JP4316327B2 - 原子力発電所内設備の除染装置及びその除染方法 - Google Patents

Description

本発明は、原子力発電内設備の内部に付着した放射性物質を取り除く技術に係り、特に原子炉再循環系配管、弁、制御棒駆動機構ハウジング、ポンプ及び機器等の内表面に付着する放射性物質を一括して除染できる原子力発電所内設備の除染装置及びその除染方法に関する。

原子力発電所内設備、例えば原子炉再循環（ＰＬＲ）系配管等の内部には、原子炉運転時に放射性物質が蓄積し、この放射性物質は、酸化被膜として原子炉再循環系配管の内表面に付着する。原子炉の解体の前後において、解体対象の原子炉再循環系配管に付着した放射性物質を除去する作業が行なわれる。解体前に行われるものは解体前除染と呼ばれ、解体作業現場の空間線量を下げ、解体作業員の被ばく線量を低減することが主たる目的である。

原子炉再循環系配管の内部を除染する方法として、物理的除染方法、化学的除染方法又は電気化学的除染方法等が挙げられる。

図９は、原子力発電所内設備の従来の除染装置を示す系統図である。

図９は、原子炉圧力容器（図示しない）に付設される原子炉再循環系配管１０ａを示し、この原子炉再循環系配管１０ａは、除染対象でない非除染対象母管１４と、除染対象である除染対象母管１５とが分解部位である２箇所の取合いバルブ８１，８２によって接続される。さらに、除染対象母管１５は、除染対象母管垂直部１５ｂと除染対象母管水平部１５ａとを備える。

原子炉の運転時は、原子炉圧力容器の内部からの炉水（冷却材）が原子炉再循環系配管１０ａに導入され、原子炉再循環系配管１０ａの上流側である原子炉再循環ポンプ（図示しない）等から非除染対象母管１４、除染対象母管水平部１５ａ、除染対象母管垂直部１５ｂ、非除染対象母管１４を順に経由して再び原子炉圧力容器の内部に戻る。原子炉の運転時は、原子炉再循環系配管１０ａを介して炉水を強制的に循環させ、炉水ａの循環によって炉心の温度制御が行なわれる。

一方、除染装置８４は、除染液収納タンク８５と、除染液供給ライン８６及び除染液排出ライン８７とを有し、原子炉の定期検査改造工事の際、原子炉再循環系配管１０ａに取付けられる。

除染作業の際、除染対象母管１５の両端に備えられる取合いバルブ８１，８２をそれぞれ分解して開放し、開放された取合いバルブ８１，８２に閉止冶具８８，８９をそれぞれ溶接して、除染対象母管１５と非除染対象母管１４とを液密にシールする。除染装置８４に有する除染液供給ライン８６を取合いバルブ８１の供給側取合部９０に、除染液排出ライン８７を取合いバルブ８２の排出側取合部９１にそれぞれ取付ける。そして、除染液ｂが、除染液収納タンク８５から除染液供給ライン８６、取合いバルブ８１、除染対象母管水平部１５ａ、除染対象母管垂直部１５ｂ、取合いバルブ８２、除染液排出ライン８７を順に経由するように除染液ｂの流路を構成して、原子炉再循環系配管１０ａの内部の化学的な除染を行なう。

また、除染対象母管水平部１５ａのエア溜まりやクラッド溜まりを解消する化学除染装置およびその化学除染方法が開示されている（特許文献１参照。）。
特開平１１−２２９１６６号公報（第３頁−第４頁、図１）

図９に示された原子炉再循環系配管１０ａを用いて除染を実施する際、原子炉再循環系配管１０ａに除染装置８４を取付ける必要がある。原子炉再循環系配管１０ａに除染装置８４を取付けるためには、２箇所の取合いバルブ８１，８２に供給側取合部９０及び排出側取合部９１をそれぞれ設け、除染装置８４の除染液供給ライン８６及び除染液排出ライン８７が取合いバルブ８１，８２にてそれぞれ取合うこととなる。２箇所の取合いバルブ８１，８２を取合い部位として利用すると、除染液供給ライン８６及び除染液排出ライン８７の取付けのために取合いバルブ８１，８２の２箇所の分解を行なうことを要するが、取合いバルブ８１，８２の分解時、除染作業従事者の被ばくが問題となる。

また、系統上、取合いバルブ８１，８２の２箇所で取り合えない場合も多く、その場合は、原子炉再循環系配管１０ａの除染自体が困難であるという問題があった。

さらに、特許文献１で開示されているように、除染液ｂのジェット噴射によって除染対象母管垂直部１５ｂを除染しようとすると、除染対象母管垂直部１５ｂの内部に除染液ｂを張る場合と比較して、除染作業に膨大な時間を必要とする。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、原子力発電所内設備の長期運用における信頼性を向上させることができる原子力発電所内設備の除染装置及びその除染方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、原子力発電所内設備の内表面に付着する放射性物質を効率的に剥離させることにある。

本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置は、上述した課題を解決するために、放射性物質が付着した原子力発電所内設備の内表面を除染する除染装置において、前記原子力発電所内設備の内部に除染液を注入するための除染液供給ラインと、前記原子力発電所内設備の内部の前記除染液を加熱する加熱手段と、前記原子力発電所内設備の内部の前記除染液のうち、上面側を冷却するための冷却手段と、前記原子力発電所内設備の内部から外部に前記除染液を排出するための除染液排出ラインと、を有したことを特徴とする。

また、本発明に係る原子力発電所内設備の除染方法は、上述した課題を解決するために、放射性物質が付着した原子力発電所内設備の内表面を除染する除染方法において、前記原子力発電所内設備の分解部位を分解して開放し、前記分解部位を溶接して液密にシールする工程と、前記分解部位から高低差を有する原子力発電所内設備の内部に除染液を供給して、前記原子力発電所内設備の内部に前記除染液を張る工程と、前記原子力発電所内設備の内部の前記除染液を加熱することで、加熱された前記除染液を昇流させる工程と、昇流された前記除染液を冷却手段によって冷却させることで、冷却された前記除染液を降流させる工程と、前記原子力発電所内設備の内部から前記除染液を排出する工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置及びその除染方法によると、原子力発電所内設備の長期運用における信頼性を向上させることができる。

また、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置及びその除染方法によると、原子力発電所内設備の内表面に付着する放射性物質を効率的に剥離させることができる。

本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置及びその除染方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第１実施形態を示す系統図である。

図１は、原子炉運転時に放射性物質が酸化被膜として付着した原子力発電所内設備１０と、この原子力発電所内設備１０の内部を除染する除染装置１１とを示す。この除染装置１１は、原子力発電所内設備１０としての原子炉再循環系配管１０ａの内部の除染を実施するものである。

原子炉圧力容器１２の内部には、原子炉運転時に使用された炉水（冷却材）ａがそのまま保有されており、原子炉再循環系配管１０ａは、原子炉圧力容器１２の内部から引出された炉水ａを、原子炉圧力容器１２の内部に配設されたジェットポンプ（図示しない）に導くように原子炉圧力容器１２の壁面近傍に付設される。

原子炉再循環系配管１０ａは、原子炉再循環ポンプ１３の出口側であって除染対象でない母管（以下、「非除染対象母管」という。）１４と、除染対象である母管（以下、「除染対象母管」という。）１５とを有し、さらに除染対象母管１５は、高低差を有しない除染対象母管水平部１５ａと高低差を有する除染対象母管垂直部１５ｂとを備える。

除染対象母管１５に備える除染対象母管水平部１５ａの上流側には、除染作業における分解部位（取合い部位）、例えば炉水吐出弁としての取合いバルブ１７が設けられ、この取合いバルブ１７によって、除染対象母管水平部１５ａは上流側の非除染対象母管１４と仕切られている。なお、分解部位は取合いバルブ１７に限定されるものではなく、例えばフランジ又は小口径配管等でもよい。

原子炉運転時、原子炉圧力容器１２の内部から引出された炉水ａは、原子炉再循環系配管１０ａの上流側に有する原子炉再循環ポンプ１３等から非除染対象母管１４、取合いバルブ１７、除染対象母管水平部１５ａ、除染対象母管垂直部１５ｂ、非除染対象母管１４を順に経由して再び原子炉圧力容器１２の内部に戻る。原子炉運転時は、原子炉再循環系配管１０ａを介して炉水ａを強制的に循環させ、炉水ａの循環によって炉心の温度制御が行なわれる。

一方、除染装置１１は、除染対象母管１５の内表面に付着した酸化被膜ｃを物理的に剥離するための除染液ｂを調製して貯液する除染液収納タンク２１と、この除染液収納タンク２１からの除染液ｂを原子炉再循環系配管１０ａに供給する例えばホース状の除染液供給ライン２２と、この除染液供給ライン２２上にて除染液ｂを加熱する加熱手段、例えばヒータ２３と、除染液供給ライン２２の注入端であって除染液ｂを注入する挿入冶具２４と、原子炉再循環系配管１０ａの内部の除染液ｂを外部に排出する除染液排出ライン２５とが設けられる。挿入冶具２４は、浮きとしての機能も有する。除染装置１１の除染液排出ライン２５上には、図示しない除染液循環ポンプ及び除染後液処理用のフィルタ・イオン交換樹脂等を有する。

次いで、配管装置１１の除染作用について説明する。

例えば原子炉再循環系配管１０ａの改良や交換工事等に合わせ、原子炉再循環系配管１０ａの除染を実施する。まず、原子炉再循環系配管１０ａに除染装置１１を取付ける。すなわち、取合いバルブ１７の上流側を１箇所だけ分解して開放し、開放された取合いバルブ１７の上流側に閉止冶具２６を溶接して液密にシールする。そして、取合いバルブ１７を除染座として、取合いバルブ１７に供給側取合部２７及び排出側取合部２８をそれぞれ設ける。

取合いバルブ１７に設けられた供給側取合部２７に除染液供給ライン２２を取付ける一方、取合いバルブ１７に設けられた排出側取合部２８に除染液排出ライン２５を取付ける。例えば取合いバルブ１７に除染液供給ライン２２を挿着する一方、取合いバルブ１７に除染液排出ライン２５を挿着する。なお、除染時、取合いバルブ１７の内部からのダストや飛沫が外部に飛散するのを防止するために、供給側取合部２７及び排出側取合部２８の外側に、ビニールカバー等のカバーを取付けてもよい。

除染装置１１を稼動させると、除染装置１１に設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂは加熱手段、例えばヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２の注入端に設けられる挿入冶具２４から除染対象母管１５の内部に注入される。

除染液ｂの注入が続けられると、除染対象母管水平部１５ａの内部には注入された除染液ｂが張られ、張られた除染液ｂの液位レベルは高低差を有する除染対象母管垂直部１５ｂの内部を段階的に上昇する。除染対象母管垂直部１５ｂの内部の除染液ｂの液位レベルが排出側取合部２８の設置レベルより高くなると、除染液ｂは、除染対象母管１５の内部から除染液排出ライン２５を介して排出される。よって、除染対象母管１５と除染装置１１とによる除染液循環ループが形成される。なお、除染対象母管１５の除染対象母管垂直部１５ｂの内部の除染対象範囲に除染液ｂが十分に張られるように除染液ｂの液位レベルを制御するものとする。

また、除染液供給ライン２２の注入端に設けられ浮きとしての機能を有する挿入冶具２４は、除染液ｂの液位レベルの上昇と共に上昇する。そして、挿入冶具２４のレベルが取合いバルブ１７に設けられた供給側取合部２７の設置レベルより高いレベルになるようにする。

除染液循環ループによる除染液ｂの循環が続けられると、除染液ｂはヒータ２３によって加熱され続け、所要の温度、例えば９０℃以上の高温に加熱される。除染対象母管垂直部１５ｂの内部に注入されたばかりの除染液ｂは高温となる。除染対象母管垂直部１５ｂの内部に張られた除染液ｂとの温度差に基づく密度差によって、高温の除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの内部に張られた除染液ｂ中を自然対流作用により昇流する。

ここで、除染対象母管１５の下流側である非除染対象母管１４は原子炉圧力容器１２の壁面に付設されており、原子炉圧力容器１２の内部の炉水ａによって冷却されている。よって、除染対象母管垂直部１５ｂの内部に注入されて液位レベル付近まで昇流する高温の除染液ｂは、非除染対象母管１４の熱伝導による放熱により冷却される。冷却された除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの内部を自然対流作用により降流し、除染対象母管水平部１５ａの内部に進入する。

除染対象母管水平部１５ａの内部に進入した除染液ｂは、除染対象母管水平部１５ａを上流側に流動し、取合いバルブ１７から除染液排出ライン２５、フィルタ・イオン交換樹脂等（図示しない）を順に経由して除染液収納タンク２１に戻る。

除染対象母管垂直部１５ｂの内部における高温の除染液ｂの昇流、又は冷却された除染液ｂの降流が除染対象母管垂直部１５ｂの内表面付近で起こり、除染対象母管垂直部１５ｂの内表面に付着した酸化被膜ｃは、除染対象母管垂直部１５ｂの内表面から物理的に剥離される。剥離された酸化被膜ｃは、降流する除染液ｂに従って取合いバルブ１７に運ばれる。酸化被膜ｃは除染液ｂと共に、取合いバルブ１７から除染液排出ライン２５、フィルタ・イオン交換樹脂等を順に経由して除染液収納タンク２１に移送される。除染後液中の酸化被膜ｃは、フィルタ・イオン交換樹脂によって捕獲される。

また、除染対象母管水平部１５ａ及び取合いバルブ１７の内表面付近では、除染対象母管水平部１５ａから取合いバルブ１７に向かって除染液ｂの流動が起こり、除染対象母管水平部１５ａ及び取合いバルブ１７の内表面に付着された酸化被膜ｃが剥離される。

なお、高低差を有する除染対象母管垂直部１５ｂまでを除染対象範囲としたが、除染対象母管垂直部１５ｂの下流側に除染対象範囲を拡大してもよい。その場合、除染液ｂの供給量を増大させて液位レベルを上昇させ、原子炉圧力容器１２の壁面外部又は内部の非除染対象母管１４まで除染液ｂを張る。昇流した除染液ｂは、非除染対象母管１４の外表面に接触する炉水ａによって直接冷却される。

図１に示された除染装置１１によって除染を実施することで、取合い部位が取合いバルブ１７の１箇所に限られるので、分解作業や溶接作業に要した大きな負荷を軽減でき、取合い準備が縮小化され、除染対象母管１５の点検及び補修が容易となる。さらに、分解作業や溶接作業時における作業従事者の被ばくを低減することができる。

また、除染装置１１によって除染を実施することで、除染対象母管１５の内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。除染液ｂの温度差に基づく自然対流作用を利用することで、付着力の弱まった酸化被膜ｃを除染対象母管１５の内表面から効率的に剥離させることができる。

図２は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第２実施形態を示す系統図である。

図２は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ａを示し、この除染装置１１Ａは、原子力発電所内設備１０としての原子炉再循環系配管１０ａの内部の除染を実施するものである。図２に示された原子炉圧力容器１２の内部から炉水ａの一部又は全部が排出され、原子炉圧力容器１２の内部には、原子炉運転時に使用された炉水ａが殆ど保有されていない。

原子炉運転時、除染対象母管１５の外表面には被覆具、例えば保温材２９が備え付けられる。一方、除染装置１１Ａには、除染対象母管垂直部１５ｂの外表面を冷却する冷却手段、例えば除染対象母管垂直部１５ｂの外表面に向かって送風できるブロア３０が設けられる。なお、除染対象母管垂直部１５ｂの外表面を冷却する冷却手段として、除染対象母管垂直部１５ｂの外表面を直接冷却するブロア３０を設けたが、除染対象母管垂直部１５ｂが備えられるエリアの空調を動作させ、エリア内の空気を流動させて除染対象母管垂直部１５ｂを冷却させてもよい。

図２に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ａにおいて、図１に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１と同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ａの除染作用について説明する。

原子炉再循環系配管１０ａの除染を実施するために、原子炉再循環系配管１０ａに除染装置１１Ａを取付ける。

除染装置１１Ａを稼動させると、除染装置１１Ａに設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂはヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２の注入端に設けられる挿入冶具２４から除染対象母管１５の内部に注入される。除染対象母管垂直部１５ｂの内部の除染液ｂの液位レベルが排出側取合部２８の設置レベルより高くなると、除染液ｂは、除染液排出ライン２５を介して除染対象母管１５の内部から排出される。よって、除染対象母管１５と除染装置１１とによる除染液循環ループが形成される。

除染液循環ループによる除染液ｂの循環が続けられると、注入される除染液ｂは高温となる。除染対象母管垂直部１５ｂの内部に張られた除染液ｂとの温度差に基づく密度差によって、高温の除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの内部を自然対流作用により昇流する。

除染対象母管垂直部１５ｂの外表面を被覆する被覆具、例えば保温材２９を取り外して、除染対象母管垂直部１５ｂの外表面に向かってブロア３０から送風を行なう。除染対象母管垂直部１５ｂの内部に注入されて液位レベル付近まで昇流する高温の除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの熱伝導による放熱により冷却される。冷却された除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの内部を自然対流作用により降流し、除染対象母管水平部１５ａから除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に戻る。

除染対象母管垂直部１５ｂの内部における高温の除染液ｂの昇流、又は冷却された除染液ｂの降流が除染対象母管垂直部１５ｂの内表面付近で起こり、除染対象母管垂直部１５ｂの内表面に付着された酸化被膜ｃは、除染対象母管垂直部１５ｂの内表面から剥離される。剥離された酸化被膜ｃは、降流する除染液ｂに従って取合いバルブ１７に運ばれる。酸化被膜ｃは除染液ｂと共に、取合いバルブ１７から除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に移送される。

図２に示された除染装置１１Ａによって除染を実施することで、取合い部位が取合いバルブ１７の１箇所に限られるので、分解作業や溶接作業に要した大きな負荷を軽減でき、取合い準備が縮小化され、除染対象母管１５の点検及び補修が容易となる。さらに、分解作業や溶接作業時における作業従事者の被ばくを低減することができる。

また、除染装置１１Ａによって除染を実施することで、除染対象母管１５の内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。原子炉圧力容器１２の内部に炉水ａが保有されない場合でも、除染液ｂの温度差に基づく自然対流作用を利用することができ、付着力の弱まった酸化被膜ｃを除染対象母管１５の内表面から効率的に剥離させることができる。

図３は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第３実施形態を示す系統図である。

図３は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ｂを示し、この除染装置１１Ｂは、原子力発電所内設備１０としての原子炉再循環系配管１０ａの内部の除染を実施するものである。

図３に示された除染装置１１Ｂは、除染液供給ライン２２のヒータ２３の下流側にヒータ出口バルブ３１が、除染液排出ライン２５に除染液収納タンク入口バルブ３２がそれぞれ設けられる。さらに、除染液一時保管タンク３３を備え、この除染液一時保管タンク３３には、ヒータ２３の下流側かつヒータ出口バルブ３１の上流側から分岐された除染液一時保管タンク導入ライン３４が、除染液収納タンク２１に接続される除染液一時保管タンク導出ライン３５がそれぞれ備えられる。また、除染液一時保管タンク導入ライン３４及び除染液一時保管タンク導出ライン３５には、除染液一時保管タンク入口バルブ３７及び除染液一時保管タンク出口バルブ３８がそれぞれ設けられる。

図３に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｂにおいて、図１に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１と同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ｂの除染作用について説明する。

原子炉再循環系配管１０ａの除染を実施するために、原子炉再循環系配管１０ａに除染装置１１Ｂを取付ける。

ヒータ２３の下流側に設けられるヒータ出口バルブ３１と、除染液排出ライン２５に設けられる除染液収納タンク入口バルブ３２とをそれぞれ開く一方、除染液一時保管タンク導入ライン３４に設けられる除染液一時保管タンク入口バルブ３７と、除染液一時保管タンク導出ライン３５に設けられる除染液一時保管タンク出口バルブ３８とをそれぞれ閉じる。

除染装置１１Ｂに設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂはヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２の注入端に設けられる挿入冶具２４から除染対象母管１５の内部に注入される。除染対象母管垂直部１５ｂの内部の除染液ｂの液位レベルが排出側取合部２８の設置レベルより高くなると、除染液ｂは、除染対象母管１５の内部から除染液排出ライン２５を介して排出される。よって、除染対象母管１５と除染装置１１Ｂとによる除染液循環ループが形成される。

除染対象母管垂直部１５ｂの内部における通常の除染液ｂの液位レベルは、除染対象母管垂直部１５ｂの除染対象範囲を十分に満たすように除染対象母管垂直部１５ｂ上部の位置、例えば液位レベルＬ１の位置である。

除染対象母管１５と除染装置１１Ｂとによる除染液循環ループを循環する除染液ｂは、ヒータ２３によって繰返し加熱される一方、炉水ａ等によって冷却された除染対象母管垂直部１５ｂによって冷却される。よって、除染液循環ループを循環する除染液ｂが所要の温度に加熱されるまでには相当の時間を有する。そこで、除染準備（除染液加熱）時間及び除染時間の短縮のために、除染初期には、除染液ｂの液位レベルを下げるものとする。

除染液ｂの液位レベルが、例えば液位レベルＬ２の位置になった時、図３に示されるように、除染液一時保管タンク導入ライン３４に設けられる除染液一時保管タンク入口バルブ３７と、除染液一時保管タンク導出ライン３５に設けられる除染液一時保管タンク出口バルブ３８とをそれぞれ開く一方、除染液供給ライン２２のヒータ２３の下流側に設けられるヒータ出口バルブ３１と、除染液排出ライン２５に設けられる除染液収納タンク入口バルブ３２とをそれぞれ閉じる。

除染対象母管垂直部１５ｂの内部の除染液ｂの液位レベルは液位レベルＬ２に維持されるので、除染対象母管垂直部１５ｂの内部の液位レベルＬ１〜液位レベルＬ２に相当する除染液ｂ分が、除染液一時保管タンク導入ライン３４を介して除染液一時保管タンク３３に移送される。除染液一時保管タンク３３にはヒータ２３によって加熱された除染液ｂが張り込まれる。張り込まれた除染液ｂは、除染液一時保管タンク導出ライン３５を介して除染液収納タンク２１に戻され、除染液収納タンク２１からヒータ２３、除染液一時保管タンク３３、除染液収納タンク２１による閉じた循環回路を形成する。

閉じた循環回路によって除染液ｂが急速に所要の温度、例えば約９０℃以上に加熱された後、除染液供給ライン２２のヒータ２３の下流側に設けられるヒータ出口バルブ３１と、除染液排出ライン２５に設けられる除染液収納タンク入口バルブ３２とをそれぞれ開く一方、除染液一時保管タンク導入ライン３４に設けられる除染液一時保管タンク入口バルブ３７を閉じる。除染液供給ライン２２の注入端に設けられる挿入冶具２４から高温の除染液ｂが注入され、除染対象母管垂直部１５ｂの内部の除染液ｂの液位レベルが、液位レベルＬ２から液位レベルＬ１に段階的に上昇する。

図３に示された除染装置１１Ｂによって除染を実施することで、取合い部位が取合いバルブ１７の１箇所に限られるので、分解作業や溶接作業に要した大きな負荷を軽減でき、取合い準備が縮小化され、除染対象母管１５の点検及び補修が容易となる。さらに、分解作業や溶接作業時における作業従事者の被ばくを低減することができる。

また、除染装置１１Ｂによって除染を実施することで、除染対象母管１５の内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。除染液ｂの温度差に基づく自然対流作用を利用することで、付着力の弱まった酸化被膜ｃを除染対象母管１５の内表面から効率的に剥離させることができる。

さらに、除染装置１１Ｂによって除染を実施することで、予め除染液収納タンク２１とヒータ２３と除染液一時保管タンク３３との閉じた循環回路にて循環される除染液ｂを所要温度まで急速に加熱すると、所要温度に達した高温の除染液ｂを除染対象母管１５に供給でき、除染準備時間及び除染時間の短縮が図れる。

図４は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第４実施形態を示す系統図である。

図４は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ｃを示し、この除染装置１１Ｃは、原子力発電所内設備１０としての原子炉再循環系配管１０ａの内部の除染を実施するものである。

図４に示された除染装置１１Ｃは、洗浄液、例えば水ｄを貯液する洗浄液収納タンク４１と、この洗浄液収納タンク４１からの水ｄを原子炉再循環系配管１０ａに供給する例えばホース状の洗浄液供給ライン４２と、この洗浄液供給ライン４２上に水ｄを加圧する高圧ポンプ４３と、洗浄液供給ライン４２の注入端であって水ｄを噴射するジェットノズル４４と、除染液ｂ、酸化被膜ｃ及び水ｄ等を含む排液ｅを原子炉再循環系配管１０ａの内部から排出する排液ライン４５と、この排液ライン４５上に排液ｅを吸引する吸引ポンプ４６と、排液ライン４５の下流側に排液ｅ中の酸化被膜ｃのみを捕獲する酸化被膜捕獲手段、例えばフィルタ４７とが設けられる。このフィルタ４７の下流側は、フィルタ４７を通過した排液ｅを処理するための既設の排液処理設備に接続される。

ジェットノズル４４は、除染対象母管垂直部１５ｂの内部にて斜め後方（下方）に水ｄを噴射し、その反力によって前方（上方）に自走する。噴射位置を後方へ移動させる場合は、ホース状の洗浄液供給ライン４２を、反力より大きな力で外部に引出すものとする。

図４に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｃにおいて、図１に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１と同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ｃの除染作用について説明する。

図１に示された除染装置１１、図２に示された除染装置１１Ａ又は図３に示された除染装置１１Ｂによって除染対象母管１５の一次的な除染を実施した後、除染液ｂの注入を停止する。除染液ｂ及び除染対象母管１５の内表面から剥離した酸化被膜ｃを含む排液ｅは、除染液排出ライン２３を介して除染対象配管水平部１５ａからドレンされる。排液ｅの液位レベルは、排出側取合部２８の設置レベルと同じレベルになるまで除染対象母管垂直部１５ｂの内部を下降する。

除染装置１１、除染装置１１Ａ又は除染装置１１Ｂを取外し、原子炉再循環系配管１０ａに除染装置１１Ｃを取付ける。例えば取合いバルブ１７に洗浄液供給ライン４２を挿着する一方、取合いバルブ１７に排液ライン４５を挿着する。なお、排水回収時、取合いバルブ１７の内部からのダストや飛沫が外部に飛散するのを防止するために、供給側取合部２７及び排出側取合部２８の外側に、ビニールカバー等のカバーを取付けてもよい。

除染装置１１Ｃに設けられる高圧ポンプ４３を稼動させると、除染装置１１Ｃに設けられる洗浄液収納タンク４１から洗浄液供給ライン４２を介して汲み出され加圧された水ｄは、洗浄液供給ライン４２の注入端に設けられるジェットノズル４４から除染対象母管垂直部１５ｂの内表面に噴射される。

高圧ポンプ４３にて加圧され、除染対象母管垂直部１５ｂ内表面に噴射された水ｄによって、除染により付着力の弱まった酸化被膜ｃは、除染対象母管垂直部１５ｂから効果的に剥離される。水ｄのジェット洗浄により剥離された酸化被膜ｃは、除染対象母管１５下部の除染対象母管水平部１５ａに流れ落ちる。流れ落ちた酸化被膜ｃは、残存する除染液ｂ及び水ｄと混合され排液ｅとなる。

除染装置１１Ｃに設けられる吸引ポンプ４６を稼動させると、除染対象母管１５の内部から排液ライン４５を介して排液ｅが吸引され排出される。酸化被膜ｃを含む排液ｅは、酸化被膜ｃのみを捕獲するフィルタ４７にて捕獲された後、既設の排液処理設備に排水される。

図４に示された除染装置１１Ｃによって除染を実施することで、取合い部位が取合いバルブ１７の１箇所に限られるので、分解作業や溶接作業に要した大きな負荷を軽減でき、取合い準備が縮小化され、除染対象母管１５の点検及び補修が容易となる。さらに、分解作業や溶接作業時における作業従事者の被ばくを低減することができる。

また、図１に示された除染装置１１、図２に示された除染装置１１Ａ又は図３に示された除染装置１１Ｂによって温度差を利用した自然対流作用にて除染対象母管１５を除染する場合は、除染対象母管１５の内部の除染液ｂの自然対流が緩やかであるため除染中の酸化被膜ｃの剥離が十分でない場合がある。そこで、除染装置１１による除染の実施後、図４に示された除染装置１１Ｃによって二次的な除染を実施すると、付着力の弱まった酸化被膜ｃをジェット洗浄でき、除染対象母管垂直部１５ｂの内表面に付着する酸化被膜ｃを効果的に剥離することができ、除染性能を向上できる。

なお、図９に示された従来の除染装置８４等によって除染対象母管１５を除染した後に、図４に示された除染装置１１Ｃを取付けて二次的な除染を実施することも可能である。

図５は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第５実施形態を示す系統図である。

図５は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ｄを示し、この除染装置１１Ｄは、原子力発電所内設備１０としての原子炉再循環系配管１０ａの内部の除染を実施するものである。図５に示された原子炉圧力容器１２の内部には、原子炉運転時に使用された炉水ａがそのまま保有されている。

図５に示された原子炉再循環系配管１０ａは、原子炉再循環ポンプ１３の出口側の非除染対象母管１４と、除染対象母管１５と、除染対象であるヘッダ管（以下、「除染対象ヘッダ管」という。）５１と、除染対象であるライザー管（以下、「除染対象ライザー管」という。）５２（５２ａ〜５２ｅ）とを有する。除染対象ヘッダ管５１は除染対象母管１５から除染液ｂを分配させるもので、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅは除染対象ヘッダ管５１にて分配された除染液ｂをそれぞれ原子炉圧力容器１２の内部に案内するものである。除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅは、原子炉圧力容器１２の内部の炉心を囲むように配置される。

非除染対象母管１４の下流側には炉水吐出弁としての取合いバルブ１７ａが設けられ、この取合いバルブ１７ａによって除染対象母管１５は上流側の非除染対象母管１４と仕切られている。取合いバルブ１７ａには取合いバルブ１７ａの内部に除染液ｂを排出する排出側取合部２８が設けられる。また、取合いバルブ１７ａの設置レベルより高い設置レベルの他の分解部位、例えば残留熱除去系等から除染対象母管１５に合流する残留熱除去系配管５３に設けられる取合いバルブ１７ｂには、取合いバルブ１７ｂの内部に除染液ｂを供給する供給側取合部２７が設けられる。

原子炉運転時、原子炉圧力容器１２の内部から引出された炉水ａは、原子炉再循環系配管１０ａの上流側に有する原子炉再循環ポンプ１３等から非除染対象母管１４、除染対象母管１５、除染対象ヘッダ管５１、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅを順に経由して再び原子炉圧力容器１２の内部に戻る。原子炉運転時は、原子炉再循環系配管１０ａを介して炉水ａを強制的に循環させ、炉水ａの循環によって炉心の温度制御が行なわれる。

図５に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｄにおいて、図１に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１と同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ｄの除染作用について説明する。

原子炉再循環系配管１０ａの除染を実施するために、原子炉再循環系配管１０ａに除染装置１１Ｄを取付ける。

除染装置１１Ｄを稼動させると、除染装置１１Ｄに設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂはヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２の注入端から除染対象母管１５の内部に注入される。除染対象母管１５の内部に注入された除染液ｂの液位レベルが排出側取合部２８の設置レベルより高くなると、除染液ｂは、除染液排出ライン２５を介して除染対象母管１５の内部から排出される。よって、除染対象母管１５と除染装置１１とによる除染液循環ループが構成される。

除染液循環ループによる除染液ｂの循環が続けられると、注入される除染液ｂは高温となる。除染対象母管垂直部１５ｂの内部に張られた除染液ｂとの温度差に基づく密度差によって、高温の除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの内部を自然対流作用により昇流し、除染対象ヘッダ管５１にて分配され、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内部を昇流する。

ここで、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの下流側は原子炉圧力容器１２の壁面に付設されており、原子炉圧力容器１２の内部の炉水ａによって冷却されている。よって、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内部の液位レベル付近まで昇流する高温の除染液ｂは、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの熱伝導による放熱により冷却される。冷却された除染液ｂは、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内部を降流し、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅから除染対象ヘッダ管５１にて合流し、除染対象母管１５、取合いバルブ１７ａ、除染液排出ライン２５を経由して除染液収納タンク２１に戻る。

除染対象母管垂直部１５ｂ及び除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内部における高温の除染液ｂの昇流、又は冷却された除染液ｂの降流が除染対象母管垂直部１５ｂ及び除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内表面付近で起こる。除染対象母管垂直部１５ｂ及び除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内表面に付着された酸化被膜ｃは、除染対象母管垂直部１５ｂ及び除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内表面から剥離される。剥離された酸化被膜ｃは、降流する除染液ｂに従って取合いバルブ１７ａに運ばれる。酸化被膜ｃは除染液ｂと共に、取合いバルブ１７ａから除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に移送される。

また、取合いバルブ１７ｂ、残留熱除去系配管５３、除染対象ヘッダ管５１、除染対象母管水平部１５ａ及び取合いバルブ１７ａの内表面付近では除染液ｂの流動が起こり、取合いバルブ１７ｂ、残留熱除去系配管５３、除染対象ヘッダ管５１、除染対象母管水平部１５ａ及び取合いバルブ１７ａの内表面に付着された酸化被膜ｃが剥離される。

図５に示された除染装置１１Ｄによって除染を実施することで、取合いバルブ１７ｂ、残留熱除去系配管５３、除染対象母管垂直部１５ｂ、除染対象ヘッダ管５１、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅ、除染対象母管水平部１５ａ及び取合いバルブ１７ａの内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。除染液ｂの温度差に基づく自然対流作用を利用することで、付着力の弱まった酸化被膜ｃを効率的に剥離させることができる。

なお、除染液ｂの温度差に基づく自然対流は緩やかであるため、除染対象ライザー管５２ａ〜５２ｅの内表面から剥離した酸化被膜ｃは、水平部分である除染対象ヘッダ管５１に堆積する可能性がある。この場合は、除染装置１１Ｄによる除染を実施した後に、図４に示された除染装置１１Ｃを用いて、除染対象ヘッダ管５１の内部をジェット洗浄することで、除染対象ヘッダ管５１の内部に堆積する酸化被膜ｃを効果的に回収できる。

図６は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第６実施形態を示す系統図である。

図６は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ｅを示し、この除染装置１１Ｅは、高低差を有する原子力発電所内設備１０としての制御棒駆動機構（Control Rod Drive、以下、「ＣＲＤ」という。）ハウジング１０ｂの除染を実施するものである。このＣＲＤハウジング１０ｂは、原子炉圧力容器１２の下鏡５５のＣＲＤペネトレーション（図示しない）を介して原子炉圧力容器１２に溶接され、制御棒、ＣＲＤ、制御棒案内管、燃料支持金具及び燃料集合体（すべて図示しない）の重量を下鏡５５に支持するものである。図６に示された原子炉圧力容器１２の内部から炉水ａの一部又は全部が排出され、原子炉圧力容器１２の内部には、原子炉運転時に使用された炉水ａが殆ど保有されていない。また、炉水ａの液位レベルがＣＲＤハウジング１０ｂの上端開口部より低い状態である。

一方、除染装置１１Ｅは、除染液供給ライン２２の下流側であって除染液ｂを分配する流入ヘッダ５６と、この流入ヘッダ５６からそれぞれのＣＲＤハウジング１０ｂに除染液ｂが注入できるような除染液供給分配ライン５７と、この除染液供給分配ライン５７の注入端であって除染液ｂを注入して除染液ｂの流動を容易にするための挿入冶具２４ａと、それぞれのＣＲＤハウジング１０ｂから除染液ｂを排出する除染液排出分配ライン５８と、それぞれの除染液排出分配ライン５８から排出される低温の除染液ｂを合流する流出ヘッダ５９とがそれぞれ設けられる。流出ヘッダの下流側は、除染液排出ライン２５に接続される。なお、挿入冶具２４ａの除染液ｂの注入端の位置は、除染液ｂの液位レベルより低いものとする。

なお、図６に示された流入ヘッダ５６は、１つの除染液供給ライン２２から２つのＣＲＤハウジング１０ｂに除染液ｂを供給する場合を示したが、２つのＣＲＤハウジング１０ｂに限定されることなく、３つ以上のＣＲＤハウジング１０ｂに除染液ｂを供給してもよい。また、流入ヘッダ５６及び流出ヘッダ５９を備えずに、除染液供給ライン２２から１つのＣＲＤハウジング１０ｂの内部に直接除染液ｂを注入して、１つのＣＲＤハウジング１０ｂの内部から除染液排出ライン２５に直接排出してもよい。

図６に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｅにおいて、図１に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１と同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ｅの除染作用について説明する。

ＣＲＤハウジング１０ｂの除染作業時は、予め原子炉圧力容器１２の内部に保有する炉水ａの一部を排出させ、液位レベルをＣＲＤハウジング１０ｂの上端開口部より下げ、ＣＲＤハウジング１０ｂに除染装置１１Ｅを取付ける。すなわち、取合冶具６２に供給側取合部２７及び排出側取合部２８をそれぞれ設け、ＣＲＤハウジング１０ｂの下部フランジ６１を除染座として、取合冶具６２が下部フランジ６１に接続される。供給側取合部２７に除染液供給分配ライン５７を取付ける一方、排出側取合部２８に除染液排出分配ライン５８を取付ける。

除染装置１１Ｅを稼動させると、除染装置１１Ｅに設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂはヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２から流入ヘッダ５９へ導かれ、この流入ヘッダ５９にて分配される。分配された高温の除染液ｂは、除染液供給分配ライン５７をそれぞれ介して、挿入冶具２４ａの上端開口部からＣＲＤハウジング１０ｂの内部に注入される。注入された除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部から除染液排出分配ライン５８を介して排出される。よって、ＣＲＤハウジング１０ｂと除染装置１１Ｅとによる除染液循環ループが形成される。

除染液循環ループによる除染液ｂの循環が続けられると、注入される除染液ｂは高温となる。ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に張られた除染液ｂとの温度差に基づく密度差によって、高温の除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部を自然対流作用により昇流する。

ここで、原子炉圧力容器１２には炉水ａの一部が保有されているので、ＣＲＤハウジング１０ｂは、原子炉圧力容器１２の内部の炉水ａにより冷却されている。よって、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に注入されて液位レベル付近まで昇流する高温の除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂの熱伝導による放熱により冷却される。冷却された除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部を降流し、除染液排出分配ライン５８から流出ヘッダ５９へそれぞれ導かれ、この流出ヘッダ５９にて合流される。合流された低温の除染液ｂは、除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に戻る。

ＣＲＤハウジング１０ｂの内部における高温の除染液ｂの昇流、又は冷却された除染液ｂの降流がＣＲＤハウジング１０ｂの内表面付近で起こり、ＣＲＤハウジング１０ｂの内表面に付着された酸化被膜ｃは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内表面から剥離される。剥離された酸化被膜ｃは、降流する除染液ｂに従ってＣＲＤハウジング１０ｂの底部に運ばれる。酸化被膜ｃは除染液ｂと共に、ＣＲＤハウジング１０ｂの底部から除染液排出分配ライン５８及び除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に移送される。

図６に示された除染装置１１Ｅによって除染を実施することで、ＣＲＤハウジング１０ｂの内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。除染液ｂの温度差に基づく自然対流作用を利用することで、付着力の弱まった酸化被膜ｃをＣＲＤハウジング１０ｂの内表面から効率的に剥離させることができる。

なお、図６に示された原子炉圧力容器１２の内部に炉水ａを有しなくてもよい。その場合、ＣＲＤハウジング１０ｂを直接冷却させるために、ＣＲＤハウジング１０ｂの外表面を図２に示されるようなブロア３０にて冷却することが効果的である。

図７は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第７実施形態を示す系統図である。

図７は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ｆを示し、この除染装置１１Ｆは、原子力発電所内設備としてのＣＲＤハウジング１０ｂの除染を実施するものである。図７に示された原子炉圧力容器１２の内部には、原子炉運転時に使用された炉水（冷却材）ａがそのまま保有される。また、炉水ａの液位レベルは、ＣＲＤハウジング１０ｂの上端開口部より高い状態である。

除染装置１１Ｆは、除染液供給分配ライン５７の注入端であって除染液ｂを注入するための長尺状挿入冶具２４ｂがそれぞれ設けられる。なお、長尺状挿入冶具２４ｂの除染液ｂの注入端の位置は、除染液ｂの液位レベルより高いものとする。

また、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に発生したガスを外部に排出するガス排気ライン６４と、ガス排気ライン６４上にガスを処理するガス処理設備６５とを備える。ガス排気ライン６４のガスの入口端の位置は、除染液ｂの液位レベルより高いものとする。

図７に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｆにおいて、図６に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｅと同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ｆの除染作用について説明する。

ＣＲＤハウジング１０ｂの除染作業時は、ＣＲＤハウジング１０ｂに除染装置１１Ｆを取付ける。すなわち、取合冶具６７に供給側取合部２７、排出側取合部２８及びガス排気側取合部６６をそれぞれ設け、取合冶具６７がＣＲＤハウジング１０ｂの下部フランジ６１に接続される。供給側取合部２７に除染液供給分配ライン５７を、排出側取合部２８に除染液排出分配ライン５８を、ガス排気側取合部６６にガス排気ライン６４をそれぞれ取付ける。

除染対象となるＣＲＤハウジング１０ｂの上端開口部に内部閉止冶具６８を設置して液密にシールする。

除染装置１１Ｆを稼動させると、除染装置１１Ｆに設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂはヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２から流入ヘッダ５９へ導かれ、この流入ヘッダ５９にて分配される。分配された高温の除染液ｂは、除染液供給分配ライン５７をそれぞれ介して、挿入冶具２４ｂの上端開口部からＣＲＤハウジング１０ｂの内部にほぼ同時にオーバーフローされる。オーバーフローされた除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に供給され、除染液ｂは、除染液排出分配ライン５８を介してＣＲＤハウジング１０ｂの内部から排出される。よって、ＣＲＤハウジング１０ｂと除染装置１１Ｆとによる除染液循環ループが形成される。

除染液循環ループによる除染液ｂの循環が続けられると、オーバーフローされたＣＲＤハウジング１０ｂの内部の除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に張られた除染液ｂの液位レベル上方から落下され、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に張られた除染液ｂ中を急速に降流する。一方、除染液ｂの降流に反して、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に張られた除染液ｂの一部は、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部を急速に昇流する。また、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に張られた除染液ｂの一部は、除染液排出分配ライン５８から流出ヘッダ５９へ導かれ、この流出ヘッダ５９にて合流される。合流された低温の除染液ｂは、除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に戻る。

ＣＲＤハウジング１０ｂの内部における除染液ｂの落下に基づく急速な降流、又は降流に反する急速な昇流がＣＲＤハウジング１０ｂの内表面付近で起こる。除染液ｂの落下に基づく自然対流作用によって、ＣＲＤハウジング１０ｂの内表面に付着された酸化被膜ｃは、ＣＲＤハウジング１０ｂの内表面から剥離される。剥離された酸化被膜ｃは、降流する除染液ｂに従ってＣＲＤハウジング１０ｂの底部に運ばれる。酸化被膜ｃは除染液ｂと共に、ＣＲＤハウジング１０ｂの底部から除染液排出分配ライン５８及び除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に移送される。

また、除染時にＣＲＤハウジング１０ｂの内部に発生するガスを処理するために、ＣＲＤハウジング１０ｂの内部に発生したガスは、下部フランジ６１に挿着されたガス抜ライン６４を介してＣＲＤハウジング１０ｂの内部から排気され、ガス処理装置６５にて無害化され放出される。

図７に示された除染装置１１Ｆによって除染を実施すると、ＣＲＤハウジング１０ｂの内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。除染液ｂの落下に基づく自然対流作用を利用することで、付着力の弱まった酸化被膜ｃをＣＲＤハウジング１０ｂの内表面から効率的に剥離させることができる。

また、原子炉圧力容器１２から炉水ａを排出して、炉水ａの液位レベルを原子炉圧力容器１２の底部まで下げた場合は、原子炉圧力容器１２の内部の放射線量や除染により発生するガスの問題から内部にアクセスすることはできない。除染装置１１Ｆによって除染を実施すると、炉水ａを排出し、炉水ａの液位レベルを原子炉圧力容器１２の底部まで下げる必要がなく、除染作業と並行して原子炉内部の点検や補修作業を実施することが可能となる。

図８は、本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第８実施形態を示す系統図である。

図８は、原子力発電所内設備１０を除染する除染装置１１Ｇを示し、この除染装置１１Ｇは、原子力発電所内設備１０としてのＣＲＤハウジング１０ｂの除染を実施するものである。図８に示された原子炉圧力容器１２の内部からは原子炉運転時に使用された炉水ａの一部又は全部が排出される。

ＣＲＤハウジング１０ｂは、下鏡５５に支持され高低差を有し、ＣＲＤハウジング１０ｂの高部、すなわち上端が開口されている。

一方、除染装置１１Ｇは、途中に弁７０が備わったボトムドレンライン７１を有し、このボトムドレンライン７１を流出ヘッダ５９に接続する。また、弁７０にはボトムドレンライン７１から分岐される排液ライン７５が設けられる。

図８に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｇにおいて、図６に示された原子力発電所内設備１０及び除染装置１１Ｅと同一の構成要素には同一符号を付して重複した説明を省略する。

次いで、除染装置１１Ｇの除染作用について説明する。

ＣＲＤハウジング１０ｂの除染作業時は、ＣＲＤハウジング１０ｂに除染装置１１Ｇを取付ける。すなわち、取合冶具７７に供給側取合部２７を設け、取合冶具７７が除染液注入側のＣＲＤハウジング１０ｂ１の下部フランジ６１に接続される。一方、取合冶具７８に排出側取合部２８を設け、取合冶具７８が除染液排出側のＣＲＤハウジング１０ｂ２の下部フランジ６１に接続される。供給側取合部２７に除染液供給分配ライン５７を取付ける一方、排出側取合部２８に除染液排出分配ライン５８を取付ける。

原子炉圧力容器１２の底部に、ボトムドレンライン７１の一端を接続する。

除染装置１１Ｇを稼動させると、除染装置１１Ｇに設けられる除染液収納タンク２１から除染液供給ライン２２を介して汲み出された除染液ｂはヒータ２３にて加熱された後に、除染液供給ライン２２から流入ヘッダ５９へ導かれ、この流入ヘッダ５９にて分配される。分配された高温の除染液ｂは、除染液供給分配ライン５７をそれぞれ介して、ＣＲＤハウジング１０ｂ１の内部に注入される。注入された除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂ１の上端開口部から原子炉圧力容器１２の内部にオーバーフローする。

ＣＲＤハウジング１０ｂ１の上端開口部からのオーバーフローが続けられると、原子炉圧力容器１２の内部の除染液ｂの液位レベルが上昇し、除染液ｂの液位レベルは、ＣＲＤハウジング１０ｂの上端開口部と同じレベルとなる。除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂ２の上端開口部からＣＲＤハウジング１０ｂ２の内部に流入し、ＣＲＤハウジング１０ｂ２の底部から除染液排出分配ライン５８を介して排出される。よって、ＣＲＤハウジング１０ｂと除染装置１１Ｅとによる除染液循環ループが形成される。

除染液循環ループによる除染液ｂの循環が続けられると、ＣＲＤハウジング１０ｂ１に注入される除染液ｂは高温となる。除染対象母管垂直部１５ｂの内部に張られた除染液ｂとの温度差に基づく密度差によって、高温の除染液ｂは、除染対象母管垂直部１５ｂの内部を自然対流作用により昇流する。

ＣＲＤハウジング１０ｂ１の内部を上端開口部まで昇流した除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂ１から原子炉圧力容器１２に進入する。原子炉圧力容器１２の除染液ｂは、ＣＲＤハウジング１０ｂ２に流入し、ＣＲＤハウジング１０ｂ２の内部を降流して除染液排出分配ライン５８から流出ヘッダ５９へそれぞれ導かれ、この流出ヘッダ５９にて合流される。合流された低温の除染液ｂは、除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に戻る。

ＣＲＤハウジング１０ｂ１の内部における除染液ｂの昇流、及びＣＲＤハウジング１０ｂ２の内部における除染液ｂの降流がＣＲＤハウジング１０ｂ１，１０ｂ２の内表面付近でそれぞれ起こり、ＣＲＤハウジング１０ｂ１，１０ｂ２の内表面に付着された酸化被膜ｃは、ＣＲＤハウジング１０ｂ１，１０ｂ２の内表面からそれぞれ剥離される。剥離された酸化被膜ｃは、昇流する除染液ｂ及び降流する除染液ｂに従ってＣＲＤハウジング１０ｂ２又は原子炉圧力容器１２の底部に運ばれる。ＣＲＤハウジング１０ｂ２の底部の酸化被膜ｃは除染液ｂと共に、ＣＲＤハウジング１０ｂ２の底部から除染液排出分配ライン５８及び除染液排出ライン２５を介して除染液収納タンク２１に移送される。

一方、原子炉圧力容器１２の底部の除染液ｂは、原子炉圧力容器１２の底部のボトムドレンライン７１から流出ヘッダ５９へ導かれる。また、弁７０を排液処理設備側に切り替えると、原子炉圧力容器１２の底部の除染液ｂは、ボトムドレンライン７１から排水処理設備に導かれる。

図８に示された除染装置１１Ｇによって除染を実施すると、ＣＲＤハウジング１０ｂ１，１０ｂ２の内表面に付着する酸化被膜ｃの付着力を弱める。除染液ｂの温度差に基づく自然対流作用を利用することで、付着力の弱まった酸化被膜ｃをＣＲＤハウジング１０ｂ１，１０ｂ２の内表面から効率的に剥離させることができる。

また、図８に示された除染装置１１Ｇによって除染を実施すると、原子炉圧力容器１２の底部から除染液ｂを引き抜いて、除染液ｂをボトムドレンライン７１から除染液循環ループに戻すことによって、原子炉圧力容器１２の底部に除染液ｂを張ることができ、原子炉圧力容器１２の底部内表面を除染することができる。

本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第１実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第２実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第３実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第４実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第５実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第６実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第７実施形態を示す系統図。 本発明に係る原子力発電所内設備の除染装置の第８実施形態を示す系統図。 原子力発電所内設備の従来の除染装置を示す系統図。

符号の説明

１０ 原子力発電所内設備
１０ａ 原子炉再循環系配管
１０ｂ 制御棒駆動機構（ＣＲＤ）ハウジング
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ 除染装置
１２ 原子炉圧力容器
１５ 除染対象母管
１７，１７ａ，１７ｂ 取合いバルブ
２１ 除染液収納タンク
２２ 除染液供給ライン
２３ ヒータ
２４，２４ａ 挿入冶具
２４ｂ 長尺状挿入冶具
２５ 除染液排出ライン
２６ 閉止冶具
２７ 供給側取合部
２８ 排出側取合部
２９ 保温材
３０ ブロア
３３ 除染液一時保管タンク
４１ 洗浄液収納タンク
４２ 洗浄液供給ライン
４４ ジェットノズル
４５ 排液ライン
４７ フィルタ
５１ 除染対象ヘッダ管
５２ 除染対象ライザー管
５６ 流入ヘッダ
５９ 流出ヘッダ
６４ ガス排気ライン

Claims (12)

1. 放射性物質が付着した原子力発電所内設備の内表面を除染する除染装置において、
   前記原子力発電所内設備の内部に除染液を注入するための除染液供給ラインと、
   前記原子力発電所内設備の内部の前記除染液を加熱する加熱手段と、
   前記原子力発電所内設備の内部の前記除染液のうち、上面側を冷却するための冷却手段と、
   前記原子力発電所内設備の内部から外部に前記除染液を排出するための除染液排出ラインと、
   を有したことを特徴とする原子力発電所内設備の除染装置。
2. 前記除染液を貯液する除染液収納タンクと、前記除染液供給ラインの注入端に、浮きとしての機能を有する挿入冶具と、が設けられたことを特徴とする請求項１記載の原子力発電所内設備の除染装置。
3. 除染液一時保管タンクを備え、前記除染液収納タンクと前記加熱手段と前記除染液一時保管タンクとによる閉じた循環回路を形成させたことを特徴とする請求項２記載の原子力発電所内設備の除染装置。
4. 洗浄液を貯液する洗浄液収納タンクと、前記洗浄液収納タンクからの洗浄液を移送するために前記原子力発電所内設備の分解部位に取付けられる洗浄液供給ラインと、この洗浄液供給ライン上にて前記洗浄液を加圧させるポンプと、前記原子力発電所内設備の内部から外部に排液を排出するために前記分解部位に取付けられる排液ラインと、この排液ライン上にて前記排液を吸水する吸水ポンプと、前記排液中の酸化被膜を捕獲する酸化被膜捕獲手段とを有したことを特徴とする請求項１記載の原子力発電所内設備の除染装置。
5. 前記分解部位に前記除染液供給ラインが取付けられる一方、前記分解部位の設置レベルより低い設置レベルの他の分解部位に前記除染液排出ラインが取付けられたことを特徴とする請求項４記載の原子力発電所内設備の除染装置。
6. 前記除染液供給ラインの下流側であって前記除染液を分配する流入ヘッダと、この流入ヘッダから前記除染液を注入するために複数の原子力発電所内設備に取付けられる複数の除染液供給分配ラインと、前記除染液を排出するために前記複数の原子力発電所内設備に取付けられる複数の除染液排出分配ラインと、この複数の除染液排出分配ラインからの前記除染液を合流させる流出ヘッダとが備えられ、この流出ヘッダの下流側を除染液排出ラインに接続したことを特徴とする請求項１記載の原子力発電所内設備の除染装置。
7. 前記除染液供給ラインの注入端には、前記原子力発電所内設備の内部に張られた前記除染液の液位レベルより高いレベルから除染液を注入できる長尺状挿入冶具が設けられ、前記原子力発電所内設備の内部に発生するガスを排気するガス排気ラインを備えたことを特徴とする請求項１記載の原子力発電所内設備の除染装置。
8. 放射性物質が付着した原子力発電所内設備の内表面を除染する除染方法において、
   前記原子力発電所内設備の分解部位を分解して開放し、前記分解部位を溶接して液密にシールする工程と、
   前記分解部位から高低差を有する原子力発電所内設備の内部に除染液を供給して、前記原子力発電所内設備の内部に前記除染液を張る工程と、
   前記原子力発電所内設備の内部の前記除染液を加熱することで、加熱された前記除染液を昇流させる工程と、
   昇流された前記除染液を冷却手段によって冷却させることで、冷却された前記除染液を降流させる工程と、
   前記原子力発電所内設備の内部から前記除染液を排出する工程と、
   を有することを特徴とする原子力発電所内設備の除染方法。
9. 前記原子力発電所内設備の外表面を被覆する被覆具を取り外し、前記原子力発電所内設備の外表面を冷却することを特徴とする請求項８記載の原子力発電所内設備の除染方法。
10. 予め前記原子力発電所内設備の一部に前記除染液を張る一方、前記除染液が一部に張られた前記原子力発電所内設備の内部に、加熱された前記除染液を注入することを特徴とする請求項８記載の原子力発電所内設備の除染方法。
11. 前記原子力発電所内設備の内部に張られた前記除染液をドレンし、前記原子力発電所内設備の内表面をジェット洗浄することを特徴とする請求項８記載の原子力発電所内設備の除染方法。
12. 高低差を有する複数の原子力発電所内設備の高部に開口部、低部に非開口部を有する場合、前記複数の原子力発電所内設備のうち、除染液注入側である原子力発電所内設備の低部非開口部から前記除染液を注入して高部開口部から流出させる一方、除染液排出側である原子力発電所内設備の高部開口部から前記除染液を流入させ低部非開口部から排出させることを特徴とする請求項８記載の原子力発電所内設備の除染方法。

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