JP5806766B2 - 沈積スラッジの物理化学的洗浄方法 - Google Patents
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Description
本発明は、沈積スラッジの物理化学的洗浄方法に関する。より詳しくは、原子力発電所において沈積されたスラッジを物理化学的に洗浄する方法に関する。
原子力発電所において使用されている蒸気発生器などでは、潅水（ｄｏｕｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ）中に含まれている鉄酸化物などが沈積されてスラッジを生成する。沈積されたスラッジは、配管の腐食を誘発し、発電効率を低下させるおそれがある。そのため、かかる沈積されたスラッジを除去するための様々な方法が適用されたことがある。
例えば、ＥＰＲＩ／ＳＧＯＧ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａ ｆｏｒ Ｏｗｎｅｒｓ Ｇｒｏｕｐ）の化学洗浄方法は、洗浄効率には優れているものの、コストが多くかかり、且つ多量の洗浄廃液が発生するという短所がある。また、洗浄の際に炭素鋼や低合金鋼が腐食することがあり、腐食防止剤を使用すると、温度範囲に制限が生じ、洗浄廃液の処理が複雑となる。
また、ウェスティングハウス社またはドミニオン社などで使用するＡＳＣＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｃａｌｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ａｇｅｎｔｓ）化学洗浄法では、低濃度のＥＤＴＡとアミンなどを使用して化学洗浄を行なうが、洗浄効率が相対的に落ちるという問題点がある。フラマトムＡＮＰ社で使用する化学洗浄法では、原子炉の冷却過程で残った熱を利用して洗浄溶液を加熱するため、外装ヒーターを不要とし、且つ腐食の懸念が低いという長所があるが、隙間に挟まった沈積物の除去効率が顕著に低いという問題点がある。
そこで、本発明は、上記したような従来技術の問題点と過去から要請されてきていた技術的課題を解決することを目的とする。
具体的に、本発明は、各種の設備や機器に沈積されたスラッジを効率よく除去する方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、原子力発電所などで使用される設備や機器に沈積されたスラッジを効率よく除去することを目的とする。
本発明は、スラッジを除去し洗浄しようとする対象を洗浄液にて浸漬させる第１のステップと、上記洗浄液の温度と圧力を変化させ、洗浄液に気泡を発生させる第２のステップ、及び温度を上昇させ、スラッジの除去を促進する第３のステップと、を含む物理化学的洗浄方法を提供する。
本発明に係る物理化学的洗浄方法は、各種の設備や機器の母材の表面、構成品の表面、隙間に発生しまたは沈積されたスラッジを効率よく除去することができ、且つ原子力発電所において使用される蒸気発生器、ボイラー、熱交換器などの洗浄に活用可能である。
本発明は、原子力発電所における蒸気発生器、ボイラー、熱交換器、各種の設備や機器の母材の表面、構成品の表面または隙間に発生しまたは沈積されたスラッジを除去する方法に関するものであって、洗浄液に気体窒素と、液体窒素、及びドライアイスの少なくとも一種を注入して温度及び圧力を変化させ、気泡の発生を誘導する物理化学的洗浄方法を提供する。
一実施例において、上記物理化学的洗浄方法は、水、ＥＴＡ（ｍｏｎｏｅｔｈａｎｏｌａｍｉｎｅ）、ＮＨ３、ＤＴＰＡ（Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｒｉａｍｉｎｅ ｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、ＥＤＴＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）、及びＮ２Ｈ２からなる群より選択される少なくとも一種を含む洗浄液に、気体窒素と、液体窒素、及びドライアイスからなる群より選択される少なくとも一種を注入してスラッジを除去する。
上記物理化学的洗浄方法についてより具体的に説明すると、
スラッジを除去しようとする部位を洗浄液にて浸漬させるソーキング（ｓｏａｋｉｎｇ）工程（第１のステップ）と、
洗浄液に気体窒素と、液体窒素、及びドライアイスからなる群より選択される少なくとも一種を注入して温度と圧力を変化させ、気泡を発生させる温度及び圧力の変化と気泡発生工程（第２のステップ）、及び
洗浄部位の温度を上昇させ、スラッジの除去を促進する加温工程（第３のステップ）と、を含む。また、状況に応じては、上記工程を全て実行したり、一部の工程だけを繰り返し実行したりしてもよい。
スラッジを除去しようとする部位を洗浄液にて浸漬させるソーキング（ｓｏａｋｉｎｇ）工程（第１のステップ）と、
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洗浄部位の温度を上昇させ、スラッジの除去を促進する加温工程（第３のステップ）と、を含む。また、状況に応じては、上記工程を全て実行したり、一部の工程だけを繰り返し実行したりしてもよい。
第１のステップであるソーキング工程は、スラッジを除去しようとする部位を洗浄液にて浸漬させる工程であって、例えば、洗浄液を当該部位に注入し、６〜４８時間にかけて５０〜９５℃の温度下で放置することができる。上記ソーキング工程は、洗浄液がスラッジの沈積された部位に十分に染み込むようにするための過程である。
第２のステップである上記温度及び圧力の変化と気泡発生工程は、洗浄部位の温度と圧力を変化させ、気泡を発生することで洗浄部位のスラッジを効率よく除去するための工程である。例えば、上記工程は、６〜２４時間にかけて、２５〜９５℃の温度範囲、２〜２０気圧の圧力範囲で温度及び圧力を変化させながら実行すればよい。
第３のステップである上記加温工程は、洗浄部位の温度を上昇させ、スラッジの除去を促進するための工程であって、例えば、上記工程の温度は、２５〜９５℃の範囲であってよい。
本発明の一実施例に係る洗浄方法では、ＥＤＴＡまたはＤＴＰＡが含まれた溶液や水、原子力発電所の潅水（ｄｏｕｓｉｎｇ ｗａｔｅｒ）、ＤＭＡなどの洗浄液の化学的特性を用いる。
本発明における水は、超純水のことを意味し、超純水とは、イオン及び粒子性化学種が含まれていない純粋な水のことを意味する。また、原子力発電所の潅水とは、ＥＴＡまたはＮＨ３などのアミンとＮ２Ｈ４が含まれた溶液のことを意味し、その他、ＥＤＴＡまたはＤＴＰＡなどが単独または混合して使用されていてよい。
本発明に係る洗浄液は、スラッジを効率よく除去できるものであれば特に制限されない。一実施例において、上記洗浄液は、ｐＨ８〜１０．５に調節される量のＥＴＡまたはＮＨ３；及び２０ｐｐｂ〜０．１％のＮ２Ｈ４を含むことができる。また他の一実施例において、上記洗浄液は、ｐＨ７．５〜９．５に調節される量のＥＴＡまたはＮＨ３；１ｐｐｍ〜２％のＥＤＴＡ、ＤＴＰＡ、またはＥＤＴＡとＤＴＰＡとの混合物；２０ｐｐｂ〜０．１％のＮ２Ｈ４を含む。上記ｐＨの範囲及び濃度の範囲内で調節すれば、スラッジを効率よく除去することができる。
本発明の一実施例に係る物理化学的洗浄方法では、２５〜９５℃またはそれ以下の洗浄液に揮発性の強い気体窒素、液体窒素、及びドライアイスからなる群より選択される少なくとも一種が注入される。洗浄液に気体窒素、液体窒素、及びドライアイスからなる群より選択される少なくとも一種を注入すると、温度及び圧力が変化し、それにより気泡が発生しながら腐食生成物などのスラッジを効率よく除去するようになる。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳述するが、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施例に係る物理化学的洗浄方法を用いて原子力発電所の蒸気発生器を洗浄する過程を示す図である。図１を参照すると、下段の洗浄液貯蔵タンク２から供給ポンプ６を介して洗浄部位に洗浄液を供給する。供給された洗浄液は、超純水にＤＴＰＡ及びＥＴＡを添加してｐＨを８〜１０．５に調節し、Ｎ２Ｈ４を２０ｐｐｂ〜０．１％の濃度にて添加して調製した。
６〜４８時間にかけて５０〜９５℃に保持して洗浄部位に洗浄液が十分に浸漬されると、気体窒素または液体窒素（または、ドライアイス）が貯蔵されているタンク３から気体窒素または液体窒素（または、ドライアイス）を供給した。また、気体窒素、液体窒素（または、ドライアイス）を供給する過程において、逃がし弁８及びソレノイド弁７を連続的にまたは周期的に作動させた。気体窒素、液体窒素（または、ドライアイス）を供給する過程において、気泡が連続的にまたは周期的に発生し、特に、液体窒素及びドライアイスを注入した場合、２５〜９５℃及び２〜２０の気圧範囲で温度と圧力が周期的に変化した。気泡の発生と温度及び圧力の変化を発生させる過程を６〜２４時間にかけて持続させてから排水した。
しかる後、純水を注入し、５０〜９５℃の温度で６〜４８時間放置した後、同一の方法にて温度と気泡を発生させ、沈積されたスラッジ４をさらに脱離させ、最終的に純水を利用して仕上げ洗浄を実施した。
１：Ｃ．Ｓ（カーボンスチール）
２：洗浄液貯蔵タンク
３：気体窒素または液体窒素（または、ドライアイス）タンク
４：スラッジ
５：ステンレス内部配管
６：供給ポンプ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｐｕｍｐ）
７：逃がし弁
８：ソレノイド弁
２：洗浄液貯蔵タンク
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７：逃がし弁
８：ソレノイド弁
Claims (5)
- スラッジを除去しようとする対象を、Ｎ２Ｈ４と、ＥＴＡ（モノエタノールアミン）及びＮＨ３からなる群より選択される少なくとも一種とを含む洗浄液にて浸漬させる第１のステップと、
前記洗浄液の温度と圧力を変化させ、洗浄液に気泡を発生させる第２のステップ、及び
温度を上昇させ、スラッジの除去を促進する第３のステップと、
を含み、
前記洗浄液のＥＴＡ又はＮＨ３の量は、前記洗浄液のｐＨを７．５〜９．５とするように調整されており、
前記第２のステップにおいては、前記洗浄液に液体窒素を注入して温度と圧力を変化させ、前記洗浄液中に気泡を発生させ、
前記洗浄液のＮ２Ｈ４の濃度は、２０ｐｐｂ〜０．１％である、
原子力発電所において生成される沈積スラッジの物理化学的洗浄方法。 - 第１のステップは、洗浄しようとする対象を洗浄液にて浸漬した後、６〜４８時間にかけて５０〜９５℃に保持することを特徴とする、請求項１に記載の原子力発電所において生成される沈積スラッジの物理化学的洗浄方法。
- 第２のステップは、６〜２４時間にかけて実行され、変化される温度の範囲は２５〜９５℃、変化される圧力の範囲は２〜２０気圧であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の原子力発電所において生成される沈積スラッジの物理化学的洗浄方法。
- 第３のステップの温度は、５０〜９５℃であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の原子力発電所において生成される沈積スラッジの物理化学的洗浄方法。
- 前記洗浄液は、１ｐｐｍ〜２％のＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレントリアミン五酢酸）又はＥＤＴＡとＤＴＰＡとの混合物を含む、請求項１乃至４のいずれは１項に記載の原子力発電所において生成される沈積スラッジの物理化学的洗浄方法。
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