JP6059106B2 - Chemical decontamination method for carbon steel components in nuclear power plant - Google Patents

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Description

本発明は、原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に係り、特に、沸騰水型原子力プラントの炭素鋼部材に適用するのに好適な原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に関する。   The present invention relates to a chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant, and more particularly to a chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant suitable for application to a carbon steel member of a boiling water nuclear power plant.

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

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

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

これらの放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままである。しかしながら、一部の放射性核種は、取り込まれている酸化物の溶解度に応じて炉水中にイオンとして溶出したり、クラッドと呼ばれる不溶性固体として炉水中に再放出されたりする。炉水に含まれる放射性物質は、RPVに連絡された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系で除去されなかった放射性物質は炉水とともに再循環系などを循環している間に、原子力プラントの構成部材(例えば、配管)の炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構成部材の表面から放射線が放射され、定検作業時の従事者の放射線被ばくの原因となる。   These radionuclides remain mostly attached to the fuel rod surface in the form of oxides. However, some radionuclides are eluted as ions in the reactor water depending on the solubility of the incorporated oxide, or re-released into the reactor water as an insoluble solid called a clad. The radioactive material contained in the reactor water is removed by the reactor purification system communicated with the RPV. The radioactive material that has not been removed by the reactor purification system is accumulated on the surface of the nuclear plant component (for example, piping) that contacts the reactor water while circulating in the recirculation system together with the reactor water. As a result, radiation is emitted from the surface of the component member, which causes radiation exposure of workers during regular inspection work.

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

そこで、定検作業での被ばく線量が高いことが予想される場合は、配管に付着した放射性核種を溶解して除去する化学除染が実施される場合がある。例えば、特開2000−105295号公報では、シュウ酸及びヒドラジンを含む還元除染液による還元溶解、この還元溶解に用いた還元除染剤(シュウ酸)の分解、及び過マンガン酸カリウムによる酸化溶解を組み合わせた原子力発電プラントの化学除染方法が提案されている。また、特開2004−286471号公報には、濃度比が、例えば、ギ酸0.9、シュウ酸0.1程度であるギ酸及びシュウ酸を含む還元除染液で還元除染を行う化学除染方法が提案されている。   Therefore, when it is expected that the exposure dose in the regular inspection work is high, chemical decontamination may be performed to dissolve and remove the radionuclide adhering to the pipe. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-105295, reductive dissolution with a reductive decontamination solution containing oxalic acid and hydrazine, decomposition of a reductive decontamination agent (oxalic acid) used for this reductive dissolution, and oxidative dissolution with potassium permanganate Chemical decontamination methods for nuclear power plants that combine these are proposed. JP 2004-286471 A discloses chemical decontamination in which reductive decontamination is performed with a reductive decontamination solution containing formic acid and oxalic acid having a concentration ratio of, for example, about formic acid 0.9 and oxalic acid 0.1. A method has been proposed.

特開2003−90897号公報に記載された炭素鋼部材の化学除染方法では、シュウ酸水溶液及びギ酸水溶液が用いられる。ギ酸水溶液の替りにギ酸及び過酸化水素(またはオゾン)を含む水溶液を用いることも記載されている。この化学除染方法では、シュウ酸水溶液による原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染を行って炭素鋼部材表面に存在する放射性核種を含む酸化膜を除去し、この除染終了後に、シュウ酸を分解する。さらに、シュウ酸分解後に、ギ酸水溶液またはギ酸及び過酸化水素(またはオゾン)を含む水溶液を、酸化膜を除去した炭素鋼部材に接触させ、炭素鋼部材表面に残留したシュウ酸鉄を除去する。   In the chemical decontamination method for carbon steel members described in JP-A-2003-90897, an oxalic acid aqueous solution and a formic acid aqueous solution are used. It is also described that an aqueous solution containing formic acid and hydrogen peroxide (or ozone) is used instead of the formic acid aqueous solution. In this chemical decontamination method, the carbon steel member of the nuclear power plant is chemically decontaminated with an aqueous oxalic acid solution to remove the oxide film containing the radionuclide present on the surface of the carbon steel member. Decompose. Further, after oxalic acid decomposition, a formic acid aqueous solution or an aqueous solution containing formic acid and hydrogen peroxide (or ozone) is brought into contact with the carbon steel member from which the oxide film has been removed to remove iron oxalate remaining on the surface of the carbon steel member.

特開2002−333498号公報には、有機酸(例えば、シュウ酸またはギ酸)及び過酸化水素を含む水溶液を用いて炭素鋼を除染する化学除染方法が提案されている。ギ酸及び過酸化水素を含む水溶液を用いた場合には、過酸化水素を含まないで有機酸単独の水溶液を用いた場合に比べて酸化皮膜の溶出速度が増大し、炭素鋼表面から放射性核種を短時間に除去することができる。   JP-A-2002-333498 proposes a chemical decontamination method for decontaminating carbon steel using an aqueous solution containing an organic acid (for example, oxalic acid or formic acid) and hydrogen peroxide. When an aqueous solution containing formic acid and hydrogen peroxide is used, the elution rate of the oxide film increases compared to the case where an aqueous solution containing only an organic acid without hydrogen peroxide is used, and the radionuclide is removed from the carbon steel surface. It can be removed in a short time.

特開2009−109427号公報は、シュウ酸水溶液で炭素鋼部材の還元除染を行う第1工程、及び、第1工程の後で、ギ酸を含むシュウ酸水溶液でその炭素鋼部材の還元除染を行う第2工程を含む化学除染方法を提案している。この化学除染方法は、原子力プラントにおいて配管等に対して行われる。特開2009−109427号公報は、第2工程終了後に、ギ酸を分解し、ギ酸の分解後にシュウ酸を分解することも記載している。   JP 2009-109427 A discloses a first step of reducing decontamination of a carbon steel member with an oxalic acid aqueous solution, and a reduction decontamination of the carbon steel member with an oxalic acid aqueous solution containing formic acid after the first step. The chemical decontamination method including the 2nd process of performing is proposed. This chemical decontamination method is performed on piping and the like in a nuclear power plant. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-109427 also describes that formic acid is decomposed after the end of the second step, and oxalic acid is decomposed after the decomposition of formic acid.

特開2000−105295号公報JP 2000-105295 A 特開2004−286471号公報JP 2004-286471 A 特開2003−90897号公報JP 2003-90897 A 特開2002−333498号公報JP 2002-333498 A 特開2009−109427号公報JP 2009-109427 A

特開2000−105295号公報及び特開2004−286471号公報の化学除染では、ステンレス鋼製の構造部材が除染対象であり、還元除染液でこの構造部材の還元除染を行った場合には、還元除染液中の鉄濃度はシュウ酸鉄(II)が析出するほどには上昇しない。   In the chemical decontamination disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-105295 and 2004-286471, a structural member made of stainless steel is a decontamination object, and this structural member is subjected to reductive decontamination using a reductive decontamination solution. In this case, the iron concentration in the reductive decontamination solution does not rise so high that iron (II) oxalate is deposited.

しかし、除染対象が炭素鋼部材である場合には、除染により還元除染液中の鉄濃度が上昇し、炭素鋼部材の母材、及び炭素鋼部材表面の酸化皮膜であるマグネタイトの溶解によって供給されるFe2+イオンが還元除染液に含まれるシュウ酸と錯体を形成し、シュウ酸鉄(II)として析出してくる可能性がある。このシュウ酸鉄(II)は溶解度が低いため、Fe2+イオンの主な発生源である炭素鋼部材表面で析出し、これが酸化皮膜上に析出すると酸化皮膜の溶解が阻害され、酸化皮膜に含まれる放射性核種の溶解も抑制されるため、化学除染の効率が低下するという問題がある。 However, when the decontamination target is a carbon steel member, the iron concentration in the reductive decontamination solution is increased by decontamination, and the base material of the carbon steel member and the dissolution of magnetite that is an oxide film on the surface of the carbon steel member are dissolved. There is a possibility that Fe 2+ ions supplied by the above-mentioned form a complex with oxalic acid contained in the reductive decontamination solution and precipitate as iron (II) oxalate. Since this iron (II) oxalate has low solubility, it precipitates on the surface of the carbon steel member, which is the main source of Fe 2+ ions, and when this precipitates on the oxide film, dissolution of the oxide film is inhibited, Since dissolution of the contained radionuclide is also suppressed, there is a problem that the efficiency of chemical decontamination is lowered.

特開2003−90897号公報では、シュウ酸水溶液により炭素鋼部材の表面を還元除染している。この還元除染により、シュウ酸鉄が生成され、このシュウ酸鉄が炭素鋼部材の表面に存在する未溶解の酸化皮膜の上に析出する可能性がある。この場合には、その酸化皮膜の還元除染に要する時間が長くなる。炭素鋼部材の表面に析出したシュウ酸鉄はギ酸水溶液を用いて除去される。しかしながら、還元除染時において炭素鋼部材の表面に析出するシュウ酸鉄の量が多くなるため、ギ酸水溶液によるシュウ酸鉄の除去に長時間を要することになる。   In JP 2003-90897 A, the surface of a carbon steel member is reductively decontaminated with an aqueous oxalic acid solution. By this reductive decontamination, iron oxalate is generated, and this iron oxalate may be deposited on the undissolved oxide film present on the surface of the carbon steel member. In this case, the time required for reductive decontamination of the oxide film becomes long. The iron oxalate deposited on the surface of the carbon steel member is removed using a formic acid aqueous solution. However, since the amount of iron oxalate deposited on the surface of the carbon steel member during reductive decontamination increases, it takes a long time to remove the iron oxalate with the formic acid aqueous solution.

特開2002−333498号公報に記載された化学除染方法は、有機酸に過酸化水素を添加することで酸化皮膜の溶解力を向上させている。しかしながら、過酸化水素は陽イオン交換樹脂を劣化させるため、還元除染時において、過酸化水素を含んだ還元除染液を陽イオン交換樹脂塔へ供給することができない。このため、還元除染により発生して還元除染液に含まれる放射性の溶解成分及び非放射性の溶解成分が除去できなくなる。それらの溶解成分を陽イオン交換樹脂塔で除去する前に、還元除染液に含まれる過酸化水素の分解が必要になる。この結果、化学除染に要する時間が長くなる。また、過酸化水素の分解には、鉄(II)イオンまたはカタラーゼなどの分解試薬を還元除染液に添加する必要があるため、還元除染終了後の廃液の浄化にとっては不利になる。過酸化水素を含んだ還元除染液を用いた場合には、還元除染時において、還元除染液の放射能濃度及び金属濃度を低下させることができず、炭素鋼部材の化学除染の効率を低下させることになる。   The chemical decontamination method described in JP-A-2002-333498 improves the dissolving power of the oxide film by adding hydrogen peroxide to an organic acid. However, since hydrogen peroxide degrades the cation exchange resin, it is not possible to supply a reductive decontamination solution containing hydrogen peroxide to the cation exchange resin tower during reductive decontamination. For this reason, it becomes impossible to remove radioactive dissolved components and non-radioactive dissolved components that are generated by reductive decontamination and are contained in the reductive decontamination solution. Before these dissolved components are removed by the cation exchange resin tower, it is necessary to decompose hydrogen peroxide contained in the reductive decontamination solution. As a result, the time required for chemical decontamination becomes longer. In addition, decomposition of hydrogen peroxide requires addition of a decomposition reagent such as iron (II) ion or catalase to the reduction decontamination solution, which is disadvantageous for purification of the waste solution after completion of the reduction decontamination. When a reductive decontamination solution containing hydrogen peroxide is used, the radioactive concentration and metal concentration of the reductive decontamination solution cannot be reduced during reductive decontamination. Efficiency will be reduced.

特開2009−109427号公報では、第1工程でシュウ酸水溶液を用いて炭素鋼部材の還元除染を行うので、シュウ酸鉄が生成され、このシュウ酸鉄が炭素鋼部材の表面に析出する。このため、炭素鋼部材の表面の酸化皮膜の溶解が阻害され、化学除染の効率が低下する。第2工程では、ギ酸を含むシュウ酸水溶液で還元除染が行われるので、ギ酸によりシュウ酸鉄が溶解されるが、シュウ酸が存在するためにシュウ酸鉄が新たに生成される。さらに、第2工程終了後に、まず、ギ酸が分解され、その後、シュウ酸が分解されるために、ギ酸の分解終了後においてもシュウ酸鉄が生成される。   In JP 2009-109427 A, since reduction decontamination of a carbon steel member is performed using an oxalic acid aqueous solution in the first step, iron oxalate is generated, and this iron oxalate is deposited on the surface of the carbon steel member. . For this reason, melt | dissolution of the oxide film on the surface of a carbon steel member is inhibited, and the efficiency of chemical decontamination falls. In the second step, reductive decontamination is performed with an oxalic acid aqueous solution containing formic acid, so iron oxalate is dissolved by formic acid, but iron oxalate is newly generated because oxalic acid is present. Furthermore, after completion of the second step, formic acid is first decomposed, and then oxalic acid is decomposed, so that iron oxalate is generated even after completion of the decomposition of formic acid.

本発明の目的は、シュウ酸鉄(II)の析出を抑制することができ陽イオン交換樹脂の劣化を抑制することができる原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant which can suppress precipitation of iron (II) oxalate and can suppress deterioration of a cation exchange resin.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、シュウ酸水溶液に酸素ガスを供給してシュウ酸水溶液の溶存酸素濃度を飽和するまで増大させ、溶存酸素濃度が飽和したシュウ酸水溶液を用いて原子力プラントの構造部材である炭素鋼部材の還元除染を行い、炭素鋼部材の還元除染を行ったシュウ酸水溶液を、陽イオン交換樹脂に接触させることにある。 A feature of the present invention that achieves the above-described object is that oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution to increase the dissolved oxygen concentration in the oxalic acid aqueous solution until it is saturated. The object of the present invention is to reduce the decontamination of the carbon steel member, which is a structural member of the plant, and bring the aqueous oxalic acid solution subjected to the reduction decontamination of the carbon steel member into contact with the cation exchange resin.

シュウ酸水溶液に酸素ガスを供給してシュウ酸水溶液の溶存酸素濃度を飽和するまで増大させ、溶存酸素濃度が飽和したシュウ酸水溶液を用いて原子力プラントの構造部材である炭素鋼部材の還元除染を行っているので、シュウ酸鉄(II)の生成量が減少し、炭素鋼部材の表面に形成された放射性核種を含む酸化皮膜の表面を覆って形成されるシュウ酸鉄(II)の皮膜の厚みが減少する。このため、炭素鋼部材の表面を覆う酸化皮膜のシュウ酸水溶液による溶解が促進され、炭素鋼部材の還元除染に要する時間を短縮することができる。また、シュウ酸水溶液に溶解している酸素は、シュウ酸水溶液に含まれる金属陽イオンを除去する陽イオン交換樹脂を劣化させない。 Oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution to increase the dissolved oxygen concentration in the oxalic acid aqueous solution until it is saturated, and the oxalic acid aqueous solution in which the dissolved oxygen concentration is saturated is used to reduce and remove carbon steel members that are structural members of nuclear power plants. As the dyeing is carried out, the amount of iron (II) oxalate produced is reduced, and the iron (II) oxalate formed over the surface of the oxide film containing radionuclides formed on the surface of the carbon steel member. The film thickness decreases. For this reason, melt | dissolution by the oxalic acid aqueous solution of the oxide film which covers the surface of a carbon steel member is accelerated | stimulated, and the time required for reductive decontamination of a carbon steel member can be shortened. Further, oxygen dissolved in the oxalic acid aqueous solution does not deteriorate the cation exchange resin that removes the metal cation contained in the oxalic acid aqueous solution.

本発明によれば、シュウ酸鉄(II)の析出を抑制することができ陽イオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。このため、炭素鋼部材の化学除染に要する時間を短縮することができる。   According to the present invention, precipitation of iron (II) oxalate can be suppressed and deterioration of the cation exchange resin can be suppressed. For this reason, the time required for the chemical decontamination of the carbon steel member can be shortened.

本発明の好適な一実施例である実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法において実施される手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure implemented in the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 1 which is one suitable Example of this invention. 実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に用いられる化学除染装置が接続された沸騰水型原子力プラントの構成図である。It is a block diagram of the boiling water nuclear power plant to which the chemical decontamination apparatus used for the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 1 was connected. 図2に示す化学除染装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the chemical decontamination apparatus shown in FIG. 酸素ガスをバブリングしたシュウ酸水溶液及び酸素ガスをバブリングしないシュウ酸水溶液のそれぞれに浸漬した炭素鋼の試験片の重量変化を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the weight change of the test piece of the carbon steel immersed in each of the oxalic acid aqueous solution which bubbled oxygen gas, and the oxalic acid aqueous solution which does not bubble oxygen gas. 酸素ガスをバブリングしたシュウ酸水溶液及び酸素ガスをバブリングしないシュウ酸水溶液のそれぞれに浸漬した溶解試験後の各炭素鋼の試験片の外観写真、及び各炭素鋼製試験片の模式的な断面図である。In the appearance photograph of the test piece of each carbon steel after the dissolution test immersed in each of the oxalic acid aqueous solution bubbling oxygen gas and the oxalic acid aqueous solution not bubbling oxygen gas, and a schematic cross-sectional view of each carbon steel test piece is there. 本発明の他の好適な実施例である実施例2の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法において実施される手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure implemented in the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 2 which is another suitable Example of this invention. 実施例2の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に使用する化学除染装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the chemical decontamination apparatus used for the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 2. FIG. 本発明の他の好適な実施例である実施例3の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法において実施される手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure implemented in the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 3 which is another suitable Example of this invention. 実施例3の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法における、化学除染装置の沸騰水型原子力プランへの接続常置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection permanent connection to the boiling water type | mold nuclear power plan of a chemical decontamination apparatus in the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 3. FIG. 本発明の他の好適な実施例である実施例4の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に用いられる化学除染装置の詳細系統構成図である。It is a detailed system block diagram of the chemical decontamination apparatus used for the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 4 which is another suitable Example of this invention.

発明者らは、シュウ酸を含む水溶液(還元除染液)を用いた炭素鋼の化学除染において、シュウ酸鉄(II)が析出することによる除染効率(DF;decontamination factor)の低下を防ぐ方法を検討した。ジカルボン酸であるシュウ酸は錯体を作り易い性質を持っており、酸のプロトンによって炭素鋼の鉄が酸化されて生じた鉄(II)イオン(Fe2+)とも錯体を形成する。その際、シュウ酸からプロトンが2つ解離した(COO)2 2-とFe2+では電荷がちょうど中和されるため、低い濃度で析出が生じる。これを防ぐためには、Fe2+を酸化させて鉄(III)イオン(Fe3+)にすることが有効であると考えた。 The inventors have reduced the decontamination factor (DF) due to the precipitation of iron (II) oxalate in chemical decontamination of carbon steel using an aqueous solution containing oxalic acid (reduction decontamination solution). We studied how to prevent it. Oxalic acid, which is a dicarboxylic acid, has the property of easily forming a complex, and forms a complex with iron (II) ions (Fe 2+ ) generated by oxidizing iron of carbon steel by acid protons. At that time, (COO) 2 2− and Fe 2+ in which two protons are dissociated from oxalic acid are just neutralized, so that precipitation occurs at a low concentration. In order to prevent this, it was considered effective to oxidize Fe 2+ to iron (III) ions (Fe 3+ ).

Fe3+もシュウ酸と錯体を形成するが、こちらは電荷が中和されることが無いため、その錯体の析出濃度は高くなる。そこで、Fe2+を酸化させる方法として過酸化水素の添加を考えた。Fe2+は過酸化水素と式(1)のようなフェントン反応を起こしてFe3+に変化する。 Fe 3+ also forms a complex with oxalic acid, but since the charge is not neutralized, the precipitation concentration of the complex increases. Therefore, the addition of hydrogen peroxide was considered as a method for oxidizing Fe 2+ . Fe 2+ undergoes a Fenton reaction as shown in Formula (1) with hydrogen peroxide and changes to Fe 3+ .

Fe2++H22 → Fe3++OH-+OH* ……(1)
この反応で生じたヒドロキシルラジカルOH*は、周囲のシュウ酸と式(2)のように反応し、またはFe2+と式(3)のように反応して消費される。
Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + OH + OH * (1)
The hydroxyl radical OH * generated by this reaction reacts with the surrounding oxalic acid as in the formula (2), or reacts with Fe 2+ as in the formula (3) and consumed.

(COOH)2+2OH* → CO2+2H2O ……(2)
Fe2++OH* → Fe3++OH- ……(3)
Fe3+は、シュウ酸と式(4)、式(5)及び式(6)のように錯体を形成して行き、キレートイオンとして水溶液中に保持される。
(COOH) 2 + 2OH * → CO 2 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ + OH * → Fe 3+ + OH (3)
Fe 3+ forms a complex with oxalic acid as in formula (4), formula (5), and formula (6), and is held in the aqueous solution as a chelate ion.

Fe3++(COO)2 2- = Fe(COO)2 + ……(4)
Fe(COO)2 ++(COO)2 2- = Fe[(COO)22 - ……(5)
Fe[(COO)22 -+(COO)2 2- = Fe[(COO)23 3- ……(6)
ところが、還元除染液に過酸化水素を添加すると、酸化皮膜の溶解により溶け出してきた放射性Coイオンを捕捉するために通水した陽イオン交換樹脂塔内の陽イオン交換樹脂が、過酸化水素によって酸化されて劣化し、分解生成物である樹脂成分が還元除染液中に溶出する。この溶出した樹脂成分は、高分子イオン成分であり、イオン交換樹脂によって除去することが困難であるため、過酸化水素を還元除染液に添加した場合には、その還元除染液を陽イオン交換樹脂塔に供給することができなくなる。このため、還元除染液中の放射性Co濃度が上昇し、除染作業時の雰囲気線量を上昇させるほか、鉄濃度も上昇するので、酸化皮膜の溶解効率が低下する。
Fe 3+ + (COO) 2 2- = Fe (COO) 2 + (4)
Fe (COO) 2 + + (COO) 2 2− = Fe [(COO) 2 ] 2 (5)
Fe [(COO) 2 ] 2 + (COO) 2 2− = Fe [(COO) 2 ] 3 3− (6)
However, when hydrogen peroxide is added to the reductive decontamination solution, the cation exchange resin in the cation exchange resin tower that has been passed through in order to capture radioactive Co ions that have been dissolved by dissolution of the oxide film is converted into hydrogen peroxide. Oxidized and deteriorated, the resin component as a decomposition product is eluted in the reducing decontamination solution. Since the eluted resin component is a polymer ion component and is difficult to remove with an ion exchange resin, when hydrogen peroxide is added to the reduction decontamination solution, the reduction decontamination solution is converted to a cation. It becomes impossible to supply to the exchange resin tower. For this reason, the radioactive Co concentration in the reductive decontamination solution is increased, the atmospheric dose during the decontamination work is increased, and the iron concentration is also increased, so that the dissolution efficiency of the oxide film is lowered.

そこで、発明者らは、Fe2+をFe3+へ酸化させると同時に、陽イオン交換樹脂塔へ通水しても陽イオン交換樹脂が劣化しない酸化剤として酸素ガスを用いることを考えた。陽イオン交換樹脂は大気飽和の酸素ガスを含む還元除染液と接触しても樹脂成分が劣化して溶出することはほとんど無く、また、Fe2+は式(7)に示す反応により酸素ガスによってもFe3+への酸化が可能である。 Therefore, the inventors considered using oxygen gas as an oxidizing agent that oxidizes Fe 2+ to Fe 3+ and at the same time does not deteriorate the cation exchange resin even when water is passed through the cation exchange resin tower. The cation exchange resin hardly degrades and elutes even when it comes into contact with a reductive decontamination solution containing oxygen gas saturated in the atmosphere, and Fe 2+ is oxygen gas by the reaction shown in formula (7). Can also be oxidized to Fe 3+ .

2Fe2++O2+2H2O = 2Fe3++4OH- ……(7)
発明者らは、酸素ガスをバブリングしたシュウ酸水溶液(還元除染液)及び酸素ガスをバブリングしないシュウ酸水溶液のそれぞれに炭素鋼の試験片を浸漬させ、これらの試験片の溶解試験を行った。各炭素鋼の試験片について、溶解試験前及び溶解試験後のそれぞれの重量を測定し、溶解試験前と溶解試験後の重量の変化を求めた。各試験片の重量の変化を図4に示す。酸素ガスをバブリングしたシュウ酸水溶液に浸漬した炭素鋼の試験片の重量が、酸素ガスをバブリングしないシュウ酸水溶液に浸漬した炭素鋼の試験片のそれよりも減少した。
2Fe 2+ + O 2 + 2H 2 O = 2Fe 3+ + 4OH (7)
The inventors immersed carbon steel test pieces in an oxalic acid aqueous solution (reduction decontamination solution) in which oxygen gas was bubbled and an oxalic acid aqueous solution in which oxygen gas was not bubbled, and performed a dissolution test on these test pieces. . About the test piece of each carbon steel, each weight before a dissolution test and after a dissolution test was measured, and the change of the weight before a dissolution test and after a dissolution test was calculated | required. The change in the weight of each test piece is shown in FIG. The weight of the carbon steel specimen immersed in the oxalic acid aqueous solution in which oxygen gas was bubbled was less than that of the carbon steel specimen immersed in the oxalic acid aqueous solution in which oxygen gas was not bubbled.

酸素ガスをバブリングしないシュウ酸水溶液に浸漬した炭素鋼の試験片及び酸素ガスをバブリングしたシュウ酸水溶液に浸漬した炭素鋼の試験片の外観を観察したところ、前者の試験片は図5の下段に示すように白くなっており、後者の試験片は図5の上段に示すように黒くなっていた。酸素ガスをバブリングしなくて溶存酸素が少ないシュウ酸水溶液に浸漬した炭素鋼の試験片では、図5に示すように炭素鋼の表面に厚いシュウ酸鉄(II)の皮膜が形成されるため、炭素鋼がシュウ酸によって溶解し難くなる。この結果、図4に示すように炭素鋼の溶解による重量減少が停滞する。一方、酸素をバブリングして溶存酸素が多くなったシュウ酸水溶液に浸漬した炭素鋼の試験片では、図5に示すように炭素鋼の表面に形成されるシュウ酸鉄(II)の皮膜が薄くなる。このため、図4に示すように炭素鋼の溶解による重量の減少が大きくなる。これは、酸素ガスをバブリングして溶存酸素が多くなったシュウ酸水溶液により炭素鋼表面に形成されるシュウ酸鉄(II)の皮膜ではシュウ酸による炭素鋼の腐食溶出が妨げられないことを示している。   When the appearance of a carbon steel test piece immersed in an oxalic acid aqueous solution in which oxygen gas was not bubbled and a carbon steel test piece immersed in an oxalic acid aqueous solution in which oxygen gas was bubbled was observed, the former test piece was shown in the lower part of FIG. As shown in the figure, the sample was white, and the latter test piece was black as shown in the upper part of FIG. In the test piece of carbon steel immersed in an oxalic acid aqueous solution with little dissolved oxygen without bubbling oxygen gas, a thick iron (II) oxalate film is formed on the surface of the carbon steel as shown in FIG. Carbon steel is hardly dissolved by oxalic acid. As a result, as shown in FIG. 4, the weight reduction due to melting of the carbon steel stagnate. On the other hand, in the test piece of carbon steel immersed in an oxalic acid aqueous solution in which dissolved oxygen is increased by bubbling oxygen, the iron (II) oxalate film formed on the surface of the carbon steel is thin as shown in FIG. Become. For this reason, as shown in FIG. 4, the weight reduction due to the melting of the carbon steel becomes large. This indicates that the iron (II) oxalate film formed on the surface of the carbon steel by the oxalic acid aqueous solution in which dissolved oxygen is increased by bubbling oxygen gas does not hinder the corrosion elution of the carbon steel by oxalic acid. ing.

発明者らが見出した以上に述べた新たな知見を原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染に適用した場合を想定する。還元除染液として酸素ガスをバブリングしなくて溶存酸素が少ないシュウ酸水溶液が用いられるとき、炭素鋼部材の表面を覆っている酸化皮膜及び炭素鋼部材の母材からシュウ酸水溶液に溶出したFe2+及びシュウ酸によるシュウ酸鉄(II)が、炭素鋼部材表面の酸化皮膜上に厚く堆積される。このため、シュウ酸水溶液による酸化皮膜の溶解が阻害される。これに対して、還元除染液として酸素ガスがバブリングされて溶存酸素が多くなったシュウ酸水溶液が用いられるとき、Fe2+及びシュウ酸鉄(II)の酸化皮膜上に堆積される厚みが薄くなる。このため、シュウ酸水溶液による酸化皮膜の溶解が妨げられない。 A case is assumed in which the new knowledge described above found by the inventors is applied to chemical decontamination of carbon steel members of a nuclear power plant. When an oxalic acid aqueous solution with little dissolved oxygen is used as a reductive decontamination solution, the Fe dissolved in the oxalic acid aqueous solution from the oxide film covering the surface of the carbon steel member and the base material of the carbon steel member Iron (II) oxalate by 2+ and oxalic acid is deposited thickly on the oxide film on the surface of the carbon steel member. For this reason, dissolution of the oxide film by the oxalic acid aqueous solution is inhibited. On the other hand, when an oxalic acid aqueous solution in which oxygen gas is bubbled and a large amount of dissolved oxygen is used as a reductive decontamination solution, the thickness deposited on the oxide film of Fe 2+ and iron (II) oxalate is reduced. getting thin. For this reason, dissolution of the oxide film by the oxalic acid aqueous solution is not hindered.

また、酸素ガスの供給によりシュウ酸水溶液に溶存している酸素は、陽イオン交換樹脂を劣化させることはない。この結果、溶存酸素濃度が高められたシュウ酸水溶液を用いて原子力プラントの炭素鋼部材、例えば、原子炉圧力容器に連絡される炭素鋼製の配管系の内面の還元除染を行いながら、このシュウ酸水溶液を陽イオン交換樹脂塔に供給し、シュウ酸水溶液に含まれる金属陽イオン(例えば、Co−60のイオン、Fe2+及びFe3+等)を陽イオン交換樹脂塔内の陽イオン交換樹脂で除去することができる。シュウ酸水溶液に含まれる金属陽イオンが陽イオン交換樹脂塔で除去できるため、還元除染に要する時間を短縮することができる。結果的には、化学除染に要する時間をさらに短縮することができる。 In addition, oxygen dissolved in the oxalic acid aqueous solution by supplying oxygen gas does not deteriorate the cation exchange resin. As a result, while carrying out reductive decontamination of the inner surface of a carbon steel member of a nuclear power plant, for example, a carbon steel piping system connected to a reactor pressure vessel, using an oxalic acid aqueous solution with an increased dissolved oxygen concentration, An aqueous oxalic acid solution is supplied to the cation exchange resin tower, and metal cations (eg, Co-60 ions, Fe 2+, Fe 3+, etc.) contained in the oxalic acid aqueous solution are exchanged into the cation in the cation exchange resin tower. It can be removed with an exchange resin. Since the metal cation contained in the oxalic acid aqueous solution can be removed by the cation exchange resin tower, the time required for reductive decontamination can be shortened. As a result, the time required for chemical decontamination can be further shortened.

酸素ガスを供給して溶存酸素濃度を高めたシュウ酸水溶液を用いて原子力プラントの炭素鋼部材の還元除染を行うことによって、シュウ酸鉄(II)の析出を抑制することができ、還元除染によって生成された金属陽イオンを除去する陽イオン交換樹脂の劣化を抑制することができる。この結果、還元除染に要する時間をさらに短縮することができる。   By carrying out reductive decontamination of carbon steel components in nuclear power plants using an oxalic acid aqueous solution with an increased dissolved oxygen concentration by supplying oxygen gas, it is possible to suppress the precipitation of iron (II) oxalate. It is possible to suppress the deterioration of the cation exchange resin that removes the metal cation generated by the dyeing. As a result, the time required for reductive decontamination can be further shortened.

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

本発明に好適な一実施例である実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図1、図2及び図3を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力発電プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant according to Example 1, which is a preferred example of the present invention, will be described with reference to FIGS. The chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant of this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear power plant (BWR plant).

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法が適用されるBWRプラントの概略構成を、図2を用いて説明する。BWRプラントは、原子炉50、タービン58、復水器59、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉格納容器56内に設置された原子炉50は、炉心52を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)51を有し、RPV51内にジェットポンプ53を設置している。複数の燃料集合体(図示せず)が炉心52に装荷されている。各燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットを充填した複数の燃料棒を含んでいる。再循環系は再循環ポンプ54及びステンレス鋼製の再循環系配管55を有し、再循環ポンプ54が再循環系配管55に設置されている。   A schematic configuration of a BWR plant to which the method for chemical decontamination of carbon steel members of a nuclear power plant according to the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. The BWR plant includes a nuclear reactor 50, a turbine 58, a condenser 59, a recirculation system, a nuclear reactor purification system, a water supply system, and the like. The nuclear reactor 50 installed in the nuclear reactor containment vessel 56 has a nuclear reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) 51 containing a core 52, and a jet pump 53 is installed in the RPV 51. A plurality of fuel assemblies (not shown) are loaded in the core 52. Each fuel assembly includes a plurality of fuel rods filled with a plurality of fuel pellets made of nuclear fuel material. The recirculation system has a recirculation pump 54 and a stainless steel recirculation system pipe 55, and the recirculation pump 54 is installed in the recirculation system pipe 55.

給水系は、復水器59とRPV51を連絡する給水配管60に、復水ポンプ61、復水浄化装置62、低圧給水加熱器63、給水ポンプ64及び高圧給水加熱器65を復水器59からRPV51に向かってこの順番に設置して構成される。水素注入装置68が、復水器59と復水ポンプ61の間で給水配管60に接続されている。復水浄化装置62をバイパスするバイパス配管66が給水配管60に接続される。   The feed water system includes a condensate pump 61, a condensate purification device 62, a low pressure feed water heater 63, a feed water pump 64, and a high pressure feed water heater 65 from the condenser 59 to a feed water pipe 60 that connects the condenser 59 and the RPV 51. It is installed and configured in this order toward the RPV 51. A hydrogen injection device 68 is connected to the water supply pipe 60 between the condenser 59 and the condensate pump 61. A bypass pipe 66 that bypasses the condensate purification device 62 is connected to the water supply pipe 60.

原子炉水浄化系は、再循環系配管55と給水配管60を連絡する浄化系配管69に、浄化系ポンプ70,再生熱交換器71,非再生熱交換器72及び炉水浄化装置73を設置して構成される。浄化系配管69は、再循環ポンプ54より上流で再循環系配管55に接続される。   In the reactor water purification system, a purification system pump 70, a regenerative heat exchanger 71, a non-regenerative heat exchanger 72, and a reactor water purification device 73 are installed in a purification system pipe 69 that connects the recirculation system pipe 55 and the feed water pipe 60. Configured. The purification system pipe 69 is connected to the recirculation system pipe 55 upstream from the recirculation pump 54.

RPV51内の冷却水は、再循環ポンプ54で昇圧され、再循環系配管55を通ってジェットポンプ53のノズル(図示せず)からジェットポンプ53のベルマウス(図示せず)内に噴出される。このノズルの周囲に存在する炉水も、ノズルから噴出される噴出流の作用により、ベルマウス内に吸引される。ジェットポンプ53から吐出された炉水は、炉心52に供給され、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱される。加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、RPV51から主蒸気配管57を通ってタービン58に導かれ、タービン58を回転させる。タービン58に連結された発電機(図示せず)が回転され、電力が発生する。タービン58から排出された蒸気は、復水器59で凝縮され、水になる。   The cooling water in the RPV 51 is boosted by the recirculation pump 54, and jetted from the nozzle (not shown) of the jet pump 53 into the bell mouth (not shown) of the jet pump 53 through the recirculation system pipe 55. . The reactor water existing around the nozzle is also sucked into the bell mouth by the action of the jet flow jetted from the nozzle. Reactor water discharged from the jet pump 53 is supplied to the core 52 and heated by heat generated by fission of nuclear fuel material in the fuel rods. Part of the heated reactor water becomes steam. This steam is guided from the RPV 51 through the main steam pipe 57 to the turbine 58 to rotate the turbine 58. A generator (not shown) connected to the turbine 58 is rotated to generate electric power. The steam discharged from the turbine 58 is condensed by the condenser 59 to become water.

この水は、給水として、給水配管60を通りRPV51内に供給される。給水配管60を流れる給水は、復水ポンプ61で昇圧され、復水浄化装置62で不純物が除去され、給水ポンプ64でさらに昇圧され、低圧給水加熱器63及び高圧給水加熱器65で加熱される。抽気配管67で主蒸気配管57,タービン58から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器63及び高圧給水加熱器65にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。   This water is supplied into the RPV 51 through the water supply pipe 60 as water supply. The feed water flowing through the feed water pipe 60 is boosted by a condensate pump 61, impurities are removed by a condensate purification device 62, further boosted by a feed water pump 64, and heated by a low pressure feed water heater 63 and a high pressure feed water heater 65. . Extracted steam extracted from the main steam pipe 57 and the turbine 58 by the extracted pipe 67 is supplied to the low-pressure feed water heater 63 and the high-pressure feed water heater 65, respectively, and serves as a heating source for the feed water.

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法に用いられる化学除染装置1の詳細な構成を、図3を用いて説明する。化学除染装置1は、循環配管2、pH調整剤注入装置3、過酸化水素注入装置(酸化剤注入装置)8、内部に加熱装置14を設置したサージタンク13、酸素ガス供給装置16、循環ポンプ20,26、フィルタ21、分解装置25、陽イオン交換樹脂塔23、混床樹脂塔24及びホッパ28を備えている。 The detailed structure of the chemical decontamination apparatus 1 used for the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of a present Example is demonstrated using FIG. The chemical decontamination apparatus 1 includes a circulation pipe 2, a pH adjuster injection device 3, a hydrogen peroxide injection device (oxidizer injection device) 8, a surge tank 13 having a heating device 14 installed therein, an oxygen gas supply device 16, a circulation Pumps 20 and 26, a filter 21, a decomposition device 25, a cation exchange resin tower 23, a mixed bed resin tower 24, and a hopper 28 are provided.

開閉弁29、循環ポンプ20、弁30、弁31、32及び33、サージタンク13、循環ポンプ26、弁34及び開閉弁35が、上流よりこの順に循環配管2に設けられている。弁30をバイパスして循環配管2に接続された配管37に、弁36及びフィルタ21が設置される。弁31をバイパスする配管39が循環配管2に接続され、冷却器22及び弁38が配管39に設置される。両端が循環配管2に接続されて弁32をバイパスする配管41に、陽イオン交換樹脂塔23及び弁40が設置される。両端が配管41に接続されて陽イオン交換樹脂塔23及び弁40をバイパスする配管43に、混床樹脂塔24及び弁42が設置される。陽イオン交換樹脂塔23は、内部に、陽イオン交換樹脂を充填した樹脂層を有している。混床樹脂塔24は、内部に、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填した樹脂層を有している。   The on-off valve 29, the circulation pump 20, the valve 30, the valves 31, 32, and 33, the surge tank 13, the circulation pump 26, the valve 34, and the on-off valve 35 are provided in the circulation pipe 2 in this order from the upstream. A valve 36 and a filter 21 are installed in a pipe 37 that bypasses the valve 30 and is connected to the circulation pipe 2. A pipe 39 that bypasses the valve 31 is connected to the circulation pipe 2, and the cooler 22 and the valve 38 are installed in the pipe 39. A cation exchange resin tower 23 and a valve 40 are installed in a pipe 41 having both ends connected to the circulation pipe 2 and bypassing the valve 32. The mixed bed resin tower 24 and the valve 42 are installed in a pipe 43 that is connected to the pipe 41 at both ends and bypasses the cation exchange resin tower 23 and the valve 40. The cation exchange resin tower 23 has a resin layer filled therein with a cation exchange resin. The mixed bed resin tower 24 has a resin layer filled therein with a cation exchange resin and an anion exchange resin.

酸素ガス供給装置16は、酸素ガスボンベ17、弁18及び酸素ガス供給管19を有する。サージタンク13内に設置されたバブラー15に接続された酸素ガス供給管19が、酸素ガスボンベ17に接続される。弁18が酸素ガス供給管19に設けられる。バブラー15が加熱装置14の上方に配置される。 The oxygen gas supply device 16 includes an oxygen gas cylinder 17, a valve 18, and an oxygen gas supply pipe 19. An oxygen gas supply pipe 19 connected to a bubbler 15 installed in the surge tank 13 is connected to the oxygen gas cylinder 17. A valve 18 is provided in the oxygen gas supply pipe 19. A bubbler 15 is disposed above the heating device 14.

弁44及び分解装置25が設置される配管45が弁33をバイパスして循環配管2に接続される。分解装置25は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。サージタンク13が弁33と循環ポンプ26の間で循環配管2に設置される。   A pipe 45 in which the valve 44 and the decomposition device 25 are installed bypasses the valve 33 and is connected to the circulation pipe 2. The decomposition apparatus 25 is filled with, for example, an activated carbon catalyst in which ruthenium is impregnated on the surface of the activated carbon. A surge tank 13 is installed in the circulation pipe 2 between the valve 33 and the circulation pump 26.

pH調整剤注入装置3は、薬液タンク4、注入ポンプ5及び注入配管7を有する。薬液タンク4は、注入ポンプ5及び弁6を有する注入配管7によって循環配管2に接続される。薬液タンク4はpH調整剤であるヒドラジンを充填している。pH計50が、注入配管7と循環配管2の接続点と開閉弁35の間で循環配管2に設置される。 The pH adjuster injection device 3 includes a chemical liquid tank 4, an injection pump 5, and an injection pipe 7. The chemical tank 4 is connected to the circulation pipe 2 by an injection pipe 7 having an injection pump 5 and a valve 6. The chemical tank 4 is filled with hydrazine which is a pH adjusting agent. A pH meter 50 A is installed in the circulation pipe 2 between the connection point between the injection pipe 7 and the circulation pipe 2 and the on-off valve 35.

過酸化水素注入装置8は、薬液タンク9、注入ポンプ10及び注入配管12を有する。薬液タンク9は、注入ポンプ10及び弁11を有する注入配管12によって分解装置25の上流において配管4に接続される。薬液タンク9は酸化剤(例えば、過酸化水素またはオゾン)を充填している。 The hydrogen peroxide injection device 8 includes a chemical liquid tank 9, an injection pump 10, and an injection pipe 12. Chemical liquid tank 9 is connected to the pipe 4 5 upstream of the decomposition device 25 by the injection pipe 12 having an infusion pump 10 and a valve 11. The chemical tank 9 is filled with an oxidizing agent (for example, hydrogen peroxide or ozone).

配管47が、サージタンク13の上端部に接続され、さらに、循環ポンプ26と弁34の間で循環配管2に接続される。弁46及びエゼクタ27が配管47に設置される。ホッパ28がエゼクタ27に接続される。   A pipe 47 is connected to the upper end of the surge tank 13 and further connected to the circulation pipe 2 between the circulation pump 26 and the valve 34. A valve 46 and an ejector 27 are installed in the pipe 47. A hopper 28 is connected to the ejector 27.

弁48を設けた配管49の両端部が、pH計50と開閉弁35の間に存在する循環配管2、及び開閉弁29と循環ポンプ20の間に存在する循環配管2にそれぞれ接続される。分解装置25は、シュウ酸、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、化学除染に使用する薬剤としては、廃棄物量の低減化を考慮して水及び二酸化炭素に分解できる有機酸または無害な気体として放出可能で廃棄物を増やさないヒドラジンを用いている。 Both ends of the pipe 49 provided with the valve 48 are respectively connected to the circulation pipe 2 existing between the pH meter 50 A and the on-off valve 35 and the circulation pipe 2 existing between the on-off valve 29 and the circulation pump 20. . The decomposition apparatus 25 can decompose oxalic acid and hydrazine as a pH adjusting agent. That is, as a chemical used for chemical decontamination, hydrazine that can be released as an organic acid that can be decomposed into water and carbon dioxide or a harmless gas and does not increase waste is used in consideration of reduction of the amount of waste.

RPV51内の冷却水は、炉心52に装荷された燃料集合体に含まれる核燃料物質の核分裂に伴って発生する放射線の照射を受けて放射線分解を起こし、過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種を生ずる。この酸化性化学種によって冷却水と接触する原子力プラントの構成部材の腐食電位が上昇する。このため、BWRプラントでは、応力腐食割れに対する環境緩和対策として水素注入装置68から給水に水素を注入して、この水素と冷却水に含まれる過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種を反応させることによって冷却水の酸化性化学種濃度を低減させて原子力プラントの構成部材の腐食電位を低下させる運転が行われている。   The cooling water in the RPV 51 undergoes radiation decomposition upon irradiation with radiation generated along with nuclear fission of the nuclear fuel material contained in the fuel assembly loaded in the reactor core 52, and oxidizing chemical species such as hydrogen peroxide and oxygen. Is produced. This oxidizing species increases the corrosion potential of the components of the nuclear power plant that come into contact with the cooling water. For this reason, in the BWR plant, hydrogen is injected from the hydrogen injection device 68 into the feed water as an environmental mitigation measure against stress corrosion cracking, and this hydrogen reacts with oxidizing chemical species such as hydrogen peroxide and oxygen contained in the cooling water. Accordingly, an operation is performed in which the oxidizing chemical species concentration of the cooling water is reduced to lower the corrosion potential of the components of the nuclear power plant.

BWRプラントにおいて、この給水に水素を注入しながら行う運転を、水素注入水質(HWC:Hydrogen Water Chemistry)運転と言い、BWRプラントにおいて水素注入を行わない運転を、通常水質(NWC:Normal Water Chemistry)運転と言う。水素注入により腐食電位を低下させるBWRプラントの運転は運転中継続することが望ましいが、水素注入が中断される場合があり、この水素注入が中断されている場合におけるBWRプラントの運転は、NWC運転であり、原子力プラント構成部材の腐食電位は高い状態になる。   In the BWR plant, the operation performed while injecting hydrogen into the feed water is referred to as hydrogen injection water quality (HWC) operation, and the operation in which no hydrogen injection is performed in the BWR plant is referred to as normal water quality (NWC: Normal Water Chemistry). Say driving. The operation of the BWR plant that lowers the corrosion potential by hydrogen injection is preferably continued during the operation. However, the hydrogen injection may be interrupted, and the operation of the BWR plant when the hydrogen injection is interrupted is the NWC operation. Thus, the corrosion potential of the nuclear plant components becomes high.

再循環系配管55内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ70の駆動によって浄化系配管69内に流入し、再生熱交換器71及び非再生熱交換器72で冷却され、炉水浄化装置炉水浄化装置73で浄化され、その後、再生熱交換器71で加熱されて浄化系配管69及び給水配管60を経てRPV51内に戻される。 A part of the reactor water flowing in the recirculation system pipe 55 flows into the purification system pipe 69 by the drive of the purification system pump 70, and is cooled by the regenerative heat exchanger 71 and the non-regenerative heat exchanger 72, thereby purifying the reactor water. It is purified by the reactor water purification device 73 and then heated by the regenerative heat exchanger 71 and returned to the RPV 51 through the purification system pipe 69 and the water supply pipe 60.

BWRプラントは、1つの運転サイクルでの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、BWRプラントに対して定期検査が実施される。この定期検査が終了した後、BWRプラントが再度起動される。この定期検査の期間中において、炉心52内の一部の燃料集合体が新燃料集合体と交換される。すなわち、炉心52内の一部の燃料集合体が、使用済燃料集合体としてRPV51から取り出され、燃焼度0GWd/tの新燃料集合体が炉心52に装荷される。BWRプラントの運転停止後で定期検査を実施する前に、BWRプラントの配管等に対する化学除染が実施される。   The BWR plant is stopped after the operation in one operation cycle is completed. After this shutdown, a periodic inspection is performed on the BWR plant. After this periodic inspection is completed, the BWR plant is started again. During this periodical inspection, some fuel assemblies in the core 52 are replaced with new fuel assemblies. That is, a part of the fuel assembly in the core 52 is taken out from the RPV 51 as a spent fuel assembly, and a new fuel assembly having a burnup of 0 GWd / t is loaded into the core 52. Before the periodic inspection is performed after the operation of the BWR plant is stopped, chemical decontamination is performed on the piping of the BWR plant.

図1に示す手順により実施される、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、以下に具体的に説明する。   The chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Example 1 implemented by the procedure shown in FIG. 1 will be specifically described below.

例えば、炭素鋼製の配管である、原子炉浄化系の浄化系配管69に設けられた浄化系ポンプ70、再生熱交換器71及び非再生熱交換器72等の点検、保守作業が計画されている定期検査において、点検作業員または保守作業員の放射線被ばく低減のため、浄化系配管69に対して化学除染を実施する場合を考える。このとき、浄化系配管69に対して図1に示すステップS1〜S8の各工程が実施される。   For example, inspection and maintenance work of the purification system pump 70, the regenerative heat exchanger 71, the non-regenerative heat exchanger 72, etc. provided in the purification system piping 69 of the reactor purification system, which is a pipe made of carbon steel, is planned. Consider a case where chemical decontamination is performed on the purification system pipe 69 in order to reduce the radiation exposure of an inspection worker or maintenance worker in a periodic inspection. At this time, the steps S1 to S8 shown in FIG.

運転を経験したBWRプラントでは、RPV51内の冷却水が流れる再循環系配管55及び浄化系配管69等の内面に、放射性核種を含む酸化皮膜が形成されており、この酸化皮膜が化学除染により除去される。本実施例の化学除染方法は、BWRプラントの炭素鋼部材を対象に行うものであり、このため、炭素鋼製の配管である例えば浄化系配管69の内面から酸化皮膜を除去する処理である。浄化系配管69に対する化学除染では、図3に示す化学除染装置1が用いられる。   In the BWR plant that has experienced operation, an oxide film containing radionuclides is formed on the inner surfaces of the recirculation system pipe 55 and the purification system pipe 69 through which the cooling water in the RPV 51 flows, and this oxide film is formed by chemical decontamination. Removed. The chemical decontamination method of the present embodiment is performed on the carbon steel member of the BWR plant, and for this reason, it is a process of removing the oxide film from the inner surface of, for example, the purification system pipe 69 which is a pipe made of carbon steel. . In the chemical decontamination of the purification system pipe 69, the chemical decontamination apparatus 1 shown in FIG. 3 is used.

初めに、化学除染装置を、化学除染対象物である、運転が停止された原子力プラントの配管系に接続する(ステップS1)。仮設設備である化学除染装置1の循環配管2の両端が、化学除染対象物である炭素鋼製の浄化系配管69に接続される。この循環配管2を浄化系配管69に接続する作業を具体的説明する。BWRプラントの運転停止後に、例えば、再循環系配管55に接続されている浄化系配管69に設置されている弁74のボンネットを開放して再循環系配管55側を封鎖する。化学除染装置1の循環配管2の一端を弁74のフランジに接続する。これにより、循環配管2の一端が浄化系ポンプ70の上流で浄化系配管69に接続される。他方、浄化系ポンプ70の下流側で浄化系配管69に設置された弁75のボンネットを開放して再生熱交換器71側を封鎖する。化学除染装置1の循環配管2の他端を弁75のフランジに接続する。これにより、循環配管2の一端が浄化系ポンプ70の下流で浄化系配管69に接続される。浄化系配管69及び循環配管2を含む閉ループが形成される。化学除染装置1が浄化系配管69に接続された後でステップS2において循環ポンプ20,26を駆動する前に、循環配管2、サージタンク13及び弁74と弁75の間の浄化系配管69内に、水を充填する。この水は、例えば、サージタンク13から注入される。 First, the chemical decontamination apparatus is connected to a piping system of a nuclear power plant that has been stopped, which is a chemical decontamination object (step S1). Both ends of the circulation pipe 2 of the chemical decontamination apparatus 1 which is temporary equipment are connected to a carbon steel purification system pipe 69 which is a chemical decontamination object. The operation of connecting the circulation pipe 2 to the purification system pipe 69 will be specifically described. After the operation of the BWR plant is stopped, for example, the bonnet of the valve 74 installed in the purification system pipe 69 connected to the recirculation system pipe 55 is opened to block the recirculation system pipe 55 side. One end of the circulation pipe 2 of the chemical decontamination apparatus 1 is connected to the flange of the valve 74. As a result, one end of the circulation pipe 2 is connected to the purification system pipe 69 upstream of the purification system pump 70. On the other hand, on the downstream side of the purification system pump 70 , the bonnet of the valve 75 installed in the purification system pipe 69 is opened to seal the regenerative heat exchanger 71 side. The other end of the circulation pipe 2 of the chemical decontamination apparatus 1 is connected to the flange of the valve 75. As a result, one end of the circulation pipe 2 is connected to the purification system pipe 69 downstream of the purification system pump 70. A closed loop including the purification system pipe 69 and the circulation pipe 2 is formed. Before the circulation pumps 20 and 26 are driven in step S2 after the chemical decontamination apparatus 1 is connected to the purification system pipe 69, the purification system pipe 69 between the circulation pipe 2, the surge tank 13, and the valve 74 and the valve 75 is used. Fill with water. This water is injected from the surge tank 13, for example.

循環水の温度を調節する(ステップS2)。まず、開閉弁29,弁30,31,32,33,34、及び開閉弁35を開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ20,26を起動して、サージタンク13内の水を循環配管2及び浄化系配管69内で循環させる。そして、サージタンク13内に設置された加熱装置14によって、循環配管2及び浄化系配管69内を循環する循環水を加熱し、循環水の温度を約90℃に調節する。 The temperature of circulating water is adjusted (step S2). First, the on-off valve 29, the valves 30, 31, 32, 33, 34, and the on-off valve 35 are opened, the other pumps are closed, the circulation pumps 20 and 26 are started, and the water in the surge tank 13 is drained. Circulation is performed in the circulation pipe 2 and the purification system pipe 69. And the circulating water which circulates the inside of the circulation piping 2 and the purification system piping 69 is heated with the heating apparatus 14 installed in the surge tank 13, and the temperature of circulating water is adjusted to about 90 degreeC.

本実施例の化学除染方法における還元除染を以下に詳細に説明する。ステップS3〜S6の各工程は還元除染工程であり、還元除染液を用いた配管系、例えば、酸化除染を行った浄化系配管69の内面に対する還元除染が実施される。   The reductive decontamination in the chemical decontamination method of this example will be described in detail below. Steps S3 to S6 are reductive decontamination steps, and reductive decontamination is performed on the inner surface of a piping system using a reducing decontamination solution, for example, a purification system piping 69 that has undergone oxidative decontamination.

シュウ酸を添加する(ステップS3)。水温が上昇して約90℃になったとき、弁46を開く。ホッパ28内に投入されたシュウ酸が、エゼクタ27から配管47内を流れる水に供給され、サージタンク13内に導かれる。この結果、サージタンク13内でシュウ酸水溶液(還元除染液)が生成される。   Oxalic acid is added (step S3). When the water temperature rises to about 90 ° C., the valve 46 is opened. Oxalic acid introduced into the hopper 28 is supplied from the ejector 27 to the water flowing through the pipe 47 and guided into the surge tank 13. As a result, an oxalic acid aqueous solution (reductive decontamination solution) is generated in the surge tank 13.

酸素ガスを供給する(ステップS4)。弁18を開いて酸素ガスボンベ17内の酸素ガスを、酸素ガス供給管19を通してバブラー15に供給される。酸素ガスは、バブラー15に形成された多数の細孔からサージタンク13内のシュウ酸水溶液中にバブリングされる。各細孔から噴出した酸素ガスはシュウ酸水溶液に溶解し、シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度が高くなる。やがて、シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度が飽和する。   Oxygen gas is supplied (step S4). The valve 18 is opened and the oxygen gas in the oxygen gas cylinder 17 is supplied to the bubbler 15 through the oxygen gas supply pipe 19. Oxygen gas is bubbled into the oxalic acid aqueous solution in the surge tank 13 from a large number of pores formed in the bubbler 15. The oxygen gas ejected from each pore is dissolved in the oxalic acid aqueous solution, and the dissolved oxygen concentration of the oxalic acid aqueous solution becomes high. Eventually, the dissolved oxygen concentration of the oxalic acid aqueous solution becomes saturated.

pH調整剤を注入する(ステップS5)。酸素ガスの供給により溶存酸素濃度が高くなった90℃のシュウ酸水溶液が、循環ポンプ26により、サージタンク13から循環配管2を通して浄化系配管69に供給される。循環配管2を流れている90℃で溶存酸素が飽和しているシュウ酸水溶液に、pH調整剤であるヒドラジンがpH調整剤注入装置3により注入される。具体的には、弁6を開いて注入ポンプ5を駆動する。この結果、薬液タンク4内のヒドラジンが注入配管7を通って循環配管2内に注入される。ヒドラジンの注入によって90℃で溶存酸素が飽和しているシュウ酸水溶液のpHが、2から3の範囲内、例えば、2.5に調節される。シュウ酸水溶液のpHを2から3の範囲内に調節することによって、炭素鋼製の浄化系配管69の過度の溶解が抑制される。ヒドラジンの循環配管2への注入量は、pH計50で測定された循環配管2内を流れるシュウ酸水容器のpH測定値に基づいて、このpH測定値が、2.5になるように、注入ポンプ5の回転速度(または弁6の開度)を制御することにより調節される。 A pH adjuster is injected (step S5). The 90 ° C. oxalic acid aqueous solution whose dissolved oxygen concentration is increased by the supply of oxygen gas is supplied from the surge tank 13 to the purification system pipe 69 through the circulation pipe 2 by the circulation pump 26. Hydrazine, which is a pH adjuster, is injected into the oxalic acid aqueous solution saturated with dissolved oxygen at 90 ° C. flowing through the circulation pipe 2 by the pH adjuster injection device 3. Specifically, the valve 6 is opened and the infusion pump 5 is driven. As a result, hydrazine in the chemical tank 4 is injected into the circulation pipe 2 through the injection pipe 7. The pH of the oxalic acid aqueous solution in which dissolved oxygen is saturated at 90 ° C. is adjusted within a range of 2 to 3, for example, 2.5 by hydrazine injection. By adjusting the pH of the aqueous oxalic acid solution within the range of 2 to 3, excessive dissolution of the purification pipe 69 made of carbon steel is suppressed. Injection volume into the circulation pipe 2 of hydrazine, based on the measured pH of the aqueous oxalic acid vessel through a pH meter 50 A measured circulating pipe 2, as this pH measurements, of 2.5 It is adjusted by controlling the rotational speed of the infusion pump 5 (or the opening degree of the valve 6).

循環ポンプ20,26が駆動されているため、90℃でpHが2.5の、溶存酸素が飽和しているシュウ酸水溶液が、化学除染対象物である浄化系配管69内に供給される。シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度は2000ppmである。このシュウ酸水溶液が浄化系配管69の内面に接触すると、浄化系配管69の内面に付着している酸化皮膜含まれる放射性核種を含む腐食生成物がシュウ酸によって溶解される。酸化皮膜に含まれるFe(II)の溶解または浄化系配管の炭素鋼の溶解によって生じたFe2+の一部は、シュウ酸イオンと錯塩を形成してシュウ酸鉄(II)の沈殿物を形成する。しかしながら、本実施例で用いられる還元除染液であるシュウ酸水溶液は、酸素ガスのバブリングにより溶存酸素濃度が高められているため、このシュウ酸水溶液に溶出したFe2+の一部は式(7)によりFe3+に酸化され、このFe3+はシュウ酸イオンと式(4)、式(5)及び式(6)の各反応を生じて錯イオンを形成する。このため、シュウ酸水溶液に酸素ガスをバブリングしない場合、すなわち、シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度が極めて低い場合に比べてシュウ酸鉄(II)の析出が非常に少なくなり、浄化系配管69の内面に形成されている酸化皮膜表面へのシュウ酸鉄(II)皮膜の形成による酸化皮膜の溶解の抑制が生じ難くなる。換言すれば、90℃でpHが2.5の、溶存酸素が飽和しているシュウ酸水溶液を用いることにより、酸化皮膜の溶解が促進される。 Since the circulation pumps 20 and 26 are driven, an aqueous solution of oxalic acid saturated with dissolved oxygen having a pH of 2.5 at 90 ° C. is supplied into the purification system pipe 69 that is a chemical decontamination target. . The oxalic acid concentration of the oxalic acid aqueous solution is 2000 ppm. When this oxalic acid aqueous solution comes into contact with the inner surface of the purification system pipe 69, the corrosion product containing radionuclides contained in the oxide film adhering to the inner surface of the purification system pipe 69 is dissolved by the oxalic acid. Part of Fe 2+ generated by dissolution of Fe (II) contained in the oxide film or carbon steel in the purification system piping forms a complex salt with oxalate ions, and precipitates of iron (II) oxalate. Form. However, since the oxalic acid aqueous solution, which is the reducing decontamination solution used in this example, has a dissolved oxygen concentration increased by bubbling oxygen gas, a part of Fe 2+ eluted in this oxalic acid aqueous solution is expressed by the formula ( 7) is oxidized to Fe 3+ , and this Fe 3+ generates a complex ion by causing each reaction of Formula (4), Formula (5) and Formula (6) with oxalate ion. Therefore, when oxygen gas is not bubbled into the oxalic acid aqueous solution, that is, compared with the case where the dissolved oxygen concentration of the oxalic acid aqueous solution is extremely low, the precipitation of iron (II) oxalate becomes very small, and the inner surface of the purification system pipe 69 Suppression of dissolution of the oxide film due to the formation of the iron (II) oxalate film on the surface of the oxide film formed on the surface becomes difficult. In other words, dissolution of the oxide film is promoted by using an oxalic acid aqueous solution having a pH of 2.5 at 90 ° C. and saturated with dissolved oxygen.

陽イオン交換樹脂塔への通水を行う(ステップS6)。酸化除染剤分解工程が終了した後、弁40を開いて弁32の開度を調節し、浄化系配管69から循環配管2に排出された戻されたシュウ酸水溶液の一部が、陽イオン交換樹脂塔23に供給され、陽イオン交換樹脂塔23内の陽イオン交換樹脂と接触する。浄化系配管69の還元除染によりシュウ酸水溶液に溶出した放射性核種(例えば、Co−60)及びFe2+等の金属陽イオンが、陽イオン交換樹脂塔23内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。 Water is passed through the cation exchange resin tower (step S6). After the oxidative decontaminant decomposition step is completed, the valve 40 is opened to adjust the opening degree of the valve 32, and a part of the returned aqueous oxalic acid solution discharged from the purification system pipe 69 to the circulation pipe 2 becomes a cation. It is supplied to the exchange resin tower 23 and comes into contact with the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 23. Radionuclide (for example, Co-60) and metal cations such as Fe 2+ eluted in the oxalic acid aqueous solution by reductive decontamination of the purification system pipe 69 are adsorbed by the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 23. Removed.

陽イオン交換樹脂塔23で金属陽イオンが除去されたシュウ酸水溶液は弁32を通過したシュウ酸水溶液と混合され、サージタンク13内に導かれる。配管45と循環配管2の接続点とサージタンク13の間の循環配管2に設けた温度計(図示せず)で、サージタンク13に流入するシュウ酸水溶液の温度を測定する。制御装置(図示せず)は、測定されたシュウ酸水溶液の温度を入力し、この温度が目標温度である90℃よりも低下したとき、加熱装置14に供給する電流を増加してシュウ酸水溶液の温度を90℃に調節する。バブラー15から酸素ガスが噴出されている。酸素ガスの供給により溶存酸素濃度が高められた、90℃でpHが2.5のシュウ酸水溶液が、循環配管2から浄化系配管69に供給される。溶存酸素が飽和しているこのシュウ酸水溶液が、浄化系配管69及び循環配管2で形成される閉ループ内を循環しながら浄化系配管69の内面の還元除染を実施する。還元除染が実施される間、シュウ酸水溶液の一部が陽イオン交換樹脂塔23に導かれ、シュウ酸水溶液に含まれる金属陽イオンが陽イオン交換樹脂塔23で除去される。化学除染対象物である浄化系配管69の外側に配置された放射線検出器76が、化学除染対象物である浄化系配管69から放出される放射線を検出し、放射線検出信号を出力する。この放射線検出信号に基づいて浄化系配管69の線量率を求める。放射性核種の除去によって求められた線量率の低下傾向が下げ止まったところで還元除染を終了する。酸素ガス供給装置16の弁18を閉じてバブラー15への酸素ガスの供給を停止する。 The oxalic acid aqueous solution from which the metal cation has been removed by the cation exchange resin tower 23 is mixed with the oxalic acid aqueous solution that has passed through the valve 32 and guided into the surge tank 13. The temperature of the oxalic acid aqueous solution flowing into the surge tank 13 is measured by a thermometer (not shown) provided in the circulation pipe 2 between the connection point of the pipe 45 and the circulation pipe 2 and the surge tank 13. A control device (not shown) inputs the measured temperature of the oxalic acid aqueous solution, and when this temperature falls below the target temperature of 90 ° C., the current supplied to the heating device 14 is increased to increase the oxalic acid aqueous solution. Is adjusted to 90 ° C. Oxygen gas is ejected from the bubbler 15. An aqueous oxalic acid solution having a dissolved oxygen concentration increased by supplying oxygen gas and having a pH of 2.5 at 90 ° C. is supplied from the circulation pipe 2 to the purification system pipe 69. This aqueous oxalic acid solution in which dissolved oxygen is saturated performs reductive decontamination of the inner surface of the purification system pipe 69 while circulating in the closed loop formed by the purification system pipe 69 and the circulation pipe 2. During the reduction decontamination, a part of the oxalic acid aqueous solution is guided to the cation exchange resin tower 23, and the metal cation contained in the oxalic acid aqueous solution is removed by the cation exchange resin tower 23. A radiation detector 76 disposed outside the purification system pipe 69 that is a chemical decontamination target detects the radiation emitted from the purification system pipe 69 that is a chemical decontamination target, and outputs a radiation detection signal. Based on this radiation detection signal, the dose rate of the purification system pipe 69 is obtained. The reduction decontamination is completed when the decreasing trend of the dose rate determined by the removal of the radionuclide has stopped decreasing. The valve 18 of the oxygen gas supply device 16 is closed to stop the supply of oxygen gas to the bubbler 15.

シュウ酸の分解を実施する(ステップS7)。ステップS7の工程は還元除染剤の分解工程である。還元除染が終了した後、弁44を開いて弁33の開度を調節し、循環配管2内を流れるシュウ酸水溶液の一部を分解装置25に供給する。過酸化水素注入装置8から分解装置25に、過酸化水素が供給される。具体的には、弁11が開いて注入ポンプ10が駆動される。薬液タンク9内の過酸化水素が、注入配管12を通して配管45内に供給され、分解装置25に供給される。分解装置25に供給されたシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、分解装置25において活性炭触媒及び過酸化水素の作用によって分解される。ヒドラジンはシュウ酸よりも早く分解される。シュウ酸濃度が10ppmに低下したとき、シュウ酸の分解が終了する。シュウ酸の分解が終了した後、注入ポンプ10を停止して弁11を閉じ、薬液タンク9から分解装置25への過酸化水素の供給を停止する。さらに、弁33を全開にして弁44を閉じる。   Oxalic acid is decomposed (step S7). The process of step S7 is a decomposition process of the reducing decontamination agent. After the reduction decontamination is completed, the valve 44 is opened to adjust the opening of the valve 33, and a part of the oxalic acid aqueous solution flowing in the circulation pipe 2 is supplied to the decomposition device 25. Hydrogen peroxide is supplied from the hydrogen peroxide injection device 8 to the decomposition device 25. Specifically, the valve 11 is opened and the infusion pump 10 is driven. Hydrogen peroxide in the chemical tank 9 is supplied into the pipe 45 through the injection pipe 12 and supplied to the decomposition device 25. Oxalic acid and hydrazine contained in the oxalic acid aqueous solution supplied to the decomposition apparatus 25 are decomposed by the action of the activated carbon catalyst and hydrogen peroxide in the decomposition apparatus 25. Hydrazine degrades faster than oxalic acid. When the oxalic acid concentration is reduced to 10 ppm, the decomposition of oxalic acid is completed. After the decomposition of oxalic acid is completed, the injection pump 10 is stopped, the valve 11 is closed, and the supply of hydrogen peroxide from the chemical tank 9 to the decomposition device 25 is stopped. Further, the valve 33 is fully opened and the valve 44 is closed.

浄化を実施する(ステップS8)。シュウ酸及びヒドラジンの分解後、加熱装置19への通電を停止し、加熱装置19によるシュウ酸水溶液の加熱を停止し、弁36,38,42を開いて弁30,31,32を閉じる。循環配管2から循環ポンプ20に流入したシュウ酸水溶液は、配管37を通ってフィルタ21に供給される。フィルタ21でシュウ酸水溶液に含まれた微細な固形物が除去される。フィルタ21から排出されたシュウ酸水溶液は冷却器22で冷却され、シュウ酸水溶液の温度が、例えば、60℃まで低下する。60℃になったシュウ酸水溶液が混床樹脂塔24に供給される。混床樹脂塔24は、シュウ酸水溶液に含まれる不純物(陰イオン等)、及び残っているシュウ酸を除去する。混床樹脂塔24から排出された水溶液の導電率が低下する。この水溶液のシュウ酸濃度及びヒドラジン濃度を分析し、それぞれの濃度が所定値より下がったことを確認した後、循環ポンプ20,26を停止する。これにより、浄化工程が終了する。 Purification is performed (step S8). After decomposition of the oxalic acid and hydrazine, and stops energizing the heating device 19, and stops the heating of the oxalic acid aqueous solution by the heating device 19, closing the valve 30, 31, 32 by opening the valve 36, 38, 42. The aqueous oxalic acid solution flowing into the circulation pump 20 from the circulation pipe 2 is supplied to the filter 21 through the pipe 37. The filter 21 removes fine solids contained in the oxalic acid aqueous solution. The oxalic acid aqueous solution discharged from the filter 21 is cooled by the cooler 22, and the temperature of the oxalic acid aqueous solution is reduced to 60 ° C., for example. The aqueous oxalic acid solution at 60 ° C. is supplied to the mixed bed resin tower 24. The mixed bed resin tower 24 removes impurities (such as anions) contained in the oxalic acid aqueous solution and the remaining oxalic acid. The conductivity of the aqueous solution discharged from the mixed bed resin tower 24 decreases. The oxalic acid concentration and hydrazine concentration of this aqueous solution are analyzed, and after confirming that the respective concentrations have fallen below a predetermined value, the circulation pumps 20 and 26 are stopped. Thereby, the purification process ends.

浄化工程終了後において浄化系配管69の線量率が目標となる設定線量率よりも高い場合には、ステップS3〜S8の各工程が、浄化系配管69の線量率が設定線量率以下になるまで繰り返して実施される。   When the dose rate of the purification system pipe 69 is higher than the target set dose rate after completion of the purification process, the processes in steps S3 to S8 are performed until the dose rate of the purification system pipe 69 becomes equal to or lower than the set dose rate. It is carried out repeatedly.

浄化系配管69の線量率が設定線量率以下になったとき、最後の浄化工程終了時において循環配管2及び浄化系配管69内に残留する水は、廃液となり、これらの配管外に排出される。その後、開閉弁29,35を閉じて弁48を開いて、循環配管2及び配管49内に水を充填し、循環ポンプ20,26を駆動する。循環配管2及び配管49で形成される閉ループ内を循環し、循環配管2等の内面を洗浄する。洗浄終了後、循環配管2及び配管49内に水は、廃液となり、これらの配管外に排出される。これにより、本実施例における浄化系配管69の化学除染が終了する。循環配管2、浄化系配管69及び配管49から排出された上記の各廃液は、放射性廃液として処理される。化学除染終了後、循環配管2が浄化系配管69から取り外され、浄化系配管69が元の状態に復旧される。そして、定期検査終了後にBWRプラントが起動される。 When the dose rate of the purification system pipe 69 becomes equal to or lower than the set dose rate, the water remaining in the circulation pipe 2 and the purification system pipe 69 at the end of the last purification process becomes waste liquid and is discharged outside these pipes. . Thereafter, by opening the valve 48 closes the on-off valve 29, 35, the water is filled in the circulating pipe 2及 beauty pipe 49, drives the circulating pump 20 and 26. In a closed loop formed by the circulation pipe 2及 beauty pipe 49 circulates, to clean the inner surface of such circulation pipe 2. After washing, the water in the circulation pipe 2及 beauty pipe 49 becomes a waste, is discharged to the outside of these pipe. Thereby, the chemical decontamination of the purification system pipe 69 in this embodiment is completed. Each of the waste liquids discharged from the circulation pipe 2, the purification system pipe 69, and the pipe 49 is treated as a radioactive waste liquid. After completion of chemical decontamination, the circulation pipe 2 is removed from the purification system pipe 69, and the purification system pipe 69 is restored to its original state. Then, the BWR plant is activated after the periodic inspection is completed.

本実施例によれば、還元除染時において還元除染液であるシュウ酸水溶液に酸素ガスを供給し、溶存酸素濃度を高めたシュウ酸水溶液を炭素鋼製の浄化系配管69に供給して浄化系配管69の内面に接触させて還元除染を行うので、シュウ酸鉄(II)の生成量が減少し、浄化系配管69の内面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜が、難溶解性のシュウ酸鉄(II)によって厚く被覆されることを防止できる。このため、浄化系配管69の内面に形成された酸化皮膜のシュウ酸水溶液による溶解が進み、浄化系配管69の線量率を効率的に低下させることができる。この結果、浄化系配管69の化学除染に要する時間を短縮することができる。   According to the present embodiment, oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution that is the reductive decontamination solution at the time of reductive decontamination, and the oxalic acid aqueous solution having a higher dissolved oxygen concentration is supplied to the purification pipe 69 made of carbon steel. Since reductive decontamination is performed in contact with the inner surface of the purification system pipe 69, the production amount of iron (II) oxalate is reduced, and the oxide film containing the radionuclide formed on the inner surface of the purification system pipe 69 is difficult. Thick coating with soluble iron (II) oxalate can be prevented. For this reason, dissolution of the oxide film formed on the inner surface of the purification system pipe 69 by the oxalic acid aqueous solution proceeds, and the dose rate of the purification system pipe 69 can be efficiently reduced. As a result, the time required for chemical decontamination of the purification system pipe 69 can be shortened.

また、酸素ガスをシュウ酸水溶液に供給しているので、還元除染を行っている間、溶存酸素濃度が高められたシュウ酸水溶液を陽イオン交換樹脂塔23に供給することができ、還元除染により酸化皮膜及び浄化系配管69からシュウ酸水溶液に溶出した放射性核種の陽イオン、Fe2+及びFe3+等の金属陽イオンを陽イオン交換樹脂塔23内の陽イオン交換樹脂によって除去することができる。これは、シュウ酸水溶液に溶存している酸素が陽イオン交換樹脂を劣化させないからである。酸素ガスの替りに、過酸化水素またはオゾンをシュウ酸水溶液に供給した場合には、過酸化水素またはオゾンを含むシュウ酸水溶液を陽イオン交換樹脂塔23内で陽イオン交換樹脂は、過酸化水素またはオゾンによって劣化される。酸素ガスをシュウ酸水溶液に供給している本実施例では、このような問題を改善することができる。 In addition, since oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution, the oxalic acid aqueous solution with an increased dissolved oxygen concentration can be supplied to the cation exchange resin tower 23 during reductive decontamination. Cations of radionuclides eluted from the oxide film and the purification system pipe 69 by dyeing into the oxalic acid aqueous solution, metal cations such as Fe 2+ and Fe 3+ are removed by the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 23. be able to. This is because oxygen dissolved in the oxalic acid aqueous solution does not deteriorate the cation exchange resin. When hydrogen peroxide or ozone is supplied to the oxalic acid aqueous solution instead of oxygen gas, the oxalic acid aqueous solution containing hydrogen peroxide or ozone is converted into hydrogen peroxide in the cation exchange resin tower 23. Or it is deteriorated by ozone. In this embodiment in which oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution, such a problem can be improved.

本実施例では、酸素ガスをサージタンク13内でシュウ酸水溶液に供給しているので、酸素ガスのシュウ酸水溶液への溶解が効率良く行われる。また、シュウ酸水溶液に溶解しなかった酸素ガスの気泡は、サージタンク13内のシュウ酸水溶液中を上昇し、サージタンク13内の上端部に形成されるガス溜まりに達する。このガス溜まりに達した酸素ガスは、容易に、サージタンク13の外部に排出できる。   In this embodiment, since oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution in the surge tank 13, the oxygen gas is efficiently dissolved in the oxalic acid aqueous solution. Also, oxygen gas bubbles that have not dissolved in the oxalic acid aqueous solution rise in the oxalic acid aqueous solution in the surge tank 13 and reach a gas reservoir formed at the upper end of the surge tank 13. The oxygen gas that has reached the gas reservoir can be easily discharged outside the surge tank 13.

本発明の他の好適な実施例である実施例2の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図6及び図7を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A chemical decontamination method for carbon steel members of a nuclear power plant according to embodiment 2, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. The chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant according to this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear power plant (BWR plant).

本実施例の化学除染方法に用いられる化学除染装置1Aは、図7に示すように、前述の化学除染装置1にギ酸注入装置80を追加した構成を有する。化学除染装置1Aの他の構成は化学除染装置1と同じである。ギ酸注入装置80は、薬液タンク81、注入ポンプ82及び注入配管84を有する。薬液タンク81は、注入ポンプ82及び弁83を有する注入配管84によって循環配管2に接続される。薬液タンク81はギ酸水溶液を充填している。注入配管84は、注入配管7と循環配管2の接続点と弁34の間で循環配管2に接続される。   As shown in FIG. 7, the chemical decontamination apparatus 1A used in the chemical decontamination method of the present embodiment has a configuration in which a formic acid injection device 80 is added to the chemical decontamination apparatus 1 described above. Other configurations of the chemical decontamination apparatus 1A are the same as those of the chemical decontamination apparatus 1. The formic acid injection device 80 includes a chemical tank 81, an injection pump 82, and an injection pipe 84. The chemical tank 81 is connected to the circulation pipe 2 by an injection pipe 84 having an injection pump 82 and a valve 83. The chemical tank 81 is filled with a formic acid aqueous solution. The injection pipe 84 is connected to the circulation pipe 2 between the connection point between the injection pipe 7 and the circulation pipe 2 and the valve 34.

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法において、シュウ酸の分解工程(ステップS7)と浄化工程(ステップS8)の間に、ギ酸注入工程(ステップS9)及びギ酸分解工程(ステップS10)を追加した手順で実施される。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法における他の工程は、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法の工程と同じである。   The chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the present embodiment is the same as the chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the first embodiment. In the meantime, the formic acid injection step (step S9) and the formic acid decomposition step (step S10) are added. Other steps in the chemical decontamination method for carbon steel members of the nuclear power plant of the present embodiment are the same as the steps of the chemical decontamination method for carbon steel members of the nuclear power plant of the first embodiment.

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法も、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法と同様に、BWRプラントの運転停止後において、例えば、炭素鋼製の浄化系配管69に対して実施される。本実施例のステップS1において、化学除染装置1Aの循環配管2の両端部が、実施例1と同様に、浄化系配管69に接続される。その後、実施例1と同様に、ステップS2〜S7の各工程(図6参照)が実施される。本実施例でも、酸素ガスの供給により溶存酸素濃度が高められた、90℃でpHが2.5のシュウ酸水溶液を用いて浄化系配管69の内面に対する還元除染が実施される。   Similarly to the chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the first embodiment, the chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the present embodiment is, for example, made of carbon steel after the operation of the BWR plant is stopped. This is performed for the purification system pipe 69. In step S1 of the present embodiment, both ends of the circulation pipe 2 of the chemical decontamination apparatus 1A are connected to the purification system pipe 69 as in the first embodiment. Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, steps S2 to S7 (see FIG. 6) are performed. Also in this embodiment, reductive decontamination is performed on the inner surface of the purification system pipe 69 using an oxalic acid aqueous solution having a dissolved oxygen concentration increased by supplying oxygen gas and having a pH of 2.5 at 90 ° C.

シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸の分解工程(ステップS7)が終了したとき、化学除染対象物である浄化系配管69の内面に、シュウ酸鉄(II)の薄い皮膜が形成されている。このまま浄化工程(ステップS8)を実施して化学除染が終了すると、浄化系配管69の内面にシュウ酸鉄(II)の皮膜が残った状態で、定期検査終了後に次の運転サイクルにおけるBWRプラントの運転が開始される。   When the decomposition process (step S7) of oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution is completed, a thin film of iron (II) oxalate is formed on the inner surface of the purification system pipe 69, which is a chemical decontamination object. When the purification process (step S8) is carried out as it is and the chemical decontamination is completed, the iron (II) oxalate film remains on the inner surface of the purification system pipe 69 and the BWR plant in the next operation cycle after the periodic inspection is completed. Operation starts.

浄化系配管69の内面にシュウ酸鉄(II)の皮膜が残っていると、このシュウ酸鉄(II)は、BWRプラントの運転時において高温(例えば、280℃)の冷却水と接触して下記の式(8)及び式(9)の各反応を生じ、浄化系配管69の内面で鉄酸化物の粒子(Fe23及びFe34の各粒子)を生成する。 If a film of iron (II) oxalate remains on the inner surface of the purification system pipe 69, this iron (II) oxalate comes into contact with high-temperature (for example, 280 ° C.) cooling water during operation of the BWR plant. Each reaction of the following formula (8) and formula (9) is generated, and iron oxide particles (Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 particles) are generated on the inner surface of the purification system pipe 69.

4Fe(COO)2+3O2 → 2Fe23+8CO2 ……(8)
3Fe(COO)2+4H2O → Fe34+6CO2+4H2 ……(9)
上記の各反応により各鉄酸化物の粒子を生成する際に、それぞれの鉄酸化物の粒子内に冷却水に含まれる放射性核種を取り込む可能性がある。このような現象は、浄化系配管69だけでなく、RPV51に連絡される炭素鋼製の配管において生じる。浄化系配管69の内面に付着した鉄酸化物に取り込まれた放射性核種は、次回の定期検査時において作業員の放射線被ばくの原因になる。これを防ぐためには、化学除染終了時に、例えば、炭素鋼製の浄化系配管69の冷却水と接触する内面にシュウ酸鉄(II)を残留させないことが有効である。
4Fe (COO) 2 + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8CO 2 (8)
3Fe (COO) 2 + 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 6CO 2 + 4H 2 (9)
When producing | generating each iron oxide particle | grain by said each reaction, there exists a possibility of taking in the radionuclide contained in cooling water in each iron oxide particle | grain. Such a phenomenon occurs not only in the purification system pipe 69 but also in a carbon steel pipe connected to the RPV 51. Radionuclides taken into the iron oxide adhering to the inner surface of the purification system pipe 69 cause radiation exposure of workers at the next periodic inspection. In order to prevent this, it is effective not to leave iron (II) oxalate on the inner surface of the purification pipe 69 made of carbon steel that contacts the cooling water at the end of chemical decontamination, for example.

前述の実施例1でもシュウ酸水溶液(還元除染液)に酸素ガスを供給しているため、浄化系配管69の内面に、酸化皮膜の溶解を阻害しない薄いシュウ酸鉄(II)皮膜が形成される。本実施例では、この薄いシュウ酸鉄(II)皮膜を除去することを目的として、ギ酸の注入工程(ステップS9)及び注入したギ酸の分解工程(ステップS10)を追加した。   In Example 1 described above, since oxygen gas is supplied to the oxalic acid aqueous solution (reduction decontamination solution), a thin iron (II) oxalate film that does not inhibit dissolution of the oxide film is formed on the inner surface of the purification system pipe 69. Is done. In this example, for the purpose of removing this thin iron (II) oxalate film, a formic acid injection step (step S9) and a decomposition step of the injected formic acid (step S10) were added.

本実施例では、ステップS7のシュウ酸分解工程が終了した後、ギ酸水溶液を注入する(ステップS9)。弁31を開いて弁38を閉じて冷却器22によるシュウ酸水溶液の冷却を中止し、加熱装置14に通電してシュウ酸水溶液を加熱装置14により加熱する。この加熱により、シュウ酸水溶液の温度が90℃まで上昇する。弁83を開いて注入ポンプ82を駆動する。薬液タンク81内のギ酸水溶液が、注入配管84を通して循環配管2内を流れる90℃のシュウ酸水溶液(シュウ酸濃度10ppm)に注入される。ギ酸水溶液のシュウ酸水溶液への注入によりpHが増大した90℃のシュウ酸水溶液が循環配管2から浄化系配管69内に供給される。浄化系配管69の内面に形成された薄いシュウ酸鉄(II)が、下記の式(10)に表されるように、ギ酸との反応により溶解し、浄化系配管69の内面から除去される。   In this embodiment, after the oxalic acid decomposition step of Step S7 is completed, a formic acid aqueous solution is injected (Step S9). The valve 31 is opened and the valve 38 is closed to stop the cooling of the oxalic acid aqueous solution by the cooler 22, and the heating device 14 is energized to heat the oxalic acid aqueous solution by the heating device 14. By this heating, the temperature of the oxalic acid aqueous solution rises to 90 ° C. The valve 83 is opened to drive the infusion pump 82. The formic acid aqueous solution in the chemical tank 81 is injected into the 90 ° C. oxalic acid aqueous solution (oxalic acid concentration 10 ppm) flowing through the circulation pipe 2 through the injection pipe 84. The 90 ° C. oxalic acid aqueous solution whose pH is increased by the injection of the formic acid aqueous solution into the oxalic acid aqueous solution is supplied from the circulation pipe 2 into the purification system pipe 69. The thin iron (II) oxalate formed on the inner surface of the purification system pipe 69 is dissolved by the reaction with formic acid and is removed from the inner surface of the purification system pipe 69 as represented by the following formula (10). .

Fe(COO)2+HCOOH → Fe2++(COOH)COO-
+HCOO- ……(10)
浄化系配管69の内面からのシュウ酸鉄(II)の溶解は、浄化系配管69の内面を直接観察することはできないので確認することができないが、例えば、循環配管2に少量のシュウ酸水溶液が流れるバイパス配管(図示せず)を設置し、このバイパス配管の一部をフローセルとして内部を流れるシュウ酸水溶液が見えるようにする。そのフローセル内に、シュウ酸水溶液に接触するように、炭素鋼の試験片を設置し、この試験片の表面を観察することにより、試験片表面からのシュウ酸鉄(II)の溶解を確認する。
Fe (COO) 2 + HCOOH → Fe 2+ + (COOH) COO
+ HCOO - ...... (10)
The dissolution of iron (II) oxalate from the inner surface of the purification system pipe 69 cannot be confirmed because the inner surface of the purification system pipe 69 cannot be observed directly. For example, a small amount of oxalic acid aqueous solution is added to the circulation pipe 2. A bypass pipe (not shown) through which the water flows is installed, and a part of this bypass pipe is used as a flow cell so that the oxalic acid aqueous solution flowing inside can be seen. In the flow cell, a carbon steel test piece is placed in contact with the oxalic acid aqueous solution, and the surface of the test piece is observed to confirm the dissolution of iron (II) oxalate from the test piece surface. .

シュウ酸水溶液に含まれるギ酸を分解する(ステップS10)。浄化系配管69の内面に存在するシュウ酸鉄(II)の溶解が終了した後、弁44を開いて弁33の開度を減少させると、循環配管2を流れるギ酸を含むシュウ酸水溶液が分解装置25に供給される。ステップS7と同様に、過酸化水素注入装置8から分解装置25に過酸化水素を供給する。シュウ酸水溶液に含まれるギ酸及びシュウ酸が、分解装置25において活性炭触媒及び過酸化水素の作用によって分解される。   Formic acid contained in the oxalic acid aqueous solution is decomposed (step S10). After the dissolution of the iron (II) oxalate present on the inner surface of the purification system pipe 69 is completed, when the valve 44 is opened to reduce the opening of the valve 33, the aqueous oxalic acid solution containing formic acid flowing through the circulation pipe 2 is decomposed. Supplied to the device 25. Similarly to step S7, hydrogen peroxide is supplied from the hydrogen peroxide injection device 8 to the decomposition device 25. Formic acid and oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution are decomposed in the decomposition apparatus 25 by the action of the activated carbon catalyst and hydrogen peroxide.

ステップS10におけるギ酸及びシュウ酸の分解が終了した後、実施例1と同様に、ステップS8における浄化工程が実施される。浄化工程終了後に、実施例1と同様に、循環配管2及び浄化系配管69等内に存在する水を、廃液として排出する。これにより、本実施例の化学除染方法が終了する。
本実施例は実施例1で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例では、ギ酸をシュウ酸水溶液に注入するので、酸素ガスを供給したシュウ酸水溶液の還元除染時に浄化系配管69の内面に形成された薄いシュウ酸鉄(II)皮膜を溶解することができ、次の運転サイクルでのBWRの運転により高温になった冷却水の接触により、浄化系配管69の内面に残留するシュウ酸鉄(II)から、放射性核種を取り込む鉄酸化物の粒子が生成されることを防止することができる。この結果、浄化系配管69の線量率を効果的に低減することができる。
After the decomposition of formic acid and oxalic acid in step S10 is completed, the purification step in step S8 is performed as in the first embodiment. After the purification step, water existing in the circulation pipe 2 and the purification system pipe 69 is discharged as a waste liquid, as in the first embodiment. Thereby, the chemical decontamination method of a present Example is complete | finished.
In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, formic acid is injected into the oxalic acid aqueous solution, so that the thin iron (II) oxalate film formed on the inner surface of the purification system pipe 69 is dissolved when the oxalic acid aqueous solution supplied with oxygen gas is decontaminated. Of the iron oxide that takes in the radionuclide from the iron (II) oxalate remaining on the inner surface of the purification system pipe 69 by the contact of the cooling water that has become hot due to the operation of the BWR in the next operation cycle. Particles can be prevented from being generated. As a result, the dose rate of the purification system pipe 69 can be effectively reduced.

本発明の他の好適な実施例である実施例3の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図8及び図9を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A chemical decontamination method for carbon steel members of a nuclear power plant according to embodiment 3, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. The chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant according to this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear power plant (BWR plant).

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、炭素鋼製の浄化系配管69の化学除染を行うとき、併せて、ステンレス鋼製の再循環系配管(ステンレス鋼部材)55の化学除染も行う。本実施例の化学除染方法では、実施例1で用いた化学除染装置1が用いられる。化学除染装置1の替りに、実施例2で用いた化学除染装置1Aを用いてもよい。   In the chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the present embodiment, when the chemical decontamination of the carbon steel purification system pipe 69 is performed, a stainless steel recirculation system pipe (stainless steel member) 55 is also used. Chemical decontamination is also performed. In the chemical decontamination method of this example, the chemical decontamination apparatus 1 used in Example 1 is used. Instead of the chemical decontamination apparatus 1, the chemical decontamination apparatus 1A used in Example 2 may be used.

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法において、酸化除染工程(ステップS11)及び線量率判定工程(ステップS12)を追加した手順で実施される。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法における他の工程は、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法の工程と同じである。   The chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant according to the present embodiment is the same as the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant according to the first embodiment, and the oxidative decontamination step (step S11) and the dose rate determination step (step S12). ) Is added. Other steps in the chemical decontamination method for carbon steel members of the nuclear power plant of the present embodiment are the same as the steps of the chemical decontamination method for carbon steel members of the nuclear power plant of the first embodiment.

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、図8に示されたステップS1〜S8、S11及びS12の各工程が実施される。BWRプラントの運転停止時において、まず、化学除染装置1の循環配管2の両端部をRPV51に連絡される配管系に接続する(ステップS1)。具体的には、循環配管2の一端部を浄化系配管に接続し、循環配管2の他端部を再循環配管55に接続する。循環配管2の一端部は、実施例1と同様に、浄化系配管69に設けられた弁75のフランジに接続される。循環配管2の他端部は、再循環ポンプ54の下流側で再循環系配管55に接続されたドレン配管(または計装配管)などの枝管を切り離し、この切り離された枝管に接続される。これによって、循環配管2、再循環系配管55及び浄化系配管69を含む閉ループが形成される。その後、ステップS2,S11,S3〜S8及びS12の各工程が実施される。   In the chemical decontamination method for carbon steel members of the nuclear power plant according to the present embodiment, steps S1 to S8, S11 and S12 shown in FIG. 8 are performed. When the operation of the BWR plant is stopped, first, both end portions of the circulation piping 2 of the chemical decontamination apparatus 1 are connected to a piping system communicated with the RPV 51 (step S1). Specifically, one end of the circulation pipe 2 is connected to the purification system pipe, and the other end of the circulation pipe 2 is connected to the recirculation pipe 55. One end of the circulation pipe 2 is connected to a flange of a valve 75 provided in the purification system pipe 69 as in the first embodiment. The other end of the circulation pipe 2 is disconnected from a branch pipe such as a drain pipe (or instrumentation pipe) connected to the recirculation system pipe 55 on the downstream side of the recirculation pump 54 and connected to the separated branch pipe. The As a result, a closed loop including the circulation pipe 2, the recirculation system pipe 55, and the purification system pipe 69 is formed. Then, each process of step S2, S11, S3-S8, and S12 is implemented.

配管系の酸化除染を実施する(ステップS11)。水温が上昇して約90℃になったとき、弁46を開く。ホッパ28内に投入された過マンガン酸カリウム(酸化除染剤)がエゼクタ27を通して配管47内に供給され、さらに、配管47内を流れる水によりサージタンク13内に導かれる。過マンガン酸カリウムがサージタンク13内で90℃の水に溶解し、酸化除染液(過マンガン酸カリウム水溶液)が生成される。この酸化除染液は、循環ポンプ26で昇圧され、サージタンク13から循環配管2を経て浄化系配管69内に供給される。酸化除染液は、浄化系配管69の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物(放射性核種を含む)を酸化して溶解する(酸化除染工程)。   The piping system is subjected to oxidative decontamination (step S11). When the water temperature rises to about 90 ° C., the valve 46 is opened. Potassium permanganate (oxidative decontamination agent) charged into the hopper 28 is supplied into the pipe 47 through the ejector 27, and further introduced into the surge tank 13 by the water flowing through the pipe 47. Potassium permanganate is dissolved in 90 ° C. water in the surge tank 13 to produce an oxidative decontamination solution (potassium permanganate aqueous solution). The oxidative decontamination liquid is pressurized by the circulation pump 26 and supplied from the surge tank 13 through the circulation pipe 2 into the purification system pipe 69. The oxidative decontamination solution oxidizes and dissolves contaminants (including radionuclides) such as an oxide film formed on the inner surface of the purification system pipe 69 (oxidation decontamination step).

シュウ酸を添加する(ステップS3)。酸化除染が終了した後、ホッパ28内に投入されたシュウ酸が、エゼクタ27から配管47内を流れる酸化除染液に供給され、サージタンク13内に導かれる。このシュウ酸によって酸化除染液に含まれている過マンガン酸カリウムが分解される(酸化除染剤分解工程)。   Oxalic acid is added (step S3). After the oxidative decontamination is completed, the oxalic acid charged into the hopper 28 is supplied from the ejector 27 to the oxidative decontamination liquid flowing in the pipe 47 and guided into the surge tank 13. This oxalic acid decomposes potassium permanganate contained in the oxidative decontamination solution (oxidative decontamination agent decomposition step).

ステップS3において、ホッパ28内のシュウ酸の配管47内への供給を継続すると、やがて、過マンガン酸カリウムが消失し、実施例1のステップS3と同様に、サージタンク13内でシュウ酸水溶液が生成される。
ステップS3の後でステップS4〜S5の各工程を実施することにより、実施例1と同様に、溶存酸素濃度が高められた、90℃でpHが2.5のシュウ酸水溶液が生成される。このシュウ酸水溶液が再循環系配管55及び浄化系配管69に供給され、これらの配管の内面に対する還元除染が実施される。還元除染を実施しながら、浄化系配管69から循環配管2に排出されたシュウ酸水溶液が、陽イオン交換樹脂塔23に供給され、ステップS6における金属陽イオンの除去が行われる。
When the supply of oxalic acid in the hopper 28 into the pipe 47 is continued in step S3, the potassium permanganate eventually disappears, and the aqueous oxalic acid solution is stored in the surge tank 13 in the same manner as in step S3 of the first embodiment. Generated.
By performing steps S4 to S5 after step S3, an oxalic acid aqueous solution having a dissolved oxygen concentration increased at 90 ° C. and a pH of 2.5 is generated as in the first embodiment. This oxalic acid aqueous solution is supplied to the recirculation system pipe 55 and the purification system pipe 69, and reductive decontamination is performed on the inner surfaces of these pipes. While carrying out reductive decontamination, the oxalic acid aqueous solution discharged from the purification system pipe 69 to the circulation pipe 2 is supplied to the cation exchange resin tower 23, and the metal cation is removed in step S6.

再循環系配管55及び浄化系配管69の還元除染が終了した後、ステップS7のシュウ酸及びヒドラジンの分解工程が実施され、その後、ステップS8の浄化工程が実施される。浄化工程が終了した後、線量率の判定が行われる(ステップS12)。浄化系配管69の外側に配置された放射線検出器76が、浄化系配管69から放出される放射線を検出し、放射線検出信号を出力する。また、再循環系配管55の外側に配置された放射線検出器76Aが、再循環系配管55から放出される放射線を検出し、放射線検出信号を出力する。放射線検出器76から出力された放射線検出信号に基づいて浄化系配管69の線量率を求め、放射線検出器76Aから出力された放射線検出信号に基づいて再循環系配管55の線量率を求める。両方の線量率が設定線量率以下であるとき、再循環系配管55及び浄化系配管69のそれぞれに対する化学除染が終了する。再循環系配管55及び浄化系配管69のいずれかの線量率が設定線量率を超えているときは、ステップS11及びS3〜S12の各工程が、ステップS12において「再循環系配管55及び浄化系配管69の線量率が設定線量率以下である」と判定されるまで繰り返される。   After the reductive decontamination of the recirculation system pipe 55 and the purification system pipe 69 is completed, the oxalic acid and hydrazine decomposition process in step S7 is performed, and then the purification process in step S8 is performed. After the purification process is completed, the dose rate is determined (step S12). A radiation detector 76 disposed outside the purification system pipe 69 detects the radiation emitted from the purification system pipe 69 and outputs a radiation detection signal. In addition, the radiation detector 76A arranged outside the recirculation system pipe 55 detects the radiation emitted from the recirculation system pipe 55 and outputs a radiation detection signal. The dose rate of the purification system pipe 69 is obtained based on the radiation detection signal output from the radiation detector 76, and the dose rate of the recirculation system pipe 55 is obtained based on the radiation detection signal output from the radiation detector 76A. When both dose rates are equal to or lower than the set dose rate, chemical decontamination for each of the recirculation system pipe 55 and the purification system pipe 69 ends. When the dose rate of any one of the recirculation system pipe 55 and the purification system pipe 69 exceeds the set dose rate, each process of steps S11 and S3 to S12 is performed in step S12 as “recirculation system pipe 55 and purification system. The process is repeated until it is determined that the dose rate of the pipe 69 is equal to or lower than the set dose rate.

ステップS12において「再循環系配管55及び浄化系配管69の線量率が設定線量率以下である」と判定されたとき、実施例1と同様に、循環配管2及び浄化系配管69等内に存在する水を、廃液として排出する。これにより、本実施例の化学除染方法が終了する。   When it is determined in step S12 that “the dose rate of the recirculation system pipe 55 and the purification system pipe 69 is equal to or less than the set dose rate”, the presence in the circulation pipe 2 and the purification system pipe 69 is the same as in the first embodiment. Water to be discharged as waste liquid. Thereby, the chemical decontamination method of a present Example is complete | finished.

本実施例は実施例1で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、炭素鋼製の浄化系配管69と共にステンレス鋼製の再循環系配管に、酸化除染液及び還元除染液を供給できるので、材質の異なる配管の化学除染を併せて行うことができる。   In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, the oxidation decontamination liquid and the reduction decontamination liquid can be supplied to the stainless steel recirculation system pipe together with the carbon steel purification system pipe 69, so that chemical decontamination of pipes of different materials is performed together. be able to.

本実施例の化学除染方法は化学除染装置1Aを用いて行うこともできる。さらに、本実施例は、後述の実施例4で用いる化学除染装置1Bを用いて行うこともできる。   The chemical decontamination method of the present embodiment can also be performed using the chemical decontamination apparatus 1A. Furthermore, this embodiment can also be performed by using the chemical decontamination apparatus 1B used in Embodiment 4 described later.

本発明の他の好適な実施例である実施例4の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を、図10を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法は、沸騰水型原子力プラント(BWRプラント)に適用した例である。   A method for chemically decontaminating carbon steel members of a nuclear power plant according to embodiment 4 which is another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant according to this embodiment is an example applied to a boiling water nuclear power plant (BWR plant).

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法では、図10に示す化学除染装置1Bが用いられる。化学除染装置1Bは、化学除染装置1においてサージタンク13内に設置されるバブラー15の替りにマイクロバブル発生ポンプ(マイクロバブル発生装置)85を設けた構成を有する。マイクロバブル発生ポンプ85は、配管47と循環配管2の接続点と弁34の間の循環配管2に接続された配管87に設置される。配管87には弁86が設けられる。また、配管87は、サージタンク13内に設置されたマイクロバブル噴出管88に接続される。酸素ガス供給装置16の酸素ガス供給管19がマイクロバブル発生ポンプ85に接続される。化学除染装置1Bの他の構成は化学除染装置1と同じである。   In the chemical decontamination method for carbon steel members of the nuclear power plant of this embodiment, a chemical decontamination apparatus 1B shown in FIG. 10 is used. The chemical decontamination apparatus 1 </ b> B has a configuration in which a microbubble generation pump (microbubble generation apparatus) 85 is provided instead of the bubbler 15 installed in the surge tank 13 in the chemical decontamination apparatus 1. The microbubble generation pump 85 is installed in a pipe 87 connected to the circulation pipe 2 between the connection point between the pipe 47 and the circulation pipe 2 and the valve 34. The pipe 87 is provided with a valve 86. The pipe 87 is connected to a microbubble jet pipe 88 installed in the surge tank 13. The oxygen gas supply pipe 19 of the oxygen gas supply device 16 is connected to the microbubble generation pump 85. Other configurations of the chemical decontamination apparatus 1B are the same as those of the chemical decontamination apparatus 1.

本実施例の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法も、実施例1の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法と同様に、BWRプラントの運転停止後において、例えば、炭素鋼製の浄化系配管69に対して実施される。化学除染装置1Bの循環配管2の両端部が、実施例1と同様に、浄化系配管69に接続される。その後、実施例1のステップS2〜S8の各工程が実施される。本実施例におけるステップS4の工程におけるシュウ酸水溶液への酸素ガスの供給を、図10を用いて具体的に説明する。   Similarly to the chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the first embodiment, the chemical decontamination method for the carbon steel member of the nuclear power plant according to the present embodiment is, for example, made of carbon steel after the operation of the BWR plant is stopped. This is performed for the purification system pipe 69. Both ends of the circulation pipe 2 of the chemical decontamination apparatus 1B are connected to the purification system pipe 69 as in the first embodiment. Then, each process of step S2-S8 of Example 1 is implemented. The supply of oxygen gas to the oxalic acid aqueous solution in the step S4 in the present embodiment will be specifically described with reference to FIG.

マイクロバブル発生ポンプ85を駆動する。循環配管2内を流れるシュウ酸水溶液が配管87を通してマイクロバブル発生ポンプ85に供給され、マイクロバブル発生ポンプ85から排出されたシュウ酸水溶液がサージタンク13内に導かれる。弁18を開いて酸素ガスボンベ17内の酸素ガスを、酸素ガス供給管19を通して駆動しているマイクロバブル発生ポンプ85に供給する。マイクロバブル発生ポンプ85に酸素ガスを供給することによって、マイクロバブル発生ポンプ85に供給されたシュウ酸水溶液中において、酸素ガスのバイクロバブルが生成される。多数のマイクロバブルを含むシュウ酸水溶液は、配管87を通ってサージタンク13内に設けられたマイクロバブル噴出管88に導かれ、このマイクロバブル噴出管88からサージタンク13内のシュウ酸水溶液中に噴出される。   The microbubble generation pump 85 is driven. The oxalic acid aqueous solution flowing in the circulation pipe 2 is supplied to the microbubble generating pump 85 through the pipe 87, and the oxalic acid aqueous solution discharged from the microbubble generating pump 85 is guided into the surge tank 13. The valve 18 is opened to supply the oxygen gas in the oxygen gas cylinder 17 to the microbubble generating pump 85 driven through the oxygen gas supply pipe 19. By supplying oxygen gas to the microbubble generation pump 85, oxygen gas bicro bubbles are generated in the oxalic acid aqueous solution supplied to the microbubble generation pump 85. The oxalic acid aqueous solution containing a large number of microbubbles is guided to the microbubble jet pipe 88 provided in the surge tank 13 through the pipe 87, and the microbubble jet pipe 88 enters the oxalic acid aqueous solution in the surge tank 13. Erupted.

酸素ガスのマイクロバブルは、実施例1においてバブラー15で発生させた酸素ガスの気泡と異なり、噴出された酸素ガスの一部の気泡がサージタンク13内のシュウ酸水溶液中を直ぐに上昇してシュウ酸水溶液の液面上方に達することは無くなる。このため、酸素ガスの多数のマイクロバブルは、サージタンク13内のシュウ酸水溶液中に滞留することができる。90℃でpHが2,5の、酸素ガスの多数のマイクロバブルを含むシュウ酸水溶液が、循環ポンプ26及び20によって循環配管2から浄化系配管69に供給される。   Unlike the bubbles of oxygen gas generated by the bubbler 15 in the first embodiment, the oxygen gas microbubbles immediately rise in the oxalic acid aqueous solution in the surge tank 13 as a part of the blown oxygen gas bubbles. It does not reach the upper surface of the acid aqueous solution. For this reason, many micro bubbles of oxygen gas can stay in the oxalic acid aqueous solution in the surge tank 13. An aqueous oxalic acid solution containing a large number of microbubbles of oxygen gas having a pH of 2 and 5 at 90 ° C. is supplied from the circulation pipe 2 to the purification system pipe 69 by the circulation pumps 26 and 20.

酸素ガスのマイクロバブルは、シュウ酸水溶液を用いた還元除染によって、浄化系配管69の内面に形成された酸化皮膜及び浄化系配管69の母材からシュウ酸水溶液に溶出したFe2+との酸化反応によってシュウ酸水溶液中で消失する溶存酸素を補給することができる。シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度が低下すると、マイクロバブル内の酸素がシュウ酸水溶液に溶解する。このため、酸素ガスのマイクロバブルは、Fe2+の発生量が多くてシュウ酸水溶液中の溶存酸素が消費され易い浄化系配管69内で、シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度を高めてFe2+の酸化を促進する効果が有る。これにより、シュウ酸水溶液内でのシュウ酸鉄(II)の生成がより抑制され、浄化系配管69の内面へのシュウ酸鉄(II)の析出が抑制される。この結果、浄化系配管6に形成された放射性核種を含む酸化皮膜が、シュウ酸水溶液によって溶解され易くなる。 Oxygen gas microbubbles are formed by reductive decontamination using an oxalic acid aqueous solution and an oxide film formed on the inner surface of the purification system pipe 69 and Fe 2+ eluted from the base material of the purification system pipe 69 into the oxalic acid aqueous solution. Dissolved oxygen that disappears in the oxalic acid aqueous solution by the oxidation reaction can be replenished. When the dissolved oxygen concentration of the oxalic acid aqueous solution decreases, the oxygen in the microbubbles dissolves in the oxalic acid aqueous solution. Therefore, microbubbles oxygen gas, in generating a large amount of dissolved oxygen in the oxalic acid aqueous solution is consumed easily clean piping within 69 Fe 2+, it enhances the dissolved oxygen concentration in the oxalic acid aqueous Fe 2+ Has the effect of promoting the oxidation of. Thus, generation of iron oxalate in the aqueous solution of oxalic acid (II) is suppressed, precipitation of oxalate to the inner surface of the purification of piping 69 (II) is suppressed. As a result, oxide film containing radioactive nuclides formed purification of piping 6 9, likely to be dissolved by oxalic acid solution.

酸化皮膜の溶解によりシュウ酸水溶液の、放射性核種、Fe2+及びFe3+等の金属陽イオンの濃度が上昇するため、本実施例でも、実施例1と同様に、シュウ酸水溶液を陽イオン交換樹脂塔23に供給し(ステップS6)、シュウ酸に含まれる金属陽イオンを陽イオン交換樹脂塔23で除去する。 Since the concentration of the metal cation such as radionuclide, Fe 2+ and Fe 3+ in the oxalic acid aqueous solution increases due to dissolution of the oxide film, the oxalic acid aqueous solution is converted into a cation in this example as well as in Example 1. It supplies to the exchange resin tower 23 (step S6), and the metal cation contained in the oxalic acid is removed by the cation exchange resin tower 23.

本実施例は実施例1で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、酸素ガスのバイクロバブルをシュウ酸水溶液に注入するので、シュウ酸水溶液に酸素ガスを効率良く溶解させることができると共に、シュウ酸水溶液への酸素の溶解量が増大する。特に、シュウ酸水溶液の溶存酸素が溶出したFe2+の酸化によって消費された場合には、浄化系配管69内において、シュウ酸水溶液に含まれる酸素ガスのバイクロバブルから酸素をシュウ酸水溶液に溶存酸素として補給することができる。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Furthermore, in this embodiment, since oxygen gas bicyclo bubbles are injected into the oxalic acid aqueous solution, the oxygen gas can be efficiently dissolved in the oxalic acid aqueous solution, and the amount of dissolved oxygen in the oxalic acid aqueous solution increases. . In particular, when the dissolved oxygen in the oxalic acid aqueous solution is consumed by the oxidation of the eluted Fe 2+ , oxygen is converted into the oxalic acid aqueous solution from the oxygen gas bicro bubbles contained in the oxalic acid aqueous solution in the purification system pipe 69. Can be replenished as dissolved oxygen.

化学除染装置1Aと同様に、ギ酸注入装置80を化学除染装置1Bの循環配管2に接続することによって、ギ酸注入装置80を有する化学除染装置1Bを用いて、実施例2の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法を行うことができる。   Similarly to the chemical decontamination apparatus 1A, the formic acid injection apparatus 80 is connected to the circulation pipe 2 of the chemical decontamination apparatus 1B, thereby using the chemical decontamination apparatus 1B having the formic acid injection apparatus 80, and the nuclear power plant of Example 2. The chemical decontamination method for carbon steel members can be performed.

実施例1ないし4のそれぞれの化学除染方法は、加圧水型原子力プラントにも適用することができる。   Each chemical decontamination method of Examples 1 to 4 can also be applied to a pressurized water nuclear plant.

1,1A,1B…化学除染装置、2…循環配管、3…pH調整剤注入装置、4,9,81…薬液タンク、5,10,82…注入ポンプ、7,12,84…注入配管、8…過酸化水素注入装置、13…サージタンク、14…加熱装置、15…バブラー、16…酸素ガス供給装置、20,26…循環ポンプ、22…冷却器、23…陽イオン交換樹脂塔、24…混床樹脂塔、25…分解装置、50…原子炉、51…原子炉圧力容器、52…炉心、55…再循環系配管、60…給水配管、69…浄化系配管、76,76A…放射線検出器、80…ギ酸注入装置、85…マイクロバブル発生ポンプ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B ... Chemical decontamination apparatus, 2 ... Circulation piping, 3 ... pH adjuster injection apparatus, 4, 9, 81 ... Chemical tank, 5, 10, 82 ... Injection pump, 7, 12, 84 ... Injection piping 8 ... hydrogen peroxide injection device, 13 ... surge tank, 14 ... heating device, 15 ... bubbler, 16 ... oxygen gas supply device, 20, 26 ... circulation pump, 22 ... cooler, 23 ... cation exchange resin tower, 24 ... Mixed bed resin tower, 25 ... Decomposition unit, 50 ... Reactor, 51 ... Reactor pressure vessel, 52 ... Core, 55 ... Recirculation system piping, 60 ... Feed water piping, 69 ... Purification system piping, 76, 76A ... Radiation detector, 80 ... formic acid injection device, 85 ... microbubble generating pump.

Claims (10)

シュウ酸水溶液に酸素ガスを供給して前記シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度を飽和するまで増大させ、
前記溶存酸素濃度が飽和した前記シュウ酸水溶液を用いて原子力プラントの構造部材である炭素鋼部材の還元除染を行い、
前記炭素鋼部材の前記還元除染を行った前記シュウ酸水溶液を、陽イオン交換樹脂に接触させることを特徴とする原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。
Supply oxygen gas to the oxalic acid aqueous solution to increase the dissolved oxygen concentration of the oxalic acid aqueous solution until saturation ,
Reducing decontamination of carbon steel members that are structural members of nuclear power plants using the oxalic acid aqueous solution saturated with the dissolved oxygen concentration,
A chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant, wherein the oxalic acid aqueous solution subjected to the reduction decontamination of the carbon steel member is brought into contact with a cation exchange resin.
前記酸素ガスは酸素ガスのマイクロバブルとして前記シュウ酸水溶液に注入される請求項1に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。   The method for chemical decontamination of carbon steel members for a nuclear power plant according to claim 1, wherein the oxygen gas is injected into the oxalic acid aqueous solution as microbubbles of oxygen gas. 前記シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸を分解するシュウ酸分解工程が終了した後に、ギ酸を含む水溶液を用いて、前記炭素鋼部材の表面に存在するシュウ酸鉄(II)を溶解する請求項1または2に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。   The iron (II) oxalate present on the surface of the carbon steel member is dissolved using an aqueous solution containing formic acid after the oxalic acid decomposition step for decomposing oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution is completed. Or the chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of 2. 第1配管及び前記第1配管に設けられたサージタンクを有する化学除染装置の前記第1配管を、原子炉圧力容器に連絡される、原子力プラントの炭素鋼部材である第2配管に接続し、
前記サージタンク内にシュウ酸を供給してシュウ酸水溶液を生成し、
前記シュウ酸水溶液に酸素ガスを供給して前記シュウ酸水溶液の溶存酸素濃度を飽和するまで増大させ、
前記溶存酸素濃度が飽和した前記シュウ酸水溶液を前記第1配管を通して前記第2配管に供給して、前記第2配管の内面の還元除染を行い、
前記第2配管から排出された前記シュウ酸水溶液を、陽イオン交換樹脂に接触させることを特徴とする原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。
The first pipe of the chemical decontamination apparatus having a surge tank provided in the first pipe and the first pipe is connected to a second pipe that is a carbon steel member of a nuclear power plant that is communicated with a reactor pressure vessel. ,
Supply oxalic acid into the surge tank to produce an oxalic acid aqueous solution,
Supplying oxygen gas to the oxalic acid aqueous solution to increase the dissolved oxygen concentration of the oxalic acid aqueous solution until saturation ,
Supplying the oxalic acid aqueous solution saturated with the dissolved oxygen concentration to the second pipe through the first pipe, and performing reductive decontamination of the inner surface of the second pipe;
A chemical decontamination method for a carbon steel member of a nuclear power plant, wherein the oxalic acid aqueous solution discharged from the second pipe is brought into contact with a cation exchange resin.
前記第1配管の両端部が前記第2配管に接続され、前記第1配管及び前記第2配管を含む閉ループが形成され、前記シュウ酸水溶液の前記陽イオン交換樹脂への接触は、前記シュウ酸水溶液を、前記サージタンクよりも上流で前記第1配管に設けられた、前記陽イオン交換樹脂を内部に有する陽イオン交換樹脂塔に供給することにより行われる請求項4に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。   Both ends of the first pipe are connected to the second pipe, a closed loop including the first pipe and the second pipe is formed, and the contact of the aqueous oxalic acid solution with the cation exchange resin is caused by the oxalic acid. 5. The nuclear plant carbon according to claim 4, wherein the aqueous solution is supplied to a cation exchange resin tower provided in the first pipe upstream of the surge tank and having the cation exchange resin therein. Chemical decontamination method for steel members. 前記第2配管から排出された前記シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸を分解する請求項4に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。   The chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant of Claim 4 which decomposes | disassembles the oxalic acid contained in the said oxalic acid aqueous solution discharged | emitted from the said 2nd piping. 前記シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸を分解するシュウ酸分解工程が終了した後に、ギ酸を前記第1配管内に注入し、
前記第2配管の内面に存在するシュウ酸鉄(II)を溶解する請求項6に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。
After completion of the oxalic acid decomposition step for decomposing oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution, formic acid is injected into the first pipe,
The method for chemical decontamination of carbon steel members of a nuclear power plant according to claim 6, wherein iron (II) oxalate existing on the inner surface of the second pipe is dissolved.
前記原子炉圧力容器に接続された、原子力プラントのステンレス鋼部材である第3配管に、前記化学除染装置の前記第1配管の一端部を接続して、前記第3配管に接続された前記第2配管に、前記化学除染装置の前記第1配管の他端部を接続し、前記第1配管、前記第2配管及び前記第3配管を含む閉ループを形成し、
酸化除染液を、前記第1配管を通して前記第2配管及び前記第3配管に供給して、前記第3配管の内面の酸化除染を行い、
前記酸化除染液による前記第3配管の酸化除染が終了した後、前記溶存酸素濃度を増大させた前記シュウ酸水溶液を前記第1配管を通して前記第2配管及び前記第3配管に供給して、前記シュウ酸水溶液を用いた前記第2配管の内面の還元除染を行うときに、前記シュウ酸水溶液を用いた前記第3配管の内面の還元除染を実施する請求項4に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。
One end of the first pipe of the chemical decontamination apparatus is connected to a third pipe that is a stainless steel member of a nuclear power plant connected to the reactor pressure vessel, and the third pipe is connected to the third pipe. Connecting the other end of the first pipe of the chemical decontamination device to a second pipe to form a closed loop including the first pipe, the second pipe and the third pipe;
An oxidative decontamination solution is supplied to the second pipe and the third pipe through the first pipe, and oxidative decontamination of the inner surface of the third pipe is performed,
After the oxidative decontamination of the third pipe with the oxidative decontamination liquid is completed, the oxalic acid aqueous solution with the increased dissolved oxygen concentration is supplied to the second pipe and the third pipe through the first pipe. 5. The nuclear power according to claim 4, wherein reductive decontamination of the inner surface of the third pipe using the oxalic acid aqueous solution is performed when reductive decontamination of the inner face of the second pipe using the oxalic acid aqueous solution is performed. A chemical decontamination method for carbon steel components in a plant.
前記酸素ガスは酸素ガスのマイクロバブルとして前記サージタンク内の前記シュウ酸水溶液に注入される請求項4または8に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。   The method of chemical decontamination of carbon steel members for a nuclear power plant according to claim 4 or 8, wherein the oxygen gas is injected into the oxalic acid aqueous solution in the surge tank as microbubbles of oxygen gas. 前記シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸を分解するシュウ酸分解工程が終了した後に、ギ酸を含む水溶液を用いて、前記第2配管の内面に存在するシュウ酸鉄(II)を溶解する請求項8に記載の原子力プラントの炭素鋼部材の化学除染方法。   The iron (II) oxalate present on the inner surface of the second pipe is dissolved using an aqueous solution containing formic acid after the oxalic acid decomposition step for decomposing oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution is completed. The chemical decontamination method of the carbon steel member of the nuclear power plant as described in 2.
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