の方法で良く、例えば、前述した図5に示す試験結果を得た第3試験片の表面への不動態皮膜の形成と同じである。すなわち、第3試験片では、3%のHF(フッ化水素)及び10%のHNO(硝酸)の混合溶液(不動態皮膜形成液)を60℃に加温し、ステンレス鋼製の研磨試験片をこの混合溶液に10分間浸漬して研磨試験片の表面にCr酸化物を含む不動態皮膜を形成した。本実施例のステップS3においても、内面を機械研磨したステンレス鋼配管(取替え配管)を、加温したその混合溶液に10分間浸漬してステンレス鋼配管の内面にCr酸化物を含む不動態皮膜を形成する。 Passivation processing is performed on the inner surface of the replacement pipe (step S3). This passivation treatment may be performed by an existing method, and is the same as, for example, the formation of a passive film on the surface of the third test piece obtained from the test result shown in FIG. That is, in the third test piece, a mixed solution (passive film forming solution) of 3% HF (hydrogen fluoride) and 10% HNO 3 (nitric acid) is heated to 60 ° C., and a stainless steel polishing test is performed. The piece was immersed in this mixed solution for 10 minutes to form a passive film containing Cr oxide on the surface of the polished test piece. Also in step S3 of this embodiment, the stainless steel pipe (replacement pipe) whose inner surface is mechanically polished is immersed in the heated mixed solution for 10 minutes to form a passive film containing Cr oxide on the inner surface of the stainless steel pipe. Form.

不動態皮膜を形成する他の方法としては、例えば、ステンレス鋼配管を熱濃硝酸に浸漬し、硝酸の酸化力によってステンレス鋼配管の内面を酸化する方法、またはステンレス鋼配管を陽極として電解液に浸漬し、この電解液に浸漬した陰極とそのステンレス鋼配管の間に電流を流すことによって行う電解研磨がある。いずれの方法でも程度の差は有るが、Cr酸化物を含む不動態皮膜がステンレス鋼配管の内面に形成される。   Other methods for forming the passive film include, for example, a method in which stainless steel piping is immersed in hot concentrated nitric acid and the inner surface of the stainless steel piping is oxidized by the oxidizing power of nitric acid, or the stainless steel piping is used as an anode for the electrolyte. There is electropolishing performed by flowing a current between a cathode immersed in the electrolyte and the stainless steel pipe. In either method, there is a difference in degree, but a passive film containing Cr oxide is formed on the inner surface of the stainless steel pipe.

マグネタイト皮膜を形成する(ステップS4)。ステップS3で不動態皮膜を内面に形成したステンレス鋼配管(取替え配管)の内面に、フェライト皮膜、例えば、マグネタイト皮膜を形成する。このマグネタイト皮膜の形成を、図2を用いて説明する。   A magnetite film is formed (step S4). In step S3, a ferrite film, for example, a magnetite film, is formed on the inner surface of the stainless steel pipe (replacement pipe) having the passive film formed on the inner surface. The formation of this magnetite film will be described with reference to FIG.

内面に不動態皮膜を形成したステンレス鋼配管48の両端を、皮膜形成装置1の循環配管2の両端に別々に接続し、循環配管2及びステンレス鋼配管48による閉ループを形成する。この閉ループ内を循環できる水量をサージタンク17に給水する。その後、弁27,28,29,30,31,32及び33をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ20及び26を駆動する。これにより、循環配管2及びステンレス鋼配管48の閉ループ内にサージタンク17内の水を循環させる。サージタンク17内の加熱器19により循環する水を加熱し、この水の温度が90℃になったとき、弁6を開いて注入ポンプ5を駆動させ、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)が、薬液タンク4から、注入配管6Aを通って、循環配管2内を流れている水溶液である皮膜形成液(第1薬剤が初めて注入されるときは水)に注入される。ここで注入される第2薬剤は、例えば、鉄をギ酸で溶解して調製した鉄(II)イオン及びこのギ酸を含んでいる。注入された鉄(II)イオンの一部が、皮膜形成液内で水酸化第一鉄となる。   Both ends of the stainless steel pipe 48 having the passive film formed on the inner surface are separately connected to both ends of the circulation pipe 2 of the film forming apparatus 1 to form a closed loop by the circulation pipe 2 and the stainless steel pipe 48. The amount of water that can circulate in the closed loop is supplied to the surge tank 17. Thereafter, the valves 27, 28, 29, 30, 31, 32, and 33 are opened, and the circulation pumps 20 and 26 are driven with the other valves closed. Thereby, the water in the surge tank 17 is circulated in the closed loop of the circulation pipe 2 and the stainless steel pipe 48. The water circulating through the heater 19 in the surge tank 17 is heated, and when the temperature of this water reaches 90 ° C., the valve 6 is opened to drive the injection pump 5 and a chemical solution containing iron (II) ions and formic acid. (First drug) is injected from the chemical tank 4 through the injection pipe 6A into the film forming liquid (water when the first drug is injected for the first time), which is an aqueous solution flowing in the circulation pipe 2. . The second drug to be injected here contains, for example, iron (II) ions prepared by dissolving iron with formic acid and this formic acid. Part of the injected iron (II) ions becomes ferrous hydroxide in the film forming solution.

弁10を開いて注入ポンプ9を駆動させ、酸化剤である過酸化水素を、薬液タンク8から注入配管11を通して、循環配管2内を流れている鉄(II)イオン、ギ酸及び水酸化第一鉄を含む皮膜形成液に注入する。酸化剤としては、過酸化水素以外に、オゾンまたは酸素を溶解した薬剤を用いてもよい。   The valve 10 is opened to drive the injection pump 9, and hydrogen peroxide, which is an oxidant, flows from the chemical tank 8 through the injection pipe 11 to the iron (II) ions, formic acid, and hydroxide hydroxide flowing through the circulation pipe 2. Pour into a film-forming solution containing iron. As the oxidizing agent, in addition to hydrogen peroxide, a chemical in which ozone or oxygen is dissolved may be used.

弁15を開いて注入ポンプ14を駆動することにより、pH調整剤(例えば、ヒドラジン)を、薬液タンク13から、注入配管16を通して循環配管2内を流れている皮膜形成液に注入する。pH計113は、循環配管2を流れる皮膜形成液のpHを計測する。制御装置(図示せず)が、このpH計測値に基づいて、注入ポンプ14の回転速度(または弁15の開度)を制御してヒドラジンの注入量を調節し、皮膜形成液のpHを5.5〜9.0の範囲内の値、例えば、7.0に調節する。すなわち、ヒドラジン、鉄(II)イオン、クロムイオン、水酸化第一鉄、ギ酸及び過酸化水素を含む水溶液である皮膜形成液のpHが、7.0に調節される。   By opening the valve 15 and driving the injection pump 14, a pH adjusting agent (for example, hydrazine) is injected from the chemical solution tank 13 into the film forming liquid flowing in the circulation pipe 2 through the injection pipe 16. The pH meter 113 measures the pH of the film forming liquid flowing through the circulation pipe 2. A control device (not shown) controls the rotational speed of the infusion pump 14 (or the opening of the valve 15) based on the measured pH value to adjust the amount of hydrazine injected to adjust the pH of the film forming solution to 5 Adjust to a value in the range of .5 to 9.0, for example, 7.0. That is, the pH of the film-forming solution that is an aqueous solution containing hydrazine, iron (II) ions, chromium ions, ferrous hydroxide, formic acid and hydrogen peroxide is adjusted to 7.0.

この皮膜形成液が、循環配管2を通してステンレス鋼配管48内に供給され、ステンレス鋼配管48の内面に形成された不動態皮膜の表面に接触する。皮膜形成液に含まれている鉄(II)イオン(Fe2+)の一部が過酸化水素により鉄(III)イオン(Fe3+)に酸化され、皮膜形成液のpHが7.0であるので、皮膜形成液に接触する、ステンレス鋼配管48内の不動態皮膜の表面において、式(2)の反応が生じ、不動態皮膜の表面にマグネタイト皮膜が形成される。 This film forming liquid is supplied into the stainless steel pipe 48 through the circulation pipe 2 and comes into contact with the surface of the passive film formed on the inner surface of the stainless steel pipe 48. A part of iron (II) ions (Fe 2+ ) contained in the film forming solution is oxidized to iron (III) ions (Fe 3+ ) by hydrogen peroxide, and the pH of the film forming solution is 7.0. The reaction of the formula (2) occurs on the surface of the passive film in the stainless steel pipe 48 that comes into contact with the film forming liquid, and a magnetite film is formed on the surface of the passive film.

Fe2++2Fe3++2HO=Fe(III)[Fe(II)Fe(III)]O+8H ……(2)
ステンレス鋼配管48内への皮膜形成液の供給が継続されて式(2)で示されるマグネタイト生成反応が継続されるため、ステンレス鋼配管48の内面に形成された不動態皮膜の表面がマグネタイト皮膜で被覆されることになる。
Fe 2+ + 2Fe 3+ + 2H 2 O = Fe (III) [Fe (II) Fe (III)] O 4 + 8H + (2)
Since the supply of the film forming liquid into the stainless steel pipe 48 is continued and the magnetite formation reaction represented by the formula (2) is continued, the surface of the passive film formed on the inner surface of the stainless steel pipe 48 is the magnetite film. It will be covered with.

一端からステンレス鋼配管48内に供給された皮膜形成液は、ステンレス鋼配管48の他端から循環配管2に戻される。循環配管2に戻された皮膜形成液に対して、鉄(II)イオン注入装置3による鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液の注入、酸化剤注入装置7による過酸化水素の注入、及びpH調整剤注入装置12によるヒドラジンの注入がそれぞれ行われる。これらの薬剤が注入された皮膜形成液が、再び、ステンレス鋼配管48に供給される。   The film forming liquid supplied from one end into the stainless steel pipe 48 is returned to the circulation pipe 2 from the other end of the stainless steel pipe 48. With respect to the film forming liquid returned to the circulation pipe 2, the chemical liquid containing iron (II) ions and formic acid is injected by the iron (II) ion implanter 3, the hydrogen peroxide is injected by the oxidant injector 7, and the pH. Injection of hydrazine by the adjusting agent injection device 12 is performed. The film forming liquid into which these chemicals are injected is supplied to the stainless steel pipe 48 again.

式(2)に示す反応から明らかであるように、マグネタイト生成反応が進むとHが放出されるため、皮膜形成液のpHが低くなる。このため、pHを設定値である7.0に維持するために、循環配管2内を流れる皮膜形成液にpH調整剤注入装置12からヒドラジンを注入する。ヒドラジンの注入量は、前述したように、pH計113で計測された皮膜形成液のpH計測値に基づいて注入ポンプ14の回転速度を制御することにより行われる。 As is clear from the reaction shown in the formula (2), when the magnetite formation reaction proceeds, H + is released, so that the pH of the film-forming solution is lowered. For this reason, in order to maintain pH at 7.0 which is a set value, hydrazine is inject | poured into the film formation liquid which flows in the circulation piping 2 from the pH adjuster injection apparatus 12. FIG. As described above, the injection amount of hydrazine is performed by controlling the rotation speed of the injection pump 14 based on the measured pH value of the film forming solution measured by the pH meter 113.

ステンレス鋼配管48の内面に形成された不動態皮膜の表面を覆って所定厚みのマグネタイト皮膜が形成されたとき、注入ポンプ5,9,14が停止されて弁6,10,15が閉じられ、マグネタイト皮膜の形成が終了する。そして、皮膜形成液に含まれている薬剤(ヒドラジン及びギ酸)の分解が実施される。この薬剤の分解時には、弁43を開いて弁31の開度を低減し、循環配管2を流れる皮膜形成液の一部を分解装置25に供給する。弁45を開いて注入ポンプ9を駆動することにより、過酸化水素が薬液タンク8から配管44を通して分解装置25に供給される。ヒドラジン及びギ酸は、分解装置25内で過酸化水素及び活性炭触媒の作用により分解される。ヒドラジンは窒素と水に、ギ酸は二酸化炭素と水にそれぞれ分解する。皮膜形成液に含まれた各薬剤の分解が終了した後、循環配管2及びステンレス鋼配管48内の水溶液が外部に排出される。不動態皮膜及びマグネタイト皮膜が内面に形成されたステンレス鋼配管48が循環配管2から取り外される。   When a magnetite film having a predetermined thickness is formed covering the surface of the passive film formed on the inner surface of the stainless steel pipe 48, the injection pumps 5, 9, and 14 are stopped and the valves 6, 10, and 15 are closed, The formation of the magnetite film is finished. Then, the chemicals (hydrazine and formic acid) contained in the film forming solution are decomposed. When the chemical is decomposed, the valve 43 is opened to reduce the opening of the valve 31, and a part of the film forming liquid flowing through the circulation pipe 2 is supplied to the decomposition device 25. By opening the valve 45 and driving the injection pump 9, hydrogen peroxide is supplied from the chemical solution tank 8 to the decomposition device 25 through the pipe 44. Hydrazine and formic acid are decomposed in the decomposition apparatus 25 by the action of hydrogen peroxide and activated carbon catalyst. Hydrazine decomposes into nitrogen and water, and formic acid decomposes into carbon dioxide and water. After the decomposition of each chemical contained in the film forming liquid is completed, the aqueous solution in the circulation pipe 2 and the stainless steel pipe 48 is discharged to the outside. The stainless steel pipe 48 having the passive film and the magnetite film formed on the inner surface is removed from the circulation pipe 2.

ステンレス鋼配管48の内面への不動態皮膜及びマグネタイト皮膜の形成、すなわち、は、ステップS1〜S4までの各作業は、BWRプラントの運転中において、放射線管理区域ではない工場で行われる。   Formation of a passive film and a magnetite film on the inner surface of the stainless steel pipe 48, that is, each operation from Steps S1 to S4 is performed in a factory that is not a radiation control area during operation of the BWR plant.

ステップS3及びS4において内面に不動態皮膜及びマグネタイト皮膜が形成されたステンレス鋼配管48は、BWRプラントの運転が停止された状態で行われる定期検査の期間中での配管交換工事において、BWRプラントの該当箇所に取り付けられる。   In steps S3 and S4, the stainless steel pipe 48 having a passive film and a magnetite film formed on the inner surface is subjected to a BWR plant replacement work during a periodical inspection performed in a state where the operation of the BWR plant is stopped. Attach to the appropriate location.

BWRプラントの或る運転サイクルでの運転が終了したとき、BWRプラントの運転が停止され、運転が停止された状態で、BWRプラントの定期検査が実施される。この定期検査の期間中で、応力腐食割れによる貫通していないひび割れが生じている再循環系配管54が、内面に不動態皮膜及びマグネタイト皮膜が形成されたステンレス鋼配管48と交換される。この交換に先立って、化学除染が実行される(ステップS5)。運転を経験したBWRプラントでは、RPV50内の炉水と接触する、再循環系配管54の内面に、酸化皮膜が形成されている。そのBWRプラントでは、この酸化皮膜が放射性核種を含んでいる。ステップS2の一例は、化学的な処理によりその酸化皮膜を、皮膜形成対象物である再循環系配管22の内面から取り除く処理である。再循環系配管54の化学除染は、図4に示す化学除染装置72を用いて行われる。この化学除染は、再循環系配管54の交換作業時において作業員の被ばくを低減するために実施される。   When the operation of the BWR plant in a certain operation cycle is finished, the operation of the BWR plant is stopped, and the BWR plant is periodically inspected in a state where the operation is stopped. During the period of this periodic inspection, the recirculation piping 54 in which cracks not penetrating due to stress corrosion cracking are replaced with a stainless steel piping 48 having a passive film and a magnetite film formed on the inner surface. Prior to this exchange, chemical decontamination is performed (step S5). In the BWR plant that has undergone operation, an oxide film is formed on the inner surface of the recirculation pipe 54 that contacts the reactor water in the RPV 50. In the BWR plant, this oxide film contains a radionuclide. An example of step S2 is a process of removing the oxide film from the inner surface of the recirculation system pipe 22 that is a film formation target by a chemical process. Chemical decontamination of the recirculation piping 54 is performed using a chemical decontamination apparatus 72 shown in FIG. This chemical decontamination is performed in order to reduce the exposure of workers during the replacement work of the recirculation piping 54.

仮設設備である化学除染装置72の循環配管73の両端が、ステンレス鋼製の再循環系配管54に接続される。この循環配管73を再循環系配管54に接続する作業を具体的説明する。BWRプラントの運転停止後に、例えば、再循環系配管54に接続されている浄化系配管67に設置されている弁71のボンネットを開放して浄化系ポンプ68側を封鎖する。化学除染装置72の循環配管73の一端を弁71のフランジに接続する。これにより、循環配管73の一端が再循環系ポンプ53の上流で再循環系配管54に接続される。他方、再循環ポンプ53の下流側で再循環系配管54に接続されたドレン配管または計装配管などの枝管を切り離し、その切り離された枝管に、化学除染装置72の循環配管73の他端を接続する。循環配管73の両端を再循環系配管54に接続することによって、再循環系配管54及び循環配管73を含む閉ループが形成される。再循環系配管54の両端部におけるRPV50内での各開口部は、皮膜形成液がRPV50内に流入しないように、プラグ(図示せず)でそれぞれ封鎖される。化学除染装置72は、再循環系配管64の内面に対する化学除染が終了した後で且つBWRプラントの運転停止期間内で、再循環系配管54から取り外される。   Both ends of the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72, which is temporary equipment, are connected to a stainless steel recirculation pipe 54. The operation of connecting the circulation pipe 73 to the recirculation system pipe 54 will be specifically described. After the operation of the BWR plant is stopped, for example, the bonnet of the valve 71 installed in the purification system pipe 67 connected to the recirculation system pipe 54 is opened to block the purification system pump 68 side. One end of the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72 is connected to the flange of the valve 71. Accordingly, one end of the circulation pipe 73 is connected to the recirculation system pipe 54 upstream of the recirculation system pump 53. On the other hand, a branch pipe such as a drain pipe or an instrumentation pipe connected to the recirculation system pipe 54 on the downstream side of the recirculation pump 53 is cut off, and the cut off pipe of the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72 is connected to the cut off branch pipe. Connect the other end. By connecting both ends of the circulation pipe 73 to the recirculation pipe 54, a closed loop including the recirculation pipe 54 and the circulation pipe 73 is formed. Each opening in the RPV 50 at both ends of the recirculation pipe 54 is sealed with a plug (not shown) so that the film forming liquid does not flow into the RPV 50. The chemical decontamination apparatus 72 is removed from the recirculation system pipe 54 after the chemical decontamination of the inner surface of the recirculation system pipe 64 is completed and within the operation stop period of the BWR plant.

ステップS5で実施する化学除染は、公知の方法(特開2000−105295号公報参照)であるが、簡単に説明する。まず、開閉弁94,弁95,96,97,98及び99、及び開閉弁100を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ88,93を起動して、サージタンク74内の水を循環配管73及び再循環系配管54内で循環させる。そして、加熱器75によって加熱して、循環する水の温度を約90℃まで昇温させる。水温が約90℃になったとき、弁112を開く。エゼクタ76に連絡されたホッパから供給された過マンガン酸カリウムが、配管111内を流れる水により、サージタンク74内に供給される。過マンガン酸カリウムがサージタンク17内で水に溶解し、酸化除染液が生成される。この酸化除染液は、循環配管73を通って再循環系配管54内に供給され、再循環系配管54の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物を溶解する。このようにして、再循環系配管54の内面の酸化除染が行われる。   The chemical decontamination performed in step S5 is a known method (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-105295), but will be briefly described. First, the on-off valve 94, the valves 95, 96, 97, 98, and 99, and the on-off valve 100 are opened, and the other pumps are closed, and the circulation pumps 88 and 93 are activated to drain the water in the surge tank 74. Circulation is performed in the circulation pipe 73 and the recirculation system pipe 54. And it heats with the heater 75 and raises the temperature of the circulating water to about 90 degreeC. When the water temperature reaches about 90 ° C., the valve 112 is opened. The potassium permanganate supplied from the hopper communicated with the ejector 76 is supplied into the surge tank 74 by the water flowing in the pipe 111. Potassium permanganate is dissolved in water in the surge tank 17 to produce an oxidative decontamination solution. The oxidative decontamination liquid is supplied into the recirculation system pipe 54 through the circulation pipe 73 and dissolves contaminants such as an oxide film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 54. In this way, the oxidative decontamination of the inner surface of the recirculation pipe 54 is performed.

酸化除染終了後、酸化除染液に含まれる過マンガン酸イオンは、上記のホッパからサージタンク74に注入されるシュウ酸によって分解される。上記のホッパから更にシュウ酸を供給することによってサージタンク74内に還元除染液が生成される。還元除染液のpH調整のため、弁80を開いて薬液タンク78からヒドラジンを循環配管73内に供給する。ヒドラジンを含む還元除染液が、循環ポンプ93により再循環系配管54内に供給され、再循環系配管54の内面に形成されている酸化皮膜等の汚染物を還元溶解する。還元除染時に、弁106を開くと共に弁97の開度を調整し、還元除染液の一部をカチオン交換樹脂塔91に導く。再循環系配管54の内面から還元除染液中に溶出してきた金属陽イオンが、カチオン交換樹脂塔91内のカチオン交換樹脂に吸着され、除去される。   After completion of oxidative decontamination, permanganate ions contained in the oxidative decontamination solution are decomposed by oxalic acid injected into the surge tank 74 from the hopper. A reductive decontamination solution is generated in the surge tank 74 by further supplying oxalic acid from the hopper. In order to adjust the pH of the reductive decontamination liquid, the valve 80 is opened and hydrazine is supplied from the chemical liquid tank 78 into the circulation pipe 73. A reductive decontamination solution containing hydrazine is supplied into the recirculation system pipe 54 by the circulation pump 93 to reduce and dissolve contaminants such as an oxide film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 54. At the time of reductive decontamination, the valve 106 is opened and the opening of the valve 97 is adjusted, and a part of the reductive decontamination liquid is guided to the cation exchange resin tower 91. The metal cation eluted from the inner surface of the recirculation system pipe 54 into the reducing decontamination solution is adsorbed by the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 91 and removed.

還元除染の終了後、弁110を開いて循環配管73内を流れる還元除染液の一部を分解装置87に供給する。分解装置87は、薬液タンク83から配管86を通して供給される過酸化水素、及び分解装置87内の活性炭触媒の作用によって、還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンが分解される。シュウ酸及びヒドラジンの分解後、加熱器75による加熱を停止し、弁104を開いて弁96を閉じ、除染液を冷却器90で冷却して、例えば、60℃まで低下させる。60℃になった除染液が、弁106を閉じて弁108を開くことにより、混床樹脂塔92に供給される。混床樹脂塔92は、分解装置87で分解されなかった、除染液に含まれる不純物を除去する。これにより、除染液の導電率が低下する。除染液のシュウ酸濃度及びヒドラジン濃度を分析し、それぞれの濃度が所定値より下がったことを確認した後、開閉弁94,100を閉じて化学除染装置72と再循環系配管54を隔離した後、再循環系配管54内に残存する水を排水する。   After the completion of the reductive decontamination, the valve 110 is opened and a part of the reductive decontaminating liquid flowing in the circulation pipe 73 is supplied to the decomposition device 87. The decomposition device 87 decomposes oxalic acid and hydrazine contained in the reduction decontamination solution by the action of hydrogen peroxide supplied from the chemical tank 83 through the pipe 86 and the activated carbon catalyst in the decomposition device 87. After the decomposition of oxalic acid and hydrazine, the heating by the heater 75 is stopped, the valve 104 is opened and the valve 96 is closed, and the decontamination liquid is cooled by the cooler 90 and lowered to 60 ° C., for example. The decontamination liquid that has reached 60 ° C. is supplied to the mixed bed resin tower 92 by closing the valve 106 and opening the valve 108. The mixed bed resin tower 92 removes impurities contained in the decontamination liquid that have not been decomposed by the decomposition apparatus 87. Thereby, the electrical conductivity of a decontamination liquid falls. After analyzing the concentration of oxalic acid and hydrazine in the decontamination solution and confirming that the respective concentrations have fallen below predetermined values, the on-off valves 94 and 100 are closed to isolate the chemical decontamination device 72 from the recirculation system pipe 54. After that, the water remaining in the recirculation piping 54 is drained.

取替え対象の配管を撤去する(ステップS6)。再循環系配管54内の浄化済み除染液を排水した後、再循環系配管54の、ひび割れが生じている取替え部分を切断し、再循環系から取り除く。新たらしい配管を接続する(ステップS7)。ステップS1〜S4の各工程により作成した、内面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面をマグネタイト皮膜で覆っているステンレス鋼配管48を、工場から原子力発電所内の該当するBWRプラントの原子炉格納容器内に搬入する。搬入したステンレス鋼配管48を再循環系配管54の切断した箇所に配置し、このステンレス鋼配管48の両端部を対向する再循環系配管54のそれぞれの切断端面にそれぞれ溶接にて接続する。   The pipe to be replaced is removed (step S6). After draining the purified decontamination liquid in the recirculation system pipe 54, the replacement part of the recirculation system pipe 54 where the crack has occurred is cut and removed from the recirculation system. A new pipe is connected (step S7). The stainless steel pipe 48 formed by each step of steps S1 to S4, forming a passive film on the inner surface and covering the surface of the passive film with a magnetite film, is connected to the corresponding BWR plant in the nuclear power plant from the factory. Carry into the reactor containment vessel. The stainless steel pipe 48 that has been carried in is disposed at the cut portion of the recirculation pipe 54 and both ends of the stainless steel pipe 48 are connected to the respective cut end faces of the opposing recirculation pipe 54 by welding.

以上により、取替え対象の原子力プラント構成部材である再循環系配管54の交換作業が終了する。そして、BWRプラントの定期検査が終了した後に、次の運転サイクルにおけるBWRプラントの運転が開始される。   As described above, the replacement work of the recirculation piping 54 that is a component of the nuclear plant to be replaced is completed. Then, after the periodic inspection of the BWR plant is completed, the operation of the BWR plant in the next operation cycle is started.

BWRプラントの運転開始により、再循環系配管54として新たに接続された、内面に不動態皮膜が形成され、この不動態皮膜の表面を覆うマグネタイト皮膜(フェライト皮膜)が形成されたステンレス鋼配管48内を、Co−60を含む280℃の炉水が流れる。このため、マグネタイト皮膜が炉水と接触する。水素注入装置66から給水配管58内を流れる給水に水素が注入され、水素を含む給水がRPV50内に供給される。このように、炉水に水素が継続して注入されることによって、炉水と接触する、上記のステンレス鋼配管48等の原子力プラント構成部材の腐食電位は、低い状態(−0.5Vvs.SHE)に維持される。しかし、水素注入が中断したときには、その腐食電位は、高い状態(+0.2Vvs.SHE)になる。   A stainless steel pipe 48 in which a passive film is formed on the inner surface and a magnetite film (ferrite film) covering the surface of the passive film is newly connected as the recirculation system pipe 54 by starting operation of the BWR plant. The reactor water at 280 ° C. containing Co-60 flows inside. For this reason, the magnetite film comes into contact with the reactor water. Hydrogen is injected from the hydrogen injection device 66 into the feed water flowing in the feed water pipe 58, and feed water containing hydrogen is supplied into the RPV 50. Thus, by continuously injecting hydrogen into the reactor water, the corrosion potential of the nuclear plant components, such as the stainless steel pipe 48, which comes into contact with the reactor water is low (−0.5 V vs. SHE). ) Is maintained. However, when the hydrogen injection is interrupted, the corrosion potential becomes high (+0.2 V vs. SHE).

ステンレス鋼配管48では内面に形成されたCr酸化物を主成分とする不動態皮膜の表面をマグネタイト皮膜が被覆しているため、ステンレス鋼配管48の腐食電位が低い状態(−0.5Vvs.SHE)になる水素注入時においては、不動態皮膜の作用によりステンレス鋼配管48の母材の腐食が抑制され、ステンレス鋼配管48へのCo−60の付着も抑制される。また、水素注入が停止してステンレス鋼配管48の腐食電位が上昇した状態(+0.2Vvs.SHE)では、マグネタイト皮膜によってステンレス鋼配管48の母材の腐食が抑制され、ステンレス鋼配管48へのCo−60付着が抑制される。この時、Cr酸化物を主成分とする不動態皮膜が高温の炉水に直接接触していないので、不動態皮膜に含まれるCrの炉水への溶出を防止することができる。このため、不動態皮膜がステンレス鋼配管48の母材とマグネタイト皮膜の間に常に存在する。このため、水素注入が再開されステンレス鋼配管48の腐食電位が低下した時には、その不動態皮膜がステンレス鋼配管48の母材の腐食を抑制するので、ステンレス鋼配管48へのCo−60の付着抑制が維持される。   In the stainless steel pipe 48, since the surface of the passive film mainly composed of Cr oxide formed on the inner surface is covered with the magnetite film, the corrosion potential of the stainless steel pipe 48 is low (−0.5 V vs. SHE). At the time of hydrogen injection, the corrosion of the base material of the stainless steel pipe 48 is suppressed by the action of the passive film, and the adhesion of Co-60 to the stainless steel pipe 48 is also suppressed. In addition, in a state where the hydrogen injection is stopped and the corrosion potential of the stainless steel pipe 48 is increased (+0.2 V vs. SHE), the corrosion of the base material of the stainless steel pipe 48 is suppressed by the magnetite film, Co-60 adhesion is suppressed. At this time, since the passive film mainly composed of Cr oxide is not in direct contact with the high-temperature reactor water, elution of Cr contained in the passive film into the reactor water can be prevented. For this reason, a passive film always exists between the base material of the stainless steel pipe 48 and the magnetite film. For this reason, when hydrogen injection is resumed and the corrosion potential of the stainless steel pipe 48 is lowered, the passive film suppresses the corrosion of the base material of the stainless steel pipe 48, so that Co-60 adheres to the stainless steel pipe 48. Suppression is maintained.

本実施例によれば、原子力プラント構成部材であるステンレス鋼配管48の内面を不動態皮膜で覆い、この不動態皮膜の表面をマグネタイト皮膜で覆っており、このため、炉水がマグネタイト皮膜の表面に接触するので、水素注入の実施時及び水素注入の不実施時において、ステンレス鋼配管48、すなわち、原子力プラント構成部材への放射性核種の取り込みを抑制することができる。   According to the present embodiment, the inner surface of the stainless steel pipe 48 which is a nuclear plant constituent member is covered with the passive film, and the surface of the passive film is covered with the magnetite film. Therefore, when the hydrogen injection is performed and when the hydrogen injection is not performed, it is possible to suppress the incorporation of the radionuclide into the stainless steel pipe 48, that is, the nuclear plant component.

本実施例では、ステンレス鋼配管48内面への不動態皮膜及びマグネタイト皮膜の形成をBWRプラントの運転中に行っているので、BWRプラントの運転が停止された後の定期検査期間中において、内面に不動態皮膜及びマグネタイト皮膜が前述のように形成されたステンレス鋼配管48と、BWRプラントの、応力腐食割れによりひびが生じている配管との交換作業を早期に着手することができ、定期検査期間が延びる恐れがない。   In this embodiment, since the passive film and the magnetite film are formed on the inner surface of the stainless steel pipe 48 during the operation of the BWR plant, the inner surface is exposed during the periodic inspection period after the operation of the BWR plant is stopped. It is possible to start the replacement work between the stainless steel pipe 48 in which the passive film and the magnetite film are formed as described above, and the pipe that has cracked due to stress corrosion cracking in the BWR plant. There is no fear of extending.

本実施例は、原子炉浄化系及び残留熱除去系のステンレス鋼製の配管にも適用することができる。   The present embodiment can also be applied to stainless steel piping for the reactor purification system and the residual heat removal system.

本発明の他の実施例である実施例2の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図6及び図7を用いて説明する。本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法は、沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A method for reducing the dose of a nuclear plant component according to embodiment 2, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. The method for reducing the dose of nuclear plant components of this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear plant (BWR plant).

本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法は、実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法において化学除染を行った原子力プラント構成部材の表面にフェライト皮膜を形成する工程を追加した方法である。本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法の他の工程は、実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法の工程と同じである。   The method for reducing the dose of the nuclear plant component according to the present embodiment is a method in which a step of forming a ferrite film on the surface of the nuclear plant component subjected to chemical decontamination in the dose reduction method for the nuclear plant component according to the first embodiment is added. It is. The other steps of the method for reducing the dose of nuclear plant components according to the present embodiment are the same as those of the method for reducing the dose of nuclear plant components according to the first embodiment.

本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法も、実施例1の原子力プラント構成部材の線量低減方法と同様に、例えば、再循環系配管の、応力腐食割れによる貫通していないひび割れが生じている部分を、内面に不動態皮膜が形成されてこの不動態皮膜の表面をフェライト皮膜で覆っているステンレス鋼配管に交換する。実施例1と同様に、BWRプラントの運転中で工場においてステップS1〜S4の各工程(図6参照)を実施することにより、内面に不動態皮膜が形成されてこの不動態皮膜の表面をフェライト皮膜で覆っているステンレス鋼配管48が製造される。ステップS4では、皮膜形成装置1を用いて、ステンレス鋼配管48の内面に形成された不動態皮膜の表面を覆うマグネタイト皮膜を形成する。   Similarly to the method for reducing the dose of nuclear plant components in Example 1, the method for reducing the dose of nuclear plant components in the present embodiment also causes, for example, cracks that have not penetrated due to stress corrosion cracks in the recirculation piping. This part is replaced with a stainless steel pipe in which a passive film is formed on the inner surface and the surface of the passive film is covered with a ferrite film. As in Example 1, each of the steps S1 to S4 (see FIG. 6) is performed in the factory during operation of the BWR plant, so that a passive film is formed on the inner surface. A stainless steel pipe 48 covered with a coating is produced. In step S <b> 4, using the film forming apparatus 1, a magnetite film that covers the surface of the passive film formed on the inner surface of the stainless steel pipe 48 is formed.

実施例1と同様に、BWRプラントの運転が停止された後に行われる定期検査の期間において、再循環系配管54の内面に対する化学除染が行われる(ステップS5)。本実施例の化学除染では、実施例1で用いられた化学除染装置72の替りに化学除染装置72Aが用いられる。   Similarly to the first embodiment, chemical decontamination is performed on the inner surface of the recirculation piping 54 in a period of a periodic inspection performed after the operation of the BWR plant is stopped (step S5). In the chemical decontamination of the present embodiment, a chemical decontamination apparatus 72A is used instead of the chemical decontamination apparatus 72 used in the first embodiment.

この化学除染装置72Aを、図7を用いて具体的に説明する。化学除染装置72Aは、実施例1で用いられる化学除染装置72(図4参照)に、実施例1で用いられる皮膜形成装置1(図2参照)の鉄(II)イオン注入装置3を追加し、さらに、化学除染装置72に設けられた酸化剤注入装置82を酸化剤注入装置7に替えた構成を有する。鉄(II)イオン注入装置3の注入配管6Aが循環配管73に接続され、酸化剤注入装置7の注入配管11も循環配管73に接続される。注入ポンプ9と弁10の間で注入配管11に接続された、弁85を有する注入配管86が、分解装置87より上流で配管109に接続される。化学除染装置72Aにおいても、鉄(II)イオン注入装置3の循環配管73への第1接続点(注入配管6Aと循環配管73の接続点)、酸化剤注入装置7の循環配管73への第2接続点(注入配管11と循環配管73の接続点)、及びpH調整剤注入装置77の循環配管73への第3接続点(注入配管81と循環配管73の接続点)が、この順序で上流から下流に向って配置されている。   The chemical decontamination apparatus 72A will be specifically described with reference to FIG. The chemical decontamination apparatus 72A is obtained by replacing the chemical decontamination apparatus 72 (see FIG. 4) used in the first embodiment with the iron (II) ion implantation apparatus 3 of the film forming apparatus 1 (see FIG. 2) used in the first embodiment. In addition, the oxidizing agent injection device 82 provided in the chemical decontamination device 72 is replaced with the oxidizing agent injection device 7. The injection pipe 6 </ b> A of the iron (II) ion implantation apparatus 3 is connected to the circulation pipe 73, and the injection pipe 11 of the oxidant injection apparatus 7 is also connected to the circulation pipe 73. An injection pipe 86 having a valve 85 connected to the injection pipe 11 between the injection pump 9 and the valve 10 is connected to the pipe 109 upstream of the decomposition device 87. Also in the chemical decontamination apparatus 72A, the first connection point (connection point between the injection pipe 6A and the circulation pipe 73) to the circulation pipe 73 of the iron (II) ion implantation apparatus 3 and the circulation pipe 73 of the oxidant injection apparatus 7 are connected. The second connection point (the connection point between the injection pipe 11 and the circulation pipe 73) and the third connection point (the connection point between the injection pipe 81 and the circulation pipe 73) to the circulation pipe 73 of the pH adjusting agent injection device 77 are in this order. It is arranged from upstream to downstream.

化学除染装置72Aの循環配管73が、実施例1における化学除染装置72の循環配管73と同様に、化学除染対象物の再循環系配管54に連絡される。本実施例におけるステップS5では、化学除染装置72Aを用いて行われる、本実施例のステップS5における再循環系配管54の内面の化学除染は、還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解装置87で分解する際に、酸化剤注入装置7の薬液タンク8内の過酸化水素を、注入配管86を通して分解装置87に供給する以外は、実施例1において化学除染装置72を用いて行われる化学除染と同じである。   Similarly to the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72 in the first embodiment, the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72A communicates with the recirculation system pipe 54 of the chemical decontamination target. In step S5 in this embodiment, the chemical decontamination of the inner surface of the recirculation system pipe 54 in step S5 of this embodiment, which is performed using the chemical decontamination apparatus 72A, is oxalic acid and hydrazine contained in the reductive decontamination solution. In the first embodiment, the chemical decontamination apparatus 72 is used except that hydrogen peroxide in the chemical solution tank 8 of the oxidant injection apparatus 7 is supplied to the decomposition apparatus 87 through the injection pipe 86 when the decomposition apparatus 87 is decomposed. This is the same as the chemical decontamination performed.

還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンの分解装置25での分解処理が終了して化学除染が終了した後に、マグネタイト皮膜を形成する(ステップS8)。ステップS8では、ステップS5の工程を実施する際に再循環系配管54に接続した化学除染装置72Aを用いて行われる。化学除染装置72Aを用いて再循環系配管54の内面にフェライト皮膜であるマグネタイト皮膜を形成する場合には、弁112が閉じられており、エゼクタ76からサージタンク74への過マンガン酸カリウム及びシュウ酸の供給は行われない。化学除染装置72Aを用いた再循環系配管54の内面へのマグネタイト皮膜の形成においても、実施例1における皮膜形成装置1を用いたステンレス鋼配管48の内面へのマグネタイト皮膜の形成と同様に、鉄(II)イオン注入装置3から循環配管73への鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液の注入、酸化剤注入装置7から循環配管73への過酸化水素の注入、及びpH調整剤注入装置77から循環配管73へのヒドラジンの注入が行われ、ヒドラジン、鉄(II)イオン、クロムイオン、水酸化第一鉄、ギ酸及び過酸化水素を含む水溶液であるpH7.0で温度90℃の皮膜形成液が、循環配管73から再循環系配管54内に供給される。この皮膜形成液と接触する再循環系配管54の内面で皮膜形成液と接触する内面の全体に亘って、この内面を覆うマグネタイト皮膜が形成される。本実施例のステップS8では、再循環系配管54の、応力腐食割れで貫通していないひび割れが生じている切断対象の部分以外の内面にも、マグネタイト皮膜が形成される。   A magnetite film is formed after the decomposition treatment in the decomposition device 25 for oxalic acid and hydrazine contained in the reductive decontamination liquid is completed and the chemical decontamination is completed (step S8). In step S8, the chemical decontamination apparatus 72A connected to the recirculation piping 54 is used when the step S5 is performed. When a magnetite film, which is a ferrite film, is formed on the inner surface of the recirculation pipe 54 using the chemical decontamination device 72A, the valve 112 is closed, and potassium permanganate from the ejector 76 to the surge tank 74 and Oxalic acid is not supplied. In the formation of the magnetite film on the inner surface of the recirculation system pipe 54 using the chemical decontamination apparatus 72A, similarly to the formation of the magnetite film on the inner surface of the stainless steel pipe 48 using the film forming apparatus 1 in the first embodiment. Injecting a chemical solution containing iron (II) ions and formic acid from the iron (II) ion implanter 3 into the circulation pipe 73, injecting hydrogen peroxide from the oxidizer injector 7 into the circulation pipe 73, and injecting a pH adjuster Hydrazine was injected from the device 77 into the circulation pipe 73, and the aqueous solution containing hydrazine, iron (II) ions, chromium ions, ferrous hydroxide, formic acid and hydrogen peroxide had a pH of 7.0 and a temperature of 90 ° C. The film forming liquid is supplied from the circulation pipe 73 into the recirculation system pipe 54. A magnetite film covering the inner surface is formed over the entire inner surface in contact with the film forming liquid on the inner surface of the recirculation system pipe 54 in contact with the film forming liquid. In step S8 of the present embodiment, a magnetite film is also formed on the inner surface of the recirculation system pipe 54 other than the portion to be cut where cracks are not penetrating due to stress corrosion cracking.

所定厚みのマグネタイト皮膜が再循環系配管54の内面に形成されたとき、循環配管73への鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液、過酸化水素及びヒドラジンのそれぞれの注入が停止され、皮膜形成液に含まれるヒドラジン及びギ酸の分解が分解装置87で行われる。このとき、薬液タンク8内の過酸化水素が、注入配管86を通して分解装置87に供給される。ステップS8でヒドラジン及びギ酸の分解が終了した後、循環配管73の両端部が再循環系配管54から取り外される。   When a magnetite film having a predetermined thickness is formed on the inner surface of the recirculation pipe 54, the injection of each of the chemical solution containing iron (II) ions and formic acid, hydrogen peroxide and hydrazine into the circulation pipe 73 is stopped, and the film is formed. Decomposition of hydrazine and formic acid contained in the liquid is performed by the decomposition device 87. At this time, hydrogen peroxide in the chemical solution tank 8 is supplied to the decomposition device 87 through the injection pipe 86. After the decomposition of hydrazine and formic acid is completed in step S8, both ends of the circulation pipe 73 are removed from the recirculation system pipe 54.

ステップS6における取替え対象の配管の撤去では、再循環系配管54の、ひび割れが生じている取替え部分が、切断されて再循環系配管54から取り除かれる。ステップS7において新たらしい配管を再循環系配管54の切断箇所に接続するために、ステップS1〜S4の各工程により作成した、内面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面をマグネタイト皮膜で覆っているステンレス鋼配管48を、工場から原子力発電所内の該当するBWRプラントの原子炉格納容器内に搬入する。搬入したステンレス鋼配管48を再循環系配管54の切断した箇所に配置し、このステンレス鋼配管48の両端部を対向する再循環系配管54のそれぞれの切断端面にそれぞれ溶接にて接続する。   In the removal of the replacement target pipe in step S <b> 6, the replacement part of the recirculation system pipe 54 that is cracked is cut and removed from the recirculation system pipe 54. In order to connect a new pipe to the cut portion of the recirculation system pipe 54 in step S7, a passive film is formed on the inner surface created by the steps of steps S1 to S4, and the surface of the passive film is formed on the magnetite film. The stainless steel pipe 48 covered with is carried from the factory into the reactor containment vessel of the corresponding BWR plant in the nuclear power plant. The stainless steel pipe 48 that has been carried in is disposed at the cut portion of the recirculation pipe 54 and both ends of the stainless steel pipe 48 are connected to the respective cut end faces of the opposing recirculation pipe 54 by welding.

以上により、取替え対象の原子力プラント構成部材である再循環系配管54の交換作業が終了する。そして、BWRプラントの定期検査が終了した後に、次の運転サイクルにおけるBWRプラントの運転が開始される。   As described above, the replacement work of the recirculation piping 54 that is a component of the nuclear plant to be replaced is completed. Then, after the periodic inspection of the BWR plant is completed, the operation of the BWR plant in the next operation cycle is started.

本実施例は、実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例は、再循環系配管54の切断箇所以外の部分にもフェライト皮膜を形成してこの切断箇所に、内面を不動態皮膜で覆っており、この不動態皮膜の表面をさらにマグネタイト皮膜で覆っているステンレス鋼配管48を接続するので、実施例1よりも原子力プラント構成部材である再循環系配管54へのCo−60の付着量を低減することができる。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In the present embodiment, a ferrite film is formed on a portion other than the cut portion of the recirculation pipe 54, and the inner surface is covered with the passive film at the cut portion, and the surface of the passive film is further covered with a magnetite film. Since the covering stainless steel pipe 48 is connected, the amount of Co-60 adhering to the recirculation pipe 54 that is a nuclear plant component can be reduced more than in the first embodiment.

本発明の他の実施例である実施例3の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図8、図9、図10及び図11を用いて説明する。本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法は、沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A method for reducing the dose of a nuclear plant component according to embodiment 3, which is another embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. 8, 9, 10 and 11. FIG. The method for reducing the dose of nuclear plant components of this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear plant (BWR plant).

本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法において不動態皮膜及びフェライト皮膜を形成する原子力プラント構成部材は、実施例1及び2のそれぞれの原子力プラント構成部材の線量低減方法において不動態皮膜及びフェライト皮膜を形成する取替え用の原子力プラント構成部材とは異なって、既設のBWRプラントに設けられている原子力プラント構成部材、例えば、配管である。   The nuclear power plant component forming the passive film and the ferrite film in the method for reducing the dose of the nuclear power plant component according to the present embodiment is the same as the passive film and the ferrite in the dose reducing method for each nuclear plant component according to the first and second embodiments. Unlike a replacement nuclear power plant component for forming a film, it is a nuclear power plant component provided in an existing BWR plant, for example, a pipe.

また、本実施例の原子力プラント構成部材の線量低減方法では、実施例1及び2のそれぞれの原子力プラント構成部材の線量低減方法と異なり、前述の二層の皮膜を形成する原子力プラント構成部材、例えば、再循環系配管54に化学除染装置72(図4参照)の循環配管73の両端部を接続して再循環系配管54の内面の化学除染を行い、その後、化学除染装置72を再循環系配管54から取り外して替りに皮膜形成装置1Aの両端部を再循環系配管54に接続して、皮膜形成装置1Aにより再循環系配管54の内面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面にこの表面を覆うマグネタイト皮膜(フェライト皮膜)を形成する。   Further, in the method for reducing the dose of nuclear plant components according to the present embodiment, unlike the dose reduction method for each of the nuclear plant components according to the first and second embodiments, the nuclear plant component that forms the two-layer coating described above, for example, Then, both ends of the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72 (see FIG. 4) are connected to the recirculation system pipe 54 to perform chemical decontamination of the inner surface of the recirculation system pipe 54. Instead of removing from the recirculation system pipe 54, both ends of the film forming apparatus 1A are connected to the recirculation system pipe 54, and the film forming apparatus 1A forms a passive film on the inner surface of the recirculation system pipe 54. A magnetite film (ferrite film) covering the surface of the dynamic film is formed.

本実施例で用いられる皮膜形成装置1Aを、図9を用いて説明する。皮膜形成装置1Aは、実施例1で用いられる皮膜形成装置1において弁46を設けた配管47を取り除き、不動態皮膜形成液注入装置115を追加した構成を有する。不動態皮膜形成液注入装置115は、薬液タンク116、注入ポンプ117及び注入配管119を有する。薬液タンク116は、注入ポンプ117及び弁118を有する注入配管119によって循環配管2に接続される。薬液タンク116は、不動態皮膜形成液であるフッ酸及び硝酸を含む水溶液を充填している。   A film forming apparatus 1A used in the present embodiment will be described with reference to FIG. The film forming apparatus 1A has a configuration in which the pipe 47 provided with the valve 46 in the film forming apparatus 1 used in Example 1 is removed and a passive film forming liquid injection device 115 is added. The passive film forming liquid injection device 115 includes a chemical liquid tank 116, an injection pump 117, and an injection pipe 119. The chemical tank 116 is connected to the circulation pipe 2 by an injection pipe 119 having an injection pump 117 and a valve 118. The chemical tank 116 is filled with an aqueous solution containing hydrofluoric acid and nitric acid which are passive film forming liquids.

実施例3の原子力プラント構成部材の線量低減方法を、図8に示す手順に基づいて説明する。本実施例において、不動態皮膜及びフェライト皮膜を形成する原子力プラント構成部材は、既設配管である再循環系配管54である。   A method for reducing the dose of nuclear plant components according to the third embodiment will be described based on the procedure shown in FIG. In the present embodiment, the nuclear plant constituent member that forms the passive film and the ferrite film is the recirculation pipe 54 that is an existing pipe.

ここで、再循環系配管54を含む再循環系の詳細な構成を、図10を用いて説明する。再循環系は、前述したように、再循環系配管54及び再循環系配管54に設けられた再循環ポンプ53を有する。再循環ポンプ入口弁120が再循環ポンプ53の上流で再循環系配管54に設けられ、再循環ポンプ出口弁121が再循環ポンプ53の下流で再循環系配管54に設けられる。再循環系配管54の上流端部がRPV50に接続される。RPV50の外部に配置された半円状のリングヘッダ24が、再循環系配管54に設けられている。複数のライザー管125が、リングヘッダ24に接続され、RPV50を貫通してRPV50内に達する。これらのライザー管125は、各ジェットポンプ52のノズルに連絡される。残留熱除去系につながる配管122が、再循環ポンプ入口弁120の上流で再循環系配管54に接続される。残留熱除去系につながる配管123が、再循環ポンプ出口弁121の上流で再循環系配管54に接続される。   Here, the detailed configuration of the recirculation system including the recirculation system pipe 54 will be described with reference to FIG. As described above, the recirculation system includes the recirculation system pipe 54 and the recirculation pump 53 provided in the recirculation system pipe 54. A recirculation pump inlet valve 120 is provided in the recirculation system pipe 54 upstream of the recirculation pump 53, and a recirculation pump outlet valve 121 is provided in the recirculation system pipe 54 downstream of the recirculation pump 53. The upstream end of the recirculation system pipe 54 is connected to the RPV 50. A semicircular ring header 24 arranged outside the RPV 50 is provided in the recirculation pipe 54. A plurality of riser tubes 125 are connected to the ring header 24 and penetrate the RPV 50 into the RPV 50. These riser pipes 125 communicate with the nozzles of each jet pump 52. A pipe 122 connected to the residual heat removal system is connected to the recirculation system pipe 54 upstream of the recirculation pump inlet valve 120. A pipe 123 connected to the residual heat removal system is connected to the recirculation system pipe 54 upstream of the recirculation pump outlet valve 121.

本実施例では、不動態皮膜及びフェライト皮膜を、例えば、再循環系配管54の、再循環ポンプ入口弁120の上流側のA点からこの弁の下流側のB点の間の範囲で内面に形成する。この範囲では、再循環系配管54の内面に応力腐食割れによるひび割れが生じていない。   In the present embodiment, the passive film and the ferrite film are formed on the inner surface of the recirculation system pipe 54 in the range between the point A on the upstream side of the recirculation pump inlet valve 120 and the point B on the downstream side of the valve. Form. In this range, the inner surface of the recirculation pipe 54 is not cracked due to stress corrosion cracking.

化学除染を実施する(ステップS11)。BWRプラントの運転が停止されて定期検査の期間において、図4に示す化学除染装置72の循環配管73の一端部(例えば、開閉弁100が設けられている方の端部)が配管122(図10参照)に接続される。この循環配管73の他端部(例えば、開閉弁94が設けられている方の端部)が配管123(図10参照)に接続される。化学除染装置72を用いた化学除染は、再循環系配管54のA点からのB点の間の範囲に対して実施すれば良いが、再循環系配管54の、再循環ポンプ入口弁120付近のA点からのB点の間の範囲で皮膜形成作業を行う場合、周囲の再循環系配管54の内面に付着した放射性核種から生じる放射線による被ばくを低減するために、再循環系配管54において化学除染を出来るだけ広範囲に行うことが望ましい。   Chemical decontamination is performed (step S11). In the period of the periodic inspection after the operation of the BWR plant is stopped, one end of the circulation pipe 73 of the chemical decontamination apparatus 72 shown in FIG. 4 (for example, the end on which the on-off valve 100 is provided) is connected to the pipe 122 ( (See FIG. 10). The other end of the circulation pipe 73 (for example, the end provided with the on-off valve 94) is connected to the pipe 123 (see FIG. 10). The chemical decontamination using the chemical decontamination device 72 may be carried out for the range between the point A and the point B of the recirculation system pipe 54, but the recirculation pump inlet valve of the recirculation system pipe 54 When the film forming operation is performed in the range between A and B near 120, the recirculation system piping is used to reduce radiation exposure caused by radionuclides adhering to the inner surface of the surrounding recirculation piping 54. It is desirable to perform chemical decontamination as widely as possible at 54.

配管122と配管123の間の再循環系配管54の内面が、実施例1と同様に、還元除染される。実施例1と同様に、開閉弁94,弁95,96,97,98,99及び112、及び開閉弁100を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ88,93を起動して、加熱器75で加熱されたサージタンク74内の水(約60℃)を循環配管73及び再循環系配管54で形成される閉ループ内で循環させる。エゼクタ76から供給された過マンガン酸カリウムにより生成された酸化除染液が再循環系配管54内に供給されて再循環系配管54内面の酸化除染が実施される。酸化除染終了後に、エゼクタ76から供給されたシュウ酸により生成された還元除染液が、pH注入装置77から注入されるヒドラジンによりpHが調節され、再循環系配管54内に供給される。再循環系配管54の内面が還元除染される。還元除染が終了した後、還元除染液に含まれているシュウ酸及びヒドラジンが分解装置87で分解される。これらの薬剤の分解が終了した後、化学除染装置72が配管122及び123から取り外される。   The inner surface of the recirculation system pipe 54 between the pipe 122 and the pipe 123 is reduced and decontaminated in the same manner as in the first embodiment. As in the first embodiment, the on-off valve 94, the valves 95, 96, 97, 98, 99 and 112, and the on-off valve 100 are opened and the other pumps are closed, and the circulation pumps 88 and 93 are started. Water (about 60 ° C.) in the surge tank 74 heated by the heater 75 is circulated in a closed loop formed by the circulation pipe 73 and the recirculation system pipe 54. The oxidative decontamination solution generated by the potassium permanganate supplied from the ejector 76 is supplied into the recirculation system pipe 54, and the oxidative decontamination of the inner surface of the recirculation system pipe 54 is performed. After completion of oxidative decontamination, the pH of the reductive decontamination solution produced by the oxalic acid supplied from the ejector 76 is adjusted by hydrazine injected from the pH injection device 77 and supplied into the recirculation system pipe 54. The inner surface of the recirculation piping 54 is reduced and decontaminated. After the reduction decontamination is completed, oxalic acid and hydrazine contained in the reduction decontamination solution are decomposed by the decomposition device 87. After the decomposition of these chemicals is completed, the chemical decontamination device 72 is removed from the pipes 122 and 123.

皮膜形成装置を接続する(ステップS12)。化学除染終了後、再循環ポンプ入口弁120を分解し、再循環ポンプ入口弁120の弁箱から弁体を取り出す。この弁箱の上流側のA点及び弁箱の下流側のB点のそれぞれの位置に、弁箱内から仕切り部材を設置して再循環系配管54を封鎖する。続いて、弁体を取り外した弁箱の部分に2本の配管を連絡し、これらの配管に皮膜形成装置1A(図9参照)の循環配管2の両端部を別々に接続する。なお、皮膜形成液が流れる2本の配管が挿入される弁箱の上部は、皮膜形成液が漏れないように密閉構造とする。   A film forming apparatus is connected (step S12). After completion of chemical decontamination, the recirculation pump inlet valve 120 is disassembled, and the valve body is taken out from the valve box of the recirculation pump inlet valve 120. A partition member is installed from the inside of the valve box at each position of point A on the upstream side of the valve box and point B on the downstream side of the valve box to seal the recirculation system pipe 54. Subsequently, two pipes are connected to the portion of the valve box from which the valve body is removed, and both ends of the circulation pipe 2 of the film forming apparatus 1A (see FIG. 9) are separately connected to these pipes. The upper part of the valve box into which the two pipes through which the film-forming liquid flows are inserted has a sealed structure so that the film-forming liquid does not leak.

不動態化処理を実施する。(ステップS13)。皮膜形成装置1Aが接続された後、皮膜形成装置1Aの循環配管2及び再循環系配管54の皮膜形成対象部に不動態皮膜形成液を循環させるために、サージタンク17に水を補給し、循環ポンプ20及び26を駆動して水を循環配管2及び弁箱内を循環させる。循環する水は、加熱器19で、例えば60℃まで加熱される。このとき、弁27,28,29,30,31,32及び33を開いて他の弁は全て閉じられている。   Perform passivation treatment. (Step S13). After the film forming apparatus 1A is connected, water is supplied to the surge tank 17 in order to circulate the passive film forming liquid to the film forming target part of the circulation pipe 2 and the recirculation system pipe 54 of the film forming apparatus 1A. The circulation pumps 20 and 26 are driven to circulate water through the circulation pipe 2 and the valve box. The circulating water is heated to, for example, 60 ° C. by the heater 19. At this time, the valves 27, 28, 29, 30, 31, 32, and 33 are opened, and the other valves are all closed.

A点からのB点の間の範囲で再循環系配管54の内面に不動態皮膜を形成するとき、弁118を開いて注入ポンプ117を駆動し、薬液タンク116内の不動態皮膜形成液、例えば、フッ酸及び硝酸を含む水溶液を、注入配管119を通して、循環配管2内を流れる水に注入する。循環する水溶液のフッ酸濃度が3%、硝酸濃度が10%になるように、薬液タンク116からフッ酸及び硝酸を含む水溶液が循環配管2内に注入される。フッ酸濃度が3%及び硝酸濃度が10%の不動態皮膜形成液が、循環ポンプ20及び26の駆動により、弁箱内に供給され、再循環系配管54のA点からB点の範囲で内面に接触する。この結果、その範囲の内面に、この内面を覆ってCrを主成分とする不動態皮膜が形成される。   When a passive film is formed on the inner surface of the recirculation system pipe 54 in the range between the point A and the point B, the valve 118 is opened and the injection pump 117 is driven, and the passive film forming liquid in the chemical tank 116 is For example, an aqueous solution containing hydrofluoric acid and nitric acid is injected into water flowing through the circulation pipe 2 through the injection pipe 119. An aqueous solution containing hydrofluoric acid and nitric acid is injected into the circulation pipe 2 from the chemical tank 116 so that the hydrofluoric acid concentration of the circulating aqueous solution is 3% and the nitric acid concentration is 10%. A passive film forming solution having a hydrofluoric acid concentration of 3% and a nitric acid concentration of 10% is supplied into the valve box by driving of the circulation pumps 20 and 26, and in the range from the point A to the point B of the recirculation piping 54. Contact the inner surface. As a result, a passive film containing Cr as a main component is formed on the inner surface within the range.

不動態皮膜の形成が終了した後、注水ポンプ117が停止されて弁118が閉じられる。そして、不動態皮膜形成液の廃液は、弁37を開いて弁29を閉じることにより、冷却器22に導かれて冷却される。冷却器22による冷却によって循環配管2及び弁箱内を循環するその廃液の温度が、例えば、20℃まで低下した後、弁41を開いて弁30を閉じる。この結果、その廃液が混床樹脂塔24に供給され、混床樹脂塔24に充填された要イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂によって廃液に含まれているフッ素イオン及び硝酸イオンが除去される。廃液が混床樹脂塔24を通して循環させることによって、その廃液は、マグネタイト皮膜の形成に再利用できる水になる。   After the formation of the passive film is completed, the water injection pump 117 is stopped and the valve 118 is closed. Then, the waste liquid of the passive film forming liquid is led to the cooler 22 and cooled by opening the valve 37 and closing the valve 29. After the temperature of the waste liquid circulating through the circulation pipe 2 and the valve box by cooling by the cooler 22 decreases to, for example, 20 ° C., the valve 41 is opened and the valve 30 is closed. As a result, the waste liquid is supplied to the mixed bed resin tower 24, and the fluorine ion and nitrate ion contained in the waste liquid are removed by the ion exchange resin and the anion exchange resin filled in the mixed bed resin tower 24. By circulating the waste liquid through the mixed bed resin tower 24, the waste liquid becomes water that can be reused to form a magnetite film.

マグネタイト皮膜を形成する(ステップS15)。皮膜形成装置1Aにおいて、実施例1におけるマグネタイト皮膜の形成と同様に、鉄(II)イオン注入装置3から循環配管2への鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液の注入、酸化剤注入装置7から循環配管2への過酸化水素の注入、及びpH調整剤注入装置12から循環配管2へのヒドラジンの注入が行われる。これらの注入により循環配管2内で生成された、ヒドラジン、鉄(II)イオン、クロムイオン、水酸化第一鉄、ギ酸及び過酸化水素を含む水溶液であるpH7.0で温度90℃の皮膜形成液が、循環配管2から再循環系配管54に設けられた弁箱内に供給され、再循環系配管54のA点からB点の範囲で内面に形成された不動態皮膜の表面に接触する。この結果、その不動態皮膜の表面を覆って個の表面にマグネタイト皮膜が形成される。皮膜形成液は循環配管2及び弁箱により形成される閉ループ内を循環する。マグネタイト皮膜の形成が終了した後、皮膜形成液に含まれているギ酸及びヒドラジンが分解装置25で分解される。   A magnetite film is formed (step S15). In the film forming apparatus 1A, in the same manner as the formation of the magnetite film in Example 1, injection of a chemical solution containing iron (II) ions and formic acid from the iron (II) ion implanter 3 to the circulation pipe 2 is performed, and the oxidant injector 7 Is injected into the circulation pipe 2, and hydrazine is injected into the circulation pipe 2 from the pH adjuster injection device 12. Film formation at a temperature of 90 ° C. at pH 7.0, which is an aqueous solution containing hydrazine, iron (II) ions, chromium ions, ferrous hydroxide, formic acid and hydrogen peroxide, generated in the circulation pipe 2 by these injections The liquid is supplied from the circulation pipe 2 into a valve box provided in the recirculation system pipe 54 and comes into contact with the surface of the passive film formed on the inner surface in the range from the point A to the point B of the recirculation system pipe 54. . As a result, a magnetite film is formed on the individual surfaces covering the surface of the passive film. The film forming liquid circulates in a closed loop formed by the circulation pipe 2 and the valve box. After the formation of the magnetite film is completed, formic acid and hydrazine contained in the film forming solution are decomposed by the decomposition device 25.

その後、皮膜形成装置が取り外される(ステップS15)。再循環系配管54の弁箱に接続されている皮膜形成装置1Aを取り外す。そして、この弁箱に弁体を組み込んで再循環ポンプ入口弁120を組み立てる。BWRプラントの定期検査が終了した後、BWRプラントが起動される。   Thereafter, the film forming apparatus is removed (step S15). The film forming apparatus 1A connected to the valve box of the recirculation piping 54 is removed. Then, the recirculation pump inlet valve 120 is assembled by incorporating the valve body into the valve box. After the periodic inspection of the BWR plant is completed, the BWR plant is activated.

本実施例は、実施例1と同様に、水素注入の実施時及び水素注入の不実施時において、原子力プラント構成部材である再循環系配管54への放射性核種の取り込みを抑制することができる。   In the present embodiment, in the same manner as in the first embodiment, it is possible to suppress the incorporation of radionuclides into the recirculation system pipe 54 that is a nuclear plant constituent member when hydrogen injection is performed and when hydrogen injection is not performed.

本実施例によれば、不動態皮膜形成液注入装置115を有する皮膜形成装置1Aを用いることによって、その不動態皮膜形成液注入装置115から不動態皮膜形成液を、BWRプラントに設けられている原子力プラント構成部材の表面、例えば、再循環系配管54の内面に容易に接触させることができ、BWRプラントに設けられている再循環系配管54の内面に対しても不動態皮膜を形成することができる。   According to the present embodiment, by using the film forming apparatus 1A having the passive film forming liquid injection apparatus 115, the passive film forming liquid is provided from the passive film forming liquid injection apparatus 115 to the BWR plant. It can be easily brought into contact with the surface of a nuclear plant component, for example, the inner surface of the recirculation piping 54, and a passive film is also formed on the inner surface of the recirculation piping 54 provided in the BWR plant. Can do.

本実施例では再循環系配管54のA点からのB点の間の範囲で内面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面にマグネタイト皮膜を形成したが、化学除染装置72を配管122,123から取り外した後、皮膜形成装置1Aの循環配管2の両端を配管122,123に別々に接続することによって、配管122の接続部と配管123の接続部の間で、再循環系配管54の内面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面にマグネタイト皮膜を形成することができる。この結果、放射性核種の付着を抑制できる、再循環系配管54の領域が増大できる。また、化学除染装置72に設けられたエゼクタ76及び弁122を有する配管111を、化学除染装置72と同様に、皮膜形成装置1Aに設けることによって、化学除染、不動態皮膜の形成及びマグネタイト皮膜の形成を、エゼクタ76を有する一台の皮膜形成装置1Aで行うことができる。したがって、実施例3のように、化学除染装置72の足循環系配管54への接続及び取り外しを行う必要がない。   In this embodiment, a passive film is formed on the inner surface of the recirculation piping 54 between the points A and B, and a magnetite film is formed on the surface of the passive film. After removing from the pipes 122 and 123, the recirculation system is connected between the connection part of the pipe 122 and the connection part of the pipe 123 by separately connecting both ends of the circulation pipe 2 of the film forming apparatus 1 </ b> A to the pipes 122 and 123. A passive film can be formed on the inner surface of the pipe 54, and a magnetite film can be formed on the surface of the passive film. As a result, the area of the recirculation piping 54 that can suppress the attachment of radionuclides can be increased. Further, the pipe 111 having the ejector 76 and the valve 122 provided in the chemical decontamination apparatus 72 is provided in the film forming apparatus 1A in the same manner as the chemical decontamination apparatus 72, so that chemical decontamination, formation of a passive film and The magnetite film can be formed by one film forming apparatus 1 </ b> A having the ejector 76. Therefore, it is not necessary to connect and remove the chemical decontamination apparatus 72 from the foot circulation system pipe 54 as in the third embodiment.

実施例3で皮膜形成の対象にした再循環系配管54の内面の一部に応力腐食割れによる貫通していないひび割れが生じている場合には、以下のように、不動態皮膜及びマグネタイト皮膜を形成しても良い。BWRプラントの定期検査の期間において、化学除染装置72を用いて再循環系配管54の内面の化学除染を行った後に、再循環系配管54のひ部割れが生じている箇所を切断して取り除き、その箇所に新しい配管(ステンレス鋼配管)を溶接にて接続する。その後、図9に示す皮膜形成装置1Aの循環配管2の両端部を、配管122,123に別々に接続する。そして、実施例3と同様に、皮膜形成装置1Aを用いて、配管122の接続部と配管123の接続部の間で、再循環系配管54の内面に不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の表面にマグネタイト皮膜を形成する。これによって、実施例3で生じる各効果を得ることができる。さらに、新たに接続した配管と残っている再循環系配管54の溶接部の内面にも、不動態皮膜を形成することができ、この不動態皮膜の表面にマグネタイト皮膜を形成することができる。   In the case where cracks that do not penetrate due to stress corrosion cracking occur on a part of the inner surface of the recirculation pipe 54 that is the target of film formation in Example 3, the passive film and magnetite film are formed as follows. It may be formed. In the period of the periodic inspection of the BWR plant, after chemical decontamination of the inner surface of the recirculation system pipe 54 using the chemical decontamination apparatus 72, a portion where the crack in the recirculation system pipe 54 is cracked is cut. Remove new pipes and connect new pipes (stainless steel pipes) by welding. Thereafter, both ends of the circulation pipe 2 of the film forming apparatus 1A shown in FIG. 9 are separately connected to the pipes 122 and 123. Then, similarly to Example 3, a passive film is formed on the inner surface of the recirculation system pipe 54 between the connection part of the pipe 122 and the connection part of the pipe 123 using the film forming apparatus 1A. A magnetite film is formed on the surface of the film. Thereby, each effect generated in the third embodiment can be obtained. Furthermore, a passive film can be formed on the inner surface of the welded portion of the newly connected pipe and the remaining recirculation pipe 54, and a magnetite film can be formed on the surface of the passive film.

新設の原子力プラントに実施例1〜3のそれぞれを適用することができる。新設の原子力プラントの原子力プラント構成部材には放射性核種が付着していないので、新設の原子力プラントに適用する場合には、各実施例で行われている化学除染は行う必要がない。   Each of Examples 1 to 3 can be applied to a new nuclear plant. Since the radionuclide is not attached to the nuclear plant components of the newly installed nuclear power plant, it is not necessary to perform the chemical decontamination performed in each embodiment when applied to the newly installed nuclear power plant.

1,1A…皮膜形成装置、2,73…循環配管、3…鉄(II)イオン注入装置、12,77…pH調整剤注入装置、17,74…サージタンク、19,75…加熱器、20,26,88,93…循環ポンプ、22,90…冷却器、25,87…分解装置、49…原子炉、50…原子炉圧力容器、51…炉心、53…再循環ポンプ、54…再循環系配管、58…給水配管、66…水素注入装置、72,72A…化学除染装置、115…不動態皮膜形成液注入装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Film formation apparatus, 2,73 ... Circulation piping, 3 ... Iron (II) ion implantation apparatus, 12, 77 ... pH adjuster injection apparatus, 17, 74 ... Surge tank, 19, 75 ... Heater, 20 , 26, 88, 93 ... circulation pump, 22, 90 ... cooler, 25, 87 ... cracking device, 49 ... nuclear reactor, 50 ... reactor pressure vessel, 51 ... core, 53 ... recirculation pump, 54 ... recirculation System piping, 58 ... water supply piping, 66 ... hydrogen injection device, 72, 72A ... chemical decontamination device, 115 ... passive film forming liquid injection device.

Claims (10)

ステンレス鋼製の原子力プラント構成部材の第1表面にこの第1表面を覆って前記ステンレス鋼に含まれる元素の少なくとも一部を含む不動態皮膜を形成し、この不動態皮膜の第2表面にこの第2表面を覆ってフェライト皮膜を形成することを特徴とする原子力プラント構成部材の線量低減方法。   A passive film containing at least a part of the elements contained in the stainless steel is formed on the first surface of the nuclear power plant component made of stainless steel so as to cover the first surface, and this passive film is formed on the second surface of the passive film. A method for reducing the dose of a nuclear plant component, wherein a ferrite film is formed covering the second surface. 前記不動態皮膜の形成は原子力プラントに設置されている前記原子力プラント構成部材の前記第1表面に対して行われる請求項1に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The method for reducing the dose of a nuclear plant component according to claim 1, wherein the formation of the passive film is performed on the first surface of the nuclear plant component installed in a nuclear plant. 原子力プラントに設けられている原子力プラント構成部材を除去し、前記第1表面に前記不動態皮膜が形成されて前記不動態皮膜の前記第2表面に前記フェライト皮膜が形成されている前記原子力プラント構成部材を、前記除去した原子力プラント構成部材の替りに、前記原子力プラントに取り付ける請求項1に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The nuclear power plant configuration in which a nuclear power plant constituent member provided in the nuclear power plant is removed, the passive film is formed on the first surface, and the ferrite film is formed on the second surface of the passive film The method for reducing a dose of a nuclear plant component according to claim 1, wherein a member is attached to the nuclear plant in place of the removed nuclear plant component. 前記原子力プラントから前記原子力プラント構成部材を除去する前に、少なくとも前記除去する原子量プラント構成部材を化学除染する請求項3に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The method for reducing a dose of a nuclear plant component according to claim 3, wherein at least the atomic plant component to be removed is chemically decontaminated before removing the nuclear plant component from the nuclear plant. 前記第1表面への前記不動態皮膜の形成は、前記第1表面を研磨した後に行う請求項1ないし4のいずれか1項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The method for reducing a dose of a nuclear plant component according to any one of claims 1 to 4, wherein the formation of the passive film on the first surface is performed after the first surface is polished. 前記第1表面への前記不動態皮膜の形成は、前記第1表面に不動態皮膜形成液を接触させて行い、前記第2表面への前記フェライト皮膜の形成は、鉄(II)イオン、酸化剤及びpH調整剤を含むpHが5.5〜9.0の範囲にある皮膜形成液を前記第2表面に接触させることによって行う請求項1ないし5のいずれか1項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The passive film is formed on the first surface by bringing a passive film-forming solution into contact with the first surface, and the ferrite film is formed on the second surface by iron (II) ions, oxidation. The nuclear power plant configuration according to any one of claims 1 to 5, which is performed by bringing a film forming liquid containing a pH agent and a pH adjuster in a range of 5.5 to 9.0 into contact with the second surface. A method for reducing the dose of a member. 前記原子力プラント構成部材が前記原子力プラントの第1配管であり、前記不動態皮膜の形成は、前記第1表面である、前記第1配管の内面に不動態皮膜形成液を接触させることによって行われる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The nuclear plant component is the first pipe of the nuclear power plant, and the formation of the passive film is performed by bringing a passive film forming liquid into contact with the inner surface of the first pipe, which is the first surface. The dose reduction method of the nuclear power plant structural member of any one of Claim 1 thru | or 3. 前記フェライト皮膜の形成は、前記内面が前記不動態皮膜で覆われた前記第1配管に第2配管を接続し、鉄(II)イオン、酸化剤及びpH調整剤を含むpHが5.5〜9.0の範囲にある皮膜形成液を、前記第2配管を通して前記第1配管内に供給し、前記皮膜形成液を前記第1配管の内面に形成された前記不動態皮膜の第2表面に接触させることによって行われる請求項7に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   The ferrite film is formed by connecting a second pipe to the first pipe whose inner surface is covered with the passive film, and a pH containing iron (II) ions, an oxidizing agent and a pH adjusting agent is 5.5 to 5.5. A film forming liquid in a range of 9.0 is supplied into the first pipe through the second pipe, and the film forming liquid is applied to the second surface of the passive film formed on the inner surface of the first pipe. The method for reducing a dose of a nuclear plant component according to claim 7, wherein the method is carried out by contacting. 前記不動態皮膜の形成は、前記不動態皮膜形成液を前記第2配管を通して前記第1配管に供給することによって行われる請求項8に記載の原子力プラント構成部材の線量低減方法。   9. The method for reducing a dose of a nuclear plant component according to claim 8, wherein the formation of the passive film is performed by supplying the passive film forming liquid to the first pipe through the second pipe. 原子力プラント構成部材を有する原子力プラントにおいて、前記原子力プラント構成部材の第1表面が不動態皮膜で覆われており、前記不動態皮膜の第2表面がフェライト皮膜で覆われていることを特徴とする原子力プラント。   In a nuclear power plant having a nuclear plant component, a first surface of the nuclear plant component is covered with a passive film, and a second surface of the passive film is covered with a ferrite film. Nuclear plant.
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