JP6470467B1 - 除染実施方法 - Google Patents

Abstract

【課題】原子炉圧力容器またはこの原子炉圧力容器を含む系統の化学除染をより効率的に実施できること。【解決手段】蒸気出口ノズル２７に接続された主蒸気配管を備える原子炉圧力容器１３等を除染対象にして化学除染を行う除染実施方法において、主蒸気配管が切断された切断箇所を閉止した状態で、原子炉圧力容器に設けられた給水ノズル１２及び給水スプレイノズル１５のうち少なくとも一方と、制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８及びドレンノズル３０のうち少なくとも一方とを、原子炉圧力容器の外部に設置された仮設系統３００Ａを用いて接続して、原子炉圧力容器及び仮設系統を含む循環経路４０１を構築するステップと、循環経路４０１に除染液を流通させるステップと、閉止されている主蒸気配管に貯溜した除染液を仮設系統へドレンするステップと、を有するものである。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、沸騰水型原子力プラントの除染実施方法に関する。

原子炉の廃止措置においては、原子炉運転停止後に炉内より燃料が取り出され、その後、原子炉圧力容器を含む系統の解体前除染が実施される。原子炉圧力容器を含む系統は例えば原子炉一次系統であり、原子炉圧力容器（ＲＰＶ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｅｓｓｅｒ Ｖｅｓｓｅｌ）、原子炉再循環（ＰＬＲ：Ｐｒｉｍａｒｙ Ｌｏｏｐ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）系統、原子炉冷却材浄化（ＣＵＷ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｃｌｅａｎ−Ｕｐ）系統、及び残留熱除去（ＲＨＲ：Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｈｅａｔ Ｒｅｍｏｖａｌ）系統を含む系統である。

原子炉圧力容器を含む系統を化学除染する場合、除染液を満たすべき系統容量が数百ｍ^３にまで及ぶ。従来、原子炉圧力容器内部の化学除染には、原子炉一次系統に本設された機器であるＰＬＲポンプで除染液を循環させて除染を行う方法が採用されてきた。このＰＬＲポンプは、膨大な循環流量を確保することができ、大きな線流速を得ることができる。一方、ＰＬＲポンプを稼働させず、仮設ポンプの稼働により除染液を循環させて、化学除染を実施する技術も開示されている。

特開２０００−６５９８９号公報 特開２０１７−２２３５２４号公報

本発明の実施形態は、ＰＬＲポンプを起動させずに仮設ポンプを用いて化学除染を行う場合に、原子炉圧力容器またはこの原子炉圧力容器を含む系統の化学除染をより効率的に実施する除染実施方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態における除染実施方法は、蒸気出口ノズルに接続された主蒸気配管を備える原子炉圧力容器またはこの原子炉圧力容器を含む系統を除染対象にして化学除染を行う除染実施方法において、前記主蒸気配管が切断された切断箇所を閉止した状態で、前記原子炉圧力容器に設けられた第１ノズルとこの第１ノズルよりも前記原子炉圧力容器の下方に設けられた第２ノズルとを、前記原子炉圧力容器の外部に設置された仮設系統を介して接続し、前記第１ノズル、前記原子炉圧力容器、前記第２ノズル及び前記仮設系統を含む循環経路を構築するステップと、前記循環経路に除染液を流通させるステップと、閉止されている前記主蒸気配管に貯溜した前記除染液を前記仮設系統へドレンするステップと、を有し、前記仮設系統は、前記循環経路の前記除染液を循環させる仮設ポンプ、前記除染液に薬剤を供給する薬剤供給部、前記循環経路の前記除染液の温度を調整する温度調整器、前記仮設系統と前記第１ノズルを接続する第１仮設配管、及び前記仮設系統と前記第２ノズルを接続する第２仮設配管を備えることを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、原子炉圧力容器またはこの原子炉圧力容器を含む系統の化学除染をより効率的に実施できる。

第１実施形態に係る除染実施方法が除染対象とする原子力プラントの概略構成図。 第１実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第１実施形態に係る除染実施方法を示すフローチャート。 第２実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第３実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第３実施形態に係る除染実施方法であって除染液を逆流循環させた状態を示す説明図。 第４実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第４実施形態に係る除染実施方法で除染液を逆流循環させた状態を示す説明図。 第５実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第６実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第７実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。 第８実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ｉ］第１実施形態（図１〜図３）
図１は、第１実施形態に係る除染実施方法が除染対象とする原子力プラントの概略構成図である。また、図２は、第１実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。

１．本設系統
まず、原子炉圧力容器１３（ＲＰＶ：Ｒｅａｃｔｏｒ Ｐｒｅｓｓｅｒ Ｖｅｓｓｅｌ）、原子炉再循環系統（ＰＬＲ系統：Ｐｒｉｍａｒｙ Ｌｏｏｐ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）２００及びその周辺の本設系統について説明する。

沸騰水型原子炉プラント９においては、原子炉圧力容器１３内に炉心１０が収容され、この炉心１０を囲む炉心シュラウド１１と原子炉圧力容器１３との間に、環状のダウンカマ１４が形成される。このダウンカマ１４には、例えば１６台または２０台のジェットポンプ１６が環状に所定間隔で配置される。炉心シュラウド１１には、炉心１０の上方を覆うシュラウドヘッド１７が固定して設けられる。このシュラウドヘッド１７に気水分離器１８が設置され、この気水分離器１８の上方に蒸気乾燥器１９が設けられる。

原子炉圧力容器１３の頭頂部には、上蓋冷却スプレイノズル１、上蓋計装ノズル２及びベントノズル３が設置される。このうちの上蓋冷却スプレイノズル１に、一次冷却材などの液体を散布するＲＨＲ（残留熱除去）ヘッドスプレイ管２６が接続されている。

原子炉圧力容器１３の外側には、ＰＬＲ系統２００が２系統もしくは３系統設けられる。原子炉圧力容器１３内のダウンカマ１４の下部から再循環水出口ノズル２０を経てＰＬＲ系統２００へ流出した一次冷却材は、ＰＬＲ系統２００に設けられたＰＬＲポンプ２１によって昇圧される。ＰＬＲポンプ２１に流入する一次冷却材の流量は、ＰＬＲポンプ２１のそれぞれ吸入側、吐出側に設けられたＰＬＲ吸入弁２２、ＰＬＲ吐出弁２３により調整される。

一次冷却材は、再循環水入口ノズル２４を経てジェットポンプ１６に導かれ、ジェット駆動流体としてジェットポンプ１６のノズルから噴出し、ダウンカマ１４の上部の一次冷却材を吸い込んでジェット流とする。ジェットポンプ１６から噴出した一次冷却材は、炉心１０を通過中に加熱されて気液二相流になる。気水分離器１８内に送られた気液二相流は蒸気と水に分離され、蒸気は更に蒸気乾燥器１９で湿分が取り除かれた後に、原子炉圧力容器１３の上部の蒸気出口ノズル２７から流出して、図示しないタービン系統へ供給される。なお、上記構成は原子力発電プラントの一例であり、プラントによっては、ジェットポンプが無い場合もある。

タービン系で仕事をした一次冷却材としての蒸気は、図示しない復水器により復水となり、図示しない給水加熱器により加熱されて給水となって、原子炉圧力容器１３に設けられた給水ノズル１２に導かれる。この給水ノズル１２には、原子炉圧力容器１３の内壁に沿って環状に形成された給水スプレイリング１２Ａが接続される。給水ノズル１２に導かれた給水としての一次冷却材は、給水スプレイリング１２Ａから原子炉圧力容器１３内に供給される。

また、原子炉圧力容器１３内には、給水スプレイノズル１２Ａの下方に、原子炉圧力容器１３の内壁に沿って環状に形成された炉心スプレイリング１５Ａが配置される。この炉心スプレイリング１５Ａは、給水ノズル１２と略同一高さで原子炉圧力容器１３に設けられた炉心スプレイノズル１５に接続される。炉心１０の非常時に炉心スプレイノズル１５を経て炉心スプレイリング１５Ａから一次冷却材が炉心１０に注水される。

原子炉圧力容器１３において、気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９で分離された水は、炉心シュラウド１１と原子炉圧力容器１３との間のダウンカマ１４に流下し、ジェットポンプ１６に吸い込まれて炉心１０へ導かれ、原子炉圧力容器１３内を循環する。

また、原子炉圧力容器１３の底部には、制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８及びドレンノズル３０が設置されている。制御駆動機構ハウジング２９は図示しない制御棒駆動機構を収容し、この制御棒駆動機構が図示しない制御棒を駆動して炉心１０の出力を制御する。また、中性子束計測ハウジング２８内には、図示しない中性子束計測器が収容され、この中性子束計測器が炉心１０における中性子束を計測する。また、ドレンノズル３０はボトムドレンライン３１に接続されて、原子炉圧力容器１３内の炉水を排出する。

原子炉圧力容器１３、ＰＬＲ系統２００、タービン系統をそれぞれ流れる一次冷却材には腐食生成物が発生し、このうち、炉心１０を通過して放射化された腐食生成物は、ＰＬＲ系統２００の構成機器（２０〜２４）を含む各種機器に付着し堆積して放射線源になる。従って、廃炉時における作業員の被ばく線量低減対策として、汚染された配管・機器などに対して化学除染等を実施する必要がある。第１実施形態を含む各実施形態の除染実施方法及び除染実施装置は、このような原子炉圧力容器１３または原子炉圧力容器１３を含むＰＬＲ系統２００等を主な除染対象として化学除染を行うものである。

各実施形態では、上述した原子炉圧力容器１３、ＰＬＲ系統２００及びＲＨＲヘッドスプレイ管２６が本設系統である。各図では、ＰＬＲ系統２００及びＲＨＲヘッドスプレイ管２６を太い破線で表記している。また、説明の簡略化のため、原子炉圧力容器１３に接続されている他の本設系統は省略している。また、図中において、原子炉圧力容器１３を中心に対称性を有して左右に設けられた構成を「左側ＰＬＲ系統２００Ｌ」などと、適宜「右側」、「左側」の語を付して称する。

２．除染実施装置１００Ａ
次に、除染実施方法を実施する除染実施装置１００Ａについて説明する。この除染実施装置１００Ａは、蒸気出口ノズル２７を閉止する閉止プラグ４０と、原子炉圧力容器１３の外部に設置されて、除染液が循環する循環経路４０１を構築する仮設系統３００Ａと、を有して構成される。

閉止プラグ４０は、例えば気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９が原子炉圧力容器１３内から除去されている場合には、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７を原子炉圧力容器１３の内側から閉止する。また、閉止プラグ４０は、例えば原子炉圧力容器１３内に気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９が存在している場合には、蒸気出口ノズル２７に接続された図示しない主蒸気配管を切断し、この切断箇所に閉止プラグ４０を閉止することで蒸気出口ノズル２７を閉止する。但し、閉止プラグ４０が主蒸気配管の切断箇所を閉止する場合には、原子炉圧力容器１３内の除染液（後述）の濃度が低くなって除染効果が低下した時点で、主蒸気配管に貯溜した除染液の混入した液体（水）を仮設系統３００Ａへドレンする場合がある。

仮設系統３００Ａは、この仮設系統３００Ａを第１ノズル（後述）に、除染液が流通可能に接続させる第１仮設配管３９と、仮設系統３００Ａを第２ノズル（後述）に、除染液が流通可能に接続させる第２仮設配管４８と、これらの第１仮設配管３９及び第２仮設配管４８を接続する第３仮設配管５６と、を有して構成される。更に、仮設系統３００Ａは、第１仮設配管３９、第２仮設配管４８または第３仮設配管５６（本第１実施形態では第１仮設配管３９）に配置された仮設ポンプ２５と、第３仮設配管５６に配置された薬剤供給部としての薬剤調製部５０及びオゾン発生器５１と、温度調整器としての熱交換器４９と、浄化系統５７と、を有して構成される。

前記第１ノズルは、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方（本第１実施形態では、４個の給水ノズル１２と２個の炉心スプレイノズル１５の全てまたは一部）である。第１仮設配管３９は、本第１実施形態では、これらの給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方に直接接続されるが、これらの給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５のそれぞれに接続された配管に接続されてもよい。

前記第２ノズルは、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方（本第実施形態では、複数本の制御棒駆動機構ハウジング２９と複数本の中性子束計測ハウジング２８と１個のドレンノズル３０のそれぞれ全てまたは一部）である。このうちのドレンノズル３０はボトムドレンライン３１に接続されている。第２仮設配管４８は、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とボトムドレンライン３１の少なくとも一方に直接接続されてもよいが、本第１実施形態では、制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８及びボトムドレンライン３１に接続された炉底ヘッダ配管３２に接続される。この炉底ヘッダ配管３２に炉底弁６９が配設されている。

仮設系統３００Ａの第１仮設配管３９、第２仮設配管４８及び第３仮設配管５６によって、原子炉圧力容器１３の給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方と、これらの給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５よりも原子炉圧力容器１３の下方に設けられた制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方とが、除染液を流通可能に接続されて循環経路４０１が構築される。

従って、循環経路４０１は、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された状態で、仮設系統３００Ａ、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、上蓋冷却スプレイノズル１と上蓋計装ノズル２とベントノズル３の１個または２個、原子炉圧力容器１３、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方、及び仮設系統３００Ａを巡る経路であり、仮設系統３００Ａの仮設ポンプ２５の作用で原子炉圧力容器１３内の上方から下方へ除染液を流動させて、この除染液を循環させる。

つまり、除染液は、循環経路４０１内を循環する際に、原子炉圧力容器１３内から制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方を経て仮設系統３００Ａに抜き出され、仮設系統３００Ａから給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方を経て、更に、上蓋冷却スプレイノズル１と上蓋計装ノズル２とベントノズル３の１個または２個を経て原子炉圧力容器１３内に流入する。

これらの第１仮設配管３９、第２仮設配管４８及び第３仮設配管５６を含む仮設系統３００Ａの配管構成について更に詳説する。

仮設系統３００Ａでは、左右の各ＰＬＲ系統２００に対して、ＰＬＲポンプ２１とＰＬＲ吐出弁２３との間にＰＬＲボトム配管３３が接続され、ＰＬＲ吐出弁２３の下流側にＰＬＲミドル配管３４が接続される。このうちのＰＬＲボトム配管３３は、第２仮設配管４８に接続される。

また、右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒは、左右連結配管３４Ｃを介して左側ＰＬＲミドル配管３４Ｌに接続されて、右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒを流通する除染液が左側ＰＬＲミドル配管３４Ｌに供給される。なお、図中の左右連結配管３４Ｃ上に記載された２箇所の丸Ａは、互いに連続していることを示す。左右連結配管３４Ｃには左右連結弁３７が設けられる。

また、右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒには、左右連結配管３４Ｃへの接続点とＰＬＲ系統２００への接続点との間にＰＬＲミドル弁３８が設けられる。この右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒは、給水ノズル１２または炉水スプレイノズル１５に接続される第１仮設配管３９にＴ字状に接続される。更に、右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒは第１仮設配管３９において、仮設ポンプ２５とノズル弁４７（後述）との間に接続される。

第１仮設配管３９には、除染液の循環を逆転させるための第１逆流配管４１が、仮設ポンプ２５及びノズル弁４７を挟む位置に環状に接続される。この第１逆流配管４１には、除染液の順方向の循環時に閉止される第１逆流弁４２が設けられる。また、第２逆流弁６１を有する第２逆流配管６２が、仮設ポンプ２５と並列に、右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒと第３仮設配管５６に接続される。この第３仮設配管５６には、第２逆流配管６２への接続点と第１仮設配管３９への接続点との間に、第３逆流弁６３が設けられる。

また、第１仮設配管３９から、ＲＨＲヘッドスプレイ管２６に接続されるヘッドスプレイ管接続配管４４が分岐する。このヘッドスプレイ管接続配管４４にはヘッドスプレイ管接続弁４６が設けられる。また、第１仮設配管３９において、右側ＰＬＲミドル配管３４Ｒへの接続点とヘッドスプレイ管接続配管４４への接続点との間に、ノズル弁４７が設けられる。

ヘッドスプレイ管接続配管４４に接続されたＲＨＲヘッドスプレイ管２６は、本来上蓋冷却スプレイノズル１に接続されているが、除染実施装置１００Ａの構成としては、上蓋冷却スプレイノズル１と上蓋計装ノズル２とベントノズル３のいずれか１個または２個に接続される。ＲＨＲヘッドスプレイ管２６が接続されていない上蓋冷却スプレイノズル１、上蓋計装ノズル２、ベントノズル３のいずれかは、原子炉圧力容器１３内に除染液が注入される際にこの原子炉圧力容器１３内の空気等の気体を排出したり、除染液に注入される薬剤としての還元剤が分解したときに発生するガスを排出するためのエアベントとして利用される。

また、原子炉圧力容器１３には、この原子炉圧力容器１３内で発生したガスを排出する排ガス処理系統６４が接続されている。この排ガス処理系統６４はガス処理機構６５を備え、除染液にオゾンガスが酸化剤として注入された場合に原子炉圧力容器１３内で発生したガスを、ガス処理機構６５により処理して排出する。

仮設系統３００Ａの前記熱交換器４９は、仮設系統３００Ａを流れる除染液を加熱または冷却して所定温度に調整する。また、仮設系統３００Ａの薬剤調製部５０は、第３仮設配管５６内を流れる除染液に、調製ポンプ４５の稼働により薬剤を供給して、薬剤の除染液中の含有量を調整する。薬剤は酸化剤及び還元剤であり、酸化剤としてはオゾンまたは過マンガン酸塩が用いられ、還元剤としては有機酸が用いられる。酸化剤がオゾンの場合には、オゾン発生器５１からガスミキサ７５を介して除染液中にオゾンが注入される。

ここで、還元剤としての有機酸は、シュウ酸、ギ酸、ビルビン酸、グリオキシル酸、マロン酸、マレイン酸、クエン酸、アスコルビン酸の少なくとも一つが好ましい。つまり、化学除染では、通常、還元剤としてシュウ酸が好適に用いられる。このシュウ酸は、分解可能な有機酸のうちで酸解離定数（ｐＫａ）が小さく強い酸であるため、比較的低濃度での使用で除染効果を得ることができる。しかしながら、シュウ酸は、シュウ酸鉄の溶解度が低いため、鉄溶出が多い系統に対しては適さない場合がある。また、シュウ酸は水への溶解速度も遅いため、シュウ酸を高濃度に溶解することは難度が高い。

従って、例えばシュウ酸の使用が困難な場合には、常温から除染条件温度までの温度範囲で、水への溶解性を有する有機酸または液体状である有機酸を用いることが望ましい。酸解離定数（ｐＫａ）が約３以下と比較的低く、且つ上述の水への溶解性を有しまたは液体状である性質を有する有機酸としては、例えば、モノカルボン酸ではギ酸、ピルビン酸、グリオキシル酸などがあり、ジカルボン酸ではマロン酸、酒石酸、マレイン酸などがあり、トリカルボン酸ではクエン酸などがある。より高い除染効果を得るために、これらの有機酸を適宜複数使用してもよい。

仮設系統３００Ａの浄化系統５７は、除染液の浄化が必要な場合に稼働されるものであり、除染剤分解部５２、フィルタ５３及びイオン交換部５４を有して構成される。除染剤分解部５２は、例えば、紫外線で除染剤を分解する紫外線照射装置である。フィルタ５３は、除染液中の不溶解成分を除去する。イオン交換部５４は、溶解成分を除去するものであり、例えば、陽イオン交換樹脂塔と、陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を混合した混床樹脂塔と、の２種の樹脂塔を用いる。

このように構成された浄化系統５７は、浄化弁５９及び浄化ポンプ５５を備えた浄化系統配管５８に接続される。この浄化系統配管５８は第３仮設配管５６に環状に接続される。除染液の浄化が必要な際には、浄化弁５９が開弁され、浄化ポンプ５５が起動して、第３仮設配管５６を流れる除染液が浄化系統配管５８に誘導され、浄化系統５７の除染剤分解部５２、フィルタ５３、イオン交換部５４により順次浄化される。

なお、以上説明した除染実施装置１００Ａは、必ずしも全ての構成が含まれていなくてもよい。上述の構成のうち、以下で説明する各実施形態に係る除染実施方法が実施可能な構成が含まれていれば十分である。また、上記構成の説明は、除染実施装置１００Ａの仮設系統３００Ａに配置された弁及びポンプ等の各構成機器、及び配管の設置数及び位置を限定するものではない。例えば上述の構成には弁等が適宜追加されてもよい。

３．除染実施方法
次に、図２及び図３を用いて、除染実施方法を説明する。図２は、第１実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。また、図３は、第１実施形態に係る除染実施方法を示すフローチャートである。

除染実施方法では、まず、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７を閉止プラグ４０により閉止する（Ｓ１０）。この閉止プラグ４０は、原子炉圧力容器１３内に気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９が存在していない場合には、原子炉圧力容器１３の内側から蒸気出口ノズル２７を閉止する。原子炉圧力容器１３内に気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９が存在している場合には、蒸気出口ノズル２７に接続された図示しない主蒸気配管を切断し、この切断個所を閉止プラグ４０により閉止することで蒸気出口ノズル２７を閉止する。この蒸気出口ノズル２７の閉止により、蒸気出口ノズル２７を経て、除染液が原子炉圧力容器１３内に流入または原子炉圧力容器１３外へ抜き出されることが防止される。

次に、仮設系統３００Ａを用いて、原子炉圧力容器１３が除染液の流路になるように循環経路４０１を構築する（Ｓ１１）。ここで、このステップＳ１１は、前述のステップＳ１０と順序を入れ替え、ステップＳ１０の前に実施してもよい。また、第１実施形態では、図２に示されるように、炉底ヘッダ配管３２を除染液の循環経路４０１に含み、ＰＬＲ系統２００を循環経路４０１に含まない例で説明する。

具体的には、例えば第３逆流弁６３、ノズル弁４７、ヘッドスプレイ管接続弁４６、及び炉底ヘッダ配管３２に設けられた炉底弁６９が開弁される。一方、ＰＬＲ吸入弁２２、ＰＬＲ吐出弁２３、左右連結弁３７、ＰＬＲミドル弁３８、第１逆流弁４２、第２逆流弁６１及び浄化弁５９は閉弁される。なお、黒塗りの弁は閉弁状態、白塗りの弁は開弁状態を表す。

これにより、仮設系統３００Ａ、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、上蓋冷却スプレイノズル１と上蓋計装ノズル２とベントノズル３の１個または２個、原子炉圧力容器１３、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方、及び仮設系統３００Ａを巡る循環経路４０１が構築される。

炉心１０の燃料は、原子炉停止後に原子炉圧力容器１３から搬出されている。一方、ジェットポンプ１６、炉心シュラウド１１、気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９等の炉内機器は内蔵された状態であってよい。但し、気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９は、除染実施時には既に搬出されている場合もある。

次に、原子炉圧力容器１３内に除染液もしくは水張水を注入する（Ｓ１２）。この除染液は、水張水に薬剤調製部５０から薬剤が注入されたものであり、ＲＨＲヘッドスプレイ管２６を経て上蓋冷却スプレイノズル１と上蓋計装ノズル２とベントノズル１３のいずれか１個または２個から、更に、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方から原子炉圧力容器１３内に供給される。給水ノズル１２からの除染液は給水スプレイリング１２Ａにより、炉心スプレイノズル１５からの除染液は炉心スプレイリング１５Ａによりそれぞれ原子炉圧力容器１３の内壁面へ向かって噴射して供給される。除染液は、蒸気出口ノズル２７と同一高さ、またはこの蒸気出口ノズル２７よりも上方位置まで原子炉圧力容器１３内に供給されて貯溜される。

次に、仮設系統３００Ａとの接続弁を開放する（S１３）。例えば、接続弁として炉底弁６９を開放して、原子炉圧力容器１３内に貯溜された除染液を炉底ヘッダ配管３２へ引き抜く。原子炉圧力容器１３の底部には、不溶解成分のスラッジが堆積していることが多い。このスラッジは、原子炉圧力容器１３の底部の除染液の流れを阻害して、除染液の線流速を不足させることに加え、原子炉圧力容器１３の底部への除染液の接触をも阻害する。

そこで、第２仮設配管４８への除染液の回収箇所を、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方として、堆積したスラッジを直接回収する。このようにしてスラッジを回収することで、原子炉圧力容器１３の底部の除染液に線流速が付加されることに加え、除染液を原子炉圧力容器１３の底部に接触させて、除染効率を向上させることが可能になる。

次に、炉底ヘッダ配管３２から抜き出された除染液を、第２仮設配管４８を含む仮設系統３００Ａに抜き出して回収する（Ｓ１４）。回収された除染液は、仮設系統３００Ａの第３仮設配管５６を流れる間に、熱交換器４９で加熱または冷却されて温度が調整される。と同時に、薬剤調製部５０で調製された薬剤（還元剤、還元剤）が調製ポンプ４５により除染液に注入されて、その薬剤の除染液中の含有量が調整される。特に、酸化剤がオゾンの場合には、オゾン発生器５１からガスミキサ７５を介して除染液にオゾンが注入される。

次に、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７を閉止した状態で、仮設系統３００Ａの仮設ポンプ２５を稼働させて、この仮設系統３００Ａからの除染液を、第１仮設配管３９及びＲＨＲヘッドスプレイ管２６を経て原子炉圧力容器１３に返還し、仮設系統３００Ａと原子炉圧力容器１３を含む循環経路４０１内で除染液を循環させて、原子炉圧力容器１３内を化学除染する（Ｓ１５）。

第１仮設配管３９を流れた除染液は、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方を経て給水スプレイリング１２Ａ、炉心スプレイリング１５Ａからそれぞれ原子炉圧力容器１３内に供給されて返還される。また、ＲＨＲヘッドスプレイ管２６を流れた除染液は、上蓋冷却スプレイノズル１、上蓋計装ノズル２、ベントノズル３のいずれか１個または２個から原子炉圧力容器１３内に供給されて返還される。

また、循環経路４０１を除染液が循環する際には、化学除染の対象部位に対する除染液の流速に応じて除染液の通水時間を調整することが好ましい。通常、供用中のプラントの化学除染では、その後に続く点検作業工程への影響を低減するために、極力短時間に除染を実施することが求められる。しかしながら、廃止措置の場合には時間的制約が少ないため、除染液の線流速が遅くなる部位については通水時間を長くとることができる。そこで、本第１実施形態においては、仮設ポンプ２５の出力を制御して、除染液の線流速が遅くなる部位では除染液の通水時間を長くし、反対に除染液の線流速が速くなる部位では除染液の通水時間を短く調整する。

また、化学除染は、除染液に酸化剤を用いた酸化工程と、除染液に還元剤を用いた還元工程とを交互に切り替えながら除染することが望ましい。酸化剤としては、例えばオゾンまたは過マンガン酸塩を用いる。また、還元剤としては、シュウ酸、ギ酸、ビルビン酸、グリオキシル酸、マロン酸、マレイン酸、クエン酸、アスコルビン酸の少なくとも１つの有機酸を使用するのが望ましい。廃炉前除染を対象にしている各実施形態に係る除染実施方法は、除染液が接触する構成材への影響を考慮する必要性が低い。よって、除染液に添加する薬剤（酸化剤、還元剤）は、除染効果または扱いやすさを考慮して選択すればよい。

化学除染の実施中に除染液を浄化する必要があるか否かを判断し（Ｓ１６）、浄化する場合には、浄化弁５９を開弁すると共に浄化ポンプ５５を起動させて、除染液を浄化系統配管５８に誘導する（Ｓ１７）。浄化系統配管５８に誘導された除染液は、浄化系統５７の除染剤分離部５２、フィルタ５３及びイオン交換部５４により順次浄化される。この浄化された除染液は、仮設系統３００Ａから原子炉圧力容器１３に返還し、循環経路４０１を循環させて除染を継続する（Ｓ１５）。例えば、第１仮設配管３９及びＲＨＲヘッドスプレイ管２６から原子炉圧力容器１３内に除染液が供給される。

ステップＳ１６において、除染液の浄化が不要な場合（ＮＯの場合）には、除染対象としての原子炉圧力容器１３の化学除染が十分なされたか否かを判断する（Ｓ１８）。このステップＳ１８において、原子炉圧力容器１３の化学除染が十分になされたと判断した場合に化学除染を終了し、化学除染が十分でない場合にはステップＳ１４〜Ｓ１８を順次実施し、循環経路４０１において除染液を循環させて原子炉圧力容器１３の化学除染を継続する。

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）〜（４）を奏する。
（１）原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７を閉止プラグ４０により閉止した状態で、原子炉圧力容器１３及び仮設系統３００Ａを含む循環経路４０１に除染液を循環して流通させることから、蒸気出口ノズル２７に接続された主蒸気配管（不図示）に除染液が流れることがない。即ち、循環経路４０１は、大径の主蒸気配管が存在しない縮小した領域になる。この結果、仮設系統３００Ａの仮設ポンプ２５が、限定したスペースに設置された流量の小さなポンプであっても、循環経路４０１に除染液を効率的に循環させることができ、原子炉圧力容器１３の化学除染を効率的に実施できる。

（２）原子炉圧力容器１３及び仮設系統３００Ａを含む循環経路４０１に除染液を循環させて、原子炉圧力容器１３を化学除染する際に、仮設系統３００Ａの仮設ポンプ２５が用いられ、ＰＬＲポンプ２１が用いられることがない。このため、ＰＬＲポンプ２１を用いることにより生ずる除染作業の煩雑さや除染費用の高騰を未然に回避できる。

（３）原子炉圧力容器１３の化学除染は、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された状態で実施される。従って、原子炉圧力容器１３の頭頂部に設けられた上蓋冷却スプレイノズル１、上蓋計装ノズル２、ベントノズル３のいずれか１個または２個から除染液を原子炉圧力容器１３内に供給する際に、この供給された除染液が蒸気出口ノズル２７から原子炉圧力容器１３外へ流出することを確実に防止できる。

（４）原子炉圧力容器１３の化学除染において、原子炉圧力容器１３内に供給される除染液は、その液面が蒸気出口ノズル２７と同一高さまたは蒸気出口ノズル２７よりも上方位置になるように供給される。この結果、特に原子炉圧力容器１３内に気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９が存在している場合に、これらの気水分離器９８及び蒸気乾燥器１９が除染液に浸されることになるので、これらの気水分離器１８及び蒸気乾燥器１９を好適に除染できる。

［ＩＩ］第２実施形態（図４）
図４は、第２実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第２実施形態の除染実施方法が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態と同一の除染実施装置１００を用いて循環経路４０２を構築し、この循環経路４０２を循環して流通する除染液を第１実施形態とは逆方向に流して、除染液の循環を逆転させた点である。上記循環経路４０２は、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された状態で、仮設系統３００Ａ、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方、原子炉圧力容器１３、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、及び仮設系統３００Ａを巡る経路である。

つまり、原子炉圧力容器１３及び仮設系統３００Ａを含む循環経路４０２に除染液を循環して流通させる際に、原子炉圧力容器１３内の除染液を給水ノズル１２と給水スプレイノズル１５の少なくとも一方から抜き出し、仮設系統３００Ａ中の除染液を、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方から原子炉圧力容器１３内に流入させる。

第２実施形態では、除染液の循環を逆転させるため、第１実施形態で閉弁されていた第１逆流弁４２及び第２逆流弁６１が開弁される。一方、第１実施形態で開弁されていたヘッドスプレイ管接続弁４６、ノズル弁４７及び第３逆流弁６３が閉弁される。この第２実施形態の除染実施方法においても、蒸気出口ノズル２７は閉止プラグ４０により閉止される。

以上の弁等の開閉状態によって、除染液は、図４に示すように、第１逆流配管４１及び第２逆流配管６２を流通して逆方向に循環する。つまり、除染液は、原子炉圧力容器１３内を上昇して、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方から抜き出される。第１逆流配管４１及び第２逆流配管６２に除染液を流通させることで、仮設ポンプ２５をその揚水の向きを変えずに、除染液の逆方向の循環に利用することが可能になる。

また、上述のような除染液の逆方向の循環の場合、除染液の全量を、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方を経て原子炉圧力容器１３の底部から流入することで、原子炉圧力容器１３の底部に堆積したスラッジを撹拌して、このスラッジの移動を促進させることが可能になる。

更に、この原子炉圧力容器１３の底部からの除染液の流入に併せて、仮設系統３００Ａに設定されたバブリング装置(不図示)から除染液に気体４３を注入して除染液をバブリングし、原子炉圧力容器１３の底部における除染液の撹拌を強化して、この底部に堆積したスラッジの移動を促進させてもよい。供給する気体４３は、酸化工程においては、酸化剤としてのオゾンガスが好ましい。オゾンガスは、除染液の撹拌促進と同時に、酸化剤としての効果を発揮するからである。

一方、還元工程においては、気体４３は、窒素などの反応性の乏しいガスが好ましい。還元工程中は、除染効果の制御のため除染液中の酸化還元電位を制御している場合があるからである。なお、酸化還元電位を特に制御していない場合には、この気体４３は空気であってもよい。

また、第１及び第２実施形態を含む各実施形態における除染実施方法は、廃炉前に実施される化学除染であるため、化学除染に要する所要時間を考慮する必要性が低い。そこで、循環経路４０２に除染液を循環して流通させる際に、原子炉圧力容器１３に対する除染液の、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方からの抜き出しと、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方への流入とを交互に逆転させて繰り返してもよい。即ち、第１実施形態の循環経路４０１を流通する除染液の順方向の循環と、第２実施形態の循環経路４０２を流通する除染液の逆方向の循環とを、例えば一定時間毎に切り替えて繰り返してもよい。

以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）〜（４）と同様の効果を奏するほか、次の効果（５）及び（６）を奏する。

（５）除染液を仮設系統３００Ａの第２仮設配管４８から、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方を経て原子炉圧力容器１３内に流入させることで、原子炉圧力容器１３の特に底部に堆積したスラッジを移動させて、この底部の化学除染を効果的に実施できる。この場合、除染液に気体４３を注入してハブリングさせることで、原子炉圧力容器１３内での除染液の攪拌が促進されて、除染効果をより一層向上させることができる。

（６）第１実施形態の循環経路４０１を流通する除染液の順方向の循環と、第２実施形態の循環経路４０２を流通する除染液の逆方向の循環とを交互に切り替えて繰り返してもよい。この場合には、原子炉圧力容器１３内において順方向または逆方向の一方向の循環では除染液の線流速が十分でない箇所においても、他方向の循環で除染液の線流速が十分になることで、除染効果を向上させることができる。

［ＩＩＩ］第３実施形態（図５、図６）
図５は、第３実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第３実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第３実施形態の除染実施方法が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態で閉弁されていたＰＬＲ吸入弁２２、左右連結弁３７及びＰＬＲミドル弁３８を開弁することで、原子炉圧力容器１３及びＰＬＲ系統２００を化学除染の除染対象とした点である。これにより、第１実施形態の除染経路４０１または第２実施形態の除染経路４０２に、仮設系統３００Ａ、ＰＬＲ系統２００、原子炉圧力容器１３、仮設系統３００Ａを巡る経路を追加した循環経路４０３Ａ、４０３Ｂが構築される。

一般に、廃炉が予定された原子炉プラントにおいては、ＰＬＲポンプ２１は原子炉停止に伴って停止し、通常それ以後長期間停止した状態にある。上述した弁（ＰＬＲ吸入弁２２、左右連結弁３７、ＰＬＲミドル弁３８）の開弁状態では、ＰＬＲポンプ２１を含むＰＬＲ系統２００の略全域が、除染液の流通する循環経路４０３Ａ、４０３Ｂになる。図５に示す循環経路４０３Ａは、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された第１実施形態の循環経路４０１に、仮設系統３００Ａ、ＰＬＲ系統２００、原子炉圧力容器１３、及び仮設系統３００Ａを巡る経路を追加したものである。

このとき、原子炉圧力容器１３で除染液を十分に流動させるために、ＰＬＲ系統２００内で除染液を循環させることが望ましい。しかしながら、ＰＬＲポンプ２１を停止した状態では、除染液は、ＰＬＲポンプ２１に遮断されてＰＬＲ系統２００内で循環することが困難になる。そこで、ＰＬＲポンプ２１の電動機及び回転体を撤去し、開口部を耐圧キャップ等で仮閉止して、ＰＬＲポンプ２１の内部を除染液の流路にする。これにより、原子炉圧力容器１３から再循環水出口ノズル２０を経てＰＬＲ系統２００に流入した除染液は、ＰＬＲポンプ２１を通過し、ＰＬＲポンプ２１の閉止キャップ部からＰＬＲボトム配管３３へ引き抜かれる。

また、第１仮設配管３９からＰＬＲミドル配管３４内へ分岐した除染液は、ＰＬＲ系統２００内に流入した後、再循環水入口ノズル２４からジェットポンプ１６へ流入し、このジェットポンプ１６の駆動力により原子炉圧力容器１３内へ流出する。つまり、第３実施形態では、ＰＬＲ系統２００の大部分が化学除染されると共に、ジェットポンプ１６の駆動力の利用によって、原子炉圧力容器１３内での除染液の流動が促進される。

また、図６は、第３実施形態に係る除染実施方法において、循環経路４０３Ｂで除染液を逆方向に循環させた状態を示す説明図である。この循環経路４０３Ｂは、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された第２実施形態の循環経路４０２に、仮設系統３００Ａ、ＰＬＲ系統２００、原子炉圧力容器１３、及び仮設系統３００Ａを巡る経路を追加したものである。

この循環経路４０３Ｂでの除染液の逆方向の循環では、ＰＬＲ系統２００に除染液を循環させるために、第２実施形態の弁の開閉状態（図４）において、ＰＬＲ吸入弁２２またはＰＬＲ吐出弁２３を更に開弁（図６においてはＰＬＲ吐出弁２３のみを開弁）する。また、第３実施形態における除染液の順方向の循環の場合（図５）と同様に、左右連結弁３７及びＰＬＲミドル弁３８を開弁（図６においてはＰＬＲ吐出弁２３を開弁しているため左右連結弁３７のみを開弁）して、ＰＬＲ系統２００の大半に除染液を流通させる。

このとき除染液は、仮設系統３００Ａの第２仮設配管４８を経て、ＰＬＲボトム配管３３からＰＬＲ系統２００へ流入することになる。そして、図５に示す順方向の循環と同様に、原子炉圧力容器１３内で除染液をジェットポンプ１６の駆動力を利用して流出させる場合、上述のようにＰＬＲ吸入弁２２を閉弁して、ＰＬＲ吐出弁２３を開弁する。

以上のように構成されたことから、本第３実施形態によれば、第１及び第２実施形態の効果（１）〜（６）と同様な効果を奏するほか、次の効果（７）を奏する。

（７）仮設系統３００Ａの除染液を原子炉圧力容器１３のみならずＰＬＲ系統２００へも流通させることで、このＰＬＲ系統２００を化学除染することができる。そして、ＰＬＲ系統２００を除染した除染液を再循環水入口ノズル２４に向けて流通させることで、ジェットポンプ１６の駆動力を利用して原子炉圧力容器１３内での除染液の攪拌を促進できるので、除染効率を向上させることができる。

［ＩＶ］第４実施形態（図７、図８）
図７は、第４実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第４実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第４実施形態の除染実施方法を実施する除染実施装置１００Ｂが第１実施形態と異なる点は、その仮設系統３００Ｂの第３仮設配管５６における浄化系統配管５８の上流側に仮設ポンプ２５が配設され、この除染実施装置１００Ｂを用いた除染実施方法では、仮設ポンプ２５を稼働することで、循環経路４０４Ａ（図７）または循環経路４０４Ｂ（図８）をそれぞれ構築して、原子炉圧力容器１３の化学除染を実施する点である。

ここで、循環経路４０４Ａは、図７に示すように、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された状態で、仮設系統３００Ｂ、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、上蓋冷却スプレイノズル１と上蓋計装ノズル２とベントノズル３の１個または２個、原子炉圧力容器１３、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方、及び仮設系統３００Ｂを巡る経路である。また、循環経路４００Ｂは、図８に示すように、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された状態で、仮設系統３００Ｂ、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方、原子炉圧力容器１３、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、及び仮設系統３００Ｂを巡る経路である。

この第４実施形態は、例えば図示しない他の構成機器との関係で第１仮設配管３９に仮設ポンプ２５を設置することが好ましくない場合に、原子炉圧力容器１３内で除染液の向きを、第１または第２実施形態と同様に維持したまま、仮設ポンプ２５を浄化系統配管５８の上流側に移動させたものである。この第４実施形態の除染実施装置１００Ｂにおける仮設系統３００Ｂでは、第１逆流弁４２と第２逆流弁６１と仮設ポンプ２５との相互の相対的配置関係は、第１及び第２実施形態の仮設系統３００Ａの場合と同様に維持される。

循環経路４０４Ａを構築する際の仮設系統３００Ｂ等における各弁の開閉状態は第１実施形態と同様であり、ヘッドスプレイ管接続弁４６及び第３逆流弁６３が開弁され、ＰＬＲミドル弁３８、第１逆流弁４２及び第２逆流弁６１が閉弁される。また、循環経路４０４Ｂを構築する際の仮設系統３００Ｂ等における各弁の開閉状態は第２実施形態と同様であり、ＰＬＲミドル弁３８、第１逆流弁４２及び第２逆流弁６１が開弁され、ヘッドスプレイ管接続弁４６及び第３１逆流弁６３が閉弁される。

以上のように構成されたことから、本第４実施形態においては、第１及び第２実施形態の効果（１）〜（６）と同様な効果を維持したまま、仮設ポンプ２５の設置位置を変更することができる。

［Ｖ］第５実施形態（図９）
図９は、第５実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第５実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第５実施形態の除染実施方法を実施する除染実施装置１００Ｃが第１及び第３実施形態と異なる点は、除染実施装置１００Ｃの仮設系統３００Ｃにおいて、第２仮設配管４８に接続されるＰＬＲボトム配管３３が直接ＰＬＲ系統２００に接続されず、ＰＬＲポンプ２１をバイパスするバイパスライン８１に接続された点である。従って、この第５実施形態の除染実施方法では、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された第３実施形態の循環経路４０３のうち、ＰＬＲ系統２００を流れた除染液が、ＰＬＲポンプ２１をバイパスしてバイパスライン８１から、ボトムドレンライン３１を経て第２仮設配管４８に流通する循環経路４０５が構築される。

前述の第３実施形態では、ＰＬＲポンプ２１を稼働させずにＰＬＲ系統２００に除染液を流通させるために、ＰＬＲポンプ２１を仮閉止する必要があった。しかし、ＰＬＲポンプ２１の解体状況によっては、電動機などが未だ撤去されておらず仮閉止をすることができない場合もある。そこで、本第５実施形態では、ＰＬＲポンプ２１をバイパスライン８１によりバイパスさせることで、原子炉停止後のＰＬＲポンプ２１の解体状況に拘らず、原子炉圧力容器１３及びＰＬＲ系統２００の化学除染を実施する。また、このバイパスライン８１を用いることで、ＰＬＲポンプ２１に対する特段の処置を施さずに、化学除染を実施することもできる。

具体的には、ＰＬＲポンプ２１の吸入側及び吐出側に例えば仕切弁及び仮設ホースを接続して、バイパスライン８１を構成する。この仕切弁は、図９に示すように、ＰＬＲ吸入弁２２及びＰＬＲ吐出弁２３を三方弁に改造したものであってもよい。

以上のように構成されたことから、本第５実施形態においては、第１〜第３実施形態の効果（１）〜（７）と同様な効果を奏するほか、ＰＬＲポンプ２１の解体状況に拘わらず、またはＰＬＲポンプ２１に対する特段の処理を施すことなく、原子炉圧力容器１３及びＰＬＲ系統２００に対して化学除染を実施できる。

［ＶＩ］第６実施形態（図１０）
図１０は、第６実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第６実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第６実施形態の除染実施方法を実施する除染実施装置１００Ｄが第１実施形態と異なる点は、この除染実施装置１００Ｄの仮設系統３００Ｄが、給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方と左側ＰＬＲ系統２００Ｌとを接続する助勢経路８４と、この助勢経路８４に接続された助勢ポンプ８３と、左側ＰＬＲボトム配管３３Ｌに配設された助勢弁８６とを有し、助勢ポンプ８３の稼働により左側ＰＬＲ系統２００Ｌを循環する除染液の線流速が高められた点である。

従って、この第６実施形態では、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された第１実施形態の循環経路４０１に、主に原子炉圧力容器１３、再循環水出口ノズル２０、ＰＬＲ系統２００、助勢経路８４、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、及び原子炉圧力容器１３を巡る経路を追加した循環経路４０６が構築されている。

助勢ポンプ８３等を設置した理由は、次の通りである。つまり、原子炉圧力容器１３は容量が非常に大きいため、原子炉圧力容器１３を含んだ経路に化学除染を実施する場合、一箇所に設置された仮設ポンプ２５では、十分な流速が得られない場合がある。特に、仮設ポンプ２５から離れ、且つ左右連結配管３４Ｃ（図５）を介して除染液を流入する左側ＰＬＲ系統２００Ｌでは、除染液に十分な線流速が得られない。そこで、左側ＰＬＲ系統２００Ｌ内の除染液の流通を、助勢ポンプ８３で直接助勢する。

このときには、左側ＰＬＲ系統２００Ｌを流通する除染液が全て、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方から原子炉圧力容器１３内へ誘導されるように、助勢弁８６を閉止するのが好ましい。なお、左側ＰＬＲ系統２００Ｌでの除染液の流通は、主に助勢ポンプ８３で制御されるので、図１０では、第３実施形態等に示した左右連結配管３４Ｃ及び左側ＰＬＲミドル配管３４Ｌの図示を省略している。但し、左右連結配管３４Ｃ及びＰＬＲミドル配管３４（３４Ｌ、３４Ｒ）による除染液の流通を適宜維持していてもよい。

以上のように構成されたことから、本第６実施形態によれば、第１及び第３実施形態の効果（１）〜（４）及び（７）と同様な効果を奏するほか、除染液の線流速が不充分となる左側ＰＬＲ系統２００Ｌの線流速を助勢ポンプ８３により助勢することで、特に左側ＰＬＲ系統２００Ｌの除染を十分に実施できると共に、除染時間を短縮できる。

［ＶＩＩ］第７実施形態（図１１）
図１１は、第７実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第７実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第７実施形態の除染実施方法を実施する除染実施装置１００Ｅが第１及び第２実施形態と異なる点は、この除染実施装置１００Ｅの仮設系統３００Ｅにおいて、第１逆流配管４１（図１）が削除され、且つ第２逆流配管６２に逆流ポンプ８７が設置され、この逆流ポンプ８７の稼働により循環経路４０７に除染液を逆方向に循環させた点である。

第２施形態では、第１逆流配管４１（図４等）と第２逆流配管６２に除染液を流通させて、除染液を逆方向に循環させていた。しかしながら、他の機器の配置状況によっては、第１逆流配管４１を第１仮設配管３９に接続できない場合がある。そこで、本第７実施形態の除染実施装置１００Ｅにおける仮設系統３００Ｅでは、第２逆流配管６２に逆流ポンプ８７を配設し、この逆流ポンプ８７により第２実施形態と同様に、原子炉圧力容器１３内で除染液を下方から上方へ向けて逆方向に流通させている。

また、第７実施形態では、ＰＬＲミドル配管３４に流入する除染液を全て第２逆流配管６２に誘導させるため、ＰＬＲミドル配管３４には第４逆流弁８８が配設される。また、第１仮設配管３９における仮設ポンプ２５の下流側には、ポンプ閉止弁７８が配設される。このポンプ閉止弁７８は、除染液の逆方向の循環の際に閉弁される。

従って、循環経路４０７は、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７が閉止プラグ４０により閉止された状態で、仮設系統３００Ｅの第３仮設配管５６及び第２仮設配管４８、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８とドレンノズル３０の少なくとも一方、原子炉圧力容器１３、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５の少なくとも一方、仮設系統３００Ｅの第１仮設配管３９、第２逆流配管６２、及び仮設系統３００Ｅの第３仮設配管５６を巡る経路である。

以上のように構成されたことから、本第７実施形態によれば、除染液が循環経路４０７内を第１実施形態とは逆方向に循環して流通することで、第１逆流配管４１を用いることなく第２実施形態の効果（５）及び（６）と同様な効果を奏する。

［ＶＩＩＩ］第８実施形態（図１２）
図１２は、第８実施形態に係る除染実施方法を説明する説明図である。この第８実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本第８実施形態の除染実施方法を実施する除染実施装置１００Ｆが第１実施形態と異なる点は、除染対象としての原子炉圧力容器１３、ＰＬＲ系統２００のほかに、ＣＵＷ系統及びＲＨＲ系統を含む、除染液の循環が可能な少なくとも一つの周辺系統が含まれた点である。

この第８実施形態では、これらの原子炉圧力容器１３、ＰＬＲ系統２００及び周辺系統を各々隔離して個別の通水区域として循環経路４０８を形成する。この循環経路４０８においても、原子炉圧力容器１３の蒸気出口ノズル２７は閉止プラグ４０により閉止されている。また、除染実施装置１００Ｆの仮設系統３００Ｆには、全ての通水区域に直接または間接に接続されるプラットホーム８９が設けられる。このプラットホーム８９は、熱交換器４９、薬剤調製部５０、オゾン発生器５１、浄化系統５７、浄化系統配管５８及び仮設ポンプ２５を備え、除染液の状態を管理して浄化等を行なうと共に、各通水区域への除染液の供給及び戻りを管理する。

例えば、プラットホーム８９は、第１仮設配管３９及び第２仮設配管４８がプラットホーム配管９１に接続されることで閉循環経路として構成される。この閉循環経路を形成するために、プラットホーム８９と第２仮設配管４８とのそれぞれの接続部分に、閉循環構成弁９２と閉循環開放弁９３とが設けられる。

プラットホーム８９には、除染液供給ヘッダ９４ａ及び除染液戻りヘッダ９４ｂが設けられる。これらのヘッダ９４（９４ａ、９４ｂ）には、各通水区域に接続される分岐配管が接続される。分岐配管のそれぞれには、それぞれの分岐配管への通水を調整して除染対象の通水区域を選択する選択弁９８（９８ａ〜９８ｆ）が配設される。

除染液は、除染液供給ヘッダ９４ａから、選択された通水区域に供給されてこの通水区域を除染する。除染液供給ヘッダ９４ａから通水区域へ除染液を供給する際には、除染液供給ヘッダ９４ａと除染液戻りヘッダ９４ｂとの間に設けられた供給用弁９７を閉止する。この供給用弁９７を閉止することで、プラットホーム配管９１を流通する除染液を堰止めて、流通する除染液の全てを除染液供給ヘッダ９４ａに流入させる。通水区域を循環して除染した除染液は、除染液戻りヘッダ９４ｂからプラットホーム８９に戻される。選択弁９８を次々に切り替えることで、各通水区域を順次除染することが可能になる。

ところで、このように各通水区域を順次除染する場合、線量率の高い原子炉圧力容器１３等の通水区域を初期に除染すると、プラットホーム８９が直ちに高レベルに汚染されてしまう。この場合、線量率の低い通水区域では、流れの停滞部に高放射能濃度の液が蓄積する恐れがある。例えば、線量率の高いＰＬＲ系統等の通水区域を除染した後に、線量率の低い通水区域を除染すると、線量率の高い通水区域に蓄積した汚染を拡大してしまう恐れがある。従って、各通水区域に対しては、汚染放射能量の低い区域から高い区域に順次化学除染を実施することが好ましい。

また、原子炉圧力容器１３は、必要通水量が他の通水区域の容量と比較して桁違いに大きい。このため、原子炉圧力容器１３を初期に除染した後にその他の除染対象を除染する場合には、除染液を大量に排水する必要がある。この排水の際には除染剤の分解処理及び浄化処理が必要になるため、これらの処理に多大な時間を要する。

一方、除染容量が小さく且つ汚染放射能量の低い通水区域から順次除染を実施していくと、最終サイクルの還元工程では、陽イオン交換樹脂への通水によって放射能と溶出金属をある程度除去しておけば十分になる。つまり、除染容量が小さく且つ汚染放射能量の低い系統から除染をすることで、除染剤の分解と最終浄化を実施することなく、水及び薬剤を追加することで次の除染対象に除染を移行できる。このため、第８実施形態においては、除染容量が小さく且つ汚染放射能量の低い通水区域から順次除染を行う。

また、プラットホーム配管９１には、除染対象になる通水区域を除染するのに十分な液位及び液量の除染液を維持するために、バッファタンク９９が設けられることが望ましい。必要時にのみバッファリングを実施するために、バッファタンク９９にはバッファ弁９６が設けられる。なお、プラットホーム８９は、同一の機能を発揮する構成であれば、上述の配置関係に限定されない。例えば、プラットホーム配管９１の接続位置、ヘッダ９４、及びバッファタンク９９の位置は、他の機器との配置を考慮して適宜変更してもよい。

以上のように構成されたことから、本第８実施形態によれば、第１及び第３実施形態の効果（１）〜（４）及び（７）と同様な効果を奏するほか、次の効果（８）及び（９）を奏する。

（８）除染対象である原子炉圧力容器１３、ＰＬＲ系統２００及び周辺系統が、各々隔離され個別の通水区域として小さく区分けされたので、仮設ポンプ２５の流量が小さい場合でも、除染液の線流速を高めて除染効果を向上させることができる。

（９）汚染放射能量が低く且つ除染容量も小さな通水区域から化学除染が順次実施されるので、除染剤の分解や最終浄化を実施することなく次の通水区域の除染に移行でき、この結果、化学除染を効率的に実施できる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…上蓋冷却スプレイノズル、２…上蓋計装ノズル、３…ベントノズル、１０…炉心、１２…給水ノズル（第１ノズル）、１３…原子炉圧力容器、１５…炉心スプレイノズル（第１ノズル）、２５…仮設ポンプ、２７…蒸気出口ノズル、２８…中性子束計測ハウジング（第２ノズル）、２９…制御棒駆動機構ハウジング（第２ノズル）、３０…ドレンノズル（第２ノズル）、３９…第１仮設配管、４０…閉止プラグ、４３…気体、４８…第２仮設配管、４９…熱交換器（温度調整器）、５０…薬剤調製部（薬剤供給部）、５１…オゾン発生器（薬剤供給部）、１００Ａ〜１００Ｆ…除染実施装置、３００Ａ〜３００Ｆ…仮設系統、４０１、４０２、４０３Ａ、４０３Ｂ、４０４Ａ、４０４Ｂ、４０５〜４０７…循環経路。

Claims (11)

1. 蒸気出口ノズルに接続された主蒸気配管を備える原子炉圧力容器またはこの原子炉圧力容器を含む系統を除染対象にして化学除染を行う除染実施方法において、
   前記主蒸気配管が切断された切断箇所を閉止した状態で、前記原子炉圧力容器に設けられた第１ノズルとこの第１ノズルよりも前記原子炉圧力容器の下方に設けられた第２ノズルとを、前記原子炉圧力容器の外部に設置された仮設系統を介して接続し、前記第１ノズル、前記原子炉圧力容器、前記第２ノズル及び前記仮設系統を含む循環経路を構築するステップと、
   前記循環経路に除染液を流通させるステップと、
   閉止されている前記主蒸気配管に貯溜した前記除染液を前記仮設系統へドレンするステップと、を有し、
   前記仮設系統は、前記循環経路の前記除染液を循環させる仮設ポンプ、前記除染液に薬剤を供給する薬剤供給部、前記循環経路の前記除染液の温度を調整する温度調整器、前記仮設系統と前記第１ノズルを接続する第１仮設配管、及び前記仮設系統と前記第２ノズルを接続する第２仮設配管を備えることを特徴とする除染実施方法。
2. 前記原子炉圧力容器の内部に気水分離器及び蒸気乾燥器が存在している状態で、前記除染液を、第１ノズルとしての給水ノズル及び炉心スプレイノズルの少なくとも一方から前記原子炉圧力容器に流入させるとともに、第１ノズルとしての上蓋冷却スプレイノズルから前記気水分離器及び前記蒸気乾燥器に散布するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の除染実施方法。
3. 前記主蒸気配管を切断し、その切断箇所を閉止するステップを有することを特徴とする請求項１または２に記載の除染実施方法。
4. 前記第１ノズルが、給水ノズル、炉心スプレイノズル及び上蓋冷却スプレイノズルのうち少なくとも一方を含み、
   前記第２ノズルが、制御棒駆動機構ハウジング、中性子束計測ハウジング及びドレンノズルのうち少なくとも一つを含み、
   循環経路に除染液を循環して流通させるステップでは、原子炉圧力容器内の前記除染液を前記第２ノズルから抜き出し、仮設系統中の前記除染液を前記第１ノズルから前記原子炉圧力容器に流入させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の除染実施方法。
5. 前記第１ノズルが、給水ノズル及び炉心スプレイノズルのうち少なくとも一方を含み、
   前記第２ノズルが、制御棒駆動機構ハウジング、中性子束計測ハウジング及びドレンノズルのうち少なくとも一つを含み、
   循環経路に除染液を循環して流通させるステップでは、原子炉圧力容器内の前記除染液を前記第１ノズルから抜き出し、仮設系統中の前記除染液を前記第２ノズルから前記原子炉圧力容器に流入させることを特徴とする請求項１または３に記載の除染実施方法。
6. 前記第１仮設配管は、第１ノズルまたはこの第１ノズルに接続された配管に接続し、前記第２仮設配管は、第２ノズルまたはこの第２ノズルに接続された配管に接続することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の除染実施方法。
7. 前記蒸気出口ノズルと同一高さまたは前記蒸気出口ノズルよりも上方位置まで、原子炉圧力容器内に前記除染液を注入するステップを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の除染実施方法。
8. 前記化学除染の除染対象に原子炉冷却材浄化系統と残留熱除去系統の少なくとも１つの周辺系統をさらに含み、
   前記原子炉圧力容器、少なくとも１つの前記周辺系統を各々隔離して個別の通水区域にするステップを含み、このステップでは、汚染放射能量が低く且つ除染容量が小さな前記通水区域から化学除染を順次実施することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の除染実施方法。
9. 前記循環経路に除染液を循環して流通させるステップでは、原子炉圧力容器に対する前記除染液の第２ノズルからの抜き出しと前記第２ノズルへの流入とを交互に逆転することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の除染実施方法。
10. 前記循環経路に除染液を循環して流通させるステップでは、第２ノズルから原子炉圧力容器に流入させる前記除染液に気体を供給して前記除染液をバブリングさせることを特徴とする請求項１、３、５乃至９のいずれか１項に記載の除染実施方法。
11. 前記循環経路に除染液を循環して流通させるステップでは、除染対象を前記除染液が流れる流速に応じて前記除染液の通水時間を調整することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の除染実施方法。