JP5467137B2 - Method and apparatus for forming ferrite film on the surface of plant component - Google Patents

Method and apparatus for forming ferrite film on the surface of plant component Download PDF

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Description

本発明は、プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法及びフェライト皮膜形成装置に係り、特に、沸騰水型原子力発電プラントに適用するのに好適なプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法及びフェライト皮膜形成装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for forming a ferrite film on the surface of a plant component, and more particularly to formation of a ferrite film on the surface of a plant component suitable for application to a boiling water nuclear power plant. The present invention relates to a method and a ferrite film forming apparatus.

原子力プラントとして、例えば、沸騰水型原子力発電プラント(以下、BWRプラントという)及び加圧水型原子力発電プラント(以下、PWRプラントという)が知られている。例えば、BWRプラントは、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冷却水は、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る。加熱された冷却水の一部が蒸気になる。この蒸気は、原子炉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、原子炉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。   As a nuclear power plant, for example, a boiling water nuclear power plant (hereinafter referred to as a BWR plant) and a pressurized water nuclear power plant (hereinafter referred to as a PWR plant) are known. For example, a BWR plant has a nuclear reactor with a core built in a reactor pressure vessel (referred to as RPV). The cooling water supplied to the core by the recirculation pump (or internal pump) is heated by heat generated by nuclear fission of nuclear fuel material in the fuel assembly loaded in the core. A part of the heated cooling water becomes steam. This steam is led from the nuclear reactor 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 order to suppress the generation of radioactive corrosion products in the nuclear reactor, metal impurities are mainly removed by a filtration and desalination apparatus provided in the water supply pipe.

BWRプラント及びPWRプラント等の発電プラントでは、原子炉圧力容器などの主要な構成部は、腐食を抑制するために、水が接触する接水部にステンレス鋼及びニッケル基合金などを用いている。また、原子炉冷却材浄化系、余熱除去系、原子炉隔離時冷却系、炉心スプレイ系、給水系及び復水系などの構成部は、プラントの製造所要コストを低減する観点、あるいは給水系及び復水系を流れる高温水に起因するステンレス鋼の応力腐食割れを避ける観点などから、主として炭素鋼部材が用いられる。   In a power plant such as a BWR plant and a PWR plant, main components such as a reactor pressure vessel use stainless steel, a nickel-based alloy, or the like for a water contact portion in contact with water in order to suppress corrosion. In addition, components such as the reactor coolant purification system, residual heat removal system, reactor isolation cooling system, core spray system, feed water system, and condensate system are used from the viewpoint of reducing the required manufacturing cost of the plant or the feed water system and the recovery system. Carbon steel members are mainly used from the viewpoint of avoiding stress corrosion cracking of stainless steel caused by high-temperature water flowing in the water system.

しかし、原子炉冷却材浄化系、余熱除去系、原子炉隔離時冷却系、炉心スプレイ系、給水系及び復水系などを構成する炭素鋼部材も、水が接触する接水部を有するので、その接水部が腐食するおそれがある。この場合において、炭素鋼部材が浄化装置の下流側に配置されていると、炭素鋼部材の腐食生成物は、原子炉の放射性腐食生成物の元になることがある。また、炭素鋼部材の腐食生成物に起因してPWRプラントの二次系の熱交換効率が低下する原因になる場合がある。   However, the carbon steel members constituting the reactor coolant purification system, the residual heat removal system, the reactor isolation cooling system, the core spray system, the feed water system, and the condensate system also have a water contact portion in contact with water. The wetted parts may corrode. In this case, if the carbon steel member is disposed on the downstream side of the purification device, the corrosion product of the carbon steel member may be a source of the radioactive corrosion product of the nuclear reactor. Moreover, it may cause the heat exchange efficiency of the secondary system of the PWR plant to decrease due to the corrosion products of the carbon steel member.

そこで、原子力発電プラントの構成部材である炭素鋼部材の腐食を抑制するために、その炭素鋼部材の水と接する表面に緻密なフェライト皮膜(例えば、マグネタイト皮膜、ニッケルフェライト皮膜)を形成することが提案されている(例えば、特開2007−182604号公報参照)。フェライト皮膜の形成において、鉄(II)イオンを第1薬剤、鉄(II)イオンを鉄(II)イオンに酸化する第2薬剤(酸化剤)、及びpHを調整する第3薬剤(pH調整剤)を含む皮膜形成液を用いている。そのフェライト皮膜は、炭素鋼部材に冷却水が接触するのを遮断する保護膜になるので、原子力発電プラントに適用するのに好適な部材の冷却水と接する表面の腐食が抑制される。   Therefore, in order to suppress the corrosion of the carbon steel member which is a constituent member of the nuclear power plant, a dense ferrite film (for example, magnetite film, nickel ferrite film) may be formed on the surface of the carbon steel member in contact with water. It has been proposed (see, for example, JP 2007-182604 A). In the formation of the ferrite film, iron (II) ions are converted into a first agent, iron (II) ions are converted into iron (II) ions, a second agent (oxidizing agent), and a third agent (pH adjusting agent) that adjusts pH. ) Is used. Since the ferrite film serves as a protective film for blocking the cooling water from coming into contact with the carbon steel member, corrosion of the surface of the member in contact with the cooling water suitable for application to a nuclear power plant is suppressed.

原子力発電プラントの構成部材であるステンレス鋼部材の水と接する表面への放射性核種の付着を抑制するために、そのステンレス鋼部材の水と接する表面(例えば、BWRプラントの再循環系配管の内面)に緻密なフェライト皮膜を形成する方法が、特開2006−38483号公報に記載されている。このフェライト皮膜の形成にも、前述した鉄(II)イオンを含む第1薬剤、鉄(II)イオンを鉄(II)イオンに酸化する第2薬剤、及びpHを調整する第3薬剤を含む皮膜形成液が用いられる。   The surface of the stainless steel member in contact with water in order to suppress the attachment of the radionuclide to the surface of the stainless steel member that is a component of the nuclear power plant in contact with water (for example, the inner surface of the recirculation piping of the BWR plant) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-38483 discloses a method for forming a dense ferrite film. In forming the ferrite film, the film containing the first agent containing iron (II) ions, the second agent oxidizing iron (II) ions to iron (II) ions, and the third agent adjusting pH. A forming solution is used.

特開2007−182604号公報JP 2007-182604 A 特開2006−38483号公報JP 2006-38483 A

炭素鋼部材及びステンレス鋼部材の冷却水に接する表面に緻密なフェライト皮膜を形成する際、各々の表面に所定厚みのフェライト皮膜が形成されていることを確認することは、原子力プラントの炭素鋼部材の腐食及びステンレス鋼部材への放射性核種の付着抑制の観点から重要なことである。特開2007−182604号公報及び特開2006−38483号公報は、形成されたフェライト皮膜の厚みの確認については何も言及していない。   When forming a dense ferrite film on the surface of the carbon steel member and stainless steel member in contact with the cooling water, it is necessary to confirm that a ferrite film having a predetermined thickness is formed on each surface. This is important from the viewpoints of corrosion of steel and suppression of adhesion of radionuclides to stainless steel members. Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2007-182604 and 2006-38483 do not mention anything about the confirmation of the thickness of the formed ferrite film.

原子力プラントの構成部材、例えば配管の内面に形成されたフェライト皮膜の厚みを確認するために、その配管の材質と同じ試験片を用いることが考えられる。このフェライト皮膜の厚みを確認する方法を説明する。その試験片を、例えば、分岐管を通して、フェライト皮膜を形成すべき配管に接続されるフェライト皮膜形成装置の処理液供給管内に配置する。その後、第1薬剤、第2薬剤及び第3薬剤を含む皮膜形成液が、処理液供給管を通してフェライト皮膜を形成すべき配管に供給される。この皮膜形成液がフェライト皮膜を形成すべき配管の内面だけでなく試験片の表面にも接触するので、試験片の表面にもフェライト皮膜が形成される。所定厚みのフェライト皮膜の形成のために経験的に知り得た、皮膜形成液の供給開始後の経過時間が、所定厚みのフェライト皮膜の形成のために経験的に知り得た時間になったとき、皮膜処理液の供給を停止して分岐管から試験片を取り出す。試験片の重量を計測し、分岐管内に初めて配置した時点での重量との変化量に基づいて配管内面に形成されたフェライト皮膜の厚みを推定する。   In order to confirm the thickness of the ferrite film formed on the inner surface of a component of the nuclear power plant, for example, the piping, it is conceivable to use the same test piece as the material of the piping. A method for confirming the thickness of the ferrite film will be described. The test piece is disposed, for example, in a treatment liquid supply pipe of a ferrite film forming apparatus connected to a pipe where a ferrite film is to be formed through a branch pipe. Thereafter, a film forming liquid containing the first chemical, the second chemical, and the third chemical is supplied to the pipe where the ferrite film is to be formed through the treatment liquid supply pipe. Since this film forming liquid contacts not only the inner surface of the pipe on which the ferrite film is to be formed, but also the surface of the test piece, a ferrite film is also formed on the surface of the test piece. When the elapsed time after the start of the supply of the film-forming solution that has been obtained empirically for the formation of a ferrite film with a predetermined thickness is the time that has been empirically known for the formation of a ferrite film with a predetermined thickness Then, supply of the coating solution is stopped and the test piece is taken out from the branch pipe. The weight of the test piece is measured, and the thickness of the ferrite film formed on the inner surface of the pipe is estimated based on the amount of change from the weight when it is first placed in the branch pipe.

しかしながら、発明者らは、試験片の重量変化に基づいて、原子力プラントの構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の厚みを推定する場合には、以下の2つの課題が生じることを見出した。(1)フェライト皮膜の形成が失敗した場合及びフェライト皮膜の形成量が所定量を満たさない場合には、その試験片を、再度、皮膜形成液に浸漬させ、フェライト皮膜形成のために皮膜形成液の供給を再開する必要がある。このため、フェライト皮膜形成の一連の手順を繰り返す必要がり、所定厚みのフェライト皮膜の形成に時間が掛かる。(2)短時間で目標とする所定厚みのフェライト皮膜が形成できた場合でも、経験的に知り得た時間だけは皮膜形成液を、フェライト皮膜を形成すべき配管に供給する必要がある。この場合には、所定厚みのフェライト皮膜が形成された後の時間が無駄な時間になる。   However, the inventors have found that the following two problems arise when estimating the thickness of the ferrite film formed on the surface of the component of the nuclear power plant based on the weight change of the test piece. (1) When the formation of the ferrite film fails and when the amount of the ferrite film does not satisfy the predetermined amount, the test piece is immersed again in the film forming solution, and the film forming solution is used for forming the ferrite film. Needs to be resumed. For this reason, it is necessary to repeat a series of procedures for forming a ferrite film, and it takes time to form a ferrite film having a predetermined thickness. (2) Even when a target ferrite film having a predetermined thickness can be formed in a short time, it is necessary to supply the film forming liquid to the pipe on which the ferrite film is to be formed only for a period of time that is empirically known. In this case, the time after the ferrite film having a predetermined thickness is formed is wasted time.

上記の課題に基づいて、発明者らは、フェライト皮膜の形成に要する時間を短縮する必要があるとの思いに至った。   Based on the above problems, the inventors have come to the idea that it is necessary to shorten the time required for forming the ferrite film.

本発明の目的は、フェライト皮膜形成作業が終了するまでに要する時間を短縮できるプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法及びフェライト皮膜形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for forming a ferrite film on the surface of a plant constituent member and a ferrite film forming apparatus capable of shortening the time required for completing a ferrite film forming operation.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、フェライト皮膜の形成量を計測し、鉄(II)イオンを含む薬液及び酸化剤の皮膜形成液への注入量を、計測されたフェライト皮膜の形成量に基づいて得られた皮膜形成速度が設定形成速度になるように制御し、計測されたフェライト皮膜の形成量に基づいて鉄(II)イオンを含む薬液及び酸化剤の皮膜形成液への注入を停止することにある。   The feature of the present invention that achieves the above-described object is that the amount of ferrite film formed is measured, and the amount of injection of the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidizing agent into the film forming solution is measured. The film formation rate obtained based on the above is controlled so as to be the set formation rate, and the chemical solution containing iron (II) ions and the injection of the oxidizing agent into the film formation solution are performed based on the measured ferrite film formation amount. It is to stop.

計測されたフェライト皮膜の形成量に基づいて鉄(II)イオンを含む薬液及び酸化剤の皮膜形成液への注入量を制御する。これによって、設定量のマグネタイト皮膜をより短時間に形成することができる。   Based on the measured formation amount of the ferrite film, the injection amount of the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidizing agent into the film formation solution is controlled. Thereby, a set amount of magnetite film can be formed in a shorter time.

本発明によれば、フェライト皮膜形成作業が終了するまでに要する時間を短縮できる。   According to the present invention, the time required for completing the ferrite film forming operation can be shortened.

本発明の好適な一実施例である、BWRプラントの再循環系配管に適用した実施例1の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the formation method of the ferrite membrane | film | coat on the surface of the nuclear power plant structural member of Example 1 applied to the recirculation system piping of a BWR plant which is one suitable Example of this invention. 図1に示すフェライト皮膜の形成方法を実施する際に用いられる皮膜形成装置をBWRプラントの再循環系配管に接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which connected the film formation apparatus used when implementing the formation method of the ferrite film shown in FIG. 1 to the recirculation system piping of a BWR plant. 図2に示す皮膜形成装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the film forming apparatus shown in FIG. 図3に示す水晶振動子電極装置の図3に示す皮膜形成液配管への詳細な取り付け状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detailed attachment state to the film formation liquid piping shown in FIG. 3 of the crystal oscillator electrode apparatus shown in FIG. 既製品の水晶振動子電極装置を温度90℃の純水に浸漬した状態でその水晶振動子電極装置により測定した重量変化の測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the measurement result of the weight change measured by the crystal oscillator electrode device in the state which immersed the crystal oscillator electrode device of the ready-made product in the 90 degreeC pure water. 既製品の水晶振動子電極装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an off-the-shelf crystal resonator electrode device. 改良した水晶振動子電極装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the improved crystal oscillator electrode device. 図7に示す水晶振動子電極装置を温度90℃の純水に浸漬した状態でその水晶振動子電極装置により測定した重量変化の測定結果を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the measurement result of the weight change measured with the crystal oscillator electrode device in the state which immersed the crystal oscillator electrode device shown in FIG. 7 in the pure water of temperature 90 degreeC. フェライト皮膜形成時において、図7に示す水晶振動子電極装置を用いて測定した皮膜の重量増加の変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the change of the weight increase of the film | membrane measured using the crystal oscillator electrode apparatus shown in FIG. 7 at the time of ferrite film formation. フェライト皮膜を形成した構成部材表面のレーザーラマンスペクトルを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the laser Raman spectrum of the structural member surface in which the ferrite membrane | film | coat was formed. 本発明の他の実施例である、BWRプラントの再循環系配管に適用した実施例2の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法に用いられ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 for the formation method of the ferrite membrane | film | coat on the surface of the nuclear power plant structural member of Example 2 applied to the recirculation system piping of the BWR plant which is another Example of this invention. 本発明の他の実施例である、BWRプラントの再循環系配管に適用した実施例3の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法に用いられ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 for the formation method of the ferrite membrane | film | coat on the surface of the nuclear power plant structural member of Example 3 applied to the recirculation system piping of the BWR plant which is another Example of this invention. 図12に示す皮膜形成装置を用いて行われる実施例3の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the formation method of the ferrite membrane | film | coat on the surface of the nuclear power plant structural member of Example 3 performed using the membrane | film | coat formation apparatus shown in FIG. 本発明の他の実施例である、BWRプラントの浄化系配管に適用した実施例4の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法において皮膜形成装置を浄化系配管に接続した状態を示す説明図である。The state which connected the film formation apparatus to purification system piping in the formation method of the ferrite film to the surface of the nuclear power plant structural member of Example 4 applied to purification system piping of the BWR plant which is another Example of this invention is shown. It is explanatory drawing.

発明者らは、フェライト皮膜形成作業が終了するまでに要する時間を短縮できる、原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法を見出すために、検討を行った。この検討結果を以下に説明する。   The inventors have studied in order to find a method for forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant constituent member, which can shorten the time required for completing the ferrite film forming operation. The result of this examination will be described below.

発明者らは、フェライト皮膜を形成すべき配管に皮膜形成液を供給しながらその配管の内面に形成されたフェライト皮膜の厚みを測定できないかという課題に取り組んだ。そこで、発明者らが着目した技術が、水晶振動子マイクロバランス法(以下、QCMという)である。QCMは、60℃以下の水溶液中で微小重量を連続的に測定する技術である。   The inventors tackled the problem of whether the thickness of the ferrite film formed on the inner surface of the pipe could be measured while supplying the film forming liquid to the pipe where the ferrite film should be formed. Therefore, the technique that the inventors have paid attention to is the quartz crystal microbalance method (hereinafter referred to as QCM). QCM is a technique for continuously measuring a minute weight in an aqueous solution at 60 ° C. or lower.

原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法では、フェライト皮膜を形成すべき配管に供給する皮膜形成液の温度を、60℃から100℃にしなければならない。好ましくは、皮膜形成液の温度を90℃にすることが望ましい。このような高温の液体に対してQCMを適用した例がない。   In the method of forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant component member, the temperature of the film forming liquid supplied to the pipe on which the ferrite film is to be formed must be 60 ° C to 100 ° C. Preferably, the temperature of the film forming liquid is 90 ° C. There is no example of applying QCM to such a high-temperature liquid.

そこで、発明者らは、原子力プラントの構成部材表面へのフェライト皮膜の形成におけるQCMの適用の可否を検討した。60℃以下で使用されるQCMを適用した既製品の水晶振動子電極装置を、90℃の純水に浸漬させて、ノイズの大きさを測定により確認した。この測定には、60℃以下ではフェライト皮膜形成初期の重量変化を詳細に測定するために必要な分解能である0.15(μg/cm)を保障する既製品の水晶振動子電極装置を用いた。この水晶振動子電極装置による測定結果を図5に示す。しかしながら、既製品の水晶振動子電極装置では、ノイズが大きく必要分解能を満足できなかった。 Therefore, the inventors examined the applicability of QCM in forming a ferrite film on the surface of a component of a nuclear power plant. An off-the-shelf crystal resonator electrode device to which QCM used at 60 ° C. or lower was applied was immersed in pure water at 90 ° C., and the magnitude of noise was confirmed by measurement. For this measurement, an off-the-shelf crystal resonator electrode device that guarantees a resolution of 0.15 (μg / cm 2 ), which is necessary for measuring the weight change at the initial stage of ferrite film formation in detail below 60 ° C., is used. It was. FIG. 5 shows the measurement results obtained by this crystal resonator electrode device. However, the off-the-shelf crystal resonator electrode device has a large noise and cannot satisfy the required resolution.

発明者らは、既製品の水晶振動子電極装置が90℃の純水において図5に示す測定結果を生じた原因を詳細に検討した。既製品の水晶振動子電極装置16Aは、図6に示すように、水晶17、金属部材18及び電極ホルダ19を有する。水晶17が電極ホルダ19の窪み内に設置され、金属部材18が水晶17の電極ホルダ19と接触しない一面に取り付けられる。金属部材18は、原子力プラントの構成部材と同じ材質の金属部材(例えば、ステンレス鋼部材または炭素鋼部材等)である。シール部材20Aが水晶18のこの一面の周辺部で電極ホルダ19の内面に沿って設置されている。このシール部材20Aは、金属部材18に接触する水(または水溶液)が水晶18の側面と電極ホルダ19の間に侵入することを防止している。シール部材20Aと金属部材18の間には、環状の開口部52が形成されている。   The inventors examined in detail the cause of the ready-made crystal resonator electrode device that produced the measurement results shown in FIG. 5 in 90 ° C. pure water. As shown in FIG. 6, the ready-made crystal resonator electrode device 16 </ b> A includes a crystal 17, a metal member 18, and an electrode holder 19. The crystal 17 is installed in the recess of the electrode holder 19, and the metal member 18 is attached to one surface that does not contact the electrode holder 19 of the crystal 17. The metal member 18 is a metal member (for example, a stainless steel member or a carbon steel member) made of the same material as the constituent members of the nuclear power plant. A seal member 20 </ b> A is installed along the inner surface of the electrode holder 19 at the periphery of this one surface of the crystal 18. The seal member 20 </ b> A prevents water (or an aqueous solution) in contact with the metal member 18 from entering between the side surface of the crystal 18 and the electrode holder 19. An annular opening 52 is formed between the seal member 20 </ b> A and the metal member 18.

発明者らは、上記の構成を有する既製品の水晶振動子電極装置16Aが開口部52を形成しているので、水晶振動子電極装置16Aが90℃の純水中において図5に示す特性を生じることを突き止めた。すなわち、水晶振動子電極装置16Aでは、開口部52が形成されていることによって純水が水晶17及び金属部材18の両者に接触するので、90℃の純水中においてノイズが増加したのである。この結果を踏まえて、発明者らは、図7に示す新しい構造の水晶振動子電極装置16を考え出した。この改良品の水晶振動子電極装置16では、シール部材20が、電極ホルダ19の窪み内に設置された水晶17の方面のうち金属部材18及び電極ホルダ19に接触する表面以外の表面を全面に亘って覆っている。水晶振動子電極装置16は水晶振動子電極装置16Aのように開口部52が形成されていないので、水晶17は、シール部材20によって、金属部材18の一面に接触する水(または水溶液)に接触することがない。   The inventors of the present invention have the characteristics shown in FIG. 5 in the pure water of 90 ° C. because the ready-made crystal resonator electrode device 16A having the above-described configuration forms the opening 52. I found out what happened. That is, in the crystal resonator electrode device 16A, since the pure water comes into contact with both the crystal 17 and the metal member 18 due to the formation of the opening 52, noise increased in 90 ° C. pure water. Based on this result, the inventors have devised a crystal resonator electrode device 16 having a new structure shown in FIG. In this improved crystal oscillator electrode device 16, the seal member 20 covers the entire surface other than the surface in contact with the metal member 18 and the electrode holder 19 in the direction of the crystal 17 installed in the recess of the electrode holder 19. It covers all over. Since the crystal resonator electrode device 16 is not formed with the opening 52 unlike the crystal resonator electrode device 16A, the crystal 17 comes into contact with water (or an aqueous solution) that contacts one surface of the metal member 18 by the seal member 20. There is nothing to do.

90℃の純水に浸漬させた水晶振動子電極装置16によって重量の変化を測定した。この測定結果を図8に示す。水晶振動子電極装置16の測定結果は、金属部材18の表面に付着する不純物がほとんど存在しない純水中で重量変化が実質的に0であり、必要な分解能内に納まっている。水晶振動子電極装置16は、水晶振動子電極装置16Aに比べてノイズが著しく低減され、高温の90℃の純水中での測定が可能になった。   The change in weight was measured by the crystal resonator electrode device 16 immersed in pure water at 90 ° C. The measurement results are shown in FIG. The measurement result of the crystal resonator electrode device 16 has a weight change substantially zero in pure water in which impurities adhering to the surface of the metal member 18 are hardly present, and is within the required resolution. The crystal resonator electrode device 16 has significantly reduced noise compared to the crystal resonator electrode device 16A, and can be measured in high-temperature 90 ° C. pure water.

発明者らが考え出した水晶振動子電極装置16を用いてフェライト皮膜形成量を連続的に測定する実験を行った。この実験に用いた水晶振動子電極装置16の金属部材18としてステンレス鋼部材を用いた。原子力プラントの構成部材であるステンレス鋼の表面に形成されるフェライト皮膜の量との比較を行うため、ステンレス鋼試験片(参照試験片)を水晶振動子電極装置16と共に、前述の第1薬剤、第2薬剤、及び第3薬剤を含む皮膜形成液に浸漬させた。この実験における水晶振動子電極装置16での測定結果を図9に示す。水晶振動子電極装置16の金属部材(ステンレス鋼)18の皮膜形成液と接触する表面にフェライト皮膜が形成され、金属部材18の重量が増加した。金属部材18の重量は、図9に示すように、初期において急激に増加し、その後、直線的に増加した。水晶振動子電極装置16及びステンレス鋼試験片を皮膜形成液に同時に浸漬させてから3時間を経過したとき、ステンレス鋼試験片を皮膜形成液から取り出し、ステンレス鋼試験片の重量を測定した。測定したステンレス鋼試験片の重量を、図9に黒丸で示した。ステンレス鋼試験片の測定された重量は、皮膜形成液に浸漬させてから3時間を経過したときに水晶振動子電極装置16で計測した金属部材18の重量にほぼ一致した。両者の重量は15%以内で一致しており、水晶振動子電極装置16の測定結果から、原子力プラントの構成部材であるステンレス鋼部材の皮膜形成液に接触する表面でのフェライト皮膜量の計測が可能であることが分かった。水晶振動子電極装置16を用いて形成されたフェライト皮膜量の計測を行うことによって、原子力プラントの構成部材の表面に所定量(所定厚み)のフェライト皮膜が形成されたことを効率よく確認することができ、フェライト皮膜の形成作業の終了時期を適切に判断することが可能になった。   An experiment was conducted in which the amount of ferrite film formation was continuously measured using the crystal resonator electrode device 16 devised by the inventors. A stainless steel member was used as the metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16 used in this experiment. In order to make a comparison with the amount of ferrite film formed on the surface of stainless steel, which is a component of a nuclear power plant, a stainless steel test piece (reference test piece) together with the crystal resonator electrode device 16 and the first drug, It was immersed in the film formation liquid containing a 2nd chemical | medical agent and a 3rd chemical | medical agent. The measurement results with the crystal resonator electrode device 16 in this experiment are shown in FIG. A ferrite film was formed on the surface of the crystal member electrode device 16 in contact with the film forming liquid of the metal member (stainless steel) 18, and the weight of the metal member 18 increased. As shown in FIG. 9, the weight of the metal member 18 increased rapidly in the initial stage and then increased linearly. When 3 hours had elapsed since the crystal resonator electrode device 16 and the stainless steel test piece were simultaneously immersed in the film forming solution, the stainless steel test piece was taken out of the film forming solution, and the weight of the stainless steel test piece was measured. The weight of the measured stainless steel test piece is shown by a black circle in FIG. The measured weight of the stainless steel test piece substantially coincided with the weight of the metal member 18 measured by the crystal resonator electrode device 16 when 3 hours had elapsed after being immersed in the film forming solution. The weights of the two agree with each other within 15%. From the measurement result of the crystal unit electrode device 16, the amount of the ferrite film on the surface in contact with the film forming liquid of the stainless steel member that is a component of the nuclear power plant is measured. I found it possible. By efficiently measuring the amount of the ferrite film formed using the crystal resonator electrode device 16, it is possible to efficiently confirm that a predetermined amount (predetermined thickness) of the ferrite film is formed on the surface of the component of the nuclear power plant. As a result, it is now possible to properly determine the end time of the ferrite film forming operation.

金属部材18を大きくして皮膜形成液と接触する表面積を大きくすると、皮膜形成液の流動によって逆に金属部材18を介して水晶17を振動させることになる。このため、水晶17の振動数が増大し、あたかも、フェライト皮膜の金属部材18の表面での形成量が増大したかのように計測される。このようなノイズの増大を避けるために、金属部材18の大きさは適切に設定する必要がある。   When the metal member 18 is enlarged to increase the surface area in contact with the film forming liquid, the crystal 17 is vibrated through the metal member 18 by the flow of the film forming liquid. For this reason, the frequency of the crystal 17 increases, and it is measured as if the formation amount of the ferrite film on the surface of the metal member 18 is increased. In order to avoid such an increase in noise, the size of the metal member 18 needs to be set appropriately.

金属部材18の表面に形成されたフェライト皮膜のラマンスペクトルを測定した。図10がそのラマンスペクトルの測定結果を示している。図10に示すように、本発明によって金属部材18の表面に形成されたフェライト皮膜のラマンスペクトルは、マグネタイト(Fe)の標準スペクトルと一致した。以上に述べた結果から、水晶振動子電極装置16の金属部材18の表面に形成された皮膜は、マグネタイト(Fe)皮膜であることを確認することができた。 The Raman spectrum of the ferrite film formed on the surface of the metal member 18 was measured. FIG. 10 shows the measurement result of the Raman spectrum. As shown in FIG. 10, the Raman spectrum of the ferrite film formed on the surface of the metal member 18 according to the present invention coincided with the standard spectrum of magnetite (Fe 3 O 4 ). From the results described above, it was confirmed that the film formed on the surface of the metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16 was a magnetite (Fe 3 O 4 ) film.

一般的な水溶液内での皮膜形成理論では、構成部材表面における皮膜の形成速度は(1)式のように表される。   In the general theory of film formation in an aqueous solution, the film formation rate on the surface of the constituent member is expressed by equation (1).

V=KN(α) ……(1)
ここで、Kは水溶液の不純物係数、Nは物質移動係数及びαは過飽和度を示している。つまり、計測された重量変化に基づいてフェライト皮膜の形成速度を求めることによって、原子力プラントの構成部材の表面に形成されたフェライト皮膜の厚みを推定することができる。過飽和度αはフェライト皮膜形成時における皮膜形成液への薬剤の注入量で決まる。このため、フェライト皮膜の形成速度が遅い場合には、過飽和度αが上昇するように皮膜形成液内への薬剤の注入量を調節することによって、フェライト皮膜の形成速度を増大させることができる。
V = KN (α) (1)
Here, K represents the impurity coefficient of the aqueous solution, N represents the mass transfer coefficient, and α represents the degree of supersaturation. That is, the thickness of the ferrite film formed on the surface of the constituent member of the nuclear power plant can be estimated by determining the formation rate of the ferrite film based on the measured weight change. The degree of supersaturation α is determined by the amount of drug injected into the film-forming solution when forming the ferrite film. For this reason, when the formation rate of the ferrite film is slow, the formation rate of the ferrite film can be increased by adjusting the amount of the agent injected into the film formation solution so that the degree of supersaturation α increases.

水晶振動子電極装置16は、原子力プラントのフェライト皮膜を形成する配管に接続される皮膜形成装置の皮膜形成液配管内に配置することが望ましい。フェライト皮膜を形成する配管がBWRプラントの再循環系配管である場合には金属部材18に再循環系配管を構成するステンレス鋼部材を用い、フェライト皮膜を形成する配管がBWRプラントの原子炉冷却材浄化系配管である場合には金属部材18に原子炉冷却材浄化系配管を構成する炭素鋼部材を用いる。水晶振動子電極装置16は、PWRプラントの配管の内面にフェライト皮膜を形成するときにも用いることができる。   It is desirable that the crystal resonator electrode device 16 is disposed in a film forming liquid pipe of a film forming apparatus connected to a pipe for forming a ferrite film of a nuclear power plant. When the pipe forming the ferrite film is a recirculation system pipe of a BWR plant, a stainless steel member constituting the recirculation system pipe is used for the metal member 18, and the pipe forming the ferrite film is a reactor coolant for the BWR plant. In the case of the purification system pipe, a carbon steel member constituting the reactor coolant purification system pipe is used for the metal member 18. The crystal resonator electrode device 16 can also be used when a ferrite film is formed on the inner surface of the piping of the PWR plant.

以上に述べた発明者らの検討結果を反映した、本発明の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法の実施例を、以下に説明する。   An example of a method for forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant component according to the present invention, which reflects the results of the studies by the inventors described above, will be described below.

本発明の好適な一実施例である、BWRプラントの再循環系配管に適用した実施例1の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法を、図1、図2及び図3を用いて以下に説明する。   A method of forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant component of Example 1 applied to a recirculation system piping of a BWR plant, which is a preferred embodiment of the present invention, is shown in FIGS. Will be described below.

原子力発電プラントであるBWRプラントは、原子炉1、タービン3、復水器4、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1は、炉心13を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)12を有し、RPV12内にジェットポンプ14を設置している。炉心13には多数の燃料集合体(図示せず)が装荷されている。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が充填された複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は、再循環系配管22、及び再循環系配管22に設置された再循環ポンプ21を有している。給水系は、復水器4とRPV12を連絡する給水配管10に、復水ポンプ5、復水浄化装置6、給水ポンプ7、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9をこの順に設置している。原子炉浄化系は、再循環系配管22と給水配管10を連絡する浄化系配管20に、浄化系ポンプ24、再生熱交換器25、非再生熱交換器26及び炉水浄化装置27をこの順に設置している。浄化系配管20は、再循環ポンプ21の上流で再循環系配管22に接続される。原子炉1は、原子炉建屋(図示せず)内に配置された原子炉格納容器11内に設置されている。   A BWR plant, which is a nuclear power plant, includes a nuclear reactor 1, a turbine 3, a condenser 4, a recirculation system, a nuclear reactor purification system, a water supply system, and the like. The nuclear reactor 1 has a nuclear reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) 12 containing a core 13, and a jet pump 14 is installed in the RPV 12. The core 13 is loaded with a large number of fuel assemblies (not shown). The fuel assembly includes a plurality of fuel rods filled with a plurality of fuel pellets made of nuclear fuel material. The recirculation system includes a recirculation system pipe 22 and a recirculation pump 21 installed in the recirculation system pipe 22. In the water supply system, a condensate pump 5, a condensate purification device 6, a feed water pump 7, a low pressure feed water heater 8, and a high pressure feed water heater 9 are installed in this order on a feed water pipe 10 connecting the condenser 4 and the RPV 12. Yes. In the reactor purification system, a purification system pipe 24 that connects the recirculation system pipe 22 and the feed water pipe 10 is connected to a purification system pump 24, a regenerative heat exchanger 25, a non-regenerative heat exchanger 26, and a reactor water purification device 27 in this order. It is installed. The purification system pipe 20 is connected to the recirculation system pipe 22 upstream of the recirculation pump 21. The nuclear reactor 1 is installed in a nuclear reactor containment vessel 11 arranged in a nuclear reactor building (not shown).

RPV12内の冷却水は、再循環ポンプ21で昇圧され、再循環系配管22を通ってジェットポンプ14内に噴出される。ジェットポンプ14のノズルの周囲に存在する冷却水も、ジェットポンプ14内に吸引されて炉心13に供給される。炉心13に供給された冷却水は、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。加熱された一部の冷却水が蒸気になる。この蒸気は、RPV12から主蒸気配管2を通ってタービン3に導かれ、タービン3を回転させる。タービン3に連結された発電機(図示せず)が回転し、電力が発生する。タービン3から排出された蒸気は、復水器4で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管10を通りRPV12内に供給される。給水配管10を流れる給水は、復水ポンプ5で昇圧され、復水浄化装置6で不純物が除去され、給水ポンプ7でさらに昇圧される。給水ポンプ7で昇圧された給水は、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9で加熱されてRPV12内に導かれる。抽気配管15で主蒸気配管2、タービン3から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。   The cooling water in the RPV 12 is boosted by the recirculation pump 21, and jetted into the jet pump 14 through the recirculation system pipe 22. Cooling water existing around the nozzles of the jet pump 14 is also sucked into the jet pump 14 and supplied to the core 13. Cooling water supplied to the core 13 is heated by heat generated by fission of nuclear fuel material in the fuel rods. Some of the heated cooling water becomes steam. This steam is guided from the RPV 12 through the main steam pipe 2 to the turbine 3 to rotate the turbine 3. A generator (not shown) connected to the turbine 3 rotates to generate electric power. The steam discharged from the turbine 3 is condensed by the condenser 4 to become water. This water is supplied into the RPV 12 through the water supply pipe 10 as water supply. The feed water flowing through the feed water pipe 10 is boosted by the condensate pump 5, impurities are removed by the condensate purification device 6, and further boosted by the feed water pump 7. The feed water boosted by the feed water pump 7 is heated by the low pressure feed water heater 8 and the high pressure feed water heater 9 and guided into the RPV 12. Extracted steam extracted from the main steam pipe 2 and the turbine 3 by the extracted pipe 15 is supplied to the low-pressure feed water heater 8 and the high-pressure feed water heater 9, respectively, and serves as a heating source for the feed water.

再循環系配管22内を流れる冷却水の一部は、浄化系ポンプ24の駆動によって浄化系配管20内に流入し、再生熱交換器25及び非再生熱交換器26で冷却された後、炉水浄化装置27で浄化される。浄化された冷却水は、再生熱交換器25で加熱されて浄化系配管20及び給水配管10を経てRPV12内に戻される。   A part of the cooling water flowing in the recirculation system pipe 22 flows into the purification system pipe 20 by driving the purification system pump 24, and after being cooled by the regenerative heat exchanger 25 and the non-regenerative heat exchanger 26, the furnace It is purified by the water purification device 27. The purified cooling water is heated by the regenerative heat exchanger 25 and returned to the RPV 12 through the purification system pipe 20 and the water supply pipe 10.

BWRプラントの定期検査を実施するためにBWRプラントの運転が停止された後、仮設設備である皮膜形成装置30の皮膜形成液配管(循環配管)35の一端が浄化系配管20に接続され、皮膜形成液配管35の他端が再循環系配管22に接続される。具体的には、再循環系配管22に接続された浄化系配管20のバルブ23のボンネットを開放してボンネットの炉水浄化装置27側を閉止する。皮膜形成液配管35の一端がバルブ23のフランジに接続される。このような作業によって、皮膜形成液配管35が浄化系配管20の一部を介して再循環ポンプ21の下流で再循環系配管22に接続される。再循環ポンプ21の下流で再循環系配管22に接続されたドレン配管(または計装配管)に皮膜形成液配管35の他端を接続する。皮膜形成装置30が内面にフェライト皮膜を形成すべき配管である再循環系配管22に接続される。上記のような皮膜形成液配管35の接続によって、皮膜形成液配管35、浄化系配管20の一部、再循環系配管22及び皮膜形成液配管35と繋がる、皮膜形成液の循環流路が形成される。   After the operation of the BWR plant is stopped in order to carry out the periodic inspection of the BWR plant, one end of the film forming liquid pipe (circulation pipe) 35 of the film forming apparatus 30 which is a temporary facility is connected to the purification system pipe 20. The other end of the forming liquid pipe 35 is connected to the recirculation system pipe 22. Specifically, the bonnet of the valve 23 of the purification system pipe 20 connected to the recirculation system pipe 22 is opened, and the reactor water purification device 27 side of the bonnet is closed. One end of the film forming liquid pipe 35 is connected to the flange of the valve 23. By such an operation, the film forming liquid pipe 35 is connected to the recirculation system pipe 22 downstream of the recirculation pump 21 through a part of the purification system pipe 20. The other end of the film forming liquid pipe 35 is connected to the drain pipe (or instrumentation pipe) connected to the recirculation system pipe 22 downstream of the recirculation pump 21. The film forming apparatus 30 is connected to a recirculation system pipe 22 which is a pipe for forming a ferrite film on the inner surface. By connecting the film-forming liquid pipe 35 as described above, a film-forming liquid circulation channel connected to the film-forming liquid pipe 35, a part of the purification system pipe 20, the recirculation system pipe 22 and the film-forming liquid pipe 35 is formed. Is done.

皮膜形成装置30の詳細な構成を、図3により説明する。皮膜形成装置30は、サージタンク31、皮膜形成液配管35、薬液タンク40,45,46、フィルタ51、分解装置64及びカチオン交換樹脂塔60を備えている。開閉弁47、循環ポンプ48、弁49、加熱器53、弁55,56,57、サージタンク31、循環ポンプ32、弁33及び開閉弁34が、上流よりこの順に皮膜形成液配管35に設けられている。弁49をバイパスして皮膜形成液配管35に接続される配管71に、弁50及びフィルタ51が設置される。加熱器53及び弁55をバイパスする配管66が皮膜形成液配管35に接続される。冷却器58及び弁59が配管66に設置される。両端が皮膜形成液配管35に接続されて弁56をバイパスする配管67に、カチオン交換樹脂塔60及び弁61が設置される。両端が配管67に接続されてカチオン交換樹脂塔60及び弁61をバイパスする配管68に、混床樹脂塔62及び弁63が設置される。   A detailed configuration of the film forming apparatus 30 will be described with reference to FIG. The film forming apparatus 30 includes a surge tank 31, a film forming liquid pipe 35, chemical liquid tanks 40, 45, 46, a filter 51, a decomposition apparatus 64, and a cation exchange resin tower 60. The on-off valve 47, the circulation pump 48, the valve 49, the heater 53, the valves 55, 56, 57, the surge tank 31, the circulation pump 32, the valve 33, and the on-off valve 34 are provided in the film forming liquid pipe 35 in this order from the upstream. ing. A valve 50 and a filter 51 are installed in a pipe 71 that bypasses the valve 49 and is connected to the film forming liquid pipe 35. A pipe 66 that bypasses the heater 53 and the valve 55 is connected to the film forming liquid pipe 35. A cooler 58 and a valve 59 are installed in the pipe 66. A cation exchange resin tower 60 and a valve 61 are installed in a pipe 67 having both ends connected to the film forming liquid pipe 35 and bypassing the valve 56. A mixed bed resin tower 62 and a valve 63 are installed in a pipe 68 having both ends connected to the pipe 67 and bypassing the cation exchange resin tower 60 and the valve 61.

弁65及び分解装置64が設置される配管69が弁57をバイパスして皮膜形成液配管35に接続される。分解装置64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31が弁57と循環ポンプ32の間で皮膜形成液配管35に設置される。弁36及びエゼクタ37が設けられる配管70が、弁33と循環ポンプ32の間で皮膜形成液配管35に接続され、さらに、サージタンク31に接続されている。フェライト皮膜を形成する再循環系配管22の内面の汚染物を酸化溶解するために用いる過マンガン酸カリウム(酸化除染剤)、さらには再循環系配管22内の汚染物を還元溶解するために用いるシュウ酸(還元除染剤)をサージタンク31内に供給するためのホッパ(図示せず)がエゼクタ37に設けられている。   A pipe 69 in which the valve 65 and the decomposition apparatus 64 are installed bypasses the valve 57 and is connected to the film forming liquid pipe 35. The decomposition apparatus 64 is filled with, for example, an activated carbon catalyst in which ruthenium is impregnated on the surface of the activated carbon. A surge tank 31 is installed in the film forming liquid pipe 35 between the valve 57 and the circulation pump 32. A pipe 70 provided with the valve 36 and the ejector 37 is connected to the film forming liquid pipe 35 between the valve 33 and the circulation pump 32, and further connected to the surge tank 31. In order to reduce and dissolve the potassium permanganate (oxidation decontamination agent) used for oxidizing and dissolving the contaminants on the inner surface of the recirculation system pipe 22 forming the ferrite film, and further, the contaminants in the recirculation system pipe 22 A hopper (not shown) for supplying oxalic acid (reductive decontamination agent) to be used into the surge tank 31 is provided in the ejector 37.

鉄(II)イオン注入装置が、薬液タンク45、注入ポンプ43及び注入配管72を有する。薬液タンク45は、注入ポンプ43及び弁41を有する注入配管72によって皮膜形成液配管35に接続される。薬液タンク45は、鉄をギ酸で溶解して調製した2価の鉄(II)イオンを含む薬剤が充填されている。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有機酸又は炭酸を用いることができる。酸化剤注入装置が、薬液タンク46、注入ポンプ44及び注入配管73を有する。薬液タンク46は、注入ポンプ44及び弁42を有する注入配管73によって皮膜形成液配管35に接続される。薬液タンク46は、酸化剤である過酸化水素が充填されている。pH調整剤注入装置が、薬液タンク40、注入ポンプ39及び注入配管74を有する。薬液タンク40は、注入ポンプ39及び弁38を有する注入配管74によって皮膜形成液配管35に接続される。薬液タンク40はpH調整剤であるヒドラジンを充填する。   The iron (II) ion implantation apparatus includes a chemical solution tank 45, an injection pump 43, and an injection pipe 72. The chemical liquid tank 45 is connected to the film forming liquid pipe 35 by an injection pipe 72 having an injection pump 43 and a valve 41. The chemical liquid tank 45 is filled with a medicine 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 organic acid or carbonic acid which becomes a counter anion of iron (II) ion can be used not only formic acid. The oxidant injection device includes a chemical tank 46, an injection pump 44, and an injection pipe 73. The chemical liquid tank 46 is connected to the film forming liquid pipe 35 by an injection pipe 73 having an injection pump 44 and a valve 42. The chemical tank 46 is filled with hydrogen peroxide which is an oxidant. The pH adjuster injection device includes a chemical tank 40, an injection pump 39, and an injection pipe 74. The chemical liquid tank 40 is connected to the film forming liquid pipe 35 by an injection pipe 74 having an injection pump 39 and a valve 38. The chemical tank 40 is filled with hydrazine which is a pH adjusting agent.

本実施例では、pH調整剤注入装置の皮膜形成液配管35への第1接続点(注入配管74と皮膜形成液配管35の接続点)77、鉄(II)イオン注入装置の皮膜形成液配管35への第2接続点(注入配管72と皮膜形成液配管35の接続点)78、及び酸化剤注入装置の皮膜形成液配管35への第3接続点(注入配管73と皮膜形成液配管35の接続点)79のうち、第1接続点77が最も上流に位置している。第2接続点78は第1接続点77よりも下流に位置し、第3接続点79は第2接続点78よりも下流に位置している。第3接続点78は、皮膜形成液配管35において、化学除染及びフェライト皮膜形成の対象部位にできるだけ近くに位置させることが好ましい。弁54を設けた配管75が配管73と配管69を連絡する。サージタンク31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を除去するために、薬液タンク45及びサージタンク31内に窒素又はアルゴンなどの不活性ガスをバブリングすることが好ましい。   In the present embodiment, the first connection point (connection point between the injection pipe 74 and the film formation liquid pipe 35) 77 to the film formation liquid pipe 35 of the pH adjusting agent injection apparatus, the film formation liquid pipe of the iron (II) ion implantation apparatus. 35 and a third connection point (injection pipe 73 and film-forming liquid pipe 35 to the film-forming liquid pipe 35 of the oxidizer injection device). The first connection point 77 is located on the most upstream side. The second connection point 78 is located downstream from the first connection point 77, and the third connection point 79 is located downstream from the second connection point 78. The third connection point 78 is preferably located as close as possible to the target site for chemical decontamination and ferrite film formation in the film forming liquid piping 35. A pipe 75 provided with a valve 54 communicates the pipe 73 and the pipe 69. The surge tank 31 is filled with water used for processing. In order to remove oxygen contained in the film forming liquid, it is preferable to bubble an inert gas such as nitrogen or argon into the chemical tank 45 and the surge tank 31.

分解装置64は、鉄(II)イオンの対アニオンとして使用する有機酸(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や二酸化炭素に分解できる有機酸、又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。分解装置64は、還元除染に用いた有機酸(例えば、シュウ酸)も分解する。   The decomposition device 64 can decompose an organic acid (for example, formic acid) used as a counter anion of iron (II) ions and a hydrazine as a pH adjusting agent. That is, as the counter anion of the iron (II) ion, an organic acid that can be decomposed into water or 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. The decomposition device 64 also decomposes an organic acid (for example, oxalic acid) used for reductive decontamination.

皮膜厚み計測装置(皮膜形成量計測装置)は、前述の水晶振動子電極装置16、及び皮膜厚み算出装置(皮膜形成量算出装置)29を有する。水晶振動子電極装置16の金属部材18は、BWRプラントの構成部材である再循環系配管22を構成するステンレス鋼で作られている。水晶振動子電極装置16の皮膜形成液配管35への取り付け構造を、図4を用いて詳細に説明する。弁体を取り外した弁ボンネット28が第3接続点79の下流で皮膜形成液配管35に取り付けられる。具体的には、弁ボンネット28のフランジ80A,80Bが皮膜形成液配管35に接続される。水晶振動子電極装置16は弁ボンネット28内に配置される。水晶振動子電極装置16の長く伸びた電極ホルダ19が、弁ボンネット28に取り付けられたフランジ81にフィードスルー82を用いて取り付けられている。電極ホルダ19内を貫通する2本の配線83が水晶17に接続される。これらの配線83は皮膜厚み算出装置29に接続される。   The film thickness measuring device (film forming amount measuring device) includes the above-described crystal resonator electrode device 16 and the film thickness calculating device (film forming amount calculating device) 29. The metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16 is made of stainless steel that constitutes a recirculation piping 22 that is a component of the BWR plant. A structure for attaching the crystal resonator electrode device 16 to the film forming liquid pipe 35 will be described in detail with reference to FIG. The valve bonnet 28 from which the valve body has been removed is attached to the film forming liquid pipe 35 downstream of the third connection point 79. Specifically, the flanges 80 </ b> A and 80 </ b> B of the valve bonnet 28 are connected to the film forming liquid pipe 35. The crystal resonator electrode device 16 is disposed in the valve bonnet 28. A long electrode holder 19 of the crystal resonator electrode device 16 is attached to a flange 81 attached to the valve bonnet 28 using a feedthrough 82. Two wires 83 penetrating through the electrode holder 19 are connected to the crystal 17. These wires 83 are connected to the film thickness calculation device 29.

水晶振動子電極装置16は、水晶17に金属部材18を直接取り付けている。しかしながら、水晶17の表面に、酸化チタンなどの酸化物を取り付け、取り付けられた酸化物上に金属部材18を蒸着により設置してもよい。また、ステンレス鋼などの合金で水晶17に取り付け困難な金属部材の場合には、金、白金などを代用品として水晶17に取り付けて用いてもよい。   In the crystal oscillator electrode device 16, a metal member 18 is directly attached to the crystal 17. However, an oxide such as titanium oxide may be attached to the surface of the crystal 17 and the metal member 18 may be installed on the attached oxide by vapor deposition. In the case of a metal member that is difficult to attach to the crystal 17 using an alloy such as stainless steel, gold, platinum, or the like may be attached to the crystal 17 as a substitute.

本実施例におけるフェライト皮膜形成方法を、図1を用いて詳細に説明する。まず、皮膜形成装置30を皮膜形成対象の配管系に接続する(ステップS1)。BWRプラントの運転がBWRプラントの定期検査のために停止された後、皮膜形成液配管35が皮膜形成対象の配管系である再循環系配管22に前述したように接続される。   The method for forming a ferrite film in this example will be described in detail with reference to FIG. First, the film forming apparatus 30 is connected to the piping system to be coated (Step S1). After the operation of the BWR plant is stopped for the periodic inspection of the BWR plant, the film forming liquid pipe 35 is connected to the recirculation system pipe 22 which is the pipe system to be formed with the film as described above.

皮膜形成対象箇所に対する化学除染を実施する(ステップS2)。RPV12内の冷却水と接触する再循環系配管22の内面には、放射性核種を含む酸化皮膜が形成されている。再循環系配管22の内面へのフェライト皮膜の形成は、その内面の放射性核種の付着抑制を目的とするものであるが、その形成に際しては再循環系配管22の内面に対して予め化学除染を実施しておくことが好ましい。   Chemical decontamination is performed on the film formation target portion (step S2). An oxide film containing a radionuclide is formed on the inner surface of the recirculation pipe 22 that contacts the cooling water in the RPV 12. The formation of the ferrite film on the inner surface of the recirculation system pipe 22 is intended to suppress adhesion of radionuclides on the inner surface, but in the formation, chemical decontamination is previously performed on the inner surface of the recirculation system pipe 22. It is preferable to carry out.

ステップS2で適用する化学除染は、公知の方法(特開2000−105295号公報参照)を用い、特開2007−182604号公報に記載されているように実施される。弁34,33,57,56,55,49,47をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ32,48を駆動する。これにより、再循環系配管22内にサージタンク31内の水を循環させる。加熱器53により循環する水の温度を約90℃まで昇温させ、弁36を開く。エゼクタ37につながっているホッパから供給される必要量の過マンガン酸カリウムが、配管70を通してサージタンク31内に導かれ、そこで水に溶解する。サージタンク31内で生成された酸化除染液(過マンガン酸カリウム水溶液)が、循環ポンプ32の駆動によって再循環系配管22内に供給される。酸化除染液は、再循環系配管22の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物を酸化して溶解する。   The chemical decontamination applied in step S2 is performed using a known method (see Japanese Patent Laid-Open No. 2000-105295) as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-182604. With the valves 34, 33, 57, 56, 55, 49, 47 opened and the other valves closed, the circulation pumps 32, 48 are driven. Thereby, the water in the surge tank 31 is circulated in the recirculation system pipe 22. The temperature of the circulating water is raised to about 90 ° C. by the heater 53 and the valve 36 is opened. A required amount of potassium permanganate supplied from a hopper connected to the ejector 37 is introduced into the surge tank 31 through the pipe 70 and is dissolved therein. The oxidative decontamination solution (potassium permanganate aqueous solution) generated in the surge tank 31 is supplied into the recirculation piping 22 by driving the circulation pump 32. The oxidative decontamination solution oxidizes and dissolves contaminants such as an oxide film formed on the inner surface of the recirculation pipe 22.

酸化除染が終了した後、上記のホッパからシュウ酸をサージタンク31内に注入する。このシュウ酸によって過マンガン酸カリウムが分解される。その後、サージタンク31内で生成されてpHが調整された還元除染液(シュウ酸水溶液)は、循環ポンプ32によって再循環系配管22内に供給される。再循環系配管22の内面に存在する腐食生成物が還元除染液によって除去される。還元除染液のpHが、薬液タンク40から皮膜形成液配管35内に供給されるヒドラジンによって調整される。再循環系配管22から排出された還元除染液の一部が、金属陽イオンを除去するために、カチオン交換樹脂塔60に導かれる。   After the oxidative decontamination is completed, oxalic acid is injected into the surge tank 31 from the hopper. This oxalic acid decomposes potassium permanganate. Thereafter, the reductive decontamination liquid (oxalic acid aqueous solution) generated in the surge tank 31 and adjusted in pH is supplied into the recirculation system pipe 22 by the circulation pump 32. Corrosion products present on the inner surface of the recirculation piping 22 are removed by the reducing decontamination solution. The pH of the reductive decontamination liquid is adjusted by hydrazine supplied from the chemical liquid tank 40 into the film forming liquid pipe 35. A part of the reductive decontamination liquid discharged from the recirculation system pipe 22 is guided to the cation exchange resin tower 60 in order to remove metal cations.

還元除染の終了後、皮膜形成液配管35内を流れる還元除染液の一部を分解装置64に供給する。この還元除染液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、薬液タンク46から配管75を通して分解装置64に導かれた過酸化水素、及び分解装置64内の活性炭触媒の作用によって分解される。シュウ酸及びヒドラジンの分解後、弁55を閉じて加熱器53による加熱を停止させ、同時に、弁59を開いて除染液を冷却器58で冷却する。冷却された除染液(例えば、60℃)が、不純物を除去するために、混床樹脂塔62に供給される。   After the completion of the reductive decontamination, a part of the reductive decontamination liquid flowing in the film forming liquid pipe 35 is supplied to the decomposition device 64. Oxalic acid and hydrazine contained in the reductive decontamination solution are decomposed by the action of hydrogen peroxide introduced from the chemical solution tank 46 to the decomposition device 64 through the pipe 75 and the activated carbon catalyst in the decomposition device 64. After decomposition of oxalic acid and hydrazine, the valve 55 is closed to stop the heating by the heater 53, and at the same time, the valve 59 is opened to cool the decontamination solution by the cooler 58. The cooled decontamination liquid (for example, 60 ° C.) is supplied to the mixed bed resin tower 62 in order to remove impurities.

新設のプラント、例えば、新設のBWRプラントの配管(再循環系配管及び給水配管等)内にフェライト皮膜を形成する場合には、ステップS2の化学除染工程を実施する必要がない。   When a ferrite film is formed in piping (such as recirculation piping and water supply piping) of a new plant, for example, a new BWR plant, it is not necessary to perform the chemical decontamination process in step S2.

再循環系配管22の化学除染が終了した後、フェライト皮膜の形成処理が実行される。   After chemical decontamination of the recirculation system pipe 22 is completed, a ferrite film forming process is executed.

皮膜形成対象箇所の除染が終了した後、皮膜形成水溶液の温度調整を行う(ステップS3)。皮膜形成対象箇所の除染終了後、すなわち、皮膜形成装置30による最後の浄化運転が終了した後、以下の弁操作が行われる。弁50を開いて弁49を閉じ、フィルタ51への通水を開始する。弁56を開いて弁63を閉じることにより、混床樹脂塔62への通水を停止する。さらに、弁55を開いて加熱器53によって皮膜形成液配管35内の水を所定温度まで加熱する。弁47,57,33,34は開いており、弁36,59,61,65,38,41,42,54は閉じている。フィルタ51への通水は水中に残留している微細な固形物を除去するためである。この固形物が残留していると、皮膜形成対象箇所でのフェライト皮膜の形成の際に、その固形物の表面にもフェライト皮膜が形成され、薬剤が無駄に使用されることになる。上記の固形物の除去によって、皮膜形成水溶液に含まれる薬剤を有効に使用できる。また、フィルタ51への皮膜形成水溶液の供給を化学洗浄中に実施した場合には、溶解によって生じた高濃度の鉄に起因する水酸化物でフィルタの圧力損失が高くなるおそれがあるため適切ではない。また、弁56を開放すると共に弁63を閉止することにより、浄化系運転で使用していた混床樹脂塔62への通水を停止する。   After the decontamination of the film forming target portion is completed, the temperature of the film forming aqueous solution is adjusted (step S3). After the decontamination of the film formation target portion, that is, after the final purification operation by the film forming apparatus 30 is completed, the following valve operation is performed. The valve 50 is opened, the valve 49 is closed, and water flow to the filter 51 is started. By opening the valve 56 and closing the valve 63, water flow to the mixed bed resin tower 62 is stopped. Further, the valve 55 is opened and the water in the film forming liquid pipe 35 is heated to a predetermined temperature by the heater 53. Valves 47, 57, 33, and 34 are open, and valves 36, 59, 61, 65, 38, 41, 42, and 54 are closed. The water flow through the filter 51 is for removing fine solids remaining in the water. If this solid substance remains, a ferrite film is also formed on the surface of the solid substance when the ferrite film is formed at the film formation target site, and the drug is wasted. By removing the solid matter, the drug contained in the film-forming aqueous solution can be used effectively. In addition, when supplying the film-forming aqueous solution to the filter 51 during chemical cleaning, it is appropriate because the pressure loss of the filter may increase due to hydroxide resulting from high-concentration iron generated by dissolution. Absent. Further, by opening the valve 56 and closing the valve 63, the water flow to the mixed bed resin tower 62 used in the purification system operation is stopped.

皮膜形成水溶液の所定温度は、90℃程度が好ましいが、これに限られない。要は、原子炉の運転時においてステンレス鋼製の再循環系配管22の内面への放射性核種の付着を抑制できる程度に、形成されたフェライト皮膜の結晶等の膜構造が緻密に形成できればよいのである。したがって、皮膜形成水溶液の温度は200℃以下が好ましい。皮膜形成水溶液の温度の下限は20℃でもよいが、フェライト皮膜の生成速度が実用範囲になる60℃以上が好ましい。100℃よりも高い温度では皮膜形成水溶液の沸騰を抑制するため、加圧しなければならず仮設設備の耐圧性が要求されるようになり設備が大型化するため好ましくない。したがって、皮膜形成処理における皮膜形成水溶液の温度は、60℃以上100℃以下がより好ましい。   The predetermined temperature of the film-forming aqueous solution is preferably about 90 ° C., but is not limited thereto. The point is that the film structure such as crystals of the formed ferrite film can be formed densely enough to suppress the attachment of the radionuclide to the inner surface of the stainless steel recirculation pipe 22 during the operation of the nuclear reactor. is there. Therefore, the temperature of the film-forming aqueous solution is preferably 200 ° C. or lower. The lower limit of the temperature of the film-forming aqueous solution may be 20 ° C., but is preferably 60 ° C. or more, at which the ferrite film formation rate is within the practical range. When the temperature is higher than 100 ° C., the boiling of the aqueous solution for forming a film is suppressed, so that pressure must be applied and the pressure resistance of the temporary equipment is required. Therefore, the temperature of the film-forming aqueous solution in the film-forming treatment is more preferably 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

第1薬剤に含まれる鉄(II)イオンを酸化させて水酸化第二鉄を生成させないために、皮膜形成水溶液内の溶存酸素を除去することが必要である。このため、サージタンク31及び薬液タンク45内で、不活性ガスのバブリング又は真空脱気を行うことが好ましい。   In order not to oxidize iron (II) ions contained in the first agent to produce ferric hydroxide, it is necessary to remove dissolved oxygen in the film-forming aqueous solution. For this reason, it is preferable to perform bubbling of inert gas or vacuum deaeration in the surge tank 31 and the chemical solution tank 45.

pH調整剤(第3薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS4)。弁38を開いて注入ポンプ39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40から、皮膜形成液配管35内を流れている所定温度(例えば、90℃)の皮膜形成水溶液(pH調整剤が初めて注入されるときは水)に注入する。pH計(pH計測装置)76が、第3接続点79より下流で皮膜形成液配管35に設置される。pH計76は、皮膜形成液配管35を流れる皮膜形成水溶液の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39の回転速度(またはバルブ38の開度)を調節し、皮膜形成水溶液のpHを6.0乃至9.0の範囲内で、例えば、7.0に調節する。   A pH adjuster (third drug) is injected into the film-forming aqueous solution (step S4). By opening the valve 38 and driving the injection pump 39, a pH adjusting agent (for example, hydrazine) is formed into a film at a predetermined temperature (for example, 90 ° C.) flowing from the chemical liquid tank 40 through the film forming liquid pipe 35. Inject into an aqueous solution (water when the pH adjuster is injected for the first time). A pH meter (pH measuring device) 76 is installed in the film forming liquid pipe 35 downstream from the third connection point 79. The pH meter 76 measures the pH of the film forming aqueous solution flowing through the film forming liquid pipe 35. A control device (not shown) adjusts the rotation speed of the infusion pump 39 (or the opening of the valve 38) based on the measured pH value, and adjusts the pH of the film-forming aqueous solution to a range of 6.0 to 9.0. For example, it is adjusted to 7.0.

鉄(II)イオンを含む薬液(第1薬剤)を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS5)。弁41を開いて注入ポンプ43を駆動し、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液(第1薬剤)を、薬液タンク45から、皮膜形成液配管35内を流れてヒドラジンが含まれている皮膜形成水溶液に注入する。ここで注入される第1薬剤は、例えば、鉄をギ酸で溶解して調製した鉄(II)イオンを含んでいる。注入された鉄(II)イオンの一部が、皮膜形成水溶液内で水酸化第一鉄となる。   A chemical solution (first drug) containing iron (II) ions is injected into the film-forming aqueous solution (step S5). The valve 41 is opened and the infusion pump 43 is driven, and the chemical liquid (first chemical) containing iron (II) ions and formic acid flows from the chemical liquid tank 45 through the film forming liquid pipe 35 and contains hydrazine. Pour into the forming aqueous solution. The first drug injected here contains, for example, iron (II) ions prepared by dissolving iron with formic acid. Part of the implanted iron (II) ions becomes ferrous hydroxide in the film-forming aqueous solution.

酸化剤を皮膜形成水溶液に注入する(ステップS6)。弁42を開いて注入ポンプ44を駆動し、酸化剤である過酸化水素を、薬液タンク46から皮膜形成液配管35内を流れてヒドラジン、鉄(II)イオン及び水酸化第一鉄を含む皮膜形成水溶液に注入する。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。   An oxidizing agent is injected into the film-forming aqueous solution (step S6). The valve 42 is opened to drive the injection pump 44, and hydrogen peroxide as an oxidant flows from the chemical tank 46 through the film forming liquid pipe 35 and contains hydrazine, iron (II) ions and ferrous hydroxide. Pour into the forming aqueous solution. As the oxidizing agent, in addition to hydrogen peroxide, a chemical in which ozone or oxygen is dissolved may be used.

ヒドラジン、鉄(II)イオン、水酸化第一鉄及び過酸化水素を含むpH7.0の皮膜形成水溶液が、循環ポンプ32,48が駆動されているので、皮膜形成液配管35により、バルブ34を介して再循環系配管22内に供給される。この皮膜形成水溶液は、再循環系配管22内を流れ、皮膜形成液配管35の弁47側へと戻され、ヒドラジン、鉄(II)イオン及びギ酸を含む薬液及び過酸化水素が供給されて再び再循環系配管22内に導かれる。皮膜形成水溶液(皮膜形成液)が再循環系配管22の内面に接触することによって、鉄(II)イオンがステンレス鋼部材である再循環系配管22の内面に吸着される。吸着された鉄(II)イオンが過酸化水素の作用によってフェライト化される。皮膜形成水溶液内の水酸化第一鉄は過酸化水素と反応してマグネタイトを生成する。このマグネタイトは再循環系配管22の内面に界面反応を介して吸着される。以上のようにして、マグネタイトを主成分とするフェライト皮膜(以下、マグネタイト皮膜という。)が、再循環系配管22の皮膜形成水溶液と接触する内面に形成される。すなわち、再循環系配管22の皮膜形成水溶液と接触する内面がマグネタイト皮膜によって覆われる。   Since the circulation pumps 32 and 48 are driven by a pH 7.0 film-forming aqueous solution containing hydrazine, iron (II) ions, ferrous hydroxide and hydrogen peroxide, the valve 34 is controlled by the film-forming liquid pipe 35. Through the recirculation system pipe 22. This film-forming aqueous solution flows in the recirculation system pipe 22, is returned to the valve 47 side of the film-forming liquid pipe 35, supplied with a chemical solution containing hydrazine, iron (II) ions and formic acid, and hydrogen peroxide again. It is guided into the recirculation piping 22. When the film-forming aqueous solution (film-forming liquid) comes into contact with the inner surface of the recirculation system pipe 22, iron (II) ions are adsorbed on the inner surface of the recirculation system pipe 22 that is a stainless steel member. The adsorbed iron (II) ions are ferritized by the action of hydrogen peroxide. Ferrous hydroxide in the film-forming aqueous solution reacts with hydrogen peroxide to generate magnetite. This magnetite is adsorbed on the inner surface of the recirculation system pipe 22 through an interfacial reaction. As described above, a ferrite film containing magnetite as a main component (hereinafter referred to as a magnetite film) is formed on the inner surface of the recirculation piping 22 that contacts the film-forming aqueous solution. That is, the inner surface of the recirculation piping 22 that contacts the film-forming aqueous solution is covered with the magnetite film.

ステップS4、S5及びS6は連続的に実施されることが好ましい。より具体的には、第1接続点77でpH調整剤が注入された皮膜形成水溶液が第2接続点78に達したときに、鉄(II)イオンを含む薬液の皮膜形成水溶液への注入を開始することが好ましい。pH調整剤及び鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液が第3接続点79に達したときに、酸化剤の皮膜形成水溶液への注入を直ちに実施することが好ましい。   Steps S4, S5 and S6 are preferably carried out continuously. More specifically, when the film-forming aqueous solution into which the pH adjusting agent is injected at the first connection point 77 reaches the second connection point 78, injection of a chemical solution containing iron (II) ions into the film-forming aqueous solution is performed. It is preferable to start. When the film forming aqueous solution containing the pH adjusting agent and iron (II) ions reaches the third connection point 79, it is preferable to immediately inject the oxidizing agent into the film forming aqueous solution.

鉄(II)イオンを含む皮膜形成水溶液に酸化剤が供給されると、鉄(II)イオンの酸化反応が開始されるので、皮膜形成水溶液内における鉄(II)イオンと鉄(III)イオンの存在比率が、フェライト皮膜の生成反応に適した条件となる。皮膜形成水溶液内では、鉄(II)イオンと水酸化第一鉄は平衡定数状態を保って存在する。このため、皮膜形成水溶液内の鉄(II)イオンが減少すれば、皮膜形成水溶液内の水酸化第一鉄から鉄(II)イオンが供給される。皮膜形成液配管35の内面での無駄なマグネタイト皮膜の形成を防止するため、酸化剤の皮膜形成液配管35への注入ポイントは、皮膜形成箇所である再循環系配管22に近い位置、すなわち、バルブ34と皮膜形成液配管35の接続点に近い位置にすることが好ましい。   When an oxidizing agent is supplied to a film-forming aqueous solution containing iron (II) ions, the oxidation reaction of iron (II) ions starts, so the iron (II) ions and iron (III) ions in the film-forming aqueous solution The abundance ratio is a condition suitable for the formation reaction of the ferrite film. In the film-forming aqueous solution, iron (II) ions and ferrous hydroxide exist in an equilibrium constant state. For this reason, if iron (II) ions in the film-forming aqueous solution decrease, iron (II) ions are supplied from ferrous hydroxide in the film-forming aqueous solution. In order to prevent the formation of a useless magnetite film on the inner surface of the film forming liquid pipe 35, the injection point of the oxidizing agent into the film forming liquid pipe 35 is a position close to the recirculation system pipe 22 that is the film forming position, that is, A position close to the connection point between the valve 34 and the film-forming liquid pipe 35 is preferable.

皮膜形成対象箇所に形成されたフェライト皮膜の形成量を測定する(ステップS7)。皮膜形成水溶液が皮膜形成液配管35を通して再循環系配管22に供給されて再循環系配管22の内面にマグネタイト皮膜が形成されている間、弁ボンネット28内に配置された水晶振動子電極装置16の金属部材18の表面も、鉄(II)イオン、過酸化水素及びヒドラジンを含む皮膜形成水溶液に接触している。このため、再循環系配管22と同じ材質である金属部材18の表面にも、再循環系配管22の内面と同様に、マグネタイト皮膜が形成される。金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みは、再循環系配管22の内面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みと実質的に同じである。金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを測定することによって、再循環系配管22の内面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを知ることができる。   The formation amount of the ferrite film formed at the film formation target location is measured (step S7). While the film-forming aqueous solution is supplied to the recirculation system pipe 22 through the film formation liquid pipe 35 and the magnetite film is formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22, the crystal resonator electrode device 16 disposed in the valve bonnet 28. The surface of the metal member 18 is also in contact with a film-forming aqueous solution containing iron (II) ions, hydrogen peroxide and hydrazine. For this reason, a magnetite film is also formed on the surface of the metal member 18, which is the same material as the recirculation system pipe 22, similarly to the inner surface of the recirculation system pipe 22. The thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 is substantially the same as the thickness of the magnetite film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22. By measuring the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18, the thickness of the magnetite film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22 can be known.

水晶振動子電極装置16の金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みの測定を、詳細に説明する。再循環系配管22に皮膜形成水溶液を供給している間、皮膜厚み算出装置29から一本の配線83を通して水晶17に電圧を印加する。この電圧の印加によって水晶17が振動される。金属部材18も水晶17と一緒に振動する。水晶17及び金属部材18の振動数が、水晶17に接続されたもう一本の配線83を通して皮膜厚み算出装置29に伝えられる。金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みが厚くなるにつれて金属部材18が重くなるので、金属部材18を含む水晶17の振動数は、金属部材18が皮膜形成水溶液に接触していないときの金属部材18を含む水晶17の振動数、すなわち、金属部材18の表面にマグネタイト皮膜が形成されていないときの金属部材18を含む水晶17の振動数よりも減少する。これらの振動数の差が、金属部材18の表面にマグネタイト皮膜が形成されることによって増加した金属部材18の重量を表している。皮膜厚み算出装置29は、入力した振動数に基づいて、その振動数の差、すなわち、マグネタイト皮膜の形成による金属部材18の重量の増加分を算出する。この重量の増加分が金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の重量である。   The measurement of the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16 will be described in detail. While supplying the film-forming aqueous solution to the recirculation pipe 22, a voltage is applied to the crystal 17 from the film thickness calculation device 29 through one wire 83. By applying this voltage, the crystal 17 is vibrated. The metal member 18 also vibrates together with the crystal 17. The frequencies of the crystal 17 and the metal member 18 are transmitted to the film thickness calculation device 29 through another wiring 83 connected to the crystal 17. Since the metal member 18 becomes heavier as the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 increases, the frequency of the crystal 17 including the metal member 18 is such that the metal member 18 is not in contact with the film-forming aqueous solution. The frequency of the crystal 17 including the metal member 18, that is, the frequency of the crystal 17 including the metal member 18 when the magnetite film is not formed on the surface of the metal member 18 is decreased. The difference between these frequencies represents the weight of the metal member 18 increased by forming a magnetite film on the surface of the metal member 18. Based on the input frequency, the film thickness calculation device 29 calculates the difference in frequency, that is, the increase in the weight of the metal member 18 due to the formation of the magnetite film. This increase in weight is the weight of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18.

皮膜厚み算出装置29は、算出されたマグネタイト皮膜の重量に基づいて金属部材18の表面におけるマグネタイト皮膜の厚みを求める。このマグネタイト皮膜の厚みは、皮膜厚み算出装置29によって以下のように算出される。皮膜厚み算出装置29は、算出されたマグネタイト皮膜の重量をマグネタイト皮膜の密度で割ることによって金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の体積を算出する。皮膜厚み算出装置29は、求められたマグネタイト皮膜の体積を金属部材18の面積で割ることによって金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを算出する。金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みは、再循環系配管22に皮膜形成水溶液を供給している間、以上に述べたように、皮膜厚み算出装置29によって継続して計測される。   The film thickness calculation device 29 obtains the thickness of the magnetite film on the surface of the metal member 18 based on the calculated weight of the magnetite film. The thickness of the magnetite film is calculated by the film thickness calculation device 29 as follows. The film thickness calculation device 29 calculates the volume of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 by dividing the calculated weight of the magnetite film by the density of the magnetite film. The film thickness calculation device 29 calculates the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 by dividing the obtained volume of the magnetite film by the area of the metal member 18. As described above, the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 is continuously measured by the film thickness calculating device 29 while supplying the film forming aqueous solution to the recirculation system pipe 22. .

フェライト皮膜の形成処理が完了したかが判定される(ステップS8)。制御装置84は、皮膜厚み算出装置29で求めた、金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを入力し、マグネタイト皮膜の設定厚みと比較する。マグネタイト皮膜の設定厚みは、再循環系配管22の内面に形成すべき、マグネタイト皮膜の厚みである。前者の算出されたマグネタイト皮膜の厚みが後者のマグネタイト皮膜の設定厚みより薄いと制御装置84が判定した場合(ステップS8の判定結果が「NO」)には、ステップS3〜S8の処理が繰り返される。前者の算出されたマグネタイト皮膜の厚みが後者のマグネタイト皮膜の設定厚みになったとき、制御装置84は注入ポンプ39,43及び44を停止する。これによって、皮膜形成液配管35内への鉄(II)イオンを含む薬液、酸化剤及びpH調整剤への供給が停止され、マグネタイト皮膜の形成作業が終了する。注入ポンプ39,43及び44を停止する替りに、制御装置84によって弁38,41及び42を閉じてもよい。   It is determined whether the ferrite film formation process is completed (step S8). The control device 84 inputs the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 obtained by the film thickness calculation device 29 and compares it with the set thickness of the magnetite film. The set thickness of the magnetite film is the thickness of the magnetite film to be formed on the inner surface of the recirculation pipe 22. When the control device 84 determines that the thickness of the calculated magnetite film is thinner than the set thickness of the latter magnetite (the determination result of step S8 is “NO”), the processes of steps S3 to S8 are repeated. . When the calculated thickness of the magnetite film reaches the set thickness of the latter magnetite film, the controller 84 stops the injection pumps 39, 43 and 44. Thereby, supply to the chemical | medical solution containing an iron (II) ion in the film formation liquid piping 35, an oxidizing agent, and a pH adjuster is stopped, and the formation operation of a magnetite film | membrane is complete | finished. Instead of stopping the infusion pumps 39, 43 and 44, the valves 38, 41 and 42 may be closed by the controller 84.

皮膜厚み算出装置29で求めた、金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みが、マグネタイト皮膜の設定厚みになったとき、作業員が注入ポンプ39,43及び44の駆動を停止してもよい。この場合には制御装置が不要である。皮膜厚み算出装置29で求めた、金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを表示装置に表示し、作業員が表示装置に表示されたその厚みを見て注入ポンプ39,43及び44の駆動停止の可否を判断する。表示されたその厚みが設定厚みになったとき、作業員が上記のように注入ポンプ39,43及び44を停止する。   When the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 obtained by the film thickness calculation device 29 reaches the set thickness of the magnetite film, the operator stops driving the injection pumps 39, 43 and 44. Also good. In this case, a control device is unnecessary. The thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 obtained by the film thickness calculation device 29 is displayed on the display device, and the operator sees the thickness displayed on the display device, and the infusion pumps 39, 43 and 44 It is determined whether or not the drive can be stopped. When the displayed thickness reaches the set thickness, the worker stops the infusion pumps 39, 43 and 44 as described above.

再循環系配管22の内面へのマグネタイト皮膜の形成を中止するためには、注入ポンプ43及び44の駆動を停止して鉄(II)イオンを含む薬液及び酸化剤の皮膜形成水溶液への注入を停止すればよい。注入ポンプ43及び44の停止の替りに、弁41及び42を閉じても良い。マグネタイト皮膜形成作業終了時に注入ポンプ39を停止することは、皮膜形成水溶液に余分なヒドラジンが注入されることを防止でき、後述のステップS9におけるヒドラジンの分解に要する時間を短縮することができる。   In order to stop the formation of the magnetite film on the inner surface of the recirculation system pipe 22, the injection pumps 43 and 44 are stopped to inject the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidizing agent into the film forming aqueous solution. Just stop. Instead of stopping the infusion pumps 43 and 44, the valves 41 and 42 may be closed. Stopping the injection pump 39 at the end of the magnetite film forming operation can prevent excess hydrazine from being injected into the film forming aqueous solution, and can shorten the time required for the decomposition of hydrazine in step S9 described later.

マグネタイト皮膜の形成作業が終了した後、皮膜形成水溶液に含まれている薬剤の分解が実施される(ステップS9)。再循環系配管22の内面へのマグネタイト皮膜の形成に使用された皮膜形成水溶液は、マグネタイト皮膜の形成が終了した後においても、ヒドラジン及び有機酸であるギ酸を含んでいる。皮膜形成水溶液に含まれたヒドラジン及びギ酸は、還元除染剤であるシュウ酸の分解と同様に、分解装置64で分解される。薬剤の分解処理では、弁57,65の開度を調整し、皮膜形成液配管35内の皮膜形成水溶液の一部を分解装置64に供給する。弁54を開くことにより、過酸化水素が、薬液タンク46から配管75を通して分解装置64に供給される。ヒドラジン及びギ酸は、分解装置64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。触媒を用いた分解処理装置64の替りに紫外線照射装置を用いることも可能である。紫外線照射装置も、酸化剤の存在下でヒドラジン、ギ酸及びシュウ酸を分解することができる。   After completion of the magnetite film forming operation, the chemical contained in the film-forming aqueous solution is decomposed (step S9). The film-forming aqueous solution used for forming the magnetite film on the inner surface of the recirculation piping 22 contains hydrazine and formic acid, which is an organic acid, even after the formation of the magnetite film is completed. Hydrazine and formic acid contained in the film-forming aqueous solution are decomposed by the decomposition apparatus 64 in the same manner as oxalic acid, which is a reducing decontamination agent. In the chemical decomposition treatment, the opening degree of the valves 57 and 65 is adjusted, and a part of the film-forming aqueous solution in the film-forming liquid pipe 35 is supplied to the decomposition device 64. By opening the valve 54, hydrogen peroxide is supplied from the chemical tank 46 through the pipe 75 to the decomposition device 64. Hydrazine and formic acid are decomposed in the decomposition apparatus 64 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. It is also possible to use an ultraviolet irradiation device instead of the decomposition processing device 64 using a catalyst. An ultraviolet irradiation device can also decompose hydrazine, formic acid and oxalic acid in the presence of an oxidizing agent.

ヒドラジン及びギ酸を分解装置64において上記のように気体及び水に分解することによって、カチオン交換樹脂塔60によるヒドラジン及び混床樹脂塔62によるギ酸の除去を回避できるので、カチオン交換樹脂塔60内の使用済イオン交換樹脂の廃棄量を著しく低減できる。   By decomposing hydrazine and formic acid into gas and water in the decomposition device 64 as described above, removal of hydrazine and formic acid by the mixed bed resin tower 62 by the cation exchange resin tower 60 can be avoided. The amount of used ion exchange resin can be significantly reduced.

本実施例は、水晶振動子電極装置16を皮膜形成液配管35内に配置し皮膜形成対象箇所である再循環系配管22の内面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを検出しているので、その厚みを、再循環系配管22に皮膜形成水溶液を供給しながら計測することができる。しかも、皮膜形成水溶液の供給期間中、その厚みの測定結果を継続して得ることができる。このため、本実施例は、再循環系配管22に皮膜形成水溶液を供給している期間において、水晶振動子電極装置16で計測しているマグネタイト皮膜の厚みが設定の厚みになったとき、少なくとも鉄(II)イオンを含む薬液及び酸化剤の皮膜形成液配管35内への供給を停止することができる。これによって、再循環系配管22の内面へのマグネタイト皮膜の形成作業が終了する。このような本実施例は、フェライト皮膜形成作業の開始からこの作業の終了するまでに要する時間を短縮することができる。さらに、本実施例は、皮膜形成対象である再循環系配管22の内面に所定厚みのマグネタイト皮膜が形成されたことを確認することができる。   In this embodiment, the quartz resonator electrode device 16 is disposed in the film forming liquid pipe 35 and the thickness of the magnetite film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22 which is the film forming target location is detected. The thickness can be measured while supplying the film-forming aqueous solution to the recirculation pipe 22. And the measurement result of the thickness can be obtained continuously during the supply period of the film-forming aqueous solution. For this reason, in this embodiment, when the thickness of the magnetite film measured by the crystal resonator electrode device 16 reaches the set thickness during the period when the film-forming aqueous solution is supplied to the recirculation system pipe 22, at least The supply of the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidizing agent into the film forming solution pipe 35 can be stopped. Thereby, the operation of forming the magnetite film on the inner surface of the recirculation pipe 22 is completed. Such a present Example can shorten the time required from the start of the ferrite film formation work to the end of the work. Furthermore, the present Example can confirm that the magnetite film | membrane of predetermined thickness was formed in the inner surface of the recirculation system piping 22 which is a film formation object.

本実施例は、鉄(II)イオンを含む薬液及び酸化剤を含む、pHが6.0乃至9.0の範囲内にある皮膜形成水溶液を再循環系配管22内に供給しているので、皮膜形成水溶液が接触した、再循環系配管22の内面の前面に緻密なフェライト皮膜を形成することができる。このため、再循環系配管22の冷却水と接触する内面に放射性核種が付着することを抑制することができる。   Since the present embodiment supplies the film-forming aqueous solution containing a chemical solution containing iron (II) ions and an oxidizing agent and having a pH in the range of 6.0 to 9.0 into the recirculation system pipe 22, A dense ferrite film can be formed on the front surface of the inner surface of the recirculation pipe 22 in contact with the film-forming aqueous solution. For this reason, it can suppress that a radionuclide adheres to the inner surface which contacts the cooling water of the recirculation system piping 22. FIG.

本実施例ではフェライト皮膜形成量の連続測定に水晶振動子電極装置16を用いたが、水晶振動子電極装置16の替りに、形成されたフェライト皮膜量の連続測定が可能な計測方法、例えば交流インピーダンス法などの電気化学的手法を用いてもよい。   In this embodiment, the crystal resonator electrode device 16 is used for continuous measurement of the ferrite film formation amount. However, instead of the crystal resonator electrode device 16, a measurement method capable of continuously measuring the formed ferrite film amount, for example, AC An electrochemical method such as an impedance method may be used.

本発明の他の実施例である、BWRプラントの再循環系配管に適用した実施例2の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法を、図11を用いて以下に説明する。本実施例のフェライト皮膜の形成方法に用いられる皮膜形成装置30Aは、皮膜形成装置30と異なり、水晶振動子電極装置16を取り付けた弁ボンネット28を開閉弁47の上流で皮膜形成液配管35に設けた構成を有する。皮膜形成装置30Aの他の構成は皮膜形成装置30と同じである。本実施例では、皮膜形成装置30Aを用いて実施例1と同様に再循環系配管22の内面にマグネタイト皮膜が形成される。   A method for forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant constituent member of Example 2 applied to a recirculation system piping of a BWR plant, which is another example of the present invention, will be described below with reference to FIG. Unlike the film forming apparatus 30, the film forming apparatus 30 </ b> A used in the method for forming a ferrite film of the present embodiment has a valve bonnet 28 to which the crystal resonator electrode device 16 is attached connected to the film forming liquid pipe 35 upstream of the on-off valve 47. The configuration is provided. Other configurations of the film forming apparatus 30A are the same as those of the film forming apparatus 30. In the present embodiment, a magnetite film is formed on the inner surface of the recirculation piping 22 using the film forming apparatus 30A as in the first embodiment.

水晶振動子電極装置16の金属部材18の皮膜形成水溶液と接触する表面にマグネタイト皮膜が形成される。再循環系配管22から皮膜形成配管35に戻される皮膜形成水溶液は、再循環系配管22に供給される皮膜形成水溶液における各濃度よりも低下した鉄(II)イオン、過酸化水素及びヒドラジンを含んでいる。これらの物質による作用により、金属部材18の表面にマグネタイト皮膜が形成される。   A magnetite film is formed on the surface of the metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16 that comes into contact with the film-forming aqueous solution. The film-forming aqueous solution returned from the recirculation system pipe 22 to the film-forming pipe 35 contains iron (II) ions, hydrogen peroxide, and hydrazine that are lower than the respective concentrations in the film-forming aqueous solution supplied to the recirculation system pipe 22. It is out. Due to the action of these substances, a magnetite film is formed on the surface of the metal member 18.

本実施例において皮膜厚み算出装置29で求めたマグネタイト皮膜の厚みが設定厚みになったとき、制御装置84は、注入ポンプ39,43及び44を停止する。皮膜厚み算出装置29で求めたマグネタイト皮膜の厚みが設定厚みになったときには、皮膜形成対象である再循環系配管22の内面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みは設定厚み以上になっている。このような本実施例でも実施例1で生じる各効果を得ることができる。   In this embodiment, when the thickness of the magnetite film obtained by the film thickness calculation device 29 reaches the set thickness, the control device 84 stops the infusion pumps 39, 43 and 44. When the thickness of the magnetite film obtained by the film thickness calculation device 29 reaches the set thickness, the thickness of the magnetite film formed on the inner surface of the recirculation pipe 22 that is the film formation target is equal to or greater than the set thickness. In this embodiment as well, each effect produced in Embodiment 1 can be obtained.

本実施例において、水晶振動子電極装置16を取り付けた別の弁ボンネット28を、実施例1のように、第3接続点79の下流で皮膜形成液配管35にさらに設置してもよい。この場合には、上記の皮膜厚み算出装置29が、別の弁ボンネット28に設けられた水晶振動子電極装置16の水晶17等の振動数を入力してこの水晶振動子電極装置16の金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを算出する。   In the present embodiment, another valve bonnet 28 to which the crystal resonator electrode device 16 is attached may be further installed in the film forming liquid pipe 35 downstream of the third connection point 79 as in the first embodiment. In this case, the above-described film thickness calculation device 29 inputs the frequency of the crystal 17 or the like of the crystal resonator electrode device 16 provided in another valve bonnet 28 and the metal member of the crystal resonator electrode device 16 The thickness of the magnetite film formed on the surface of 18 is calculated.

本発明の他の実施例である、BWRプラントの再循環系配管に適用した実施例3の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法を、図12及び図13を用いて以下に説明する。本実施例に用いられる皮膜形成装置30Bは、皮膜形成装置30の制御装置84を制御装置84Aに替えた構成を有する(図12参照)。皮膜形成装置30Bの他の構成は、皮膜形成装置30と同じである。皮膜形成装置30BはpH制御装置85を有する。このpH制御装置85は皮膜形成装置30及び30Aにも設けられている。   A method for forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant component of Example 3 applied to a recirculation system piping of a BWR plant, which is another example of the present invention, will be described below with reference to FIGS. 12 and 13. To do. The film forming apparatus 30B used in the present embodiment has a configuration in which the control device 84 of the film forming apparatus 30 is replaced with a control device 84A (see FIG. 12). Other configurations of the film forming apparatus 30B are the same as those of the film forming apparatus 30. The film forming apparatus 30 </ b> B has a pH controller 85. The pH controller 85 is also provided in the film forming apparatuses 30 and 30A.

本実施例の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法は、実施例1で実行されるステップS1〜S9の各作業及び処理を実行する。本実施例は、ステップS7とステップS8の間で、薬液の注入量の制御を行う(ステップS10)。この薬液の注入量の制御は以下のように行われる。   The method for forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant component according to the present embodiment performs the operations and processes of steps S1 to S9 performed in the first embodiment. In the present embodiment, the injection amount of the chemical solution is controlled between step S7 and step S8 (step S10). The injection amount of the chemical solution is controlled as follows.

ステップS7において、前述したように、フェライト皮膜の形成量を測定する。すなわち、皮膜厚み算出装置29が、水晶振動子電極装置16の水晶17及び金属部材18の振動数に基づいて、皮膜形成水溶液に接触したこの金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みを算出する。算出されたマグネタイト皮膜の厚みが制御装置84Aに入力される。制御装置84Aは、皮膜厚み算出装置29から継続して入力したマグネタイト皮膜の厚みに基づいてマグネタイト皮膜の形成速度を算出し、得られたこの皮膜形成速度の、目標皮膜形成速度からのずれの有無を判定する。   In step S7, as described above, the amount of ferrite film formed is measured. That is, the film thickness calculation device 29 calculates the thickness of the magnetite film formed on the surface of the metal member 18 in contact with the film-forming aqueous solution based on the frequency of the crystal 17 and the metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16. calculate. The calculated magnetite film thickness is input to the control device 84A. The controller 84A calculates the formation rate of the magnetite film based on the thickness of the magnetite film continuously input from the film thickness calculation device 29, and whether or not the obtained film formation rate deviates from the target film formation rate. Determine.

制御装置84Aは、算出された皮膜形成速度が目標皮膜形成速度からずれているとき、注入ポンプ43及び44の回転速度を制御し、鉄(II)イオンを含む薬剤及び過酸化水素の皮膜形成液配管35内への注入量を調節する。例えば、算出された皮膜形成速度が目標皮膜形成速度よりも小さい場合には、注入ポンプ43及び44の回転速度が増大され、皮膜形成液配管35内への鉄(II)イオンを含む薬剤及び過酸化水素の注入量が増加される。これらの注入量の増加は、皮膜形成液配管35内を流れる皮膜形成水溶液のpHを低下させることになる。pH計76で計測された皮膜形成水溶液のpHが設定pHから低下したとき、pH制御装置(他の制御装置)85は、注入ポンプ39の回転数を増大させてヒドラジンの注入量を増加させ、皮膜形成水溶液のpHを設定pH(6.0乃至9.0の範囲内で、例えば、7.0)に維持する。以上に述べた注入ポンプ43及び44の制御によって、再循環系配管22の内面に形成されるマグネタイト皮膜の形成速度が増大し、目標皮膜形成速度が維持される。   When the calculated film formation speed deviates from the target film formation speed, the control device 84A controls the rotational speeds of the infusion pumps 43 and 44, and a film formation solution of a drug containing iron (II) ions and hydrogen peroxide. The amount injected into the pipe 35 is adjusted. For example, when the calculated film formation rate is smaller than the target film formation rate, the rotation speeds of the infusion pumps 43 and 44 are increased, and the agent containing iron (II) ions into the film formation liquid pipe 35 and the excess The injection amount of hydrogen oxide is increased. These increases in the injection amount lower the pH of the film-forming aqueous solution flowing in the film-forming liquid pipe 35. When the pH of the film-forming aqueous solution measured by the pH meter 76 decreases from the set pH, the pH controller (another controller) 85 increases the number of injections of hydrazine by increasing the number of revolutions of the injection pump 39, The pH of the film-forming aqueous solution is maintained at a set pH (within a range of 6.0 to 9.0, for example, 7.0). By the control of the injection pumps 43 and 44 described above, the formation speed of the magnetite film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22 is increased, and the target film formation speed is maintained.

算出された皮膜形成速度が目標皮膜形成速度よりも大きい場合には、逆に、注入ポンプ43及び44の回転速度が制御装置84Aによって低下され、皮膜形成液配管35内への鉄(II)イオンを含む薬剤及び過酸化水素の注入量が減少する。皮膜形成水溶液のpHが上昇するので、pH制御装置85は、注入ポンプ39の回転数を低下させてヒドラジンの注入量を減少させ、皮膜形成水溶液のpHを設定pHに維持する。このような注入ポンプ43及び44の制御によって、再循環系配管22の内面に形成されるマグネタイト皮膜の形成速度が低下し、目標皮膜形成速度が維持される。   If the calculated film formation rate is higher than the target film formation rate, the rotational speed of the injection pumps 43 and 44 is decreased by the controller 84A, and iron (II) ions into the film formation liquid pipe 35 are reversed. The injection amount of the medicine containing hydrogen and hydrogen peroxide is reduced. Since the pH of the film-forming aqueous solution rises, the pH controller 85 reduces the number of injections of hydrazine by decreasing the rotation speed of the injection pump 39, and maintains the pH of the film-forming aqueous solution at the set pH. By such control of the injection pumps 43 and 44, the formation speed of the magnetite film formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22 is reduced, and the target film formation speed is maintained.

制御装置84Aが、皮膜厚み算出装置29で求めた、金属部材18の表面に形成されたマグネタイト皮膜の厚みが設定厚みになったと判定したとき(ステップS8)、制御装置84Aは、実施例1と同様に、注入ポンプ39,43及び44を停止する。   When the control device 84A determines that the thickness of the magnetite coating formed on the surface of the metal member 18 obtained by the coating thickness calculation device 29 has reached the set thickness (step S8), the control device 84A Similarly, the infusion pumps 39, 43 and 44 are stopped.

本実施例においても、実施例1で生じる各効果を得ることができる。   Also in the present embodiment, each effect generated in the first embodiment can be obtained.

さらに、本実施例は、計測したマグネタイト皮膜の厚みに基づいてマグネタイト皮膜の形成量を制御することができるので、設定厚みのマグネタイト皮膜をより短時間に形成することができる。算出された皮膜形成速度が目標皮膜形成速度よりも小さいときには、鉄(II)イオンを含む薬剤及び酸化剤、例えば、過酸化水素の皮膜形成液配管35内への注入量が増加される。これによって、皮膜形成速度が、目標皮膜形成速度になるように増大され、設定厚みのマグネタイト皮膜の形成をより短時間に行うことができる。また、算出された皮膜形成速度が目標皮膜形成速度よりも大きいときには、皮膜形成速度が目標皮膜形成速度になるように減少され、設定厚みのマグネタイト皮膜の形成をより短時間に行うことができる。   Further, in this embodiment, the amount of magnetite film formed can be controlled based on the measured thickness of the magnetite film, so that a magnetite film having a set thickness can be formed in a shorter time. When the calculated film formation rate is smaller than the target film formation rate, the injection amount of a chemical containing iron (II) ions and an oxidizing agent, for example, hydrogen peroxide into the film formation liquid pipe 35 is increased. As a result, the film formation rate is increased to the target film formation rate, and the magnetite film having the set thickness can be formed in a shorter time. Further, when the calculated film formation rate is higher than the target film formation rate, the film formation rate is decreased so as to become the target film formation rate, and the magnetite film having the set thickness can be formed in a shorter time.

鉄(II)イオンを含む薬剤及び酸化剤の皮膜形成液配管35内への注入量が多くなり過ぎると、再循環系配管22の内面にマグネタイト皮膜が形成される以外に、皮膜形成水溶液内にマグネタイトに成長する核が発生し、この核を中心にごみとなるマグネタイトの粒子が皮膜形成水溶液内に形成される。このため、再循環系配管22の内面におけるマグネタイト皮膜の形成速度が抑制され、その内面へのマグネタイト皮膜の形成に時間を要することになる。目標皮膜形成速度は、鉄(II)イオンを含む薬剤及び酸化剤の皮膜形成液配管35内への注入量が多くなり過ぎて皮膜形成速度が抑制されること避けるように設定されている。したがって、算出された皮膜形成速度が目標皮膜形成速度よりも大きいときに、皮膜形成速度を目標皮膜形成速度になるように減少することによって、設定厚みのマグネタイト皮膜の形成をより短時間に行うことができる。   If the amount of the agent containing iron (II) ions and the oxidizing agent injected into the film forming liquid pipe 35 becomes too large, a magnetite film is formed on the inner surface of the recirculation system pipe 22, and in the film forming aqueous solution. Nuclei that grow into magnetite are generated, and magnetite particles that become dust are formed in the film-forming aqueous solution around the nucleus. For this reason, the formation speed of the magnetite film on the inner surface of the recirculation system pipe 22 is suppressed, and it takes time to form the magnetite film on the inner surface. The target film formation rate is set so as to avoid that the amount of the drug containing iron (II) ions and the oxidizing agent injected into the film formation liquid pipe 35 becomes too large and the film formation rate is suppressed. Therefore, when the calculated film formation rate is greater than the target film formation rate, the magnetite film with the set thickness can be formed in a shorter time by reducing the film formation rate to the target film formation rate. Can do.

本実施例は、水晶振動子電極装置16を、皮膜形成液配管35の、再循環系配管22への皮膜形成水溶液の供給側に配置しているので、再循環系配管22の内面での皮膜形成よりも早い段階で皮膜形成速度を早く求めることができる。このため、鉄(II)イオンを含む薬剤及び酸化剤の注入量を早目に制御することができ、再循環系配管22の内面での皮膜形成速度をより早く調節することができる。   In this embodiment, since the crystal resonator electrode device 16 is disposed on the supply side of the film forming aqueous solution to the recirculation system pipe 22 of the film forming liquid pipe 35, the film on the inner surface of the recirculation system pipe 22. The film formation rate can be determined earlier at a stage earlier than the formation. For this reason, the injection amount of the chemical | medical agent containing iron (II) ion and an oxidizing agent can be controlled early, and the film formation speed | rate on the inner surface of the recirculation system piping 22 can be adjusted earlier.

本実施例において、水晶振動子電極装置16を取り付けた弁ボンネット28を、開閉弁41の下流ではなく、実施例2のように、開閉弁47の上流で皮膜形成液配管35に設けてもよい。また、水晶振動子電極装置16を取り付けた弁ボンネット28を、開閉弁47の上流及び開閉弁41の下流の二箇所に設置してもよい。   In the present embodiment, the valve bonnet 28 to which the crystal resonator electrode device 16 is attached may be provided not in the downstream of the on-off valve 41 but in the film forming liquid pipe 35 upstream of the on-off valve 47 as in the second embodiment. . Further, the valve bonnet 28 to which the crystal resonator electrode device 16 is attached may be installed at two locations upstream of the on-off valve 47 and downstream of the on-off valve 41.

本発明の他の実施例である、BWRプラントの浄化系配管20に適用した実施例4の原子力プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法を、図14を用いて以下に説明する。冷却材浄化系で腐食が問題になるのは、RPV12からの高温の冷却水が流入する再生熱交換器25及びこの周辺の浄化系配管20である。浄化系配管20は炭素鋼製である。再生熱交換器25の上流及び下流で弁86及び87が浄化系配管20に設けられている。   A method for forming a ferrite film on the surface of a nuclear plant component of Example 4 applied to the purification system piping 20 of the BWR plant, which is another example of the present invention, will be described below with reference to FIG. Corrosion becomes a problem in the coolant purification system in the regenerative heat exchanger 25 into which high-temperature cooling water from the RPV 12 flows and the purification system piping 20 in the vicinity thereof. The purification system pipe 20 is made of carbon steel. Valves 86 and 87 are provided in the purification system pipe 20 upstream and downstream of the regenerative heat exchanger 25.

弁86のボンネットを開放して皮膜形成装置30の皮膜形成液配管35の一端を弁86の開放されたボンネットのフランジに接続する。バルブ23は閉じられている。弁87のボンネットを開放して非再生熱交換器26側のフランジを封鎖する。皮膜形成装置30の皮膜形成液配管35の他端を弁87の開放されたボンネットのフランジに接続する。このようにして、皮膜形成装置30が浄化系配管20に接続され、浄化系配管20及び皮膜形成液配管35による皮膜形成水溶液の循環経路が形成される。   The bonnet of the valve 86 is opened, and one end of the film forming liquid pipe 35 of the film forming apparatus 30 is connected to the bonnet flange of the valve 86 opened. The valve 23 is closed. The bonnet of the valve 87 is opened to seal the flange on the non-regenerative heat exchanger 26 side. The other end of the film forming liquid pipe 35 of the film forming apparatus 30 is connected to the hood flange of the valve 87 opened. In this way, the film forming apparatus 30 is connected to the purification system pipe 20, and a circulation path of the film forming aqueous solution is formed by the purification system pipe 20 and the film forming liquid pipe 35.

本実施例でも、実施例1におけるステップS1〜S9の各作業及び処理を実行する。本実施例では、水晶振動子電極装置16の金属部材18は、浄化系配管20と同じ炭素鋼部材である。本実施例においても、皮膜形成水溶液と接触する浄化系配管20の内面及び非再生熱交換器26の内面にマグネタイト皮膜が形成される。原子炉浄化系の構成部材のうち皮膜形成水溶液と接触する構造部材の表面がマグネタイト皮膜で覆われる。   Also in the present embodiment, the operations and processes of steps S1 to S9 in the first embodiment are executed. In the present embodiment, the metal member 18 of the crystal resonator electrode device 16 is the same carbon steel member as the purification system pipe 20. Also in the present embodiment, a magnetite film is formed on the inner surface of the purification system pipe 20 and the inner surface of the non-regenerative heat exchanger 26 that are in contact with the film-forming aqueous solution. The surface of the structural member in contact with the film-forming aqueous solution among the constituent members of the reactor purification system is covered with the magnetite film.

本実施例も、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、炭素鋼部材の冷却水と接触する表面を緻密なマグネタイト皮膜で覆うことができるので、原子力プラントの炭素鋼部材の腐食を抑制することができる。   Also in this embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, the surface of the carbon steel member that contacts the cooling water can be covered with a dense magnetite film, so that the corrosion of the carbon steel member of the nuclear power plant can be suppressed.

再生熱交換器25と非再生熱交換器26の間に弁87が存在しない場合は、非再生熱交換器26と炉水浄化装置27の間で浄化系配管20に設けられている隔離弁に皮膜形成装置30の皮膜形成液配管35の他端を接続すればよい。   When the valve 87 does not exist between the regenerative heat exchanger 25 and the non-regenerative heat exchanger 26, an isolation valve provided in the purification system pipe 20 between the non-regenerative heat exchanger 26 and the reactor water purification device 27 is provided. What is necessary is just to connect the other end of the film formation liquid piping 35 of the film formation apparatus 30. FIG.

本実施例において、皮膜形成装置30の替りに、前述した皮膜形成装置30Aまたは30Bを用いてもよい。皮膜形成装置30Bが用いられる場合には、図13に示すステップS1〜S10の各作業及び処理が実行される。   In this embodiment, instead of the film forming apparatus 30, the above-described film forming apparatus 30A or 30B may be used. When the film forming apparatus 30B is used, the operations and processes in steps S1 to S10 illustrated in FIG. 13 are performed.

実施例1,2及び3の各プラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法は、BWRプラントの炭素鋼製の給水配管、PWRプラントの炭素鋼製の給水配管、火力プラントの炭素鋼製の給水配管及びPWRプラントのステンレス鋼製の一次冷却材配管に適用することができる。PWRプラントの一次冷却材配管は、原子炉圧力容器内で発生した高温の冷却水を蒸気発生器に供給し、温度が低下して蒸気発生器から排出された冷却水を原子炉圧力容器に戻す機能を有している。   The formation method of the ferrite film on the surface of each plant constituent member of Examples 1, 2 and 3 is made of carbon steel water supply piping of BWR plant, carbon steel water supply piping of PWR plant, carbon steel of thermal power plant. It can be applied to water supply piping and primary coolant piping made of stainless steel for PWR plants. The primary coolant piping of the PWR plant supplies the high-temperature cooling water generated in the reactor pressure vessel to the steam generator, and returns the cooling water discharged from the steam generator to the reactor pressure vessel when the temperature drops. It has a function.

BWRプラントの炭素鋼製の給水配管10の給水に接触する内面にフェライト皮膜を形成する場合には、特開2007−182604号公報の図4に示すように、皮膜形成装置30、30A及び30Bのいずれかの皮膜形成液配管35の両端部を給水配管10にそれぞれ接続すればよい。さらに、PWRプラントの給水配管の給水に接触する内面にフェライト皮膜を形成する場合には、特開2007−182604号公報の図8に示すように、皮膜形成装置30、30A及び30Bのいずれかの皮膜形成液配管35の両端部をその給水配管にそれぞれ接続すればよい。火力プラントの給水配管の給水に接触する内面にフェライト皮膜を形成する場合には、特開2007−182604号公報の図9に示すように、皮膜形成装置30、30A及び30Bのいずれかの皮膜形成液配管35の両端部をその給水配管にそれぞれ接続すればよい。PWRプラントの一次冷却材配管の冷却水に接触する内面にフェライト皮膜を形成する場合には、一次冷却材配管の原子炉圧力容器近傍に設けられた隔離弁を閉じて皮膜形成水溶液が原子炉圧力容器内に流入しないようにして、皮膜形成装置30、30A及び30Bのいずれかを用いてその一次冷却材配管内に皮膜形成水溶液を供給すればよい。   In the case of forming a ferrite film on the inner surface of the BWR plant that is in contact with the water supply of the carbon steel water supply pipe 10, as shown in FIG. 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182604, the film forming apparatuses 30, 30A, and 30B What is necessary is just to connect the both ends of any film formation liquid piping 35 to the water supply piping 10, respectively. Further, when a ferrite film is formed on the inner surface of the water supply pipe of the PWR plant that is in contact with the water supply, as shown in FIG. 8 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182604, one of the film forming apparatuses 30, 30A, and 30B. What is necessary is just to connect the both ends of the film formation liquid piping 35 to the water supply piping, respectively. In the case of forming a ferrite film on the inner surface of the water supply pipe of the thermal power plant that contacts the water supply, as shown in FIG. 9 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-182604, the film formation of any one of the film forming apparatuses 30, 30A, and 30B What is necessary is just to connect the both ends of the liquid piping 35 to the water supply piping, respectively. When forming a ferrite film on the inner surface of the PWR plant that contacts the cooling water of the primary coolant pipe, the isolation valve provided in the vicinity of the reactor pressure vessel of the primary coolant pipe is closed and the film-forming aqueous solution becomes the reactor pressure. What is necessary is just to supply film formation aqueous solution in the primary coolant piping using either of the film formation apparatuses 30, 30A, and 30B so that it may not flow into the container.

1…原子炉、3…タービン、10…給水配管、12…原子炉圧力容器、13…炉心、16…水晶振動子電極装置、17…水晶、18…金属部材、19…電極ホルダ、20…浄化系配管、22…再循環系配管、29…皮膜厚み算出装置、30,30A,30B…皮膜形成装置、35…皮膜形成液配管、39,43,44…注入ポンプ、40,45,46…薬液タンク、72,73,74…注入配管、64…分解装置、84,84A…制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reactor, 3 ... Turbine, 10 ... Feed water piping, 12 ... Reactor pressure vessel, 13 ... Reactor core, 16 ... Crystal oscillator electrode apparatus, 17 ... Crystal, 18 ... Metal member, 19 ... Electrode holder, 20 ... Purification System piping, 22 ... Recirculation system piping, 29 ... Film thickness calculation device, 30, 30A, 30B ... Film formation device, 35 ... Film formation liquid piping, 39, 43, 44 ... Injection pump, 40, 45, 46 ... Chemical solution Tank, 72, 73, 74 ... injection piping, 64 ... decomposition device, 84,84A ... control device.

Claims (15)

鉄(II)イオン、前記鉄(II)イオンを酸化させる酸化剤及びpH調整剤を含む皮膜形成液をプラント構成部材の水と接触する表面に接触させてこの表面にフェライト皮膜を形成し、
前記フェライト皮膜の形成量を計測し、
前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の前記皮膜形成液への注入量を、計測された前記フェライト皮膜の形成量に基づいて得られた皮膜形成速度が設定形成速度になるように制御し、
計測された前記フェライト皮膜の形成量に基づいて前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の前記皮膜形成液への注入を停止することを特徴とするプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。
A film forming solution containing iron (II) ions, an oxidizing agent that oxidizes the iron (II) ions, and a pH adjuster is brought into contact with the surface of the plant component that is in contact with water to form a ferrite film on the surface,
Measure the amount of ferrite film formed,
The amount of the chemical solution containing iron (II) ions and the amount of the oxidant injected into the film formation solution is set so that the film formation rate obtained based on the measured formation amount of the ferrite film becomes the set formation rate. Control
Ferrite coating on the surface of a plant component, wherein injection of the chemical liquid containing iron (II) ions and the oxidizing agent into the film forming liquid is stopped based on the measured formation amount of the ferrite film Forming method.
計測された前記フェライト皮膜の形成量に基づいて前記pH調整剤の前記皮膜形成液への注入を停止する請求項1に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The method for forming a ferrite film on the surface of a plant component according to claim 1, wherein injection of the pH adjusting agent into the film forming liquid is stopped based on the measured formation amount of the ferrite film. 前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の注入停止は、前記計測されたフェライト皮膜の形成量に基づいて得られた前記フェライト皮膜の厚みが設定厚みになったときに行われる請求項1に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The injection stop of the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidizing agent is performed when the thickness of the ferrite film obtained based on the measured formation amount of the ferrite film reaches a set thickness. 2. A method for forming a ferrite film on the surface of a plant constituent member according to 1. 前記計測されたフェライト皮膜の形成量は、前記皮膜形成液に浸漬された水晶振動子電極装置の前記皮膜形成液に接触する金属部材の表面に形成されたフェライト皮膜の形成量である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   2. The measured formation amount of a ferrite film is the formation amount of a ferrite film formed on the surface of a metal member in contact with the film formation liquid of a crystal resonator electrode device immersed in the film formation liquid. 4. A method for forming a ferrite film on the surface of a plant component according to any one of items 3 to 3. 前記金属部材は前記プラント構成部材と同じ材質である請求項4に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The method for forming a ferrite film on the surface of the plant constituent member according to claim 4, wherein the metal member is made of the same material as the plant constituent member. 鉄(II)イオン、前記鉄(II)イオンを酸化させる酸化剤及びpH調整剤を含む皮膜形成液を供給する皮膜形成液配管を、皮膜形成対象の前記プラント構成部材であるプラントの対象配管に接続し、
前記フェライト皮膜の形成が、前記皮膜形成液配管を通して前記皮膜形成液を前記対象配管に供給することにより前記皮膜形成液と接触する前記対象配管の内面に対して行われ、
前記フェライト皮膜の形成量を計測が、前記皮膜形成液配管に取り付けられた皮膜形成量計測装置に設けられて前記皮膜形成液に接触する金属部材に形成されるフェライト皮膜の形成量を前記皮膜形成量計測装置によって計測することであり、
前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の前記皮膜形成液への注入を停止が、前記皮膜形成量計測装置によって計測された前記フェライト皮膜の形成量に基づいて、前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の、前記皮膜形成液配管内の前記皮膜形成液への注入を停止することである請求項1に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。
A film-forming liquid pipe that supplies a film-forming liquid containing iron (II) ions, an oxidizing agent that oxidizes the iron (II) ions, and a pH adjuster is connected to a target pipe of the plant that is the plant component of the film formation target. connection,
Formation of the ferrite film is performed on the inner surface of the target pipe in contact with the film forming liquid by supplying the film forming liquid to the target pipe through the film forming liquid pipe,
The amount of ferrite film formed is measured, and the amount of ferrite film formed on the metal member in contact with the film forming liquid provided in the film forming amount measuring device attached to the film forming liquid pipe is measured as the film forming amount. Is to measure with a quantity measuring device,
Stopping the injection of the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidant into the film forming solution is based on the formation amount of the ferrite film measured by the film formation amount measuring device. The method for forming a ferrite film on the surface of a plant constituent member according to claim 1, wherein injection of the chemical solution containing ions and the oxidizing agent into the film forming solution in the film forming solution pipe is stopped.
前記皮膜形成液配管の両端を前記対象配管に接続して前記皮膜形成液配管及び前記対象配管を含む閉ループを形成し、
前記皮膜形成量計測装置による前記フェライト皮膜の形成量の計測が、前記対象配管に供給する前記皮膜形成液及び前記対象配管から戻ってきた前記皮膜形成液の少なくとも一方を前記金属部材に接触させることによって行われる請求項6に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。
Connecting both ends of the film forming liquid pipe to the target pipe to form a closed loop including the film forming liquid pipe and the target pipe,
In the measurement of the formation amount of the ferrite film by the film formation amount measuring device, at least one of the film formation liquid supplied to the target pipe and the film formation liquid returned from the target pipe is brought into contact with the metal member. The method for forming a ferrite film on the surface of the plant constituent member according to claim 6, which is performed by:
前記皮膜形成量計測装置の前記金属部材として水晶振動子電極装置に設けられた金属部材を用いる請求項6または7に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The method for forming a ferrite film on the surface of a plant constituent member according to claim 6 or 7, wherein a metal member provided in a crystal resonator electrode device is used as the metal member of the film formation amount measuring apparatus. 前記対象配管がプラントの給水配管である請求項6ないし8のいずれか1項に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The method for forming a ferrite film on the surface of a plant constituent member according to any one of claims 6 to 8, wherein the target pipe is a water supply pipe of the plant. 前記対象配管が原子力プラントの原子炉に接続されて前記原子炉内の冷却材が流れる配管である請求項6ないし8のいずれか1項に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The method for forming a ferrite film on the surface of a plant constituent member according to any one of claims 6 to 8, wherein the target pipe is a pipe that is connected to a nuclear power plant nuclear reactor and through which a coolant in the nuclear reactor flows. . 前記皮膜形成液のpHを計測し、計測されたpHに基づいて前記pH調整剤の前記皮膜形成液への注入量を制御する請求項1に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The formation of a ferrite film on the surface of the plant component according to claim 1, wherein the pH of the film forming liquid is measured, and the injection amount of the pH adjuster into the film forming liquid is controlled based on the measured pH. Method. 前記金属部材は前記プラント構成部材と同じ材質である請求項6または8に記載のプラント構成部材の表面へのフェライト皮膜の形成方法。   The method for forming a ferrite film on a surface of a plant constituent member according to claim 6 or 8, wherein the metal member is made of the same material as the plant constituent member. プラントの皮膜形成対象である配管に接続される皮膜形成液配管と、前記皮膜形成液配管に供給される鉄(II)イオンを含む薬液を貯留する第1の薬液タンクと、前記皮膜形成液配管に供給される酸化剤を貯留する第2の薬液タンクと、前記皮膜形成液配管に供給されるpH調整剤を貯留する第3の薬液タンクと、前記皮膜形成液配管に設置された加熱装置と、前記皮膜形成液配管内を流れる、前記鉄(II)イオン、前記酸化剤及び前記pH調整剤を含む皮膜形成液と接触する金属部材を有し、前記金属部材の表面に形成されるフェライト皮膜の形成量を計測する皮膜形成量計測装置と、前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の前記皮膜形成液配管への注入量を、前記皮膜形成量計測装置によって計測される前記フェライト皮膜の形成量に基づいて得られた皮膜形成速度が設定形成速度になるように制御し、計測される前記フェライト皮膜の形成量に基づいて前記鉄(II)イオンを含む薬液及び前記酸化剤の前記皮膜形成液配管内への供給を停止する制御装置とを備えたことを特徴とする皮膜形成装置。   A film forming liquid pipe connected to a pipe which is a film forming target of the plant, a first chemical tank for storing a chemical liquid containing iron (II) ions supplied to the film forming liquid pipe, and the film forming liquid pipe A second chemical liquid tank for storing an oxidant supplied to the film, a third chemical liquid tank for storing a pH adjuster supplied to the film forming liquid pipe, and a heating device installed in the film forming liquid pipe A ferrite film formed on the surface of the metal member, having a metal member in contact with the film-forming liquid containing the iron (II) ions, the oxidizing agent, and the pH adjuster flowing in the film-forming liquid pipe Film forming amount measuring device for measuring the amount of formation of iron, and the ferrite that is measured by the film forming amount measuring device for the injection amount of the chemical solution containing iron (II) ions and the oxidizing agent into the film forming solution pipe Film formation The film formation rate obtained based on the control is controlled to be a set formation rate, and the chemical solution containing the iron (II) ions and the film formation solution of the oxidizing agent based on the measured formation amount of the ferrite film A film forming apparatus comprising: a control device for stopping supply into the pipe. 前記皮膜形成装置は、前記金属部材が設けられた水晶を有する水晶振動子電極装置、及び前記水晶の振動数に基づいてフェライト皮膜の形成量を算出する皮膜形成量算出装置を有する請求項13に記載の皮膜形成装置。   The film forming apparatus includes: a crystal resonator electrode device having a crystal provided with the metal member; and a film formation amount calculating device for calculating a formation amount of a ferrite film based on a frequency of the crystal. The film forming apparatus as described. 前記水晶振動子電極装置が、前記金属部材、前記水晶、前記水晶を保持する保持部材及び前記シール部材を有し、
前記シール部材が、前記水晶の表面のうち、前記金属部材及び前記保持部材に接触している表面以外の表面の全面を覆っている請求項14に記載の皮膜形成装置。
The crystal oscillator electrode device has the metal member, the crystal, a holding member for holding the crystal, and the seal member,
The film forming apparatus according to claim 14, wherein the sealing member covers the entire surface of the crystal other than the surface in contact with the metal member and the holding member.
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