JP3048270B2

JP3048270B2 - 原子炉一次系の化学的除染方法及び装置

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Publication number: JP3048270B2
Application number: JP3309396A
Authority: JP
Inventors: ジェイムズ・スティーブン・シュロンスキー; マイケル・フランシス・マクガイア; ゲイリー・ジョゼフ・コーポラ
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JPH04276596A; US5089216A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

【発明の分野】本発明は、原子炉一次系の除染技術に属
するものである。更に具体的には、本発明は、一次系全
体の化学的除染のため、一次系に除染剤注入・浄化系を
一体化する方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術の説明】加圧水形原子炉（ＰＷＲ）系のよう
な原子炉一次系における高いバックグラウンド放射線レ
ベルにより生ずる作業員の過度の被曝という問題や、そ
れに伴い個々の被曝量を最小にするように作業員の交替
に必要な経済コストの問題は多くの原子力発電プラント
において顕著な問題となっている。上記のようなバック
グラウンド放射線レベルは主として、原子力発電プラン
トの或る領域における腐食生成物の生成に起因するもの
である。腐食生成物の生成により、作業員は、定期的保
守や燃料交換のための運転停止中に高い放射線レベルに
曝される。長期的には、作業員の被曝量は増加し続ける
ものと予想される。

【０００３】原子力発電プラントの運転に伴い、炉心及
び一次系の諸表面が腐食する。クラッドと称されるこの
ような腐食生成物は、腐食物質が原子炉冷却材系(ＲＣ
Ｓ)により炉心領域に搬送されることにより活性化即ち
放射化される。それに続いて、放射化されたクラッドの
剥離及び一次系内の他の箇所での再付着で、一次系全体
における配管及び構成要素内に放射線の場が生じ、原子
力発電プラント全体にわたる放射線レベルが増加する。
このような腐食生成物の付着層の放射能は主にコバルト
５８及び６０によるものである。作業員の放射線被曝量
の８０〜９０％はこれ等の元素に起因するものと推定さ
れる。

【０００４】作業員の被曝を管理すると共に上記のよう
な問題のある状況に対処する１つの方法は、定期的に除
染剤を使用して、腐食生成物の酸化膜の相当部分を除去
することにより蒸気供給系の除染を行うことである。し
かし、従来の技術では、熱交換器（蒸気発生器）の水室
にのみ重点が置かれるのが典型的であり、一次系全体と
しての除染に対しては殆ど資するところがなかった。

【０００５】従来、小規模の除染には、ＥＰＲＩ（米国
電力研究所）及びＣＥＧＢ（英国中央発電庁）による共
同計画の下に英国で開発されたＬＯＭＩ並びに（アトミ
ック・エネルギー・オブ・カナダ社（Atomic Energy of
Canada, Ltd．）により開発されたＣＡＮ−ＤＥＲＥＭ
と称する２つの異なった化学的除染方法が採用されてき
た。これ等の方法は、複数のステップの操作からなって
おり、種々の除染剤を注入し、循環させ、次いでイオン
交換により除去する。除染剤は、腐食生成物を溶解する
ように組成されてはいるが、ある粒子の発生を伴う。化
学除染に重点を置いた１つの化学的除染方法が、英国特
許出願第ＧＢ２０８５２１５Ａ号明細書に開示され
ている。しかし、一次系の除染に該化学除染を適用する
上で採用すべき方法に関しては殆ど開示するところがな
い。

【０００６】これ等の化学的除染方法は、典型的に、局
所的にのみ用いられてきたが、本発明者等によれば、大
規模な一次系全体の化学的除染にこのような化学的除染
方法の適用が可能であると考察されるに至った。その結
果、現行の形式の原子炉一次系に上述した化学的除染方
法を効率的に組み込み一体化するサブシステムの設計の
必要性が存在する。このような一体化は、必然的に、化
学的除染で使用されている圧力及び温度の要件、即ち、
従来では、一次系全体の除染が行われていなかったため
に満足する必要がなかった要件を満たす必要がある。

【０００７】沸騰水形原子炉（ＢＷＲ）のプログラムに
おいては、除染に関し或る程度作業が行われているが、
現場で検討されているＢＷＲ除染試案は、化学的除染方
法を原子炉冷却材系（ＲＣＳ）全体に実際に適用する場
合に不可欠的な対象となる温度、圧力及び流量の影響に
関し殆ど考慮することなく、通常でない除染プロセス条
件下で商業ベースのプロセスを用いて輸送容器内の燃料
集合体を除染するに留どまるものであった。

【０００８】除染後の１０年間における推定集団放射線
量の節約は、除染中燃料を除去しているか否かに依存す
るが、３５００〜４５００人ーレム台である。従って、
合理的な人ーレム当たりの費用試算では、線量レベルの
減少から得られる節約は１３億円（１０００万ドル）台
になるであろう。

【０００９】一次系全体の除染の可能性の検討の結果、
現在用いられている一次系に化学的除染系を組み込む効
果的且つ経済的な方法に対する必要性が存在することが
分かった。

【００１０】

【発明の概要】本発明は、一次系全体の除染を達成する
ために原子炉一次系と関連して使用される化学的除染系
を提供する。この目的で、化学的除染系は、残留熱除去
系を利用して原子炉一次系と一体化される。プロセス流
体は、残留熱除去系熱交換器の内の１つの熱交換器を通
過した後に、化学的除染系に転送される。化学的除染系
を通過する間に、該プロセス流体が除染され且つ／又は
除染剤が該プロセス流体の流れに注入され、そして該化
学的除染系を通過した後に、プロセス流体は、最初の転
送箇所の下流側で残留熱除去系に戻される。

【００１１】このようにして、残留熱除去ポンプ及び熱
交換器を、流体流量及び温度制御の双方の面で、化学的
除染方法を助成するのに利用することができる。

【００１２】典型的には、化学的除染中、残留熱除去ポ
ンプを助成するために１つ又は複数の原子炉冷却材ポン
プが必要とされるであろう。従って、系内の圧力は、原
子炉冷却材ポンプの運転に要求される最小圧力よりも高
い圧力に維持しなければならない。これは、原子炉一次
系の加圧器内の窒素ガスを使用することにより達成され
る。

【００１３】更に、シール漏れ及び設備のドレンから収
集された各種流体流を、化学的除染系に最適な仕方で送
り、しかる後に他のプロセス流体と共に又は除染廃棄物
を取り除いて、一次系に再注入することができる。

【００１４】従って、本発明の目的は、実質的に原子炉
一次系全体を経済的且つ化学的に除染するために原子炉
一次系に化学的除染系を組み込む方法を提供することに
ある。この目的及びその他の目的並びにこれ等の利点や
その他の利点は、本発明の以下の詳細な説明から当業者
には明らかになるであろう。

【００１５】

【好適な実施例の詳細な説明】クリティカル−パス法に
よると、運転停止時間は、現在、１日当たり１００万ド
ルの費用になるので、化学的除染方法は、実施のタイミ
ング及び費用双方の面で非常に重要である。除染から除
染までの時間間隔は、特定の原子力発電プラントや、同
原子力発電プラントの建造の際に使用した材料に依存し
て変化する。古い原子力発電プラントにおいては、後続
の世代の原子力発電プラントで生じている腐食問題の多
くを発生しないような高価な材料が用いられている。

【００１６】既述の２つの慣用の化学的除染方法（ＣＡ
Ｎ−ＤＥＲＥＭ及びＬＯＭＩ）及び将来開発されるであ
ろうその他の化学的除染方法を利用可能にするために
は、原子炉冷却材系（ＲＣＳ）及び該ＲＣＳと関連の補
助系統の動作能力を、流量、温度、圧力及び質量の面
で、上記のような化学的除染方法の要件に適応可能にし
なければならない。理想的には、これは、可能な限り少
ないハードウエアで動作上の変更を最小限度にするよう
にして達成すべきである。

【００１７】ＲＣＳ全体の除染を考察する上で別の顕著
な問題は、当該除染方法を、燃料を原子炉内に装荷した
状態で行うか或は燃料を原子炉から取り出した状態で行
うべきかに関する問題である。現在、当該技術分野にお
いては、原子炉容器内に使用済み燃料が存在しない状態
での除染方法を適格化すべく試みられている。燃料が装
荷された状態での除染に関する安全上の問題を解決する
のに必要な付加的な費用及び分析から、現時点では、燃
料存在下での除染は有利な選択ではないとされている。
それにも拘わらず、原子炉容器内に燃料が存在しない状
態で除染を行った後の次の段階としは、燃料が存在する
状態での除染を適正化する可能性を探ることになるであ
ろう。従って、除染計画は、燃料存在下での除染の可能
性を考慮すべきである。

【００１８】現在の化学的除染方法を原子力蒸気供給系
と一体化する上で満足しなければならない主たる接続要
件として、少なくとも下記の要件が含まれる。即ち、
（１）当該化学的除染方法を適正に利用するための１５
０°Ｆ〜２４０°Ｆ（６５℃〜１１５℃）の範囲におけ
る温度制御、（２）除染剤の注入及びそれに続く除染剤
の除去のための多数の個別のステップを設けること、及
び（３）化学的除染処理中、一様な一次系の化学状態、
温度及び最小速度を確保するするために連続した除染剤
の循環を行うことである。

【００１９】現在の除染方法では、幾つかのステップの
各々において特定の除染剤の約９９％の除去が要求され
る。原子炉冷却材系はその容積が大きいために（１０
０，０００ガロン即ち３８０ｍ³台)、原子炉冷却材系内
の流体を“他所に移し替える"ことができない、即ち、
処理した流体全体の交換を行うことができないので、流
入及び流出プロセスが要求される。除染系を中心とする
標準物質収支から、毎分約１０００ガロン（３８００リ
ットル）前後の戻り流量減少点に到る処理時間対処理速
度関係が確立されている。この大きさの流量で、典型的
には、一次系は、約７時間で許容可能なレベルまで浄化
される。従って、浄化系との接続は、この大きさの流量
を可能にしなければならない。更に、この接続は、流れ
を冷却する手段となり、また、液体を原子炉冷却材系に
戻すための駆動水頭を与えなければならない。現存の化
学体積制御系（ＣＶＣＳ）は、毎分約１２０ガロン（４
５０リットル）の容量しか有していないので、最適な化
学的除染にとっては明らかに不充分である。従って、所
要の流量を供給し冷却を行うための代替手段を利用しな
ければならない。

【００２０】上に述べた接続要件に加えて、最適な化学
的除染方法は、好ましくは、次の基準を満たすべきであ
る。即ち、（１）このような除染方法の設備を構築する
のに要する時間及び建造物空間は、通常、格納容器の内
部で利用可能な空間を越えるため、また、固体廃棄物の
除去のための容易なアクセスを可能にするため格納容器
外部の設置、（２）脱塩装置の性能を最適化する（樹脂
層の好適な作動温度は１４０°Ｆ即ち６０℃台である）
ために除染剤除去に先立って処理済み流体の冷却を行う
こと、及び（３）総費用を最小にするために現存の設備
及び一次系に対する接続の最大限の利用である。

【００２１】本発明による装置及び方法は、必要且つ好
適な各基準を満たし且つ全体的に化学的除染プロセスを
最適化するものである。除染系に対する好適な接続は、
残留熱除去（ＲＨＲ）系であることを知見した。本発明
により提案される実施形態によれば、下記に述べるよう
に、僅か１つの付加的な格納容器貫通部しか要求され
ず、残留熱除去系熱交換器の使用により適切な冷却容量
を越える供給が可能となり、プロセス流体が除染系へ流
れ、該除染系を通り、原子炉冷却材系へ戻るように同プ
ロセス流体を駆動するのに残留熱除去ポンプを使用する
ことにより適切な圧力を上回る圧力が利用可能になる。

【００２２】ＣＡＮ−ＤＥＲＥＭの除染方法は、特定の
化学処理段階に依存し、２４０°Ｆ(１１６℃)±１０°
Ｆ(６℃)及び１９４°Ｆ(９０℃)±１０°Ｆ(６℃)の温
度を必要とする。ＬＯＭＩの除染方法は、１９４°Ｆ
(９０℃)±１０°Ｆ(６℃)の一定温度を必要とする。従
って、一次系と一体化される化学的除染系は、約２５０
°Ｆ(１２２℃)の温度に耐えることができなければなら
ない。このように、化学的除染方法は、比較的高い温度
を必要とするが、燃料を取り出した状態で除染する場合
には、燃料を取り出すために一次系全体を冷却しなけれ
ばならない。従って、典型的な予備ステップとして、一
次系全体の冷却、燃料の取り出し及び除染にとり適当で
ある温度までの一次系の再加熱が含まれる。これに対
し、燃料を装荷した状態で除染する場合には、一次系を
適当な除染温度に冷却するステップだけしか必要とされ
ない。従って、燃料を装荷した状態で除染した場合に
は、一次系全体の冷却及び燃料取り出しの必要性がなく
なるので、１５日分の運転停止時間が避けられ、その分
の時間及び費用節約が実現できる。通常、残留熱除去系
は、原子炉の冷却中或は起動中のみ使用される。その場
合でも、残留熱除去系は、原子炉の温度が約３５０°Ｆ
(１７５℃)に減少するまで作動することはできない。こ
の時点の前においては、熱は、蒸気の放出により除去さ
れる。

【００２３】次に図面を参照し詳細に説明する。図中、
同じ参照数字は同じ部分を表す。図１には、本発明の１
つの好適な実施例における流体回路が略示してある。
尚、図１以外の配列もしくは構成も可能であり、本発明
の方法及び装置は図１の構成に限定されるものではな
い。

【００２４】原子炉の原子炉冷却材系（原子炉一次系）
１０からの処理流体は一対の残留熱除去ポンプ１２によ
り残留熱除去系１１に送られる。化学的除染方法は、既
述のように１５０°Ｆ〜２４０°Ｆ(６５℃〜１１５℃)
の範囲内の温度で行われる。しかし、最適に使用される
べくここに提案した除染系は、１４０°Ｆ(６０℃)の範
囲の温度で動作すべきである。

【００２５】従って、除染前に熱除去が要求される。熱
除去は、定常熱損失で行われ、更に、１つ又は２つ以上
の残留熱除去系熱交換器１４及び１５内のプロセス流体
の冷却によって行われる。残留熱除去ポンプ１２は、典
型的に、毎分３０００ガロン(１１.４ｍ³)台で動作する
ように設計されているので、除染プロセスにおいて望ま
れる毎分１０００ガロン(３.７９ｍ³)のプロセス流量を
実現するのに１つの残留熱除去ポンプ１２しか必要とさ
れないであろう。第２の残留熱除去ポンプ１２は、後備
用として用意しておくことができよう。典型的な構成に
おいては、１つの残留熱除去ポンプ１２及び残留熱除去
系熱交換器１４はプロセス流体を冷却するのに用いら
れ、他方、第２の残留熱除去ポンプ１２及び残留熱除去
系熱交換器１５は、原子炉冷却材系１０内に適切な熱収
支を維持するのに要求される過剰熱の除去に用いられ
る。この方式は、燃料を設置した状態でも或は燃料を取
り出した状態でも採用可能である。

【００２６】実施に当たり、原子炉冷却材系１０の構成
要素である１つ又は複数の原子炉冷却材ポンプは、炉心
（設置されている場合）からの崩壊熱と関連して、熱源
となり、原子炉冷却材系１０全体における化学的除染の
ための適切な動作温度を設定すると共に、冷却材の循環
を助成する。更に、補助の残留熱除去ポンプ１２からの
流量では、全体として原子炉冷却材系１０内の均質な化
学的状態及び温度を確保することができないので、少な
くとも１つの原子炉冷却材ポンプの運転が循環のために
要求される。

【００２７】約３５０°Ｆ(１７５℃)での標準的な残留
熱除去開始直後において、残留熱除去ポンプ１２及び残
留熱除去系熱交換器１５からなる１つの残留熱除去ライ
ンで崩壊熱及び原子炉冷却材ポンプ熱入力についていく
ことが可能ならば、他の残留熱除去ラインを分離し、設
置されている化学的除染系に接続して、この他の残留熱
除去ラインで原子炉冷却材系を３５０°Ｆから２４０°
Ｆ（１７５℃から１１６℃）に冷却することができる。
従って、図面を参照するに、弁１６及び２０は、残留熱
除去系熱交換器１５におけるプロセス流体流の冷却を行
うために開状態に留どめられ、他方、弁１８及び２２
は、化学的除染系の設置に当たり残留熱除去系熱交換器
１４及びその付属配管を隔離するために閉弁されること
になる。このように、冷却用に単一の残留熱除去ライン
を使用することにより、通常、原子炉の運転停止後約２
５時間以内に２４０°Ｆ(１１６℃)の温度に達するであ
ろう。或は、２つの残留熱除去ラインが利用可能な場合
には、運転停止後約６時間以内で目標温度が達せられる
であろう。

【００２８】化学的除染系(化学的除染装置)３４を残留
熱除去系１１に接続するために、タップ管路(残留熱除
去系を除去手段に接続する接続手段)２８を残留熱除去
系熱交換器１４の直ぐ下流側に接続する。必要なとき
に、弁２４及び２６を動作させて、残留熱除去系１１か
らの流れを化学的除染系３４に導くことができる。

【００２９】好適な実施例においては、原子炉３０の格
納容器構造の貫通部を可能な限り減らすために、高圧安
全注入ポンプ管路３２に至るプロセス管路を用いて、流
れを化学的除染系３４に供給する。接続配管４０と関連
して設けられている弁３６及び３８を用いて、プロセス
流体を、高圧安全注入ポンプ管路３２から化学的除染系
３４に転送する。プロセス流体は、化学的除染系３４を
通流する間に、汚染溶存金属及び汚染懸濁物質が脱塩装
置及び濾過器(除去手段)を用いて除去され、化学的除染
系３４を通過した後、注入手段３５を用い必要に応じ除
染剤が注入される。プロセス流体は、戻し管路（注入手
段を残留熱除去系に接続する接続手段）４２により、残
留熱除去系１１に戻され、しかる後コールドレッグ注入
部４４に戻される。

【００３０】残留熱除去系１１を使用する別法として、
格納容器構造３０の外部にある残留熱除去ポンプ１２の
吐出側から配管を出して、流れを直接化学的除染系３４
及び注入手段３５に導き、処理済み流体を、高圧安全注
入ポンプ管路３２を介し一次系に戻することができる。
この方法によれば、格納容器の貫通が避けられるが、化
学的除染樹脂層の使用を最適にするのに充分な程にプロ
セス流体温度を減少するためには、相当な冷却水供給源
と共に別の熱交換器が要求されるであろう。この方法を
選択した場合の費用は、本明細書で述べている好適な実
施例の費用よりも相当に大きくなるであろう。

【００３１】化学的除染系３４及び注入手段３５と原子
炉冷却材系１０との一次接続に加えて、別の汚染流体源
を化学的除染系３４に接続することができる。原子炉の
運転中、ポンプシールからの漏れが定常的な現象として
起こるが、この漏れは、除染中は由々しい問題となる。
と言うのは、漏れ流体が薬剤や放射化したクラッドを含
むからである。従って、原子炉冷却材ポンプのＮｏ．２
シールからの漏れ、弁からの漏れ及び種々の設備のドレ
ンは全て、一般に、管路４８を介し原子炉冷却材ドレン
タンク４６に導かれる。原子炉冷却材ドレンタンク４６
の内容物はしかる後、通常、１つ又は２つ以上の原子炉
冷却材ドレンタンクポンプ５２によりホウ素再循環系の
ホールドアップタンク５０に送られる。しかし、本発明
の除染装置と関連し、流れは、弁５４及び５６により転
送され、格納容器サンプタンク６０内に捕集されている
原子炉冷却材ポンプのＮｏ．３シールからの漏れ５８の
流れと合流し、しかる後、管路６４に設けられているポ
ンプ６２により圧送されるのが好ましい。合流した流れ
は、廃棄物処理系のホールドアップタンク６６に導くこ
とができるが、弁６８及び７０により化学的除染系３４
に転送するのが有利である。化学的除染系３４において
は、合流した流れは、浄化して戻し管路４２を介し一次
系に戻すこともできるし、或は他の除染廃棄物と共に除
去することができ、作業員の放射線被曝の危険性が最小
限度に抑止される。

【００３２】本発明の好適な実施例において要求される
ように、１つ又は２つ以上の原子炉冷却材ポンプの運転
には、原子炉冷却材ポンプのＮｏ．１シールの適切な動
作を確実にするために、約４００psig(２９Kg/cm²)の最
小限度圧力が原子炉冷却材系１０に要求される。通常の
原子力発電プラント運転中は、原子炉冷却材系の圧力
は、加圧器内の蒸気バブル(気泡)を使用して制御され
る。しかし、除染中の気泡の使用は困難である。その理
由は、４００psig(２９Kg/cm²)における４４７°Ｆ(２
３０℃)という酸素飽和温度が高過ぎて、１５０°Ｆ〜
２４０°Ｆ（６５℃〜１１６℃）の範囲の温度を必要と
する現行の除染方法で使用できないからである。このよ
うな高温においては、スプレーラインを介しての除染剤
の循環及び加圧器内への注入が禁止されるばかりでなな
く、幾つかの原子炉冷却材系構造材料の腐食速度が加速
される結果となる。

【００３３】或る場合には、原子力発電プラント冷却の
後期の段階及び原子力発電プラント加熱の初期の段階中
に、加圧器を“満水（water solid)”にして圧力を制御
することができる。しかし、満水の圧力制御は、一次系
の小さい摂動でも相当大きな圧力過渡状態が生ずるた
め、完全除染に要求されるような長期間(複数日)にわた
る圧力制御には望ましい方法ではない。

【００３４】蒸気或は満水の圧力制御に伴う上記のよう
な問題に鑑み、化学的除染中に原子炉冷却材系１０を加
圧するための代替手段が要求される。本発明の好適な実
施例においては、原子炉冷却材系１０の一部分を構成す
る加圧器内の窒素ガスバブルが、系の圧力を除染に要求
される低下温度において必要圧力或はそれを越える圧力
に維持するのに用いられる。空気バブルは、ＣＡＮ−Ｄ
ＥＲＥＭ及びＬＯＭＩの除染方法の双方にとり溶存酸素
要件が極めて厳しいので、用いられない。窒素が有利な
のは、不活性であること、一般的に入手が容易であるこ
と、低費用であること、格納容器雰囲気への放出が必要
となった場合でもインパクトが小さいことという理由か
らである。加えるに、所要の窒素量は、加圧器と、安全
注入系の蓄圧タンク窒素供給ラインとの間を一時的に交
差接続することにより現場で利用可能であるからであ
る。

【００３５】窒素バブルを利用するために、６５０°Ｆ
(１７５℃)からの原子炉冷却材系の冷却中、窒素を原子
炉冷却材系系１０の加圧器内の気相に入れる。スプレー
流で蒸気は凝縮し、圧力は徐々に降下する。この圧力降
下は窒素により補償される。或は、高圧蓄圧タンク充填
ラインを加圧器に接続することが可能である。

【００３６】窒素による圧力制御は、加圧器を通る完全
循環を可能とするので、スプレーライン、加圧器及びサ
ージラインは除染され且つ原子炉冷却材系ループと熱平
衡状態に維持することができる。窒素バブルは、加圧器
の実質的な除染を阻害することはない。と言うのは、放
射化したクラッドの殆どは、加圧器の容器底部に溜まる
からである。しかし、最大スプレー流量を維持するのが
好ましい。従って、窒素バブルを使用することにより、
化学的除染に要求される低い温度での高圧力が容易に達
成される。

【００３７】化学的除染中の原子炉冷却材系運転に要求
される比較的高い圧力の付加的な結果として、二次系へ
の蒸気発生器管漏洩の潜在的可能性が存在する。このよ
うな漏洩は望ましくない。と言うのは、クラッドや他の
除染剤を含有するプロセス流体が二次系に流れるためで
ある。このような漏洩は、蒸気発生器の胴側を、一次系
圧力より高い圧力に加圧することにより有利にも阻止す
ることが可能であり、それにより、一次側から二次側へ
の漏洩は阻止される。このような高い二次側圧力を容易
に達成する１つの方法は、除染中、二次側を満水状態に
維持することである。二次側の圧力は、サンプリングラ
イン或はブロー管に接続された小形の容積式ポンプで維
持することができる。

【００３８】当該技術分野で通常の知識を有する者には
知られているように、化学的除染中、一次系内に適切な
質量インベントリーを維持するために何らかの手当てを
行わなければならない。従って、一次系の質量インベン
トリーを維持し且つ原子炉冷却材ポンプに対しシールの
注入冷却を行うために、除染中、原子炉一次系の化学体
積制御系の通常のレットダウン（let down）及び充填ラ
インを使用状態に存続するのが有利である。化学体積制
御系のホールドアップタンクの蓄積量を含め典型的なレ
ットダウン系の能力は、現行のいずれの除染方法に関連
した除染剤添加を補償するのに余り有る。このことは、
燃料交換用貯水タンクから或は一次側補給水貯蔵タンク
から清浄なシール水注入が要求される場合にも当て嵌ま
る。

【００３９】以上から明らかなように、現存の設備の使
用を最適化し、格納容器の貫通部を最小にし且つ除染に
要する時間を最適化する化学的除染系を原子炉一次系内
に組み込むための方法及び装置を開示した。この方法及
び装置においては、大規模な系全体の除染のための総合
的計画条件を最小にするように時機を得た仕方で化学的
除染を行うために独特な配列で公知の技術が利用されて
いる。

【００４０】以上、本発明について説明したが、本発明
は、ここに単なる例示として示した実施例に限定される
ものではない。本発明は、特許請求の範囲のみにより限
定され、全ての均等物を含むものとして解釈されるべき
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による化学的除染系の全体的
構成を示す簡略図である。

【符号の説明】

１０原子炉冷却材系（原子炉一次系）１１残留熱除去系１２残留熱除去ポンプ１４残留熱除去系熱交換器１５残留熱除去系熱交換器２８タップ管路（残留熱除去系を除去手段に接続す
る接続手段）３０原子炉３４化学的除染系（化学的除染装置）３５除染剤の注入手段４２戻し管路（注入手段を残留熱除去系に接続する
接続手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者マイケル・フランシス・マクガイアアメリカ合衆国、ペンシルベニア州、モンロービル、メドウギャップ・ドライブ 147 (72)発明者ゲイリー・ジョゼフ・コーポラアメリカ合衆国、ペンシルベニア州、モンロービル、ヒドゥン・ヴァレー・ロード 107 (56)参考文献特開昭62−215894（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−82193（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−127880（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−150395（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−96595（ＪＰ，Ｕ) ＭｉｌｌｅｒＰＥ，”Ｆｕｌｌｐｒｉｍａｒｙｓｙｓｔｅｍｃｈｅｍｉｃａｌｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｇｒａｍｍｅ．”，ＷａｔｅｒＣｈｅｍＮｕｃｌＲｅａｃｔＳｙｓｔ６Ｖｏｌ．１（1992) ＭｉｌｌｅｒＰＥ，”ＰｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄＷａｒｅｒＲｅａｃｔｏｒＦｕｌｌＰｒｉｍａｒｙＳｙｓｔｅｍＣｈｅｍｉｃａｌＤｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ”，ＴｒａｎｓＡｍＮｕｃｌＳｏｃ，Ｖｏｌ. 63，ｐ．391−392（1991) ＨａｍｉｌｔｏｎＳＫｅｔａｌ，”ＣｈｅｍｉｃａｌｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎａｔＣａｒｏｌｉｎａＰｏｗｅｒａｎｄＬｉｇｈｔＣｏｍｐａｎｙ’ｓＢｒｕｎｓｗｉｃｋＮｕｃｌｅａｒＰｒｏｊｅｃｔ．”，ＴｒａｎｓＡｍＮｕｃｌＳｏｃ，Ｖｏｌ．61，ｐ．323−324 （1990) ＢｒａｄｂｕｒｙＤ，”ＬＯＭＩｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｅｓｎｕｃｌｅａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｅｘｐｏｓｕｒｅ．”ＰｏｗｅｒＥｎｇ，Ｖｏｌ．93，Ｎｏ. ３，ｐ．38−39（1989) ＤｅｎａｕｌｔＲＰｅｔａｌ，”Ｆｕｌｌｓｙｓｔｅｍｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｉｅｓ．”Ｐｒｏｃ 1988 ＪＡＩＦＩｎｔＣｏｎｆＷａｔｅｒＣｈｅｍＮｕｃｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｓＶｏｌ．２ｐ．413−418（1988) ＤｕｃｅＳＷｅｔａｌ，”ＥｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｓａｆｅｔｙａｓｐｅｃｔｓｏｆｓｅｌｅｃｔｅｄｄｅｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒＬＷＲｓ．”，ＵＳＤＯＥＲｅｐ（1986) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21C 15/18 G21C 19/30 G21D 1/00 G21F 9/28 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上流側及び下流側を有する残留熱除去系
熱交換器を少なくとも１つ備えた残留熱除去系を有する
原子炉一次系の化学的除染方法であって、前記残留熱除去系熱交換器の下流側の箇所で前記残留熱
除去系に流入するプロセス流体の流れに注入手段を用い
て除染剤を注入し、１つ又は複数の残留熱除去ポンプと関連して１つ又は複
数の原子炉冷却材ポンプを用い前記注入された除染剤を
前記原子炉一次系全体に循環させ、前記循環される除染剤及び前記プロセス流体が、前記残
留熱除去用熱交換器を通過した後、且つ前記循環される
除染剤及び前記プロセス流体が、注入された除染剤を含
むプロセス流体が前記残留熱除去系に流入する箇所に達
する前に、同循環される除染剤及び同プロセス流体を、
懸濁物質及び溶存物質を除去するための除去手段に指向
させ、前記懸濁物質及び前記溶存物質を除去するための前記除
去手段内で、前記プロセス流体から懸濁物質或は溶存物
質を除去することにより同プロセス流体を除染し、前記除染されたプロセス流体を前記注入手段に送る、諸ステップを含む原子炉一次系の化学的除染方法。
【請求項２】入口及び出口を有する化学的除染系を、
上流側及び下流側を有する１つ又は複数の残留熱除去系
熱交換器を備えた残留熱除去系を有する原子炉一次系内
に一体化する方法であって、前記化学的除染系の前記入
口を１つの残留熱除去系熱交換器の下流側の箇所で前記
残留熱除去系に接続し、前記化学的除染系の前記出口を
該化学的除染系の前記入口に対する接続の下流側の箇所
で前記残留熱除去系に接続し、残留熱除去ポンプを使用
して、前記残留熱除去系熱交換器を介し前記化学的除染
系に一次系流体を圧送する、諸ステップを含む化学的除
染系の一体化方法。
【請求項３】残留熱除去系を有する原子炉一次系で使
用するための化学的除染装置であって、前記原子炉一次
系に除染剤を注入するための注入手段と、該注入手段の
上流側に配設されて前記原子炉一次系から溶存物質及び
懸濁物質並びに除染剤を除去するための除去手段と、上
流側の端及び下流側の端を有する１つ又は複数の残留熱
除去系熱交換器を備える前記残留熱除去系を経て一次系
流体を圧送するための１つ又は複数の残留熱除去ポンプ
と、前記残留熱除去系熱交換器の内の１つの熱交換器の
下流側に配設されて、前記残留熱除去系を、前記原子炉
一次系から溶存物質及び懸濁物質並びに除染剤を除去す
るための前記除去手段に接続する接続手段と、前記溶存
物質及び前記懸濁物質並びに前記除染剤を除去するため
の前記除去手段に前記残留熱除去系を接続する前記接続
手段の下流側の箇所で、前記除染剤の前記注入手段を前
記残留熱除去系に接続する接続手段と、を含む原子炉一
次系の化学的除染装置。
【請求項４】残留熱除去系及び化学的除染系を備える
一次系を有している原子炉であって、前記一次系に除染
剤を注入するための注入手段と、該注入手段の上流側に
配設されて前記一次系から溶存物質及び懸濁物質並びに
除染剤を除去するための除去手段と、上流側の端及び下
流側の端を有する１つ又は複数の残留熱除去系熱交換器
を備える前記残留熱除去系を経て一次系流体を圧送する
ための１つ又は複数の残留熱除去ポンプと、前記残留熱
除去系熱交換器の内の１つの熱交換器の下流側に配設さ
れて、前記残留熱除去系を、前記一次系から前記溶存物
質及び前記懸濁物質並びに前記除染剤を除去するための
前記除去手段に接続する接続手段と、前記溶存物質及び
前記懸濁物質並びに前記除染剤を除去するための前記除
去手段に前記残留熱除去系を接続する前記接続手段の下
流側の箇所で、前記除染剤の前記注入手段を前記残留熱
除去系に接続する接続手段と、を含む原子炉。