JP6868545B2 - Corrosion control method for carbon steel parts of plants - Google Patents

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Description

本発明は、プラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法に係わり、特に、沸騰水型原子力プラント及び火力プラントに適用するのに好適なプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法に関する。 The present invention relates to a method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant, and more particularly to a method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant suitable for application to a boiling water reactor and a thermal 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、炉心を原子炉圧力容器(以下、RPVという)内に配置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、復水器で凝縮されて水になる。この水は、給水として給水配管を通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 reactor (hereinafter referred to as a BWR plant) has a nuclear reactor in which a core is arranged in a reactor pressure vessel (hereinafter 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 fissile material in the nuclear fuel assembly loaded in the core, and part of it becomes steam. This steam is guided from the RPV to the turbine to rotate the turbine. The steam discharged from the turbine is condensed into water by the condenser. This water is supplied to the reactor as water supply through a water supply pipe. In the water supply, in order to suppress the generation of radioactive corrosion products in the RPV, metal impurities are mainly removed by a filtration desalting device provided in the water supply pipe. The furnace water is the cooling water existing 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触する表面で発生するため、炉水と接触する主要な構成部材には、腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などが使用される。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、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, since the corrosion products that are the source of radioactive corrosion products are generated on the surface of the components of the BWR plant such as RPV and recirculation system piping that come into contact with the furnace water, they are the main components that come into contact with the furnace water. Uses stainless steel, nickel-based alloy, etc., which are less corrosive. Further, the RPV made of low alloy steel is overlaid with stainless steel on the inner surface to prevent the low alloy steel from coming into direct contact with the furnace water. Further, a part of the reactor water is purified by the filtration desalination apparatus of the reactor purification system, and the metal impurities slightly present in the reactor water are positively removed.

一方、RPVに連絡される原子炉浄化系、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系、炉心スプレイ系及び給水系などの構成部材には、プラントの製造所要コストを低減する観点、あるいは高温水に起因するステンレス鋼の応力腐食割れを避ける観点から、主に炭素鋼部材が用いられる。これらの系統のうち、残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系及び炉心スプレイ系では、系統内を流れた冷却水が炉水に戻されるのは一時的であるため、その冷却水に含まれる、系統の腐食生成物が炉水に与える影響は小さい。しかし、炉水浄化系及び給水系では腐食量が大きくなる温度領域(130℃〜180℃)が存在するため、炉水への腐食生成物の流入量の増加、及び浄化装置への負荷増加が懸念される。加えて、系統の腐食量が多くなると構成部材の健全性に影響を及ぼすため、健全性確認の検査が必要となり、定期検査作業の増加に繋がる。このため、原子力プラントの炭素鋼部材の腐食抑制に対する検討がこれまでも行われてきた。 On the other hand, the components such as the reactor purification system, residual heat removal system, reactor isolation cooling system, core spray system and water supply system, which are connected to the RPV, are used from the viewpoint of reducing the manufacturing cost of the plant or high temperature water. Carbon steel members are mainly used from the viewpoint of avoiding stress corrosion cracking of stainless steel due to the above. Of these systems, the residual heat removal system, the reactor isolation cooling system, and the core spray system are included in the cooling water because the cooling water that has flowed through the system is temporarily returned to the reactor water. , The effect of system corrosion products on reactor water is small. However, since there is a temperature range (130 ° C to 180 ° C) in which the amount of corrosion increases in the furnace water purification system and the water supply system, the amount of corrosion products flowing into the furnace water increases and the load on the purification device increases. I am concerned. In addition, if the amount of corrosion of the system increases, it affects the soundness of the components, so it is necessary to inspect the soundness confirmation, which leads to an increase in periodic inspection work. For this reason, studies have been conducted on the suppression of corrosion of carbon steel members of nuclear power plants.

原子力プラントを構成する炭素鋼部材の腐食を抑制する方法として、例えば、給水系に酸素を注入して炭素鋼部材の表面に酸化皮膜からなる不働体皮膜を形成する方法、及びアンモニア及びヒドラジンなどの薬品を給水に添加して給水のpHをアルカリ側に調整する方法が、BWRプラント及び加圧水型原子力プラント(以下、PWRプラントという)で提案されている(例えば、特開2000−292589号公報参照)。しかし、酸素及びアルカリ性の薬剤等を注入する方法では、炭素鋼部材の腐食抑制の効果を継続して得るためには原子力プラントの運転中においてその薬剤を注入し続ける必要がある。薬剤の注入を停止すると、その効果が得られなくなる。また、アルカリ性の薬剤を注入する場合には、薬剤が原子炉浄化系に設けられた炉水浄化装置内のイオン交換樹脂の負荷となるため、放射性廃棄物量が増大する恐れがある。 As a method of suppressing corrosion of carbon steel members constituting a nuclear power plant, for example, a method of injecting oxygen into a water supply system to form an inactive film composed of an oxide film on the surface of the carbon steel member, and ammonia and hydrazine, etc. A method of adding a chemical to the water supply to adjust the pH of the water supply to the alkaline side has been proposed in a BWR plant and a pressurized water reactor (hereinafter referred to as a PWR plant) (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-292589). .. However, in the method of injecting oxygen and alkaline chemicals, it is necessary to continue injecting the chemicals during the operation of the nuclear power plant in order to continuously obtain the effect of suppressing corrosion of the carbon steel member. If the injection of the drug is stopped, the effect will not be obtained. Further, when an alkaline chemical is injected, the chemical becomes a load on the ion exchange resin in the reactor water purification device provided in the reactor water purification system, so that the amount of radioactive waste may increase.

特開2006−38483号公報及び特開2012−247322号公報は、原子力プラントの運転停止中で、鉄(II)イオン、酸化剤及びpH調整剤(ヒドラジン)を含む60℃〜100℃の範囲の皮膜形成液を、原子力プラントの、ステンレス鋼製の構成部材の表面に接触させ、この表面にマグネタイト皮膜を形成することを記載する。さらに、これらの公開公報は、原子力プラントの停止中に、貴金属(例えば、白金)を含む水溶液をマグネタイト皮膜に接触させ、貴金属をマグネタイト皮膜上に付着させることも記載している。 JP-A-2006-38483 and JP-A-2012-247322 are in the range of 60 ° C. to 100 ° C. containing iron (II) ions, an oxidizing agent and a pH adjuster (hydrazine) while the nuclear power plant is shut down. It is described that the film forming liquid is brought into contact with the surface of a stainless steel component of a nuclear power plant to form a magnetite film on this surface. Furthermore, these publications also describe that an aqueous solution containing a noble metal (for example, platinum) is brought into contact with the magnetite film and the noble metal is adhered onto the magnetite film while the nuclear power plant is shut down.

特開2007−182604号公報及び特開2007−192672号公報が、その運転中に薬剤を注入せず、表面処理によって炭素鋼部材の腐食を抑制する方法として、原子力プラントの炭素鋼部材の表面にフェライト皮膜を形成する方法を記載している。この方法では、鉄(II)イオン及び酸化剤を含み、pHが5.5〜9.0の範囲にあって常温から100℃の温度範囲の皮膜形成液を、原子力プラントの停止中に炭素鋼部材の表面に接触させ、この表面にフェライト皮膜を形成する。 JP-A-2007-182604 and JP-A-2007-192672 provide methods for suppressing corrosion of carbon steel members by surface treatment without injecting chemicals during their operation on the surface of carbon steel members of a nuclear power plant. Describes a method for forming a ferrite film. In this method, a film-forming solution containing iron (II) ions and an oxidizer and having a pH in the range of 5.5 to 9.0 and a temperature range of room temperature to 100 ° C. is applied to carbon steel while the nuclear plant is shut down. It is brought into contact with the surface of the member to form a ferrite film on this surface.

さらに、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成し、ニッケルイオン、鉄(II)イオン、酸化剤及びpH調整剤を含み、pHが5.5ないし9.0の範囲にあり、温度が60℃ないし100℃の範囲にある皮膜形成液を用いて、そのニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜を形成し、その後、そのニッケル金属皮膜を高温水によってニッケルフェライト皮膜に転換する方法が提案されている(例えば、特開2011−32551号公報)。 Further, a nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member, which contains nickel ions, iron (II) ions, an oxidizing agent and a pH adjusting agent, has a pH in the range of 5.5 to 9.0, and has a temperature of 60. A method has been proposed in which a nickel ferrite film is formed on the surface of the nickel metal film using a film forming liquid in the range of ° C. to 100 ° C., and then the nickel metal film is converted into a nickel ferrite film with high temperature water. (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-32551).

特開2015−158486号公報は、BWRプラントの構成部材である再循環系配管の内面に貴金属を付着させるとき、錯イオン形成剤、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を、再循環系配管の内面に接触させることを記載している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-158486 describes that when a noble metal is attached to the inner surface of a recirculation system pipe which is a component of a BWR plant, an aqueous solution containing a complex ion forming agent, a noble metal ion and a reducing agent is applied to the inner surface of the recirculation system pipe. It is described that it is brought into contact with.

特開2000−292589号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-292589 特開2006−38483号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-38483 特開2012−247322号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-247322 特開2007−182604号公報JP-A-2007-182604 特開2007−192672号公報JP-A-2007-192672 特開2011−32551号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-32551 特開2015−158486号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-158486

しかし、特開2006−38483号公報、特開2012−247322号公報、特開2007−182604号公報、特開2007−192672号公報及び特開2011−32551号公報に記載されたそれぞれの方法で炭素鋼部材の表面に形成されるニッケルフェライト皮膜は、このニッケルフェライト皮膜の表面に貴金属が付着したとき、後で詳細に説明するように、貴金属の作用によって溶出し、やがて消失してしまう可能性がある。このため、そのニッケルフェライト皮膜は、長期にわたって炭素鋼部材の腐食を抑制することができなくなる。 However, carbon is produced by the methods described in JP-A-2006-38483, JP-A-2012-247322, JP-A-2007-182604, JP-A-2007-192672, and JP-A-2011-32551. When a noble metal adheres to the surface of the nickel ferrite film, the nickel ferrite film formed on the surface of the steel member may be eluted by the action of the noble metal and eventually disappear, as will be described in detail later. is there. Therefore, the nickel ferrite film cannot suppress the corrosion of the carbon steel member for a long period of time.

本発明の目的は、プラントの炭素鋼部材の腐食が抑制される期間を、さらに伸ばすことができるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant, which can further extend the period during which corrosion of carbon steel members of the plant is suppressed.

上記した目的を達成する本発明の特徴は、プラントの炭素鋼部材の、水と接する表面にニッケル金属皮膜を形成してその表面をニッケル金属皮膜で覆い、ニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、この貴金属が付着したニッケル金属皮膜に、酸化剤を含む130℃以上200℃未満の水を接触させ、ニッケル金属皮膜の形成及びその貴金属の付着は、プラントの運転停止後でプラントの起動前に行われることにある。 The feature of the present invention that achieves the above-mentioned object is to form a nickel metal film on the surface of the carbon steel member of the plant in contact with water, cover the surface with the nickel metal film, and attach the noble metal to the surface of the nickel metal film. The nickel metal film to which this noble metal is attached is brought into contact with water containing an oxidizing agent at 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., and the nickel metal film is formed and the noble metal is attached after the plant is shut down and before the plant is started. To be done.

その水に接触するニッケル金属皮膜及び炭素鋼部材の腐食電位が、ニッケル金属皮膜に付着している貴金属の作用によって低下する。このような腐食電位の低下、及び酸化剤を含む130℃以上200℃未満の温度範囲の水の、そのニッケル金属皮膜への接触により、ニッケル金属皮膜が、付着した貴金属の作用によっても接触する水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜に変換される。炭素鋼部材の表面が貴金属が付着した安定なニッケルフェライトによって覆われるため、プラントの炭素鋼部材の腐食をより長い期間に亘って抑制することができる。 The corrosion potential of the nickel metal film and the carbon steel member that come into contact with water is lowered by the action of the noble metal adhering to the nickel metal film. Due to such a decrease in the corrosion potential and contact of water in the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. containing an oxidizing agent with the nickel metal film, the nickel metal film also comes into contact with the water by the action of the attached noble metal. It is converted into a stable nickel-ferrite film that does not elute in. Since the surface of the carbon steel member is covered with stable nickel ferrite to which the noble metal is attached, corrosion of the carbon steel member of the plant can be suppressed for a longer period of time.

本発明によれば、付着した貴金属の作用によっても接触する水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜が炭素鋼部材の表面に形成されるため、プラントの炭素鋼部材の腐食をより長い期間に亘って抑制することができる。 According to the present invention, a stable nickel ferrite film that does not elute in the contacting water due to the action of the attached noble metal is formed on the surface of the carbon steel member, so that the carbon steel member of the plant is corroded over a longer period of time. It can be suppressed.

本発明の好適な一実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例1のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the corrosion suppression method of the carbon steel member of the plant of Example 1 applied to the purification system piping of a boiling water reactor which is a preferable example of this invention. 実施例1のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を実施する際に用いられる皮膜形成装置を沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に接続した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which connected the film forming apparatus used when carrying out the method of suppressing corrosion of the carbon steel member of the plant of Example 1 to the purification system piping of a boiling water reactor. 図2に示す皮膜形成装置の詳細構成図である。It is a detailed block diagram of the film forming apparatus shown in FIG. 図1に示されるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法が開始される前における、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管の断面図である。It is sectional drawing of the purification system piping of a boiling water type nuclear power plant before the corrosion control method of the carbon steel member of a plant shown in FIG. 1 is started. 図1に示されるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法により浄化系配管の内面にニッケル金属皮膜が形成された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the nickel metal film was formed on the inner surface of the purification system pipe by the corrosion suppression method of the carbon steel member of a plant shown in FIG. 図1に示されるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法により浄化系配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させた状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the noble metal adhered to the surface of the nickel metal film formed on the inner surface of the purification system pipe by the corrosion suppression method of the carbon steel member of a plant shown in FIG. 図1に示されるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法において、浄化系配管の内面に形成されて白金が付着したニッケル金属皮膜に酸素を含む130℃以上200℃未満の温度範囲の水を接触させる状態を示す説明図である。In the method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant shown in FIG. 1, water in a temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. containing oxygen is brought into contact with a nickel metal film formed on the inner surface of a purification system pipe and to which platinum is adhered. It is explanatory drawing which shows the state. 図1に示されるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法において、130℃以上200℃未満の温度範囲の水に含まれる酸素、及び浄化系配管内のFe2+が、浄化系配管の内面に形成されて白金が付着したニッケル金属皮膜に移行する状態を示す説明図である。In the method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant shown in FIG. 1, oxygen contained in water in a temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. and Fe 2+ in the purification system piping are formed on the inner surface of the purification system piping. It is explanatory drawing which shows the state which is transferred to the nickel metal film to which platinum is adhered. 図1に示されるプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法において、浄化系配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜がニッケルフェライト皮膜に転換された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which the nickel metal film formed on the inner surface of a purification system pipe was converted into a nickel ferrite film in the method of suppressing corrosion of the carbon steel member of a plant shown in FIG. 炭素鋼試験片による実機模擬環境腐食試験の結果を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the result of the actual machine simulated environmental corrosion test by the carbon steel test piece. 白金を付着したニッケル金属皮膜を形成した炭素鋼試験片を用いた実機模擬環境腐食試験により、その炭素鋼試験片に形成された酸化皮膜の、レーザーラマンスペクトル分析結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the laser Raman spectrum analysis result of the oxide film formed on the carbon steel test piece by the actual machine simulated environmental corrosion test using the carbon steel test piece which formed the nickel metal film with platinum attached. 本発明の他の実施例である、沸騰水型原子力プラントの給水配管に適用される実施例2のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the corrosion suppression method of the carbon steel member of the plant of Example 2 applied to the water supply pipe of the boiling water type nuclear power plant which is another Example of this invention. 本発明の他の実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例3のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the corrosion suppression method of the carbon steel member of the plant of Example 3 applied to the purification system piping of the boiling water reactor which is another Example of this invention. 本発明の他の実施例である、沸騰水型原子力プラントの浄化系配管に適用される実施例4のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the corrosion suppression method of the carbon steel member of the plant of Example 4 applied to the purification system piping of the boiling water reactor which is another Example of this invention. 図14に示されるプラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法において浄化系配管の内面に形成されたニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変換するために浄化系配管に接続される加熱システムの構成図である。In the method for suppressing the adhesion of radionuclides to the carbon steel member of the plant shown in FIG. 14, the heating system connected to the purification system pipe in order to convert the nickel metal film formed on the inner surface of the purification system pipe into the nickel ferrite film. It is a block diagram. 本発明の他の実施例である、火力プラントの給水配管に適用される実施例5のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the corrosion suppression method of the carbon steel member of the plant of Example 5 applied to the water supply pipe of a thermal power plant which is another Example of this invention.

発明者らは、特開2011−32551号公報に記載された炭素鋼部材の防食方法の効果を更に高めるための、詳細な検討及び実験を行った。特開2011−32551号公報では、BWRプラントの停止中において、BWRプラントの炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成し、このニッケル金属皮膜の表面にニッケルフェライト皮膜を形成し、さらに、BWRプラントの運転中において、酸素を含む150℃以上の水をニッケルフェライト皮膜の表面に接触させて上記のニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変換させている。発明者らによる検討の結果、発明者らは、最終的に、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、130℃以上(好ましくは、130℃以上200℃未満)の温度範囲の水をそのニッケル金属皮膜の表面に接触させて、ニッケル金属皮膜をNi含有率が定比に近い安定なニッケルフェライト皮膜に変換させることにより、その炭素鋼部材の防食効果を更に高めることができるとの結論を見出した。 The inventors conducted detailed studies and experiments to further enhance the effect of the anticorrosion method for carbon steel members described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-32551. According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-32551, a nickel metal film is formed on the surface of a carbon steel member of a BWR plant, a nickel ferrite film is formed on the surface of the nickel metal film, and further, a nickel ferrite film is formed on the surface of the nickel metal film while the BWR plant is stopped. During the operation, water containing oxygen at 150 ° C. or higher is brought into contact with the surface of the nickel ferrite film to convert the above nickel metal film into a nickel ferrite film. As a result of the examination by the inventors, the inventors finally adhere the noble metal to the surface of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member, and the temperature is 130 ° C. or higher (preferably 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C.). ) Is brought into contact with the surface of the nickel metal film to convert the nickel metal film into a stable nickel ferrite film whose Ni content is close to the constant ratio, thereby further enhancing the anticorrosion effect of the carbon steel member. We have found the conclusion that it can be enhanced.

発明者らは、近年、応力腐食割れ対策として導入が進んでいる貴金属注入技術と上記したフェライト皮膜形成技術の同時成立性について検討した。フェライト皮膜形成技術としては、前述の特開2006−38483号公報及び特開2012−247322号公報に記載されるように、鉄(II)イオン、酸化剤及びpH調整剤(例えば、ヒドラジン)を含む、60℃〜100℃の低い温度範囲の皮膜形成液を原子力プラントの構成部材の表面に接触させて構成部材の表面にマグネタイト皮膜を形成するものがある。このマグネタイト皮膜の炉水と接触する表面に貴金属を付着させてその影響を調べたところ、原子力プラントの、水素注入模擬条件での運転中において、マグネタイト皮膜が付着された貴金属の作用により炉水中に溶出するという現象を見出した。また、60℃〜100℃の低い温度範囲で炭素鋼部材の炉水と接触する表面に形成されたニッケルフェライト皮膜上に貴金属を付着させた場合においても、原子力プラントの水素注入模擬条件での運転中においてニッケルフェライト皮膜が付着された貴金属の作用により炉水中に溶出するという現象を見出した。 The inventors examined the simultaneous feasibility of the precious metal injection technology and the above-mentioned ferrite film forming technology, which have been introduced as measures against stress corrosion cracking in recent years. The ferrite film forming technique includes iron (II) ions, an oxidizing agent and a pH adjuster (for example, hydrazine) as described in JP-A-2006-38483 and JP-A-2012-247322 described above. In some cases, a film-forming liquid in a low temperature range of 60 ° C. to 100 ° C. is brought into contact with the surface of a component member of a nuclear power plant to form a magnetite film on the surface of the component member. When a noble metal was attached to the surface of the magnetite film in contact with the reactor water and its effect was investigated, the effect of the noble metal to which the magnetite film was attached was found in the furnace water during operation of the nuclear power plant under simulated hydrogen injection conditions. We found the phenomenon of elution. Further, even when a noble metal is adhered on a nickel ferrite film formed on the surface of a carbon steel member in contact with the furnace water in a low temperature range of 60 ° C. to 100 ° C., the operation under hydrogen injection simulated conditions of a nuclear power plant is performed. We found a phenomenon in which the nickel ferrite film elutes into the furnace water due to the action of the noble metal attached.

なお、炭素鋼部材の表面に形成されたフェライト皮膜の表面への貴金属の付着には2つのケースがある。第1のケースでは、炉水中の溶存酸素濃度を低減するために原子力プラントの運転中に炉水に注入された貴金属が、構成部材上に形成されたフェライト皮膜表面に付着する。第2のケースでは、特開2006−38483号公報及び特開2012−247322号公報に記載されるように、原子力プラントの停止中に、構成部材上に形成されたフェライト皮膜表面に貴金属イオンを含む溶液を接触させ、そのフェライト皮膜表面に貴金属を付着させる。 There are two cases in which the noble metal adheres to the surface of the ferrite film formed on the surface of the carbon steel member. In the first case, the noble metal injected into the furnace water during the operation of the nuclear power plant in order to reduce the dissolved oxygen concentration in the furnace water adheres to the surface of the ferrite film formed on the constituent members. In the second case, as described in JP-A-2006-38483 and JP-A-2012-247322, noble metal ions are contained on the surface of the ferrite film formed on the constituent members during the shutdown of the nuclear power plant. The solution is brought into contact and the noble metal is attached to the surface of the ferrite film.

炭素鋼部材の表面に形成されたフェライト皮膜のそのような溶出は、やがて、炭素鋼部材上のフェライト皮膜の消失をもたらし、フェライト皮膜が消失した後、すなわち、運転サイクルの末期において、フェライト皮膜によってもたらされていた防食効果が消失する。また、この運転サイクルでの原子力プラントの運転を停止した後、炭素鋼部材の表面に、再度、フェライト皮膜を形成する必要がある。 Such elution of the ferrite film formed on the surface of the carbon steel member eventually results in the disappearance of the ferrite film on the carbon steel member, and after the ferrite film disappears, that is, at the end of the operation cycle, by the ferrite film. The anticorrosion effect that had been brought about disappears. Further, after stopping the operation of the nuclear power plant in this operation cycle, it is necessary to form a ferrite film again on the surface of the carbon steel member.

発明者らは、60℃〜100℃の低い温度範囲で炭素鋼部材の炉水と接触する表面に形成したニッケルフェライト皮膜上に貴金属を付着させたときに、そのニッケルフェライトが溶出する理由について、検討を行った。この検討により、原子力プラントの運転停止中において、そのような低い温度範囲で炭素鋼部材の表面に形成されたニッケルフェライト皮膜は、Ni0.7Fe2.34の皮膜であり、不安定であることが分かった。なお、Ni0.7Fe2.34は、Ni1-xFe2+x4においてxが0.3である場合の形態である。このため、不安定な皮膜であるNi0.7Fe2.34皮膜上に、例えば、白金が付着されているとき、Ni0.7Fe2.34が、その白金の作用により、原子力プラントの運転中において炉水中に溶出するということが分かった。また、不安定なNi0.7Fe2.34の皮膜は、上記の低い温度範囲で形成されるため、炭素鋼部材の表面にNi0.7Fe2.34の小さい粒が多数付着している状態になっている。この理由によっても、上面に白金が付着したNi0.7Fe2.34の皮膜が溶出する。 The inventors have explained the reason why nickel ferrite elutes when a noble metal is adhered to a nickel ferrite film formed on the surface of a carbon steel member in contact with furnace water in a low temperature range of 60 ° C. to 100 ° C. Study was carried out. According to this study, the nickel ferrite film formed on the surface of the carbon steel member in such a low temperature range is a Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film and is unstable during the shutdown of the nuclear power plant. Do you get it. Note that Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 is a form in which x is 0.3 in Ni 1-x Fe 2 + x O 4. Therefore, for example, when platinum is adhered on the unstable film Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film, Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 is produced by the action of the platinum in the furnace during the operation of the nuclear power plant. It was found that it elutes in water. Further, since the unstable Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film is formed in the above low temperature range, a large number of small particles of Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 are attached to the surface of the carbon steel member. ing. For this reason as well, a film of Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 with platinum attached to the upper surface elutes.

特開2011−32551号公報に記載されているように、BWRプラントの炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜を覆うニッケルフェライト皮膜に、酸素を含む150℃以上の水を接触させて、そのニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変換させた場合には、ニッケル金属皮膜から変換されたニッケルフェライト皮膜は、不安定なニッケルフェライト皮膜、例えば、Ni0.7Fe2.34の皮膜になる。 As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-32551, a nickel ferrite film covering a nickel metal film formed on the surface of a carbon steel member of a BWR plant is brought into contact with water containing oxygen at 150 ° C. or higher. When the nickel metal film is converted into a nickel ferrite film, the nickel ferrite film converted from the nickel metal film becomes an unstable nickel ferrite film, for example, a Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film.

この理由を以下に説明する。特開2011−32551号公報では、前述したように、ニッケルイオン、鉄(II)イオン及び酸化剤を含み、pHが5.5ないし9.0の範囲にある皮膜形成水溶液(皮膜形成液)をニッケル金属皮膜に接触させてニッケル金属皮膜上にニッケルフェライト皮膜が形成される。このため、このニッケルフェライト皮膜に含まれるニッケルフェライトは、Fe量の多いニッケルフェライト、つまり、Ni0.7Fe2.34よりもNiが少なくFeが多いニッケルフェライトになる。 The reason for this will be explained below. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-32551, as described above, a film-forming aqueous solution (film-forming solution) containing nickel ions, iron (II) ions and an oxidizing agent and having a pH in the range of 5.5 to 9.0 is used. A nickel ferrite film is formed on the nickel metal film in contact with the nickel metal film. Therefore, the nickel ferrite contained in this nickel ferrite film becomes nickel ferrite having a large amount of Fe, that is, nickel ferrite having less Ni and more Fe than Ni 0.7 Fe 2.3 O 4.

特開2011−32551号公報では、ニッケル金属皮膜上に形成された、鉄含有率の高いニッケルフェライトを含むニッケルフェライト皮膜に酸素を含む150℃の水を接触させることによって、このニッケルフェライト皮膜内の鉄含有率の高いニッケルフェライトからの鉄イオン、150℃の水に含まれる酸素、及び炭素鋼部材に含まれる鉄がそのニッケル金属皮膜に移行してニッケル金属皮膜内のニッケルと反応し、前述の不安定なニッケルフェライト(例えば、Ni0.7Fe2.34)が生成される。この結果、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜は、不安定なニッケルフェライト皮膜(例えば、Ni0.7Fe2.34皮膜)に変換される。ニッケル金属皮膜の不安定なニッケルフェライト皮膜への変換は、ニッケル金属皮膜をニッケルフェライト皮膜に変換する際にニッケル金属皮膜への鉄供給量が多くなってニッケルの量が不足するためである。なお、ニッケル金属皮膜を元々覆っていたニッケルフェライト皮膜は、高温水接触後にニッケル金属皮膜から移行されたニッケル金属と反応してNi0.7Fe2.34の皮膜になる。元々のニッケルフェライト皮膜のニッケルフェライトのNi含有率はNi0.7Fe2.34のそれよりも低く、その元々のニッケルフェライト皮膜は、還元環境では不安定なニッケルフェライト皮膜である。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-32551, a nickel ferrite film containing nickel ferrite having a high iron content formed on the nickel metal film is brought into contact with water at 150 ° C. containing oxygen to form the nickel ferrite film in the nickel ferrite film. Iron ions from nickel ferrite having a high iron content, oxygen contained in water at 150 ° C., and iron contained in the carbon steel member migrate to the nickel metal film and react with nickel in the nickel metal film, as described above. Unstable nickel ferrite (eg Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 ) is produced. As a result, the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member is converted into an unstable nickel ferrite film (for example, Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film). The conversion of the nickel metal film to the unstable nickel ferrite film is because when the nickel metal film is converted to the nickel ferrite film, the amount of iron supplied to the nickel metal film increases and the amount of nickel becomes insufficient. The nickel ferrite film that originally covered the nickel metal film reacts with the nickel metal transferred from the nickel metal film after contact with high-temperature water to form a Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film. The Ni content of nickel ferrite in the original nickel ferrite film is lower than that of Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 , and the original nickel ferrite film is an unstable nickel ferrite film in a reducing environment.

このため、BWRプラントの運転中に注入された貴金属、例えば白金がその不安定なニッケル皮膜の表面に付着したとき、このニッケルフェライト皮膜が貴金属(例えば、白金)の作用により炉水中に溶出する。やがて、運転サイクルの末期において、ニッケル金属皮膜を元々覆っていたニッケルフェライト皮膜、及びニッケル金属皮膜から変換されたニッケルフェライト皮膜が、消失し、炭素鋼部材が露出して炉水と接触する可能性がある。 Therefore, when a noble metal injected during the operation of a BWR plant, for example platinum, adheres to the surface of the unstable nickel film, the nickel ferrite film is eluted into the furnace water by the action of the noble metal (for example, platinum). Eventually, at the end of the operation cycle, the nickel ferrite film that originally covered the nickel metal film and the nickel ferrite film converted from the nickel metal film may disappear, exposing the carbon steel members and coming into contact with the furnace water. There is.

ところで、貴金属を炭素鋼部材の表面に付着させる際に、炭素鋼部材に含まれるFeがFe2+として溶出していると、貴金属を炭素鋼部材の表面に付着させることができなくなる。このため、発明者らは、貴金属を炭素鋼部材の表面に付着させる場合における、炭素鋼部材からのFe2+の溶出を防ぐ対策を検討した。そして、発明者らは、炭素鋼部材の表面をニッケル金属の皮膜で覆うことによって炭素鋼部材からのFe2+の溶出を防ぐことができることを見出した。炭素鋼部材の表面を覆うニッケル金属は、後述するように、炭素鋼部材の腐食を抑制する安定なニッケルフェライト皮膜の形成に寄与する物質である。炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成してこのニッケル金属皮膜で炭素鋼部材の表面を覆うことによって、炭素鋼部材からのFe2+の溶出を防ぐことができ、貴金属のニッケル金属皮膜表面への付着を短い時間で行うことができた。併せて、炭素鋼部材への貴金属の付着量も増大した。 By the way, when the noble metal is attached to the surface of the carbon steel member, if Fe contained in the carbon steel member is eluted as Fe 2+ , the noble metal cannot be attached to the surface of the carbon steel member. Therefore, the inventors have studied measures to prevent the elution of Fe 2+ from the carbon steel member when the noble metal is attached to the surface of the carbon steel member. Then, the inventors have found that the elution of Fe 2+ from the carbon steel member can be prevented by covering the surface of the carbon steel member with a nickel metal film. The nickel metal covering the surface of the carbon steel member is a substance that contributes to the formation of a stable nickel ferrite film that suppresses corrosion of the carbon steel member, as will be described later. By forming a nickel metal film on the surface of the carbon steel member and covering the surface of the carbon steel member with this nickel metal film, it is possible to prevent Fe 2+ from elution from the carbon steel member, and the surface of the nickel metal film of the noble metal. It was possible to adhere to the metal in a short time. At the same time, the amount of noble metal adhering to the carbon steel member also increased.

炭素鋼部材の表面へのニッケル金属皮膜の形成は、ニッケルイオン及び還元剤を含む水溶液を炭素鋼部材の表面に接触させることによって可能である。その水溶液に含まれるニッケルイオンが炭素鋼部材に含まれるFeと置換され、置換されたニッケルイオンが還元剤の作用によりニッケル金属になり、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜が形成される。また、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜表面への貴金属の付着は、貴金属イオン(例えば、白金イオン)及び還元剤を含む水溶液を、形成されたニッケル金属皮膜に接触させることによって可能である。上記水溶液に含まれるニッケルイオンの炭素鋼部材表面への付着は、炭素鋼部材からFe2+が溶出している場合においても可能である。 The formation of a nickel metal film on the surface of the carbon steel member is possible by bringing an aqueous solution containing nickel ions and a reducing agent into contact with the surface of the carbon steel member. The nickel ions contained in the aqueous solution are replaced with Fe contained in the carbon steel member, and the substituted nickel ions become nickel metal by the action of the reducing agent, and a nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member. Further, the noble metal can be attached to the surface of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member by bringing an aqueous solution containing a noble metal ion (for example, platinum ion) and a reducing agent into contact with the formed nickel metal film. Is. The nickel ions contained in the aqueous solution can be attached to the surface of the carbon steel member even when Fe 2+ is eluted from the carbon steel member.

このように、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成することによって、炭素鋼部材からのFe2+の溶出を防ぐことができ、短い時間でより多くの貴金属を炭素鋼部材に付着させることができる。 By forming a nickel metal film on the surface of the carbon steel member in this way, it is possible to prevent the elution of Fe 2+ from the carbon steel member, and to attach more precious metal to the carbon steel member in a short time. Can be done.

炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜上に付着させる貴金属としては、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム及びイリジウムのいずれかを用いてもよい。また、還元剤としては、ヒドラジン、ホルムヒドラジン、ヒドラジンカルボアミド及びカルボヒドラジド等のヒドラジン誘導体及びヒドロキシルアミンのいずれかを用いてもよい。 As the noble metal to be adhered to the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member, any one of platinum, palladium, rhodium, ruthenium, osmium and iridium may be used. Further, as the reducing agent, any one of hydrazine derivatives such as hydrazine, form hydrazine, hydrazine carboamide and carbohydrazide and hydroxylamine may be used.

さらに、炭素鋼部材の腐食抑制に関する検討結果を以下に説明する。発明者らは、60℃〜100℃の低い温度範囲で不安定なNi0.7Fe2.34の皮膜を炭素鋼部材の表面に形成するのではなく、付着した貴金属によっても溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜の、炭素鋼部材の表面への形成を目指した。そこで、発明者らは、炭素鋼部材への貴金属の付着を効果的に行うために、炭素鋼部材の表面に形成したニッケル金属皮膜をその安定なニッケルフェライト皮膜の形成に利用できないかを種々検討した。この結果、ニッケル金属皮膜に白金を付着させた状態で高温(130℃以上)の水を、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜の、貴金属が付着された表面に接触させることによって、そのニッケル金属皮膜を、炭素鋼部材の表面を覆う、貴金属の作用によっても溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜(Ni1-xFe2+x4においてxが0であるニッケルフェライト皮膜、すなわち、NiFe24皮膜)に変換させることができた。 Furthermore, the results of studies on the suppression of corrosion of carbon steel members will be described below. The inventors do not form an unstable Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film on the surface of the carbon steel member in the low temperature range of 60 ° C to 100 ° C, but stable nickel ferrite that is not eluted by the attached noble metal. We aimed to form a film on the surface of carbon steel members. Therefore, the inventors have variously examined whether the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member can be used for forming the stable nickel ferrite film in order to effectively adhere the noble metal to the carbon steel member. did. As a result, high-temperature (130 ° C. or higher) water with platinum attached to the nickel metal film is brought into contact with the surface of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member to which the noble metal is attached. The nickel metal film covers the surface of the carbon steel member and is a stable nickel ferrite film that does not elute even by the action of noble metals (a nickel ferrite film in which x is 0 in Ni 1-x Fe 2 + x O 4, that is, NiFe. 2 O 4 film) could be converted.

発明者らは、ニッケル及び白金を付着していない炭素鋼製の試験片A、及び表面にニッケル金属皮膜を形成してニッケル金属皮膜表面に白金を付着した炭素鋼製の試験片Bを用いて、BWRプラントの運転中の炉水の条件を模擬した模擬水に浸漬して試験片の腐食量を求めた。この実験は、試験片A及びBを閉ループの循環配管内に設置し、その循環配管内に原子炉内の炉水を模擬した模擬水を循環させて行った。模擬水の温度は280℃である。循環配管内に設置された試験片A及びBのそれぞれは、循環配管内を流れる模擬水中に500時間浸漬された。500時間が経過した後、試験片A及びBのそれぞれを循環配管から取り出し、カソード溶解法により高温水中で形成された酸化皮膜を溶解除去し、試験片に残存している金属量を求め、試験前の試験片金属量との差分から腐食量を求めた。 The inventors used a carbon steel test piece A to which nickel and platinum were not attached, and a carbon steel test piece B in which a nickel metal film was formed on the surface and platinum was attached to the nickel metal film surface. , The amount of corrosion of the test piece was determined by immersing it in simulated water simulating the conditions of the furnace water during operation of the BWR plant. In this experiment, the test pieces A and B were installed in a closed-loop circulation pipe, and simulated water simulating the reactor water in the reactor was circulated in the circulation pipe. The temperature of the simulated water is 280 ° C. Each of the test pieces A and B installed in the circulation pipe was immersed in the simulated water flowing in the circulation pipe for 500 hours. After 500 hours have passed, each of the test pieces A and B is taken out from the circulation pipe, the oxide film formed in high temperature water is dissolved and removed by the cathode dissolution method, and the amount of metal remaining in the test piece is determined and tested. The amount of corrosion was determined from the difference from the amount of metal in the previous test piece.

それぞれの試験片における腐食量の測定結果を図10に示す。図10から明らかなように、ニッケル金属皮膜表面に白金を付着させた試験片Bでは、ニッケル及び白金を付着していない試験片Aに比べて腐食量が著しく低下した。 The measurement result of the amount of corrosion in each test piece is shown in FIG. As is clear from FIG. 10, in the test piece B in which platinum is attached to the surface of the nickel metal film, the amount of corrosion is significantly reduced as compared with the test piece A in which nickel and platinum are not attached.

さらに、循環配管から取り出された試験片A及びBの各表面における化学組成をラマン分光によって分析した。この分析結果を図11に示す。実質的に炭素鋼である試験片Aの表面には、主にFe34からなる皮膜が形成されていた。腐食量が大幅に低減された試験片Bの表面には、ニッケルフェライト(NiFe24)を主成分とする酸化皮膜が形成されていた。このNiFe24は、Ni1-xFe2+x4においてxが0である形態である。 Furthermore, the chemical composition on each surface of the test pieces A and B taken out from the circulation pipe was analyzed by Raman spectroscopy. The analysis result is shown in FIG. A film mainly composed of Fe 3 O 4 was formed on the surface of the test piece A, which is substantially carbon steel. An oxide film containing nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) as a main component was formed on the surface of the test piece B in which the amount of corrosion was significantly reduced. The NiFe 2 O 4, in Ni 1-x Fe 2 + x O 4 x is in the form a 0.

表面にニッケル金属皮膜が形成されてこのニッケル金属皮膜表面に貴金属(例えば、白金)が付着された炭素鋼部材(試験片B)のニッケル金属皮膜が、酸素を含む130℃以上の水との接触により、炭素鋼部材の表面を覆う安定なニッケルフェライト皮膜(NiFe24皮膜)に変換される理由を説明する。130℃以上の水が炭素鋼部材上のニッケル金属皮膜に接触すると、ニッケル金属皮膜及び炭素鋼部材が130℃以上に加熱される。その水に含まれる酸素がニッケル金属皮膜内に移行し、炭素鋼部材に含まれるFeがFe2+となってニッケル金属皮膜内に移行する。ニッケル金属皮膜内のニッケルが、130℃以上の高温環境で、ニッケル金属皮膜内に移行した酸素及びFe2+と反応し、Ni1-xFe2+x4においてxが0であるニッケルフェライトが生成される。この際、フェライト構造の中へのニッケル及び鉄のそれぞれの取り込まれ易さは貴金属の影響を受け、貴金属が存在する場合は鉄よりもニッケルが取り込まれ易くなるため、Ni1-xFe2+x4においてxが0であるニッケルフェライトが生成される。このニッケルフェライトの皮膜が、炭素鋼部材の表面を覆う。 A nickel metal film is formed on the surface, and the nickel metal film of the carbon steel member (test piece B) having a noble metal (for example, platinum) adhered to the surface of the nickel metal film comes into contact with water containing oxygen at 130 ° C. or higher. The reason why it is converted into a stable nickel ferrite film (NiFe 2 O 4 film) covering the surface of the carbon steel member will be described. When water of 130 ° C. or higher comes into contact with the nickel metal film on the carbon steel member, the nickel metal film and the carbon steel member are heated to 130 ° C. or higher. The oxygen contained in the water moves into the nickel metal film, and Fe contained in the carbon steel member becomes Fe 2+ and moves into the nickel metal film. Nickel in the nickel metal film reacts with oxygen and Fe 2+ transferred into the nickel metal film in a high temperature environment of 130 ° C. or higher, and nickel ferrite in which x is 0 in Ni 1-x Fe 2 + x O 4 Is generated. At this time, the ease of incorporating nickel and iron into the ferrite structure is affected by the noble metal, and if the noble metal is present, nickel is more easily incorporated than iron. Therefore, Ni 1-x Fe 2+ Nickel ferrite in which x is 0 is produced in x O 4. This nickel ferrite film covers the surface of the carbon steel member.

炭素鋼部材の表面を覆ったニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属から、130℃以上の高温の環境下において上記のように生成された、Ni1-xFe2+x4においてxが0であるニッケルフェライトは、結晶が大きく成長しており、貴金属が付着してもNi0.7Fe2.34皮膜のように水中に溶出しなく安定であり、母材の炭素鋼の腐食抑制に作用する。このNi1-xFe2+x4においてxが0である安定なニッケルフェライトは、ニッケル金属皮膜に付着した白金等の貴金属の作用により、炭素鋼部材及びニッケル金属皮膜の腐食電位が低下されるために生成される。このように、130℃以上の高温の環境下で、炭素鋼部材の表面を覆ったニッケル金属から白金の存在下で生成されたそのニッケルフェライト皮膜は、60℃〜100℃の低い温度範囲で生成されたNi0.7Fe2.34皮膜よりも長期に亘って炭素鋼部材の腐食を抑制することができる。 In Ni 1-x Fe 2 + x O 4 produced as described above from the nickel metal contained in the nickel metal film covering the surface of the carbon steel member in a high temperature environment of 130 ° C. or higher, x is 0. A certain nickel ferrite has a large crystal growth, and even if a noble metal adheres to it , it is stable without being eluted in water like a Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film, and acts to suppress corrosion of the base carbon steel. In this stable nickel ferrite in which x is 0 in Ni 1-x Fe 2 + x O 4 , the corrosion potential of the carbon steel member and the nickel metal film is lowered by the action of a noble metal such as platinum adhering to the nickel metal film. Is generated for. As described above, the nickel ferrite film formed from the nickel metal covering the surface of the carbon steel member in the presence of platinum in a high temperature environment of 130 ° C. or higher is formed in a low temperature range of 60 ° C. to 100 ° C. Corrosion of carbon steel members can be suppressed for a longer period of time than the Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film.

ニッケル金属皮膜に接触させる酸素を含む水の温度が130℃未満である場合には、ニッケル金属皮膜は、安定なニッケルフェライト皮膜(NiFe24皮膜)に変換されない。ニッケル金属皮膜を貴金属の作用により溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜に変換させるためには、ニッケル金属皮膜に接触させる酸素を含む水の温度を130℃以上にする必要がある。さらに、酸素を含むその水の温度上昇に要する時間を短縮するためには、その水の温度を200℃未満にするとよい。すなわち、ニッケル金属皮膜に接触させる酸素を含む水は、ニッケル金属皮膜を安定なニッケルフェライト(NiFe24)皮膜に変換させるために、130℃以上200℃未満の温度範囲に加熱する。 When the temperature of the oxygen-containing water in contact with the nickel metal film is less than 130 ° C., the nickel metal film is not converted into a stable nickel ferrite film (NiFe 2 O 4 film). In order to convert the nickel metal film into a stable nickel ferrite film that does not elute due to the action of the noble metal, it is necessary to raise the temperature of the water containing oxygen that comes into contact with the nickel metal film to 130 ° C. or higher. Further, in order to shorten the time required for the temperature of the water containing oxygen to rise, the temperature of the water may be set to less than 200 ° C. That is, the oxygen-containing water that comes into contact with the nickel metal film is heated to a temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. in order to convert the nickel metal film into a stable nickel ferrite (NiFe 2 O 4) film.

発明者らは、表面に貴金属を付着したニッケル金属皮膜に、酸素を含む130℃以上200℃未満の温度範囲内の温度になっている水を接触させた場合においても、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜を安定なニッケルフェライト皮膜(NiFe24皮膜)に変換できることを見出したのである。 The inventors have made contact with a nickel metal film having a noble metal adhered to its surface with water containing oxygen and having a temperature within the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., even when the surface of the carbon steel member is contacted. They found that the formed nickel metal film could be converted into a stable nickel ferrite film (NiFe 2 O 4 film).

なお、炭素鋼部材の表面にニッケル金属皮膜を形成するために、ニッケルイオン、ギ酸及び還元剤(例えば、ヒドラジン)を含み、pHが4.0〜11.0(4.0以上11.0以下)の範囲にあって温度が60℃以上100℃以下の温度範囲の水溶液を該当する炭素鋼部材の表面に接触させると、炭素鋼部材の表面が完全にニッケル金属皮膜で覆われるまでの間、炭素鋼部材からFe2+がその水溶液に溶出する。溶出したFe2+は、水酸化鉄及びマグネタイトとしてその水溶液中に析出する。 In addition, in order to form a nickel metal film on the surface of the carbon steel member, nickel ions, formic acid and a reducing agent (for example, hydrazine) are contained, and the pH is 4.0 to 11.0 (4.0 or more and 11.0 or less). ), When an aqueous solution in the temperature range of 60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower is brought into contact with the surface of the corresponding carbon steel member, until the surface of the carbon steel member is completely covered with the nickel metal film. Fe 2+ elutes from the carbon steel member into the aqueous solution. The eluted Fe 2+ is precipitated in the aqueous solution as iron hydroxide and magnetite.

炭素鋼部材の表面へのニッケル金属皮膜の形成が終了した後、析出した水酸化鉄及びマグネタイト、ニッケルイオン、ギ酸及びヒドラジンを含むその水溶液が、ギ酸及びヒドラジンの分解工程において、カチオン交換樹脂塔及び分解装置に供給される。水溶液に含まれるニッケルイオン及びFe2+がカチオン交換樹脂塔で除去され、ギ酸及びヒドラジンが分解装置で分解される。ギ酸及びヒドラジンの分解後、その水溶液が混床樹脂塔に導かれ、水溶液に含まれる不純物が混床樹脂塔内のイオン交換樹脂で除去されてその水溶液が浄化される。 After the formation of the nickel metal film on the surface of the carbon steel member is completed, the aqueous solution containing the precipitated iron hydroxide and magnetite, nickel ion, formic acid and hydrazine is used in the decomposition step of formic acid and hydrazine to form the cation exchange resin tower and It is supplied to the disassembly device. Nickel ions and Fe 2+ contained in the aqueous solution are removed by a cation exchange resin column, and formic acid and hydrazine are decomposed by a decomposition apparatus. After decomposition of formic acid and hydrazine, the aqueous solution is guided to the mixed bed resin tower, impurities contained in the aqueous solution are removed by the ion exchange resin in the mixed bed resin tower, and the aqueous solution is purified.

水溶液の浄化後においても、カチオン交換樹脂塔及び混床樹脂塔で除去しきれなかったFe2+がその水溶液中に存在する可能性がある。水溶液の浄化後において水溶液中に存在するFe2+は、その水溶液に溶存する酸素、及びその水溶液に含まれるギ酸及びヒドラジンを分解するためにその水溶液に供給される過酸化水素により酸化されてFe3+となり、水酸化鉄及びマグネタイトとして析出する。その後、貴金属イオン及び還元剤をその水溶液に注入した場合、注入された貴金属イオンの一部が還元剤の作用によって析出している水酸化鉄及びマグネタイトに貴金属として付着してしまい、炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜上に付着する貴金属の量が低減してしまい、所定量の貴金属をニッケル金属皮膜の表面に付着させるために要する時間が、長くなってしまう。 Even after purifying the aqueous solution, Fe 2+ that could not be completely removed by the cation exchange resin tower and the mixed bed resin tower may be present in the aqueous solution. After purification of the aqueous solution, Fe 2+ present in the aqueous solution is oxidized by oxygen dissolved in the aqueous solution and hydrogen peroxide supplied to the aqueous solution to decompose formic acid and hydrazine contained in the aqueous solution. It becomes 3+ and precipitates as iron hydroxide and magnetite. After that, when the noble metal ion and the reducing agent are injected into the aqueous solution, a part of the injected noble metal ion adheres as a noble metal to the iron hydroxide and magnetite precipitated by the action of the reducing agent, and the carbon steel member The amount of noble metal adhering to the nickel metal film formed on the surface is reduced, and the time required for adhering a predetermined amount of noble metal to the surface of the nickel metal film becomes long.

水溶液に残留する鉄イオン(Fe3+)が水酸化鉄及びマグネタイトとして析出し、貴金属が水酸化鉄及びマグネタイトに付着することを避けるために、水溶液に錯イオン形成剤(例えば、アンモニア)、貴金属イオン(例えば、白金イオン)及び還元剤(例えば、ヒドラジン)のそれぞれを注入し、水溶液に残留する鉄イオンと注入された錯イオン形成剤、例えば、アンモニアが鉄−アンモニア錯イオンを形成し、その鉄イオンの析出を抑えることが知られている(特開2015−158486号公報参照)。その鉄イオンとアンモニアは、式(1)から式(3)に示された各反応によって、鉄−アンモニア錯イオンを生成する。 Iron ions (Fe 3+ ) remaining in the aqueous solution are precipitated as iron hydroxide and magnetite, and in order to prevent the noble metal from adhering to iron hydroxide and magnetite, a complex ion forming agent (for example, ammonia) and the noble metal are added to the aqueous solution. Each of the ion (for example, platinum ion) and the reducing agent (for example, hydrazine) is injected, and the iron ion remaining in the aqueous solution and the injected complex ion forming agent, for example, ammonia form an iron-ammonia complex ion. It is known to suppress the precipitation of iron ions (see JP-A-2015-158486). The iron ion and ammonia generate an iron-ammonia complex ion by each reaction represented by the formulas (1) to (3).

Fe3++NH3 → [Fe(NH3)]3+ ……(1)
Fe3++2NH3 → [Fe(NH323+ ……(2)
Fe3++3NH3 → [Fe(NH333+ ……(3)
このように、鉄−アンモニア錯イオンがその水溶液中に生成されると、還元剤であるヒドラジンが注入されてその水溶液のpHが8程度以上のアルカリ性になったとしても、その水溶液内で鉄イオンの析出が抑制される。錯イオン形成剤を水溶液に注入することにより、水溶液に含まれる貴金属イオンを、還元剤の助けをかりて、プラントの炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に効率良く付着させることができる。このため、炭素鋼部材の表面への貴金属の付着に要する時間をさらに短縮することができる。
Fe 3+ + NH 3 → [Fe (NH 3 )] 3+ …… (1)
Fe 3+ + 2NH 3 → [Fe (NH 3 ) 2 ] 3+ …… (2)
Fe 3+ + 3NH 3 → [Fe (NH 3 ) 3 ] 3+ …… (3)
In this way, when iron-ammonia complex ions are generated in the aqueous solution, even if the reducing agent hydrazine is injected and the pH of the aqueous solution becomes alkaline of about 8 or more, iron ions are produced in the aqueous solution. Precipitation is suppressed. By injecting a complex ion forming agent into an aqueous solution, the noble metal ions contained in the aqueous solution are efficiently adhered to the surface of the nickel metal film formed on the surface of the carbon steel member of the plant with the help of the reducing agent. Can be done. Therefore, the time required for the noble metal to adhere to the surface of the carbon steel member can be further shortened.

錯イオン形成剤としては、還元剤(例えば、ヒドラジン)の注入により水溶液のpHが増加した場合においても、錯イオンの形成によってFe3+の溶解度を上昇させ、水酸化鉄及びマグネタイトの析出を抑制できる物質であれば良く、アンモニア、ヒドロキシルアミン等のモノアミン類、シアン化合物、尿素及びチオシアン化合物のうち少なくとも1つを用いる。 As the complex ion forming agent, even when the pH of the aqueous solution is increased by injecting a reducing agent (for example, hydrazine), the solubility of Fe 3+ is increased by the formation of complex ions, and the precipitation of iron hydroxide and magnetite is suppressed. Any substance can be used as long as it can be used, and at least one of monoamines such as ammonia and hydroxylamine, cyanide compounds, urea and thiocyan compounds is used.

以上に述べたように、浄化後の水溶液中に鉄イオン(Fe3+)が残留している場合であっても、水溶液内での鉄イオンの析出を抑制する、アンモニアのような鉄イオンと錯イオンを形成する物質(錯イオン形成剤)を、その水溶液に注入することにより、白金イオン(貴金属イオン)と還元剤(例えばヒドラジン)の働きで白金イオンを白金として炭素鋼部材の表面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に付着させることができるのである。 As described above, even when iron ions (Fe 3+ ) remain in the purified aqueous solution, iron ions such as ammonia that suppress the precipitation of iron ions in the aqueous solution are used. By injecting a substance that forms complex ions (complex ion forming agent) into the aqueous solution, platinum ions (noble metal ions) and reducing agents (for example, hydrazine) form platinum ions as platinum on the surface of the carbon steel member. It can be attached to the surface of the nickel metal film.

以上に述べた検討結果に基づいて、発明者らは、以下に述べる発明を新たに創生することができた。 Based on the above-mentioned examination results, the inventors were able to newly create the invention described below.

ニッケルイオン及び還元剤を含む皮膜形成水溶液を炭素鋼部材の表面に接触させ、炭素鋼部材のその表面にニッケル金属皮膜を形成し、貴金属をそのニッケル金属皮膜表面に付着させ、酸素を含み130℃以上200℃未満の温度範囲の水を、貴金属を付着したニッケル金属皮膜に接触させ、そのニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属、水に含まれる酸素及び炭素鋼部材に含まれる鉄を基に、130℃以上200℃未満の高温下で、貴金属の触媒作用を利用して炭素鋼部材の表面にニッケルフェライト皮膜を形成する。 A film-forming aqueous solution containing nickel ions and a reducing agent is brought into contact with the surface of the carbon steel member to form a nickel metal film on the surface of the carbon steel member, and a noble metal is attached to the surface of the nickel metal film to contain oxygen at 130 ° C. Water in a temperature range of more than 200 ° C. is brought into contact with a nickel metal film to which a noble metal is attached, and based on the nickel metal contained in the nickel metal film, oxygen contained in water, and iron contained in a carbon steel member, 130 A nickel ferrite film is formed on the surface of a carbon steel member by utilizing the catalytic action of a noble metal at a high temperature of ° C. or higher and lower than 200 ° C.

この発明はプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法に関する発明である。この発明によれば、炭素鋼部材の表面に形成されて貴金属が付着されているニッケル金属皮膜に130℃以上200℃未満の範囲内の水を接触させて、そのニッケル金属皮膜に含まれるニッケル金属を基に、貴金属の触媒作用を利用して130℃以上200℃未満の範囲内の高温下で、炭素鋼部材の表面に安定なニッケルフェライト皮膜を形成するので、この形成されたニッケルフェライト皮膜は、貴金属が付着していても水に溶出しなく、より長期に亘って(具体的には、複数の運転サイクルに亘って)炭素鋼部材の腐食を抑制することができる。 The present invention relates to a method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant. According to the present invention, a nickel metal film formed on the surface of a carbon steel member to which a noble metal is attached is brought into contact with water in the range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., and the nickel metal contained in the nickel metal film is brought into contact with the nickel metal film. Based on this, a stable nickel ferrite film is formed on the surface of the carbon steel member at a high temperature in the range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. by utilizing the catalytic action of the noble metal. Even if the noble metal is attached, it does not elute into water, and corrosion of the carbon steel member can be suppressed for a longer period of time (specifically, over a plurality of operation cycles).

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 study results will be described below.

本発明の好適な一実施例である実施例1のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を図1、図2及び図3を用いて説明する。本実施例の炭素鋼部材の腐食抑制方法は、沸騰水型原子力発電プラント(BWRプラント)の、炭素鋼製の浄化系配管(炭素鋼部材)に適用される。 The method for suppressing corrosion of the carbon steel member of the plant of Example 1 which is a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of this embodiment is applied to a carbon steel purification system pipe (carbon steel member) of a boiling water reactor (BWR plant).

この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1は、原子炉2、タービン9、復水器10、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2は、蒸気発生装置であり、炉心4を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)3を有し、RPV3内で炉心4を取り囲む炉心シュラウド(図示せず)の外面とRPV3の内面との間に形成される環状のダウンカマ内にジェットポンプ5を設置している。炉心4には多数の燃料集合体(図示せず)が装荷されている。燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットが充填された複数の燃料棒を含んでいる。 The schematic configuration of this BWR plant will be described with reference to FIG. The BWR plant 1 includes a reactor 2, a turbine 9, a condenser 10, a recirculation system, a reactor purification system, a water supply system, and the like. The reactor 2 is a steam generator, has a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as RPV) 3 in which the core 4 is built, and has an outer surface of a core shroud (not shown) surrounding the core 4 in the RPV 3 and the RPV 3. The jet pump 5 is installed in an annular down core formed between the inner surface and the inner surface. A large number of fuel assemblies (not shown) are loaded in the core 4. The fuel assembly contains multiple fuel rods filled with multiple fuel pellets made of nuclear fuel material.

再循環系は、ステンレス鋼製の再循環系配管6、及び再循環系配管6に設置された再循環ポンプ7を有する。給水系は、復水器10とRPV3を連絡する給水配管11に、復水ポンプ12、復水浄化装置(例えば、復水脱塩器)13、低圧給水加熱器14、給水ポンプ15及び高圧給水加熱器16を、復水器10からRPV3に向って、この順に設置して構成されている。原子炉浄化系は、再循環系配管6と給水配管11を連絡する浄化系配管18に、浄化系ポンプ19、再生熱交換器20、非再生熱交換器21及び炉水浄化装置22をこの順に設置している。炉水浄化装置22をバイパスするバイパス配管28が、炉水浄化装置22の上流側と下流側で浄化系配管18に接続される。弁27が、バイパス配管28と浄化系配管18の接続点よりも炉水浄化装置22側で浄化系配管18に設けられる。浄化系配管18は、再循環ポンプ7の上流で再循環系配管6に接続される。原子炉2は、原子炉建屋(図示せず)内に配置された原子炉格納容器90内に設置されている。 The recirculation system includes a stainless steel recirculation system pipe 6 and a recirculation pump 7 installed in the recirculation system pipe 6. In the water supply system, a condensate pump 12, a condensate purifier (for example, a condensate desalinator) 13, a low-pressure feed water heater 14, a feed water pump 15, and a high-pressure feed water supply are connected to a feed water pipe 11 connecting the condenser 10 and the RPV 3. The heater 16 is installed in this order from the condenser 10 toward the RPV3. In the reactor purification system, the purification system pump 19, the regenerated heat exchanger 20, the non-regenerated heat exchanger 21, and the reactor water purification device 22 are connected to the purification system pipe 18 connecting the recirculation system pipe 6 and the water supply pipe 11 in this order. It is installed. The bypass pipe 28 that bypasses the furnace water purification device 22 is connected to the purification system pipe 18 on the upstream side and the downstream side of the furnace water purification device 22. The valve 27 is provided in the purification system pipe 18 on the furnace water purification device 22 side of the connection point between the bypass pipe 28 and the purification system pipe 18. The purification system pipe 18 is connected to the recirculation system pipe 6 upstream of the recirculation pump 7. The reactor 2 is installed in the reactor containment vessel 90 arranged in the reactor building (not shown).

RPV3内の冷却水(以下、炉水という)は、再循環ポンプ7で昇圧され、再循環系配管6を通ってジェットポンプ5内に噴出される。ダウンカマ内でジェットポンプ5のノズルの周囲に存在する炉水も、ジェットポンプ5内に吸引されて炉心4に供給される。炉心4に供給された炉水は、燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、その一部が蒸気になる。この蒸気は、RPV3から主蒸気配管8を通ってタービン9に導かれ、タービン9を回転させる。タービン9に連結された発電機(図示せず)が回転し、電力が発生する。タービン9から排出された蒸気は、復水器10で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管11を通りRPV3内に供給される。給水配管11を流れる給水は、復水ポンプ12で昇圧され、復水浄化装置13で不純物が除去され、給水ポンプ15でさらに昇圧される。給水は、低圧給水加熱器14及び高圧給水加熱器16で加熱されてRPV3内に導かれる。抽気配管17でタービン9から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器14及び高圧給水加熱器16にそれぞれ供給され、給水の加熱源となる。 The cooling water in the RPV 3 (hereinafter referred to as furnace water) is boosted by the recirculation pump 7 and ejected into the jet pump 5 through the recirculation system pipe 6. The reactor water existing around the nozzle of the jet pump 5 in the downkama is also sucked into the jet pump 5 and supplied to the core 4. The reactor water supplied to the core 4 is heated by the heat generated by the nuclear fission of the nuclear fuel material in the fuel rods, and a part of the reactor water becomes steam. This steam is guided from the RPV 3 to the turbine 9 through the main steam pipe 8 to rotate the turbine 9. A generator (not shown) connected to the turbine 9 rotates to generate electric power. The steam discharged from the turbine 9 is condensed by the condenser 10 to become water. This water is supplied into the RPV 3 as water supply through the water supply pipe 11. The water supply flowing through the water supply pipe 11 is boosted by the condensate pump 12, impurities are removed by the condensate purification device 13, and the pressure is further boosted by the water supply pump 15. The feed water is heated by the low-pressure feed water heater 14 and the high-pressure feed water heater 16 and guided into the RPV3. The extracted steam extracted from the turbine 9 by the extraction pipe 17 is supplied to the low-pressure feed water heater 14 and the high-pressure feed water heater 16, respectively, and serves as a heating source for the feed water.

再循環系配管6内を流れる炉水の一部は、浄化系ポンプ19の駆動によって浄化系配管18内に流入し、再生熱交換器20及び非再生熱交換器21で冷却された後、炉水浄化装置22で浄化される。浄化された炉水は、再生熱交換器20で加熱されて浄化系配管18及び給水配管11を経てRPV3内に戻される。 A part of the furnace water flowing in the recirculation system pipe 6 flows into the purification system pipe 18 by driving the purification system pump 19, is cooled by the regenerated heat exchanger 20 and the non-regenerating heat exchanger 21, and then is cooled in the furnace. It is purified by the water purification device 22. The purified furnace water is heated by the regenerative heat exchanger 20 and returned to the RPV3 via the purification system pipe 18 and the water supply pipe 11.

本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法では、皮膜形成装置30及び31Aが用いられ、これらの皮膜形成装置30及び31Aが、図2に示すように、BWRプラントの浄化系配管18に接続される。 In the method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of this embodiment, film forming devices 30 and 31A are used, and these film forming devices 30 and 31A are attached to the purification system pipe 18 of the BWR plant as shown in FIG. Be connected.

皮膜形成装置30及び30Aの詳細な構成を、図3を用いて説明する。皮膜形成装置30及び30Aのそれぞれの構成は同じである。 The detailed configurations of the film forming apparatus 30 and 30A will be described with reference to FIG. The configurations of the film forming apparatus 30 and 30A are the same.

皮膜形成装置30及び30Aは、循環配管31、サージタンク32、加熱器33、循環ポンプ34,35、ニッケルイオン注入装置36、還元剤注入装置41、白金イオン注入装置46、冷却器52、カチオン交換樹脂塔53、混床樹脂塔54、分解装置55、酸化剤供給装置56及びエゼクタ61を備えている。 The film forming devices 30 and 30A include a circulation pipe 31, a surge tank 32, a heater 33, a circulation pump 34, 35, a nickel ion injection device 36, a reducing agent injection device 41, a platinum ion injection device 46, a cooler 52, and a cation exchange. It includes a resin tower 53, a mixed bed resin tower 54, a decomposition device 55, an oxidant supply device 56, and an ejector 61.

開閉弁62、循環ポンプ35、弁63,66,69及び74、サージタンク32、循環ポンプ34、弁77及び開閉弁78が、上流よりこの順に循環配管31に設けられている。弁63をバイパスする配管65が循環配管31に接続され、弁64及びフィルタ51が配管65に設置される。弁66をバイパスして両端が循環配管31に接続される配管68には、冷却器52及び弁67が設置される。両端が循環配管31に接続されて弁69をバイパスする配管71に、カチオン交換樹脂塔53及び弁70が設置される。両端が配管71に接続されてカチオン交換樹脂塔53及び弁70をバイパスする配管73に、混床樹脂塔54及び弁72が設置される。カチオン交換樹脂塔53は陽イオン交換樹脂を充填しており、混床樹脂塔54は陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填している。 The on-off valve 62, the circulation pump 35, the valves 63, 66, 69 and 74, the surge tank 32, the circulation pump 34, the valve 77 and the on-off valve 78 are provided in the circulation pipe 31 in this order from the upstream. The pipe 65 that bypasses the valve 63 is connected to the circulation pipe 31, and the valve 64 and the filter 51 are installed in the pipe 65. A cooler 52 and a valve 67 are installed in the pipe 68 whose both ends are connected to the circulation pipe 31 by bypassing the valve 66. The cation exchange resin tower 53 and the valve 70 are installed in the pipe 71 whose both ends are connected to the circulation pipe 31 and bypass the valve 69. The mixed bed resin tower 54 and the valve 72 are installed in the pipe 73 whose both ends are connected to the pipe 71 and bypass the cation exchange resin tower 53 and the valve 70. The cation exchange resin tower 53 is filled with a cation exchange resin, and the mixed bed resin tower 54 is filled with a cation exchange resin and an anion exchange resin.

弁75及び弁75よりも下流に位置する分解装置55が設置される配管76が、弁74をバイパスして循環配管31に接続される。分解装置55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32が弁74と循環ポンプ34の間で循環配管31に設置される。加熱器33がサージタンク32内に配置される。弁79及びエゼクタ61が設けられる配管80が、弁77と循環ポンプ34の間で循環配管31に接続され、さらに、サージタンク32に接続されている。浄化系配管18の内面の汚染物を還元溶解するために用いるシュウ酸(還元除染剤)をサージタンク32内に供給するためのホッパ(図示せず)がエゼクタ61に設けられている。 The pipe 76 in which the valve 75 and the disassembling device 55 located downstream of the valve 75 are installed is connected to the circulation pipe 31 by bypassing the valve 74. The decomposition device 55 is filled with, for example, an activated carbon catalyst in which ruthenium is adhered to the surface of the activated carbon. A surge tank 32 is installed in the circulation pipe 31 between the valve 74 and the circulation pump 34. The heater 33 is arranged in the surge tank 32. The pipe 80 provided with the valve 79 and the ejector 61 is connected to the circulation pipe 31 between the valve 77 and the circulation pump 34, and further connected to the surge tank 32. The ejector 61 is provided with a hopper (not shown) for supplying oxalic acid (reduction decontamination agent) used for reducing and dissolving contaminants on the inner surface of the purification system pipe 18 into the surge tank 32.

ニッケルイオン注入装置36が、薬液タンク37、注入ポンプ38及び注入配管39を有する。薬液タンク37は、注入ポンプ38及び弁40を有する注入配管39によって循環配管31に接続される。ギ酸ニッケル(Ni(HCOO)・2H2O)を希薄なギ酸水溶液に溶解して調製したギ酸ニッケル水溶液(ニッケルイオンを含む水溶液)が、薬液タンク37内に充填される。 The nickel ion implanter 36 includes a chemical tank 37, an injection pump 38, and an injection pipe 39. The chemical tank 37 is connected to the circulation pipe 31 by an injection pipe 39 having an injection pump 38 and a valve 40. Nickel formic acid (Ni (HCOO) 2 · 2H 2 O) ( an aqueous solution containing nickel ions) and nickel formate aqueous solution prepared by dissolving in a dilute aqueous formic acid are charged into the chemical liquid tank 37.

白金イオン注入装置(貴金属イオン注入装置)46が、薬液タンク47、注入ポンプ48及び注入配管49を有する。薬液タンク47は、注入ポンプ48及び弁50を有する注入配管49によって循環配管31に接続される。白金錯体(例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物(Na[Pt(OH)]・nHO))を水に溶解して調整した白金イオンを含む水溶液(例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物水溶液)が、薬液タンク47内に充填されている。白金イオンを含む水溶液は貴金属イオンを含む水溶液の一種である。 The platinum ion implanter (precious metal ion implanter) 46 includes a chemical tank 47, an injection pump 48, and an injection pipe 49. The chemical tank 47 is connected to the circulation pipe 31 by an injection pipe 49 having an injection pump 48 and a valve 50. An aqueous solution containing platinum ions prepared by dissolving a platinum complex (for example, sodium hexahydroxoplatinate hydrate (Na 2 [Pt (OH) 6 ], nH 2 O)) in water (for example, sodium hexahydroxoplatinate). Aqueous solution of hydrate) is filled in the chemical tank 47. An aqueous solution containing platinum ions is a type of aqueous solution containing noble metal ions.

還元剤注入装置41が、薬液タンク42、注入ポンプ43及び注入配管44を有する。薬液タンク42は、注入ポンプ43及び弁45を有する注入配管44によって循環配管31に接続される。還元剤であるヒドラジンの水溶液が薬液タンク42内に充填される。 The reducing agent injection device 41 includes a chemical liquid tank 42, an injection pump 43, and an injection pipe 44. The chemical tank 42 is connected to the circulation pipe 31 by an injection pipe 44 having an injection pump 43 and a valve 45. An aqueous solution of hydrazine, which is a reducing agent, is filled in the chemical tank 42.

注入配管39,49及び44が、弁77から開閉弁78に向かってその順番で、弁77と開閉弁78の間で循環配管31に接続される。 The injection pipes 39, 49 and 44 are connected to the circulation pipe 31 between the valve 77 and the on-off valve 78 in that order from the valve 77 toward the on-off valve 78.

酸化剤供給装置56が、薬液タンク57、供給ポンプ58及び供給配管59を有する。薬液タンク57は、供給ポンプ58及び弁60を有する供給配管59によって弁75よりも上流で配管76に接続される。酸化剤である過酸化水素が薬液タンク57内に充填される。酸化剤としては、オゾンを溶解した水溶液を用いてもよい。 The oxidant supply device 56 includes a chemical solution tank 57, a supply pump 58, and a supply pipe 59. The chemical tank 57 is connected to the pipe 76 upstream of the valve 75 by the supply pipe 59 having the supply pump 58 and the valve 60. Hydrogen peroxide, which is an oxidizing agent, is filled in the chemical tank 57. As the oxidizing agent, an aqueous solution in which ozone is dissolved may be used.

pH計81が、注入配管44と循環配管31の接続点と開閉弁78の間で循環配管31に取り付けられる。 A pH meter 81 is attached to the circulation pipe 31 between the connection point between the injection pipe 44 and the circulation pipe 31 and the on-off valve 78.

BWRプラント1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、炉心4に装荷されている燃料集合体の一部が使用済燃料集合体として取り出され、燃焼度0GWd/tの新しい燃料集合体が炉心4に装荷される。このような燃料交換が終了した後、BWRプラント1が、次の運転サイクルでの運転のために再起動される。燃料交換のためにBWRプラント1が停止されている期間を利用して、BWRプラント1の保守点検が行われる。 The BWR plant 1 is shut down after the operation in one operation cycle is completed. After this operation stop, a part of the fuel assembly loaded in the core 4 is taken out as a spent fuel assembly, and a new fuel assembly having a burnup of 0 GWd / t is loaded in the core 4. After such refueling is complete, the BWR plant 1 is restarted for operation in the next run cycle. Maintenance and inspection of the BWR plant 1 is performed using the period during which the BWR plant 1 is stopped for refueling.

上記のようにBWRプラント1の運転が停止されている期間中において、BWRプラント1における炭素鋼部材の一つである、RPV12に連絡される炭素鋼製の配管系、例えば、浄化系配管18を対象にした、本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法が実施される。この炭素鋼部材の腐食抑制方法では、浄化系配管18の、炉水と接触する内面へのニッケル金属の付着処理、付着されたニッケル金属への貴金属、例えば、白金の付着処理及び貴金属が付着されたニッケル金属の安定なニッケルフェライトへの変換処理が行われる。 During the period when the operation of the BWR plant 1 is stopped as described above, the carbon steel piping system connected to the RPV 12 which is one of the carbon steel members in the BWR plant 1, for example, the purification system piping 18 is installed. The targeted method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of this example is implemented. In this method for suppressing corrosion of carbon steel members, nickel metal adhesion treatment to the inner surface of the purification system pipe 18 in contact with furnace water, precious metal adhesion treatment to the adhered nickel metal, for example, platinum adhesion treatment, and precious metal adhesion are performed. The conversion process of the nickel metal to stable nickel ferrite is performed.

本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を、図1に示す手順に基づいて以下に説明する。本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法では、皮膜形成装置30及び30Aが用いられる。 The method for suppressing corrosion of the carbon steel member of the plant of this embodiment will be described below based on the procedure shown in FIG. In the method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of this embodiment, film forming devices 30 and 30A are used.

まず、皮膜形成対象の炭素鋼製の配管系に、皮膜形成装置を接続する(ステップS1)。BWRプラント1の運転が停止されているときに、例えば、浄化系ポンプ19の上流で浄化系配管18に設置された弁23のボンネットを開放して再循環系配管6側を封止する。皮膜形成装置30の循環配管31の開閉弁78側の一端部が弁23のフランジに接続される。さらに、再生熱交換器20と非再生熱交換器21の間で浄化系配管18に設置された弁25のボンネットを開放して非再生熱交換器21側を封止する。循環配管31の開閉弁62側の他端部が、弁25のフランジに接続される。循環配管31の両端が浄化系配管18に接続され、浄化系配管18及び循環配管31を含む閉ループが形成される。同様に、皮膜形成装置30Aの循環配管31の開閉弁78側の一端部が弁32Aのフランジに接続されて、この循環配管31の開閉弁62側の他端部が弁26のフランジに接続され、皮膜形成装置30Aが浄化系配管18に接続される。 First, the film forming apparatus is connected to the carbon steel piping system to be formed (step S1). When the operation of the BWR plant 1 is stopped, for example, the bonnet of the valve 23 installed in the purification system pipe 18 is opened upstream of the purification system pump 19 to seal the recirculation system pipe 6 side. One end of the circulation pipe 31 of the film forming apparatus 30 on the on-off valve 78 side is connected to the flange of the valve 23. Further, the bonnet of the valve 25 installed in the purification system pipe 18 is opened between the regenerated heat exchanger 20 and the non-regenerating heat exchanger 21 to seal the non-regenerating heat exchanger 21 side. The other end of the circulation pipe 31 on the on-off valve 62 side is connected to the flange of the valve 25. Both ends of the circulation pipe 31 are connected to the purification system pipe 18, and a closed loop including the purification system pipe 18 and the circulation pipe 31 is formed. Similarly, one end of the circulation pipe 31 of the film forming apparatus 30A on the on-off valve 78 side is connected to the flange of the valve 32A, and the other end of the circulation pipe 31 on the on-off valve 62 side is connected to the flange of the valve 26. , The film forming apparatus 30A is connected to the purification system pipe 18.

なお、本実施例では、皮膜形成装置30を原子炉浄化系の浄化系配管18に接続しているが、浄化系配管18以外に、炭素鋼部材であってRPV3に連絡される残留熱除去系、原子炉隔離時冷却系及び炉心スプレイ系、給水系のいずれかの炭素鋼製の配管に皮膜形成装置30を接続し、この炭素鋼製の配管に本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を適用してもよい。 In this embodiment, the film forming apparatus 30 is connected to the purification system pipe 18 of the reactor purification system, but in addition to the purification system pipe 18, it is a carbon steel member and is a residual heat removal system connected to the RPV3. , The film forming device 30 is connected to the carbon steel pipe of any of the reactor isolation cooling system, the core spray system, and the water supply system, and the carbon steel member of the plant of this embodiment is corroded to this carbon steel pipe. Suppression methods may be applied.

以下に説明するステップS2〜S14の各工程は、皮膜形成装置30により、浄化系配管18の、弁23と弁25の間の部分に対して実施され、皮膜形成装置30Aにより、浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分に対して実施される。 Each step of steps S2 to S14 described below is carried out on the portion of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the valve 25 by the film forming apparatus 30, and the purification system piping 18 is carried out by the film forming apparatus 30A. It is carried out for the portion between the valve 26 and the valve 32A.

皮膜形成対象の炭素鋼製の配管系に対する化学除染を実施する(ステップS2)。前の運転サイクルでの運転を経験したBWRプラント1では、放射性核種を含む酸化皮膜が、RPV3から流れ込む炉水と接触する浄化系配管18の内面に形成されている。後述のニッケル金属皮膜を浄化系配管18の内面に形成する前に、浄化系配管18の線量率を下げるためにも、その内面から放射性核種を含む酸化皮膜を除去することが好ましい。この酸化皮膜の除去は、ニッケル金属皮膜と浄化系配管18の内面の密着性を向上させる。この酸化皮膜を除去するために、化学除染、特に、還元除染剤であるシュウ酸を含む還元除染液を用いた還元除染が、浄化系配管18の内面に対して実施される。 Chemical decontamination of the carbon steel piping system to be filmed is carried out (step S2). In the BWR plant 1 which has experienced the operation in the previous operation cycle, an oxide film containing radionuclides is formed on the inner surface of the purification system pipe 18 in contact with the furnace water flowing from the RPV3. Before forming the nickel metal film described later on the inner surface of the purification system pipe 18, it is preferable to remove the oxide film containing radionuclides from the inner surface in order to reduce the dose rate of the purification system pipe 18. The removal of this oxide film improves the adhesion between the nickel metal film and the inner surface of the purification system pipe 18. In order to remove this oxide film, chemical decontamination, particularly reduction decontamination using a reduction decontamination liquid containing oxalic acid as a reduction decontamination agent, is carried out on the inner surface of the purification system pipe 18.

ステップS2において、浄化系配管18の内面に対して適用される化学除染は、特開2000−105295号公報に記載された公知の還元除染である。この還元除染について説明する。まず、開閉弁62,弁63,66,69,74及び77、及び開閉弁78をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ34及び35を駆動する。これにより、浄化系配管18内にサージタンク32内で加熱器33によって90℃に加熱された水が、循環配管31及び浄化系配管18によって形成される閉ループ内を循環する。この水の温度が90℃になったとき、弁79を開いて循環配管31内を流れる一部の水を配管80内に導く。ホッパ及びエゼクタ61から配管80内に供給された所定量のシュウ酸が、配管80内を流れる水によりサージタンク32内に導かる。このシュウ酸がサージタンク32内で水に溶解し、シュウ酸水溶液(還元除染液)がサージタンク32内で生成される。 In step S2, the chemical decontamination applied to the inner surface of the purification system pipe 18 is the known reduction decontamination described in JP-A-2000-105295. This reduction decontamination will be described. First, the on-off valve 62, the valves 63, 66, 69, 74 and 77, and the on-off valve 78 are opened, respectively, and the circulation pumps 34 and 35 are driven with the other valves closed. As a result, the water heated to 90 ° C. by the heater 33 in the surge tank 32 in the purification system pipe 18 circulates in the closed loop formed by the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18. When the temperature of this water reaches 90 ° C., the valve 79 is opened to guide a part of the water flowing in the circulation pipe 31 into the pipe 80. A predetermined amount of oxalic acid supplied from the hopper and the ejector 61 into the pipe 80 is guided into the surge tank 32 by the water flowing in the pipe 80. This oxalic acid dissolves in water in the surge tank 32, and an aqueous oxalic acid solution (reduction decontamination liquid) is generated in the surge tank 32.

このシュウ酸水溶液は、循環ポンプ34の駆動によってサージタンク32から循環配管31に排出される。還元剤注入装置41の薬液タンク42内のヒドラジン水溶液が、弁45を開いて注入ポンプ43を駆動することにより、注入配管44を通して循環配管31内のシュウ酸水溶液に注入される。pH計81で測定されたシュウ酸水溶液のpH値に基づいて注入ポンプ43(または弁45の開度)を制御して循環配管31内へのヒドラジン水溶液の注入量を調節することにより、浄化系配管18に供給されるシュウ酸水溶液のpHが2.5に調節される。本実施例では、浄化系配管18の内面にニッケル金属を付着させるとき、及びそのニッケル金属の皮膜の上に貴金属、例えば、白金を付着させるときに用いる還元剤であるヒドラジンが、還元除染の工程ではシュウ酸水溶液のpHを調整するpH調整剤として用いられる。 This oxalic acid aqueous solution is discharged from the surge tank 32 to the circulation pipe 31 by driving the circulation pump 34. The hydrazine aqueous solution in the chemical tank 42 of the reducing agent injection device 41 is injected into the oxalic acid aqueous solution in the circulation pipe 31 through the injection pipe 44 by opening the valve 45 and driving the injection pump 43. Purification system by controlling the injection pump 43 (or the opening degree of the valve 45) based on the pH value of the oxalic acid aqueous solution measured by the pH meter 81 to adjust the injection amount of the hydrazine aqueous solution into the circulation pipe 31. The pH of the oxalic acid aqueous solution supplied to the pipe 18 is adjusted to 2.5. In this embodiment, hydrazine, which is a reducing agent used when a nickel metal is attached to the inner surface of the purification system pipe 18 and when a noble metal, for example, platinum is attached onto the nickel metal film, is used for reduction decontamination. In the process, it is used as a pH adjuster for adjusting the pH of the aqueous oxalic acid solution.

pHが2.5で90℃のシュウ酸水溶液が循環配管31から浄化系配管18に供給され、その水溶液中のシュウ酸が、浄化系配管18の内面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜を溶解する。シュウ酸水溶液は、酸化皮膜を溶解しながら浄化系配管18内を流れ、浄化系ポンプ19及び再生熱交換器20、非再生熱交換器、21、バイパス配管28、再生熱交換器20を通過して循環配管31に戻される。循環配管31に戻されたシュウ酸水溶液は、開閉弁62を通って循環ポンプ35で昇圧され、弁63、66、68及び73を通過してサージタンク32に達する。このように、シュウ酸水溶液は、循環配管31及び浄化系配管18を含む閉ループ内を循環し、浄化系配管18の内面の還元除染を実施してその内面に形成された酸化皮膜を溶解する。 An aqueous solution of oxalic acid having a pH of 2.5 and 90 ° C. is supplied from the circulation pipe 31 to the purification system pipe 18, and the oxalic acid in the aqueous solution is an oxide film containing radionuclides formed on the inner surface of the purification system pipe 18. Dissolve. The oxalic acid aqueous solution flows through the purification system pipe 18 while dissolving the oxide film, and passes through the purification system pump 19, the regenerated heat exchanger 20, the non-regenerated heat exchanger 21, 21, the bypass pipe 28, and the regenerated heat exchanger 20. It is returned to the circulation pipe 31. The oxalic acid aqueous solution returned to the circulation pipe 31 is boosted by the circulation pump 35 through the on-off valve 62, passes through the valves 63, 66, 68 and 73, and reaches the surge tank 32. In this way, the oxalic acid aqueous solution circulates in the closed loop including the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18, carries out reduction decontamination of the inner surface of the purification system pipe 18, and dissolves the oxide film formed on the inner surface thereof. ..

酸化皮膜の溶解に伴って、シュウ酸水溶液の放射性核種濃度及びFe濃度が上昇する。これらの濃度上昇を抑えるために、弁70を開いて弁69の開度を調節することにより、循環配管31に戻されたシュウ酸水溶液の一部を、配管71によりカチオン交換樹脂塔53に導く。シュウ酸水溶液に含まれた放射性核種及びFe等の金属陽イオンは、カチオン交換樹脂塔53内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。カチオン交換樹脂塔53から排出されたシュウ酸水溶液及び弁69を通過したシュウ酸水溶液は、循環配管31から浄化系配管18に再び供給され、浄化系配管18の還元除染に用いられる。 With the dissolution of the oxide film, the radionuclide concentration and Fe concentration of the oxalic acid aqueous solution increase. By opening the valve 70 and adjusting the opening degree of the valve 69 in order to suppress the increase in these concentrations, a part of the oxalic acid aqueous solution returned to the circulation pipe 31 is guided to the cation exchange resin tower 53 by the pipe 71. .. Radionuclides and metal cations such as Fe contained in the oxalic acid aqueous solution are adsorbed and removed by the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 53. The oxalic acid aqueous solution discharged from the cation exchange resin tower 53 and the oxalic acid aqueous solution that has passed through the valve 69 are resupplied to the purification system pipe 18 from the circulation pipe 31 and used for reduction decontamination of the purification system pipe 18.

シュウ酸を用いた、炭素鋼部材(例えば、浄化系配管18)の表面に対する還元除染では、炭素鋼部材の表面に難溶解性のシュウ酸鉄(II)が形成され、このシュウ酸鉄(II)により、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シュウ酸による溶解が抑制される場合がある。この場合には、弁69を全開にし、弁70を閉じてシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔53への供給を停止する。さらに、弁60を開いて供給ポンプ58を起動し、薬液タンク57内の過酸化水素を、弁75を閉じた状態で、供給配管59及び配管76を通して循環配管31内を流れるシュウ酸水溶液に供給する。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が循環配管31から浄化系配管18内に導かれる。浄化系配管18の内面に形成されたシュウ酸鉄(II)に含まれるFe(II)が、その過酸化水素の作用により、Fe(III)に酸化され、そのシュウ酸鉄(II)がシュウ酸鉄(III)錯体としてシュウ酸水溶液中に溶解する。すなわち、シュウ酸鉄(II)、及びシュウ酸水溶液に含まれる過酸化水素及びシュウ酸が、式(4)に示す反応により、シュウ酸鉄(III)錯体、水及び水素イオンを生成する。 In the reduction decontamination of the surface of a carbon steel member (for example, purification system pipe 18) using oxalic acid, sparingly soluble iron (II) oxalate is formed on the surface of the carbon steel member, and this iron oxalate (for example) II) may suppress the dissolution of the oxide film containing radioactive nuclei formed on the surface of the carbon steel member by oxalic acid. In this case, the valve 69 is fully opened, the valve 70 is closed, and the supply of the oxalic acid aqueous solution to the cation exchange resin tower 53 is stopped. Further, the valve 60 is opened to start the supply pump 58, and the hydrogen peroxide in the chemical solution tank 57 is supplied to the oxalic acid aqueous solution flowing in the circulation pipe 31 through the supply pipe 59 and the pipe 76 with the valve 75 closed. To do. An oxalic acid aqueous solution containing hydrogen peroxide is guided from the circulation pipe 31 into the purification system pipe 18. Fe (II) contained in iron (II) oxalate formed on the inner surface of the purification system pipe 18 is oxidized to Fe (III) by the action of the hydrogen peroxide, and the iron (II) oxalate is oxidized. It dissolves in an aqueous oxalic acid solution as an iron (III) acid complex. That is, iron (II) oxalate, and hydrogen peroxide and oxalic acid contained in the aqueous oxalic acid solution generate an iron (III) oxalate complex, water, and hydrogen ions by the reaction represented by the formula (4).

2Fe(COO)2+H22+2(COOH)2
2Fe[(COO)2]2 +2H2O+2H+ …(4)
浄化系配管18の内面に形成されたシュウ酸鉄(II)が溶解され、シュウ酸水溶液に注入した過酸化水素が式(4)の反応によって消失したことが確認された後、循環配管31の弁66を通過したシュウ酸水溶液の一部を、配管71を通してカチオン交換樹脂塔53に供給する。シュウ酸水溶液に含まれる放射性核種等の金属陽イオンが、カチオン交換樹脂塔53内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。なお、シュウ酸水溶液内の過酸化水素の消失は、例えば循環配管31からサンプリングしたシュウ酸水溶液に過酸化水素に反応する試験紙を浸漬し、試験紙に現れる色を見ることによって確認できる。
2Fe (COO) 2 + H 2 O 2 + 2 (COOH) 2
2Fe [(COO) 2 ] 2 + 2H 2 O + 2H + … (4)
After it was confirmed that iron (II) oxalate formed on the inner surface of the purification system pipe 18 was dissolved and the hydrogen peroxide injected into the aqueous oxalic acid solution disappeared by the reaction of the formula (4), the circulation pipe 31 A part of the oxalic acid aqueous solution that has passed through the valve 66 is supplied to the cation exchange resin tower 53 through the pipe 71. Metal cations such as radionuclides contained in the oxalic acid aqueous solution are adsorbed on the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 53 and removed. The disappearance of hydrogen peroxide in the oxalic acid aqueous solution can be confirmed, for example, by immersing a test paper that reacts with hydrogen peroxide in the oxalic acid aqueous solution sampled from the circulation pipe 31 and observing the color appearing on the test paper.

浄化系配管18の還元除染箇所の線量率が設定線量率まで低下したとき、または、浄化系配管18の還元除染時間が所定の時間に達したとき、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンを分解する(還元除染剤分解工程)。なお、還元除染箇所における線量率の設定線量率への低下は、浄化系配管18の還元除染箇所からの放射線を検出する放射線検出器の出力信号に基づいて求められた線量率により確認することができる。 When the dose rate at the reduction decontamination site of the purification system pipe 18 drops to the set dose rate, or when the reduction decontamination time of the purification system pipe 18 reaches a predetermined time, the oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution and Decomposes hydrazine (reduction decontamination agent decomposition step). The decrease in the dose rate to the set dose rate at the reduction decontamination site is confirmed by the dose rate obtained based on the output signal of the radiation detector that detects the radiation from the reduction decontamination site of the purification system pipe 18. be able to.

シュウ酸及びヒドラジンの分解は、以下のように行われる。弁75を開いて弁74の開度を一部減少させ、弁69と弁70を通過した、ヒドラジンを含むシュウ酸水溶液は、弁75を通って配管76により分解装置55に供給される。このとき、薬液タンク57内の過酸化水素が、供給配管59及び配管76を通して分解装置55に供給される。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55内で、活性炭触媒及び供給された過酸化水素の作用により分解される。分解装置55内でのシュウ酸及びヒドラジンの分解反応は、式(5)及び式(6)で表される。 The decomposition of oxalic acid and hydrazine is carried out as follows. The oxalic acid aqueous solution containing hydrazine, which has passed through the valve 69 and the valve 70 by opening the valve 75 to partially reduce the opening degree of the valve 74, is supplied to the decomposition device 55 by the pipe 76 through the valve 75. At this time, the hydrogen peroxide in the chemical solution tank 57 is supplied to the decomposition device 55 through the supply pipe 59 and the pipe 76. The oxalic acid and hydrazine contained in the oxalic acid aqueous solution are decomposed in the decomposition apparatus 55 by the action of the activated carbon catalyst and the supplied hydrogen peroxide. The decomposition reaction of oxalic acid and hydrazine in the decomposition apparatus 55 is represented by the formulas (5) and (6).

(COOH)2+H22 → 2CO2+2H2O ……(5)
24+2H22 → N2+4H2O ……(6)
シュウ酸及びヒドラジンの分解装置55内での分解は、シュウ酸水溶液を循環配管31及び浄化系配管18を含む閉ループ内を循環させながら行われる。供給した過酸化水素がシュウ酸及びヒドラジンの分解のために分解装置55で完全に消費されて分解装置55から流出しないように、薬液タンク57から分解装置55への過酸化水素の供給量を、供給ポンプ58の回転速度を制御して調節する。
(COOH) 2 + H 2 O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O …… (5)
N 2 H 4 + 2H 2 O 2 → N 2 + 4H 2 O …… (6)
The decomposition of oxalic acid and hydrazine in the decomposition apparatus 55 is performed while circulating the oxalic acid aqueous solution in a closed loop including the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18. The amount of hydrogen peroxide supplied from the chemical tank 57 to the decomposition device 55 is adjusted so that the supplied hydrogen peroxide is not completely consumed by the decomposition device 55 for decomposition of oxalic acid and hydrazine and flows out from the decomposition device 55. The rotation speed of the supply pump 58 is controlled and adjusted.

還元除染剤分解工程においても、分解装置55から排出されたシュウ酸水溶液にシュウ酸が存在する可能性があり、浄化系配管18の内面にシュウ酸鉄(II)が形成される可能性がある。そこで、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンの分解がある程度進んだ段階で、分解装置55から過酸化水素が流出するように、薬液タンク57から分解装置55への過酸化水素の供給量を増加させる。この際、カチオン交換樹脂塔53への過酸化水素の流入を避けるために、事前に弁70を閉止する。 Even in the reduction decontamination agent decomposition step, oxalic acid may be present in the oxalic acid aqueous solution discharged from the decomposition device 55, and iron (II) oxalate may be formed on the inner surface of the purification system pipe 18. is there. Therefore, the amount of hydrogen peroxide supplied from the chemical tank 57 to the decomposition device 55 is adjusted so that hydrogen peroxide flows out from the decomposition device 55 when the decomposition of oxalic acid and hydrazine contained in the oxalic acid aqueous solution has progressed to some extent. increase. At this time, the valve 70 is closed in advance in order to prevent the inflow of hydrogen peroxide into the cation exchange resin column 53.

還元除染剤分解工程で浄化系配管18の内面に形成されたシュウ酸鉄(II)は、前述したように、シュウ酸水溶液内の過酸化水素の作用によりシュウ酸鉄(III)錯体になりシュウ酸水溶液中に溶解する。シュウ酸水溶液中のシュウ酸等の分解が進んでいるため、シュウ酸鉄(II)に含まれるFe(II)をFe(III)に変換するシュウ酸が不足し、循環配管31の内面にFe(OH)3が析出しやすくなる。このため、Fe(OH)3の析出を抑制するため、シュウ酸水溶液にギ酸を注入する。ギ酸の注入は、例えば、前述のホッパ及びエゼクタ61からギ酸を配管80内を流れるシュウ酸水溶液に供給してサージタンク32に導くことにより行われる。供給されたギ酸は、シュウ酸水溶液に混合される。 As described above, the iron (II) oxalate formed on the inner surface of the purification system pipe 18 in the reduction decontamination agent decomposition step becomes an iron (III) oxalate complex by the action of hydrogen peroxide in the oxalic acid aqueous solution. It dissolves in an aqueous solution of oxalic acid. Since the decomposition of oxalic acid and the like in the oxalic acid aqueous solution is progressing, the oxalic acid that converts Fe (II) contained in iron (II) oxalate to Fe (III) is insufficient, and Fe is formed on the inner surface of the circulation pipe 31. (OH) 3 is likely to precipitate. Therefore, in order to suppress the precipitation of Fe (OH) 3 , formic acid is injected into the oxalic acid aqueous solution. The injection of formic acid is performed, for example, by supplying formic acid from the above-mentioned hopper and ejector 61 to the oxalic acid aqueous solution flowing in the pipe 80 and guiding it to the surge tank 32. The supplied formic acid is mixed with the oxalic acid aqueous solution.

なお、シュウ酸鉄(II)を溶解するための酸化剤のシュウ酸水溶液への注入、及び水酸化鉄の析出を抑制するためのギ酸のシュウ酸水溶液への注入は、還元除染剤分解工程が開始された後に行われる。 The injection of the oxidizing agent into the oxalic acid aqueous solution to dissolve iron (II) oxalate and the injection of formic acid into the oxalic acid aqueous solution to suppress the precipitation of iron hydroxide are the reduction decontamination agent decomposition steps. Is done after is started.

ギ酸を含むシュウ酸水溶液は、濃度の低下したシュウ酸及びヒドラジンに加え、分解装置55から排出された過酸化水素を含んでいる。シュウ酸水溶液に含まれる過酸化水素は浄化系配管18内面に析出したシュウ酸鉄(II)を溶解し、ギ酸はFe(OH)3を溶解する。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンの分解も、分解装置55内で継続される。 The oxalic acid aqueous solution containing formic acid contains hydrogen peroxide discharged from the decomposition apparatus 55 in addition to the reduced concentrations of oxalic acid and hydrazine. The hydrogen peroxide contained in the oxalic acid aqueous solution dissolves iron (II) oxalate precipitated on the inner surface of the purification system pipe 18, and formic acid dissolves Fe (OH) 3 . Decomposition of oxalic acid and hydrazine contained in the oxalic acid aqueous solution is also continued in the decomposition apparatus 55.

次に、シュウ酸の分解工程を終了するため、弁60の開度を絞って、過酸化水素の供給量を、分解装置55から過酸化水素が流出しない程度に調節し、新たなギ酸の注入を停止するために弁79を閉じる。シュウ酸水溶液の過酸化水素濃度が1ppm以下になったとき、弁70を開いて弁69の開度を低減させ、カチオン交換樹脂塔53にシュウ酸水溶液を供給する。シュウ酸水溶液内の金属陽イオンは、前述したように、カチオン交換樹脂塔53内の陽イオン交換樹脂で除去され、シュウ酸水溶液の金属陽イオン濃度が低下する。分解装置55内でシュウ酸、ヒドラジン及びギ酸の分解は継続される。シュウ酸、ヒドラジン及びギ酸のうちでは、ヒドラジンが先に分解され、次いでシュウ酸が分解され、ギ酸が最後に残る。この状態でシュウ酸の分解工程を終了する。 Next, in order to end the oxalic acid decomposition step, the opening degree of the valve 60 is narrowed, the supply amount of hydrogen peroxide is adjusted so that hydrogen peroxide does not flow out from the decomposition device 55, and new formic acid is injected. Close the valve 79 to stop. When the hydrogen peroxide concentration of the oxalic acid aqueous solution becomes 1 ppm or less, the valve 70 is opened to reduce the opening degree of the valve 69, and the oxalic acid aqueous solution is supplied to the cation exchange resin tower 53. As described above, the metal cations in the oxalic acid aqueous solution are removed by the cation exchange resin in the cation exchange resin tower 53, and the metal cation concentration in the oxalic acid aqueous solution decreases. Decomposition of oxalic acid, hydrazine and formic acid is continued in the decomposition apparatus 55. Of oxalic acid, hydrazine and formic acid, hydrazine is decomposed first, then oxalic acid is decomposed, and formic acid remains last. In this state, the decomposition step of oxalic acid is completed.

以上に述べた化学除染が終了したとき、浄化系配管18は、浄化系配管18の内面から放射性核種を含む酸化皮膜が除去されて図4に示す状態になっており、浄化系配管18の内面が前述した残存するギ酸を含む水溶液に接触している。 When the chemical decontamination described above is completed, the purification system pipe 18 is in the state shown in FIG. 4 after the oxide film containing radionuclides has been removed from the inner surface of the purification system pipe 18. The inner surface is in contact with the above-mentioned aqueous solution containing residual formic acid.

皮膜形成液の温度調整を行う(ステップS3)。弁69及び74を開けて弁70及び75を閉じる。循環ポンプ34及び35が駆動しているので、残存するギ酸を含む水溶液が循環配管31及び浄化系配管18を含む閉ループ内を循環する。そのギ酸を含む水溶液が、加熱器33によって90℃まで加熱される。このギ酸水溶液(後述の皮膜形成水溶液)の温度は、60℃〜100℃(60℃以上100℃以下)の温度範囲にすることが望ましい。さらに、弁64を開いて弁63を閉じる。この結果、循環配管31内を流れているギ酸水溶液がフィルタ51に供給され、ギ酸水溶液に残留している微細な固形分がフィルタ51によって除去される。微細な固形分を除去しない場合には、後述するように、ギ酸ニッケル水溶液を循環配管31に注入したとき、その固形物の表面にもニッケル金属皮膜が形成され、注入したニッケルイオンが無駄に消費される。 The temperature of the film-forming liquid is adjusted (step S3). Valves 69 and 74 are opened and valves 70 and 75 are closed. Since the circulation pumps 34 and 35 are driven, the remaining aqueous solution containing formic acid circulates in the closed loop including the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18. The aqueous solution containing formic acid is heated to 90 ° C. by the heater 33. The temperature of this formic acid aqueous solution (film-forming aqueous solution described later) is preferably in the temperature range of 60 ° C. to 100 ° C. (60 ° C. or higher and 100 ° C. or lower). Further, the valve 64 is opened and the valve 63 is closed. As a result, the formic acid aqueous solution flowing in the circulation pipe 31 is supplied to the filter 51, and the fine solid content remaining in the formic acid aqueous solution is removed by the filter 51. When the fine solid content is not removed, as will be described later, when the nickel formate aqueous solution is injected into the circulation pipe 31, a nickel metal film is formed on the surface of the solid material, and the injected nickel ions are wasted. Will be done.

ニッケルイオン水溶液を注入する(ステップS4)。弁63を開いて弁64を閉じ、フィルタ51への通水を停止する。ニッケルイオン注入装置36の弁40を開いて注入ポンプ38を駆動し、薬液タンク37内のギ酸ニッケル水溶液を、注入配管39を通して循環配管31内を流れる、残存するギ酸を含む90℃の水溶液に注入する。注入されるギ酸ニッケル水溶液のニッケルイオン濃度は、例えば、200ppmである。 A nickel ion aqueous solution is injected (step S4). The valve 63 is opened, the valve 64 is closed, and water flow to the filter 51 is stopped. The valve 40 of the nickel ion injection device 36 is opened to drive the injection pump 38, and the nickel formate aqueous solution in the chemical tank 37 is injected into the 90 ° C. aqueous solution containing residual formic acid flowing in the circulation pipe 31 through the injection pipe 39. To do. The nickel ion concentration of the injected nickel formate aqueous solution is, for example, 200 ppm.

還元剤を注入する(ステップS5)。還元剤注入装置41の弁45を開いて注入ポンプ43を駆動し、薬液タンク42内の還元剤であるヒドラジンの水溶液を、注入配管44を通して循環配管31内を流れる、ニッケルイオン及びギ酸を含み90℃の水溶液に注入される。注入されるヒドラジン水溶液のヒドラジン濃度は、例えば、200ppmである。ヒドラジン水溶液は、ニッケルイオン及びギ酸を含み90℃の水溶液のpHが4.0〜11.0(4.0以上11.0以下)の範囲になるように、例えば、4.0になるように、その水溶液への注入量が調節される。 Inject the reducing agent (step S5). The valve 45 of the reducing agent injection device 41 is opened to drive the injection pump 43, and an aqueous solution of hydrazine, which is a reducing agent in the chemical solution tank 42, flows through the injection pipe 44 in the circulation pipe 31 and contains nickel ions and formic acid 90. Infused into an aqueous solution at ° C. The hydrazine concentration of the injected hydrazine aqueous solution is, for example, 200 ppm. The hydrazine aqueous solution contains nickel ions and formic acid, and the pH of the aqueous solution at 90 ° C. is in the range of 4.0 to 11.0 (4.0 or more and 11.0 or less), for example, 4.0. , The amount of injection into the aqueous solution is adjusted.

ニッケルイオン、ギ酸及びヒドラジンを含みpHが4.0で90℃の水溶液、すなわち、皮膜形成水溶液(皮膜形成液)は、循環ポンプ34の駆動により、循環配管31から浄化系配管18に供給される。この皮膜形成水溶液83が浄化系配管18の内面に接触することにより、ニッケル金属皮膜82が浄化系配管18の内面に形成される(図5参照)。このニッケル金属皮膜82の形成は、以下のようにして行われる。浄化系配管18の内面とpH4.0の皮膜形成水溶液83との接触によって、皮膜形成水溶液83に含まれるニッケルイオンと浄化系配管18内のFe(II)イオンとの置換反応が加速されて浄化系配管18の内面に取り込まれるニッケルイオンの量が多くなり、皮膜形成水溶液83への鉄(II)イオンの溶出が増大する。浄化系配管18の内面に取り込まれたニッケルイオンは、皮膜形成水溶液83に含まれるヒドラジンの作用によりニッケル金属となるため、浄化系配管18の内面にニッケル金属皮膜82が形成される。 An aqueous solution containing nickel ions, formic acid and hydrazine and having a pH of 4.0 and 90 ° C., that is, a film-forming aqueous solution (film-forming liquid) is supplied from the circulation pipe 31 to the purification system pipe 18 by driving the circulation pump 34. .. When the film-forming aqueous solution 83 comes into contact with the inner surface of the purification system pipe 18, a nickel metal film 82 is formed on the inner surface of the purification system pipe 18 (see FIG. 5). The nickel metal film 82 is formed as follows. The contact between the inner surface of the purification system pipe 18 and the film-forming aqueous solution 83 having a pH of 4.0 accelerates the substitution reaction between the nickel ions contained in the film-forming aqueous solution 83 and the Fe (II) ions in the purification system piping 18 for purification. The amount of nickel ions taken into the inner surface of the system pipe 18 increases, and the elution of iron (II) ions into the film-forming aqueous solution 83 increases. Since the nickel ions taken into the inner surface of the purification system pipe 18 become nickel metal by the action of hydrazine contained in the film-forming aqueous solution 83, the nickel metal film 82 is formed on the inner surface of the purification system pipe 18.

ニッケルイオンと鉄(II)イオンとの置換反応は、浄化系配管18の内面と接触する皮膜形成水溶液83のpHが4.0のときに最も活発であり、浄化系配管18の内面に取り込まれるニッケルイオンの量が最も多くなる。還元剤の注入により皮膜形成水溶液83のpHが7等に大きくなると、取り込まれたニッケルイオンがニッケル金属になる量が増大する。 The substitution reaction between nickel ions and iron (II) ions is most active when the pH of the film-forming aqueous solution 83 in contact with the inner surface of the purification system pipe 18 is 4.0, and is incorporated into the inner surface of the purification system pipe 18. The amount of nickel ions is the highest. When the pH of the film-forming aqueous solution 83 increases to 7 or the like by injecting the reducing agent, the amount of nickel ions taken in becomes nickel metal increases.

浄化系配管18から循環配管31に排出された皮膜形成水溶液83は、循環ポンプ35及び34で昇圧され、ニッケルイオン注入装置36からのギ酸ニッケル水溶液及び還元剤注入装置41からのヒドラジン水溶液をそれぞれ注入されて、再び、浄化系配管18に供給される。このように、皮膜形成水溶液83を、循環配管31及び浄化系配管18を含む閉ループ内を循環させることによって、やがて、ニッケル金属皮膜が、皮膜形成水溶液83と接触する、弁23と弁25の間の浄化系配管18の内面及び弁26と弁32Aの間の浄化系配管18の内面のそれぞれの全面を均一に覆う。このとき、浄化系配管18の内面に存在するニッケル金属は、例えば1平方センチメートル当たり50μgから300μg(50〜300μg/cm2)となる。 The film-forming aqueous solution 83 discharged from the purification system pipe 18 to the circulation pipe 31 is pressurized by the circulation pumps 35 and 34, and the nickel formate aqueous solution from the nickel ion injection device 36 and the hydrazine aqueous solution from the reducing agent injection device 41 are injected, respectively. Then, it is supplied to the purification system pipe 18 again. By circulating the film-forming aqueous solution 83 in the closed loop including the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18, the nickel metal film eventually comes into contact with the film-forming aqueous solution 83 between the valve 23 and the valve 25. The entire surface of the inner surface of the purification system pipe 18 and the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A are uniformly covered. At this time, the amount of nickel metal existing on the inner surface of the purification system pipe 18 is, for example, 50 μg to 300 μg (50 to 300 μg / cm 2 ) per square centimeter.

サージタンク32内では、残存するギ酸を含む90℃の水溶液(または皮膜形成水溶液)の液面が形成され、この液面よりも上方に空間(図示せず)が存在し、この空間内には空気が存在する。その空間内の空気中の酸素が、その液面を介してサージタンク32内の残存するギ酸を含む90℃の水溶液(または皮膜形成水溶液)に供給される。サージタンク32内での酸素の供給によって、その水溶液は約2ppmの微量の酸素を含むことになる。浄化系配管18に内面に取りこまれたニッケルイオンをニッケル金属に変換するために、ステップS5において、その水溶液に、200ppmのヒドラジンを含むヒドラジン水溶液が注入される。ヒドラジン水溶液の注入により循環系配管31内で生成された皮膜形成水溶液は、約2ppmの酸素に比べて多量のヒドラジンを含んでいる。皮膜形成水溶液に含まれる酸素は、注入された還元剤、例えば、ヒドラジンにより分解されて水になるため、皮膜形成水溶液に溶存する酸素が消滅する。この結果、ニッケルイオン、ギ酸及びヒドラジンを含みpHが4.0で90℃の、酸素を含まない皮膜形成水溶液が、浄化系配管18内に供給される。浄化系配管18の内面に取り込まれたニッケルイオンは、皮膜形成水溶液に含まれるヒドラジンの作用によりニッケル金属となり、やがて、浄化系配管18の内面にニッケル金属皮膜が形成される。 In the surge tank 32, a liquid level of a 90 ° C. aqueous solution (or a film-forming aqueous solution) containing residual formic acid is formed, and a space (not shown) exists above the liquid level, and a space (not shown) exists in this space. There is air. Oxygen in the air in the space is supplied to an aqueous solution (or a film-forming aqueous solution) at 90 ° C. containing the remaining formic acid in the surge tank 32 via the liquid surface. Due to the supply of oxygen in the surge tank 32, the aqueous solution will contain a trace amount of oxygen of about 2 ppm. In step S5, a hydrazine aqueous solution containing 200 ppm of hydrazine is injected into the aqueous solution in order to convert the nickel ions taken into the inner surface of the purification system pipe 18 into nickel metal. The film-forming aqueous solution produced in the circulation system pipe 31 by injecting the hydrazine aqueous solution contains a large amount of hydrazine as compared with about 2 ppm of oxygen. Oxygen contained in the film-forming aqueous solution is decomposed by the injected reducing agent, for example, hydrazine to become water, so that the oxygen dissolved in the film-forming aqueous solution disappears. As a result, an oxygen-free film-forming aqueous solution containing nickel ions, formic acid and hydrazine and having a pH of 4.0 and 90 ° C. is supplied into the purification system pipe 18. The nickel ions taken into the inner surface of the purification system pipe 18 become nickel metal by the action of hydrazine contained in the film-forming aqueous solution, and eventually a nickel metal film is formed on the inner surface of the purification system pipe 18.

浄化系配管18の内面と接触する皮膜形成水溶液に酸素が含まれていると、浄化系配管18の内面に、不安定なニッケルフェライト(Ni0.7Fe2.34)が含まれたニッケル金属皮膜が形成される。しかし、ヒドラジンの注入によって酸素を含まない皮膜形成水溶液を生成し、この皮膜形成水溶液を浄化系配管18に供給することにより、浄化系配管18の内面に、不安定なニッケルフェライトが含まれないニッケル金属皮膜を形成することができる。さらに、皮膜形成水溶液にヒドラジンが含まれているため、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜の厚みをより厚くすることができる。 When oxygen is contained in the film-forming aqueous solution that comes into contact with the inner surface of the purification system piping 18, a nickel metal film containing unstable nickel ferrite (Ni 0.7 Fe 2.3 O 4) is formed on the inner surface of the purification system piping 18. It is formed. However, by injecting hydrazine to generate an oxygen-free film-forming aqueous solution and supplying this film-forming aqueous solution to the purification system pipe 18, the inner surface of the purification system pipe 18 does not contain unstable nickel ferrite. A metal film can be formed. Further, since the film-forming aqueous solution contains hydrazine, the thickness of the nickel metal film formed on the inner surface of the purification system pipe 18 can be further increased.

特開2006−38483号公報の図10に示されているように、サージタンク32内の水溶液中に不活性ガス(例えば、窒素)をバブリングし、その水溶液内の溶存酸素を排出してもよい。サージタンク32から循環配管31に酸素を含まない水溶液を供給することができ、この水溶液にヒドラジンを注入することによって、酸素を含まない皮膜形成水溶液を循環配管31内で生成することができる。サージタンク32内の水溶液中に不活性ガスを注入することによって、皮膜形成水溶液の生成のために、循環配管31内に注入するヒドラジンの量を低減することができる。 As shown in FIG. 10 of JP-A-2006-38483, an inert gas (for example, nitrogen) may be bubbled into the aqueous solution in the surge tank 32, and the dissolved oxygen in the aqueous solution may be discharged. .. An oxygen-free aqueous solution can be supplied from the surge tank 32 to the circulation pipe 31, and by injecting hydrazine into this aqueous solution, an oxygen-free film-forming aqueous solution can be generated in the circulation pipe 31. By injecting the inert gas into the aqueous solution in the surge tank 32, the amount of hydrazine injected into the circulation pipe 31 can be reduced in order to generate the film-forming aqueous solution.

ニッケル金属皮膜の形成が完了したかを判定する(ステップS6)。浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82が不十分な場合(その内面に存在するニッケル金属が50μg/cm2未満の場合)には、ステップS4〜S6の各工程が繰り返される。浄化系配管18の内面に存在するニッケル金属が50μg/cm2になったとき、注入ポンプ38を停止して弁40を閉じて循環配管31へのギ酸ニッケル水溶液の注入を停止すると共に注入ポンプ43を停止して弁45を閉じて循環配管31へのヒドラジン水溶液の注入を停止し、浄化系配管18の内面へのニッケル金属皮膜の形成を終了する。ギ酸ニッケル水溶液を循環配管31に注入してからの経過時間が設定時間になったとき、浄化系配管18の内面に存在するニッケル金属が50μg/cm2になったと判定する。その設定時間は、炭素鋼試験片の表面のニッケル金属が50μg/cm2になるまでの時間を予め測定することによって求められる。 It is determined whether the formation of the nickel metal film is completed (step S6). If the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 is insufficient (when the nickel metal present on the inner surface is less than 50 μg / cm 2 ), each of the steps S4 to S6 is repeated. When the nickel metal existing on the inner surface of the purification system pipe 18 reaches 50 μg / cm 2 , the injection pump 38 is stopped, the valve 40 is closed, the injection of the nickel formate aqueous solution into the circulation pipe 31 is stopped, and the injection pump 43 is used. Is stopped, the valve 45 is closed, the injection of the hydrazine aqueous solution into the circulation pipe 31 is stopped, and the formation of the nickel metal film on the inner surface of the purification system pipe 18 is completed. When the elapsed time from injecting the nickel formate aqueous solution into the circulation pipe 31 reaches the set time, it is determined that the nickel metal existing on the inner surface of the purification system pipe 18 has reached 50 μg / cm 2. The set time is determined by measuring in advance the time until the nickel metal on the surface of the carbon steel test piece reaches 50 μg / cm 2.

ギ酸、還元剤を分解する(ステップS7)。弁69の開度を絞り、弁70を開いてニッケルイオン、ギ酸、ヒドラジンを含む皮膜形成水溶液83をカチオン交換樹脂塔53に通水する。これにより、ニッケルイオンがカチオン交換樹脂に吸着されて皮膜形成水溶液83中のニッケルイオン濃度が低下する。続いて、弁75を開いて弁74の開度の一部を閉じ、循環ポンプ35で昇圧されたニッケルイオン、ギ酸、及びヒドラジンを含む皮膜形成水溶液83の一部を、配管76を通して分解装置55に導く。さらに、薬液タンク57内の過酸化水素を供給配管59及び配管76を通して分解装置55に供給する。皮膜形成水溶液83に含まれる、ニッケルイオンの対イオンであるギ酸、還元剤であるヒドラジンは、分解装置55内で、活性炭触媒及び過酸化水素の作用により、二酸化炭素、窒素及び水に分解される。 Decompose formic acid and reducing agent (step S7). The opening degree of the valve 69 is narrowed down, the valve 70 is opened, and the film-forming aqueous solution 83 containing nickel ions, formic acid, and hydrazine is passed through the cation exchange resin tower 53. As a result, nickel ions are adsorbed on the cation exchange resin, and the nickel ion concentration in the film-forming aqueous solution 83 decreases. Subsequently, the valve 75 is opened to close a part of the opening degree of the valve 74, and a part of the film-forming aqueous solution 83 containing nickel ions, formic acid, and hydrazine boosted by the circulation pump 35 is passed through the pipe 76 to the decomposition device 55. Lead to. Further, the hydrogen peroxide in the chemical solution tank 57 is supplied to the decomposition device 55 through the supply pipe 59 and the pipe 76. Formic acid, which is the counterion of nickel ions, and hydrazine, which is the reducing agent, contained in the film-forming aqueous solution 83 are decomposed into carbon dioxide, nitrogen, and water by the action of the activated carbon catalyst and hydrogen peroxide in the decomposition apparatus 55. ..

ギ酸と還元剤が分解された皮膜形成水溶液を浄化する(ステップS8)。ギ酸とヒドラジン(還元剤)が分解された後、弁74を開いて弁75を閉じてギ酸、ヒドラジン濃度を低減させた皮膜形成水溶液83の分解装置55への供給を停止し、弁67を開いて弁66を閉じ、弁72を開いて弁69の開度の一部を閉じる。このとき、弁70は閉じている。循環ポンプ35及び34は駆動している。浄化系配管18から循環配管31に戻された、ギ酸、ヒドラジン濃度を低減させた皮膜形成水溶液83は、冷却器52で60℃になるまで冷却される。さらに、ギ酸、ヒドラジン濃度を低減させた60℃の皮膜形成水溶液83が混床樹脂塔54に導かれ、この皮膜形成水溶液83に残留しているニッケルイオン、他の陽イオン及び陰イオンが、混床樹脂塔54内の陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂に吸着されて除去される(第1浄化工程)。ギ酸、ヒドラジン濃度を低減させた60℃の皮膜形成水溶液を、上記の各イオンが実質的になくなるまで、循環配管31及び浄化系配管18を循環させる。各イオンが実質的になくなった皮膜形成水溶液は、実質的に60℃の水であるが、残留した微量の鉄イオン(Fe3+)を含んでいる。 Purify the film-forming aqueous solution in which formic acid and the reducing agent are decomposed (step S8). After the formic acid and hydrazine (reducing agent) were decomposed, the valve 74 was opened, the valve 75 was closed, the supply of the film-forming aqueous solution 83 having the reduced concentrations of formic acid and hydrazine to the decomposition device 55 was stopped, and the valve 67 was opened. The valve 66 is closed, the valve 72 is opened, and a part of the opening degree of the valve 69 is closed. At this time, the valve 70 is closed. The circulation pumps 35 and 34 are driven. The film-forming aqueous solution 83 with reduced formic acid and hydrazine concentrations returned from the purification system pipe 18 to the circulation pipe 31 is cooled by the cooler 52 until it reaches 60 ° C. Further, a film-forming aqueous solution 83 at 60 ° C. having reduced concentrations of formic acid and hydrazine is guided to the mixed bed resin tower 54, and nickel ions, other cations and anions remaining in the film-forming aqueous solution 83 are mixed. It is adsorbed and removed by the cation exchange resin and the anion exchange resin in the floor resin tower 54 (first purification step). A 60 ° C. film-forming aqueous solution having reduced concentrations of formic acid and hydrazine is circulated in the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18 until each of the above ions is substantially eliminated. The film-forming aqueous solution in which each ion is substantially eliminated is water at substantially 60 ° C., but contains a trace amount of iron ions (Fe 3+) remaining.

錯イオン形成剤水溶液を注入する(ステップS9)。第1浄化工程が終了した後、弁69を開いて弁72を閉じ、弁79を開いてエゼクタ61に通水し、ホッパから錯イオン形成剤水溶液であるアンモニア水溶液を吸引する。このアンモニア水溶液が、サージタンク32内の、微量の鉄イオンを含む60℃の水に供給される。微量のFe3+、及びアンモニアを含む60℃の水溶液は、サージタンク32から、循環ポンプ34によって昇圧されて循環配管31により浄化系配管18へと供給される。アンモニアを含むこの60℃の水溶液は、構成される閉ループに沿って循環ポンプ35に到達し、循環ポンプ35で昇圧されてサージタンク32へと戻される。 An aqueous solution of the complex ion forming agent is injected (step S9). After the first purification step is completed, the valve 69 is opened, the valve 72 is closed, the valve 79 is opened, water is passed through the ejector 61, and the aqueous ammonia solution, which is the aqueous complex ion forming agent, is sucked from the hopper. This aqueous ammonia solution is supplied to water at 60 ° C. containing a trace amount of iron ions in the surge tank 32. An aqueous solution at 60 ° C. containing a small amount of Fe 3+ and ammonia is boosted by the circulation pump 34 from the surge tank 32 and supplied to the purification system pipe 18 by the circulation pipe 31. This 60 ° C. aqueous solution containing ammonia reaches the circulation pump 35 along the formed closed loop, is boosted by the circulation pump 35, and is returned to the surge tank 32.

白金イオン水溶液を注入する(ステップS10)。アンモニア注入が終了した後、弁50を開いて注入ポンプ48を駆動する。循環配管31内を流れる、アンモニアを含む60℃の水溶液は、加熱器33による加熱により60℃に保たれる。循環配管31内を流れる、アンモニアを含む60℃の水溶液に、注入配管49を通して薬液タンク47内の白金イオンを含む水溶液(例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物(Na[Pt(OH)]・nHO)の水溶液)が注入される。注入されるこの水溶液の白金イオンの濃度は、例えば、1ppmである。ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物の水溶液内では、白金がイオン状態になっている。白金イオン及びアンモニアを含む、60℃の水溶液が、循環ポンプ34及び33の駆動により、循環配管31から浄化系配管18に供給され、浄化系配管18から循環配管31に戻される。その白金イオンを含む水溶液は、循環配管31及び浄化系配管18を含む閉ループ内を循環する。 An aqueous platinum ion solution is injected (step S10). After the ammonia injection is completed, the valve 50 is opened to drive the injection pump 48. The aqueous solution at 60 ° C. containing ammonia flowing in the circulation pipe 31 is maintained at 60 ° C. by heating with the heater 33. An aqueous solution containing platinum ions in a chemical tank 47 through an injection pipe 49 in an aqueous solution containing ammonia at 60 ° C. flowing in the circulation pipe 31 (for example, sodium hexahydroxoplatinate hydrate (Na 2 [Pt (OH) 6) 6 ] ・An aqueous solution of nH 2 O)) is injected. The concentration of platinum ions in this aqueous solution to be injected is, for example, 1 ppm. In the aqueous solution of sodium hexahydroxoplatinate hydrate, platinum is in an ionic state. An aqueous solution at 60 ° C. containing platinum ions and ammonia is supplied from the circulation pipe 31 to the purification system pipe 18 by driving the circulation pumps 34 and 33, and is returned from the purification system pipe 18 to the circulation pipe 31. The aqueous solution containing platinum ions circulates in a closed loop including the circulation pipe 31 and the purification system pipe 18.

注入開始直後において、薬液タンク47から循環配管31と注入配管49の接続点を通して循環配管31に注入される、Na[Pt(OH)]・nHOの水溶液のその接続点での白金濃度が、設定濃度、例えば、1ppmとなるように、予め、Na[Pt(OH)]・nHOの水溶液の循環配管31への注入速度を計算し、さらに、循環配管31内を流れる、アンモニアを含む60℃の水溶液内の白金イオンをその設定濃度にして、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜表面に所定量の白金を付着させるのに必要な、薬液タンク47に充填するNa[Pt(OH)]・nHOの水溶液の量を計算し、計算されたNa[Pt(OH)]・nHOの水溶液の量を薬液タンク47に充填する。計算されたNa[Pt(OH)]・nHOの水溶液の循環配管31への注入速度に合わせて注入ポンプ48の回転速度を制御し、薬液タンク47内のNa[Pt(OH)]・nHOの水溶液を循環配管31内に注入する。 Immediately after the start of injection, platinum at the connection point of the aqueous solution of Na 2 [Pt (OH) 6 ] and nH 2 O injected into the circulation pipe 31 from the chemical solution tank 47 through the connection point between the circulation pipe 31 and the injection pipe 49. The injection rate of the aqueous solution of Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 O into the circulation pipe 31 is calculated in advance so that the concentration becomes the set concentration, for example, 1 ppm, and further, the inside of the circulation pipe 31 is A chemical tank 47 required to make a predetermined amount of platinum adhere to the surface of a nickel metal film formed on the inner surface of a purification system pipe 18 by setting the concentration of platinum ions in a flowing aqueous solution containing ammonia at 60 ° C. to the set concentration. the amount of Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 O in aqueous solution filled calculated, filling amount of the aqueous solution of the calculated Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 O in the chemical tank 47 To do. Calculated Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 the rotational speed of the infusion pump 48 is controlled in accordance with the injection rate of O in water to the circulation pipe 31 of the, Na 2 in the chemical liquid tank 47 [Pt (OH ) 6] · nH to 2 O aqueous solution is injected into the circulation pipe 31.

還元剤を注入する(ステップS11)。還元剤注入装置41の弁45を開いて注入ポンプ43を駆動し、薬液タンク42内の還元剤であるヒドラジンの水溶液を、注入配管44を通して循環配管31内を流れる、白金イオン及びアンモニアを含む60℃の水溶液に注入される。注入されるヒドラジン水溶液のヒドラジン濃度は、例えば、100ppmである。 Inject the reducing agent (step S11). The valve 45 of the reducing agent injection device 41 is opened to drive the injection pump 43, and an aqueous solution of hydrazine, which is a reducing agent in the chemical solution tank 42, flows through the injection pipe 44 in the circulation pipe 31 and contains platinum ions and ammonia 60. Infused into an aqueous solution at ° C. The hydrazine concentration of the injected hydrazine aqueous solution is, for example, 100 ppm.

ヒドラジン水溶液は、アンモニア及びNa[Pt(OH)]・nHOを含む60℃の水溶液がヒドラジン水溶液の注入点である注入配管44と循環配管31の接続点に到達した以降に循環配管31に注入される。この場合には、白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む60℃の水溶液が、循環配管31から浄化系配管18に供給される。しかし、より好ましくは、薬液タンク47内に充填された所定量のNa[Pt(OH)]・nHOの水溶液を全て循環配管31内に注入し終わった直後にヒドラジン水溶液を循環配管31に注入することが望ましい。この場合には、アンモニア及び白金イオンを含む60℃の水溶液が循環配管31から浄化系配管18に供給され、白金イオン水溶液の循環配管31への注入が終了した後では、白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む60℃の水溶液85(図6参照)が循環配管31から浄化系配管18に供給される。 The hydrazine aqueous solution is a circulation pipe after the 60 ° C. aqueous solution containing ammonia and Na 2 [Pt (OH) 6 ] and nH 2 O reaches the connection point between the injection pipe 44 and the circulation pipe 31 which is the injection point of the hydrazine aqueous solution. Injected into 31. In this case, an aqueous solution at 60 ° C. containing platinum ions, hydrazine and ammonia is supplied from the circulation pipe 31 to the purification system pipe 18. However, more preferably, the hydrazine aqueous solution is circulated immediately after all the predetermined amounts of Na 2 [Pt (OH) 6 ] and nH 2 O aqueous solutions filled in the chemical tank 47 have been injected into the circulation pipe 31. It is desirable to inject into 31. In this case, an aqueous solution at 60 ° C. containing ammonia and platinum ions is supplied from the circulation pipe 31 to the purification system pipe 18, and after the injection of the platinum ion aqueous solution into the circulation pipe 31 is completed, platinum ions, hydrazine and ammonia A 60 ° C. aqueous solution 85 (see FIG. 6) containing the above is supplied from the circulation pipe 31 to the purification system pipe 18.

前者のヒドラジン水溶液の注入の場合には、ヒドラジンにより白金イオンを白金にする還元反応が、最初に、循環配管31内を流れる、ヒドラジン及び白金イオンを含む水溶液内で生じるのに対して、後者のヒドラジン水溶液の注入の場合には、既に、白金イオンが浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82の表面に吸着されており、この吸着された白金イオンがヒドラジンにより還元されるので、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82表面への白金84の付着量がさらに増加する(図6参照)。 In the case of the former injection of the hydrazine aqueous solution, the reduction reaction of converting platinum ions to platinum by hydrazine first occurs in the aqueous solution containing hydrazine and platinum ions flowing in the circulation pipe 31, whereas the latter In the case of injecting an aqueous hydrazine solution, platinum ions are already adsorbed on the surface of the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18, and the adsorbed platinum ions are reduced by hydrazine. The amount of platinum 84 adhered to the surface of the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 is further increased (see FIG. 6).

ヒドラジン水溶液の注入開始直後において、薬液タンク42から循環配管31と注入配管44の接続点を通して注入されるヒドラジン水溶液のその接続点でのヒドラジン濃度が、設定濃度、例えば、100ppmとなるように、予め、ヒドラジン水溶液の循環配管31への注入速度を計算し、さらに、循環配管31内を流れる60℃の白金イオンを含む水溶液内のヒドラジンをその設定濃度にして、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82表面に吸着された白金イオンを白金84に還元するために必要な、薬液タンク42に充填するヒドラジン水溶液の量を計算し、計算されたヒドラジン水溶液の量を薬液タンク42に充填する。計算されたヒドラジン水溶液の循環配管31への注入速度に合わせて注入ポンプ43の回転速度を制御し、薬液タンク42内のヒドラジン水溶液を循環配管31内に注入する。 Immediately after the start of injection of the hydrazine aqueous solution, the hydrazine concentration at the connection point of the hydrazine aqueous solution injected from the chemical solution tank 42 through the connection point of the circulation pipe 31 and the injection pipe 44 is set in advance so as to be a set concentration, for example, 100 ppm. , The injection speed of the hydrazine aqueous solution into the circulation pipe 31 is calculated, and the hydrazine in the aqueous solution containing platinum ions at 60 ° C. flowing in the circulation pipe 31 is set to the set concentration, and is formed on the inner surface of the purification system pipe 18. The amount of the hydrazine aqueous solution to be filled in the chemical tank 42 required to reduce the platinum ions adsorbed on the surface of the nickel metal film 82 to the platinum 84 was calculated, and the calculated amount of the hydrazine aqueous solution was filled into the chemical tank 42. To do. The rotation speed of the injection pump 43 is controlled according to the calculated injection speed of the hydrazine aqueous solution into the circulation pipe 31, and the hydrazine aqueous solution in the chemical tank 42 is injected into the circulation pipe 31.

なお、薬液タンク47内のNa[Pt(OH)]・nHOの水溶液(白金イオンを含む水溶液)が、全量、循環配管31に注入されたとき、注入ポンプ48の駆動を停止して弁50を閉じる。これにより、白金イオンを含む水溶液の循環配管31への注入が停止される。また、薬液タンク42内のヒドラジン水溶液(還元剤水溶液)が、全量、循環配管31に注入されたとき、注入ポンプ43の駆動を停止して弁45を閉じる。これにより、ヒドラジン水溶液の循環配管31への注入が停止される。 When the entire amount of the aqueous solution of Na 2 [Pt (OH) 6 ] and nH 2 O (the aqueous solution containing platinum ions) in the chemical tank 47 was injected into the circulation pipe 31, the drive of the injection pump 48 was stopped. And close the valve 50. As a result, the injection of the aqueous solution containing platinum ions into the circulation pipe 31 is stopped. Further, when the entire amount of the hydrazine aqueous solution (reducing agent aqueous solution) in the chemical liquid tank 42 is injected into the circulation pipe 31, the drive of the injection pump 43 is stopped and the valve 45 is closed. As a result, the injection of the hydrazine aqueous solution into the circulation pipe 31 is stopped.

ニッケル金属皮膜82表面に吸着した白金イオンが注入されたヒドラジンによって還元されて白金84となるため、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82表面に白金84が付着する(図6参照)。 Since the platinum ions adsorbed on the surface of the nickel metal film 82 are reduced by the injected hydrazine to become platinum 84, the platinum 84 adheres to the surface of the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 (see FIG. 6). ).

本実施例では、ニッケル金属皮膜82と接触する水溶液85に含まれたアンモニアがこの水溶液85に含まれる微量の鉄イオン(Fe3+)と反応し、鉄−アンモニア錯イオンを生成する。このため、水溶液85中の鉄イオン濃度が減少し、水溶液85に含まれる鉄イオンが水酸化鉄及びマグネタイトとして析出しなくなる。水溶液85に含まれる白金イオンが、白金として水酸化鉄及びマグネタイトに付着することがなくなり、ニッケル金属皮膜82上に付着する白金の量が増加する。 In this embodiment, the ammonia contained in the aqueous solution 85 in contact with the nickel metal film 82 reacts with a trace amount of iron ions (Fe 3+ ) contained in the aqueous solution 85 to generate iron-ammonia complex ions. Therefore, the iron ion concentration in the aqueous solution 85 decreases, and the iron ions contained in the aqueous solution 85 do not precipitate as iron hydroxide and magnetite. Platinum ions contained in the aqueous solution 85 do not adhere to iron hydroxide and magnetite as platinum, and the amount of platinum adhering to the nickel metal film 82 increases.

白金の付着が完了したかを判定する(ステップS12)。白金イオン水溶液及び還元剤水溶液の注入からの経過時間が所定時間になったとき、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82表面への所定量の白金の付着が完了したと判定する。その経過時間が所定時間に到達しないときには、ステップS10〜S12の各工程が繰り返される。 It is determined whether the adhesion of platinum is completed (step S12). When the elapsed time from the injection of the platinum ion aqueous solution and the reducing agent aqueous solution reaches a predetermined time, it is determined that the adhesion of a predetermined amount of platinum to the surface of the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 is completed. .. When the elapsed time does not reach the predetermined time, each step of steps S10 to S12 is repeated.

浄化系配管18及び循環配管31内に残留する水溶液を浄化する(ステップS13)。浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82表面への白金84の付着が完了したと判定された後、弁72を開いて弁69の開度の一部を閉じ、循環ポンプ35で昇圧された、白金イオン及びヒドラジン、アンモニアを含む60℃の水溶液を、混床樹脂塔54に供給する。その水溶液に含まれる白金イオン、他の金属陽イオン(例えば、ナトリウムイオン)、ヒドラジン、アンモニア及びOH基が、混床樹脂塔54内のイオン交換樹脂に吸着し、その水溶液から除去される(第2浄化工程)。 The aqueous solution remaining in the purification system pipe 18 and the circulation pipe 31 is purified (step S13). After it was determined that the adhesion of platinum 84 to the surface of the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 was completed, the valve 72 was opened, a part of the opening of the valve 69 was closed, and the circulation pump 35 was used. A pressurized 60 ° C. aqueous solution containing platinum ions, hydrazine, and ammonia is supplied to the mixed bed resin tower 54. Platinum ions, other metal cations (for example, sodium ions), hydrazine, ammonia and OH groups contained in the aqueous solution are adsorbed on the ion exchange resin in the mixed bed resin tower 54 and removed from the aqueous solution (No. 1). 2 Purification process).

廃液を処理する(ステップS14)。第2浄化工程が終了した後、ポンプ(図示せず)を有する高圧ホース(図示せず)により循環配管31と廃液処理装置(図示せず)を接続する。第2浄化工程の終了後に、浄化系配管18及び循環配管31内に残存する、放射性廃液である水溶液は、そのポンプを駆動して循環配管31から高圧ホースを通して廃液処理装置(図示せず)に排出され、廃液処理装置で処理される。浄化系配管18及び循環配管31内の水溶液が排出された後、洗浄水を浄化系配管18及び循環配管31内に供給し、循環ポンプ34,35を駆動してこれらの配管内を洗浄する。洗浄終了後、浄化系配管18及び循環配管31内の洗浄水を、上記の廃液処理装置に排出する。 Treat the waste liquid (step S14). After the second purification step is completed, the circulation pipe 31 and the waste liquid treatment device (not shown) are connected by a high pressure hose (not shown) having a pump (not shown). After the completion of the second purification step, the aqueous solution which is a radioactive waste liquid remaining in the purification system pipe 18 and the circulation pipe 31 drives the pump and passes through the circulation pipe 31 to the waste liquid treatment device (not shown) through the high pressure hose. It is discharged and processed by a waste liquid treatment device. After the aqueous solution in the purification system pipe 18 and the circulation pipe 31 is discharged, the cleaning water is supplied into the purification system pipe 18 and the circulation pipe 31, and the circulation pumps 34 and 35 are driven to clean the inside of these pipes. After the cleaning is completed, the cleaning water in the purification system pipe 18 and the circulation pipe 31 is discharged to the above-mentioned waste liquid treatment device.

以上により、浄化系配管18の、非再生熱交換器21よりも上流の弁23と弁25の間の部分、及び再生熱交換器20よりも下流の弁26と弁32Aの間の部分のそれぞれの内面へのニッケル金属皮膜82の形成、及びニッケル金属皮膜82上への白金84の付着の各処理が終了する。なお、浄化系配管18の、弁25よりも下流であって弁26よりも上流の部分には、内面に、白金84が付着したニッケル金属皮膜82が形成されていない。 As described above, the portion of the purification system piping 18 between the valve 23 and the valve 25 upstream of the non-regenerative heat exchanger 21 and the portion between the valve 26 and the valve 32A downstream of the regenerative heat exchanger 20 respectively. Each process of forming the nickel metal film 82 on the inner surface of the metal film 82 and adhering the platinum 84 on the nickel metal film 82 is completed. A nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached is not formed on the inner surface of the purification system pipe 18 at a portion downstream of the valve 25 and upstream of the valve 26.

皮膜形成装置を配管系から除去する(ステップS15)。ステップS1〜S14の各工程が実施された後、皮膜形成装置30及び30Aのそれぞれが浄化系配管18から取り外され、浄化系配管18が復旧される。 The film forming apparatus is removed from the piping system (step S15). After each step of steps S1 to S14 is performed, each of the film forming apparatus 30 and 30A is removed from the purification system pipe 18, and the purification system pipe 18 is restored.

原子力プラントを起動させる(ステップS16)。燃料交換及びBWRプラント1の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、白金84を付着しているニッケル金属皮膜82が内面に形成された浄化系配管18を有するBWRプラント1が起動される。 The nuclear plant is started (step S16). After the refueling and maintenance and inspection of the BWR plant 1 are completed, there is a purification system pipe 18 having a nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached formed on the inner surface in order to start operation in the next operation cycle. BWR plant 1 is started.

130℃以上200℃未満の温度範囲の炉水を、白金が付着されたニッケル金属皮膜に接触させる(ステップS17)。BWRプラント1が起動されたとき、RPV3内のダウンカマに存在する炉水は、前述したように、再循環系配管6及びジェットポンプ5を通って炉心4に供給される。炉心から吐出された炉水は、ダウンカマに戻される。ダウンカマ内の炉水は、再循環系配管6を経由して浄化系配管18内に流入し、やがて、給水配管11に流入してRPV3内に戻される。 The furnace water in the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is brought into contact with the nickel metal film to which platinum is attached (step S17). When the BWR plant 1 is started, the reactor water existing in the downcomer in the RPV3 is supplied to the core 4 through the recirculation system pipe 6 and the jet pump 5 as described above. The reactor water discharged from the core is returned to the downcomer. The furnace water in the downcomer flows into the purification system pipe 18 via the recirculation system pipe 6, and eventually flows into the water supply pipe 11 and is returned to the RPV3.

炉心4から制御棒(図示せず)が引き抜かれて炉心4が未臨界状態から臨界状態になり、炉心4内の炉水が燃料棒内の核燃料物質の核分裂で生じる熱で加熱される。炉心4では蒸気が発生していない。さらに、制御棒が炉心4から引き抜かれ、原子炉2の昇温昇圧過程において、RPV3内の圧力が定格圧力まで上昇され、その核分裂で生じる熱によって炉水が加熱されてRPV3内の炉水の温度が定格温度(280℃)になる。RPV3内の圧力が定格圧力になり、炉水温度が定格温度に上昇した後、炉心4からのさらなる制御棒の引き抜き、及び炉心4に供給される炉水の流量増加により、原子炉出力が定格出力(100%出力)まで上昇される。定格出力を維持した、BWRプラント1の定格運転が、その運転サイクルの終了まで継続される。原子炉出力が、例えば、10%出力まで上昇したとき、炉心4で発生した蒸気が主蒸気配管8を通してタービン9に供給され、発電が開始される。 A control rod (not shown) is pulled out from the core 4, the core 4 changes from a subcritical state to a critical state, and the reactor water in the core 4 is heated by the heat generated by the nuclear fission of the nuclear fuel material in the fuel rod. No steam is generated in the core 4. Further, the control rods are pulled out from the core 4, and in the process of raising and lowering the temperature of the reactor 2, the pressure in the RPV 3 is raised to the rated pressure, and the heat generated by the fission heats the reactor water to heat the reactor water in the RPV 3. The temperature becomes the rated temperature (280 ° C.). After the pressure in the RPV3 reaches the rated pressure and the reactor water temperature rises to the rated temperature, the reactor output is rated by further pulling out the control rods from the core 4 and increasing the flow rate of the reactor water supplied to the core 4. It is increased to the output (100% output). The rated operation of the BWR plant 1, which maintains the rated output, is continued until the end of the operation cycle. When the reactor power rises to, for example, 10%, the steam generated in the core 4 is supplied to the turbine 9 through the main steam pipe 8 to start power generation.

炉水86には、酸素及び過酸化水素が含まれている。酸素及び過酸化水素は、RPV3内で炉水86の放射線分解により生成される。RPV3内の、酸素を含む炉水86が、浄化系ポンプ19が駆動されている状態で、再循環系配管6から浄化系配管18内に導かれ、浄化系配管18の内面に形成されている、白金84が付着したニッケル金属皮膜82に接触する(図7参照)。前述の核分裂で生じる熱による炉水の加熱により、このニッケル金属皮膜82に接触する炉水86の温度は、上昇し、やがて、130℃以上になり、最終的には定格出力時の280℃まで上昇する。 The furnace water 86 contains oxygen and hydrogen peroxide. Oxygen and hydrogen peroxide are produced by radiolysis of furnace water 86 in RPV3. The furnace water 86 containing oxygen in the RPV3 is guided from the recirculation system pipe 6 into the purification system pipe 18 in a state where the purification system pump 19 is driven, and is formed on the inner surface of the purification system pipe 18. , Contact with the nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached (see FIG. 7). Due to the heating of the furnace water by the heat generated by the above-mentioned nuclear fission, the temperature of the furnace water 86 in contact with the nickel metal film 82 rises and eventually reaches 130 ° C. or higher, and finally reaches 280 ° C. at the rated output. To rise.

この炉水86の温度は再生熱交換器20及び非再生熱交換器21の前後で大きく異なる。RPV3内の炉水86の温度が280℃であるとき、浄化系配管18の、再生熱交換器20よりも上流の部分には、約280℃の炉水86が流れる。再生熱交換器20での熱交換の結果、再生熱交換器20から弁25側に流出する炉水86の温度は200℃から150℃程度の範囲に低下する。さらに、非再生熱交換器21において、炉水86は、50℃から室温程度までの範囲の温度に低下し、この温度範囲内で、イオン交換樹脂を含む炉水浄化装置22に供給される。炉水浄化装置22から流出した炉水86は、給水として用いられるため、再生熱交換器20で150℃から200℃程度の範囲に加熱された後、給水配管11を流れる給水に合流する。 The temperature of the furnace water 86 differs greatly before and after the regenerated heat exchanger 20 and the non-regenerated heat exchanger 21. When the temperature of the furnace water 86 in the RPV3 is 280 ° C., the furnace water 86 at about 280 ° C. flows in the portion of the purification system pipe 18 upstream of the regenerated heat exchanger 20. As a result of heat exchange in the regenerative heat exchanger 20, the temperature of the furnace water 86 flowing out from the regenerative heat exchanger 20 to the valve 25 side drops to a range of about 200 ° C. to 150 ° C. Further, in the non-regenerative heat exchanger 21, the furnace water 86 drops to a temperature in the range of 50 ° C. to about room temperature, and is supplied to the furnace water purification device 22 containing the ion exchange resin within this temperature range. Since the furnace water 86 flowing out of the furnace water purification device 22 is used as water supply, it is heated in the range of about 150 ° C. to 200 ° C. by the regenerative heat exchanger 20 and then joins the water supply flowing through the water supply pipe 11.

BWRプラント1が起動されてRPV3内の圧力が定格圧力(このときの炉水の温度は280℃)まで上昇する期間において、浄化系配管18の、弁23と再生熱交換器20の間の部分を流れる炉水86、浄化系配管18の、再生熱交換器20と弁25の間の部分を流れる炉水86、及び浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分を流れる炉水86は、時間のずれはあるが、130℃以上200℃未満の温度範囲内の温度になる。原子炉2の昇温昇圧過程において、RPV3内の圧力が上昇するに伴って、RPV3内の炉水の温度は130℃を超えてより高い温度まで上昇する。 The part of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the regenerative heat exchanger 20 during the period when the BWR plant 1 is started and the pressure in the RPV 3 rises to the rated pressure (the temperature of the furnace water at this time is 280 ° C.). The furnace water 86 flowing through the purification system pipe 18, the furnace water 86 flowing through the portion of the purification system pipe 18 between the regenerative heat exchanger 20 and the valve 25, and the furnace water flowing through the portion of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A. 86 has a temperature within the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., although there is a time lag. In the process of raising and boosting the temperature of the reactor 2, the temperature of the reactor water in the RPV3 rises to a higher temperature exceeding 130 ° C. as the pressure in the RPV3 rises.

このため、弁23と弁25の間の浄化系配管18の内面及び弁26と弁32Aの間の浄化系配管18の内面のそれぞれに形成された、白金84が付着したニッケル金属皮膜82の表面が、130℃以上200℃未満の温度範囲の酸素を含む炉水86と接触することによって、浄化系配管18及びそのニッケル金属皮膜82が炉水86と同じ温度に加熱される。炉水86に含まれる酸素が、弁23と弁25の間及び弁26と弁32Aの間のそれぞれにおいて浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜内に移行し、炭素鋼部材である浄化系配管18に含まれるFeがFe2+となってニッケル金属皮膜内に移行する(図8参照)。130℃以上200℃未満の高温環境では、炉水86に含まれる酸素及び浄化系配管18からのFe2+が、ニッケル金属皮膜内に移行し易くなる。なお、炉水の酸素濃度が低い場合には、炉水の水分子が鉄の腐食によって分解されて酸素が生じ、この酸素が前述の炉水86に含まれる酸素と同じ働きをする。ニッケル金属皮膜82に付着した白金84の作用による、浄化系配管18及びニッケル金属皮膜82のそれぞれの腐食電位の低下、及び130℃以上200℃未満の高温環境の形成により、ニッケル金属皮膜82内のニッケルがニッケル金属皮膜82内に移行した酸素及びFe2+と反応し、Ni1-xFe2+x4においてxが0である安定なニッケルフェライト(NiFe24)が生成される。この際、フェライト構造へのニッケルと鉄の取り込まれ易さは白金(貴金属)の影響を受け、白金が存在する場合は鉄よりもニッケルが取り込まれ易くなるため、Ni1-xFe2+x4においてxが0である安定なニッケルフェライトが生成される。そして、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82は安定なニッケルフェライト(NiFe24)皮膜87に変換され、弁23と弁25の間及び弁26と弁32Aの間のそれぞれにおける浄化系配管18の内面が、表面に白金84が付着された安定なニッケルフェライト皮膜87で覆われる(図9参照)。浄化系配管18の内面を覆ったニッケル金属皮膜82に含まれるニッケル金属から、130℃以上200℃未満の高温の環境下において上記のように生成された、Ni1-xFe2+x4においてxが0であるニッケルフェライト(NiFe24)は、結晶が大きく成長しており、貴金属が付着してもNi0.7Fe2.34皮膜のように水中に溶出しなく安定であり、母材である炭素鋼、すなわち、浄化系配管18の腐食を抑制する。 Therefore, the surface of the nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached is formed on the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the valve 25 and the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A. However, by contacting with the furnace water 86 containing oxygen in the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., the purification system pipe 18 and its nickel metal film 82 are heated to the same temperature as the furnace water 86. The oxygen contained in the furnace water 86 is transferred into the nickel metal film formed on the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the valve 25 and between the valve 26 and the valve 32A, and is a carbon steel member. Fe contained in the purification system pipe 18 becomes Fe 2+ and moves into the nickel metal film (see FIG. 8). In a high temperature environment of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., oxygen contained in the furnace water 86 and Fe 2+ from the purification system pipe 18 are likely to move into the nickel metal film. When the oxygen concentration of the furnace water is low, the water molecules of the furnace water are decomposed by the corrosion of iron to generate oxygen, and this oxygen functions in the same manner as the oxygen contained in the above-mentioned furnace water 86. Due to the action of the platinum 84 adhering to the nickel metal film 82, the corrosion potentials of the purification system pipe 18 and the nickel metal film 82 are lowered, and a high temperature environment of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is formed, so that the inside of the nickel metal film 82 is formed. nickel reacts with the migrated oxygen and Fe 2+ in the nickel metal film 82, Ni 1-x Fe 2 + x O 4 stable nickel ferrite x is 0 in (NiFe 2 O 4) is generated. At this time, the ease of incorporating nickel and iron into the ferrite structure is affected by platinum (precious metal), and in the presence of platinum, nickel is more easily incorporated than iron, so Ni 1-x Fe 2 + x Stable nickel ferrite with x 0 at O 4 is produced. Then, the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 is converted into a stable nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) film 87, and is converted between the valve 23 and the valve 25 and between the valve 26 and the valve 32A, respectively. The inner surface of the purification system pipe 18 in the above is covered with a stable nickel ferrite film 87 having platinum 84 adhered to the surface (see FIG. 9). Ni 1-x Fe 2 + x O 4 produced as described above from the nickel metal contained in the nickel metal film 82 covering the inner surface of the purification system pipe 18 in a high temperature environment of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. In nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) in which x is 0, the crystal grows large, and even if a noble metal adheres, it is stable without being eluted in water like a Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film, and the mother It suppresses corrosion of carbon steel, which is a material, that is, purification system piping 18.

本実施例によれば、ニッケル金属皮膜82に付着した白金84により浄化系配管18及びニッケル金属皮膜82の腐食電位が低下した状態で、かつ130℃以上200℃未満の高温環境下で、前述したように、ニッケル金属皮膜82から生成された、Ni1-xFe2+x4においてxが0であるニッケルフェライトの皮膜87は、BWRプラント1の運転中においても、付着した白金84の作用により炉水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜である。このように生成された、付着した白金84の作用によっても炉水中に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜87は、60℃〜100℃の低い温度範囲で生成されたNi0.7Fe2.34皮膜よりも長期に亘って浄化系配管18の腐食を抑制することができる。具体的には、浄化系配管18の内面に形成されたその安定なニッケルフェライト皮膜87は、付着した白金84の作用によって溶出することがなく、複数の運転サイクル、例えば、5つの運転サイクル(例えば、5年間)に亘って浄化系配管18の内面を覆うことができる。このように、安定なニッケルフェライト皮膜87が長期に亘って浄化系配管18の内面を覆うことができるため、浄化系配管18は長期に亘って腐食が抑制される。 According to this embodiment, the corrosion potential of the purification system pipe 18 and the nickel metal film 82 is lowered by the platinum 84 adhering to the nickel metal film 82, and in a high temperature environment of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., as described above. As described above, the nickel ferrite film 87 generated from the nickel metal film 82 and having x of 0 in Ni 1-x Fe 2 + x O 4 has the action of the adhered platinum 84 even during the operation of the BWR plant 1. It is a stable nickel ferrite film that does not elute into the furnace water. The stable nickel ferrite film 87 thus generated, which does not elute into the furnace water due to the action of the adhered platinum 84, is more than the Ni 0.7 Fe 2.3 O 4 film formed in the low temperature range of 60 ° C to 100 ° C. Corrosion of the purification system pipe 18 can be suppressed for a long period of time. Specifically, the stable nickel ferrite film 87 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 does not elute due to the action of the adhered platinum 84, and has a plurality of operation cycles, for example, five operation cycles (for example, five operation cycles). The inner surface of the purification system pipe 18 can be covered for 5 years). In this way, since the stable nickel ferrite film 87 can cover the inner surface of the purification system pipe 18 for a long period of time, corrosion of the purification system pipe 18 is suppressed for a long period of time.

炭素鋼部材は、150℃〜200℃の範囲内の温度の水に接触するときに腐食が特に大きくなる傾向にある。BWRプラント1の定格運転時においては、浄化系配管18は、炉水浄化装置22の上流側で再生熱交換器20と非再生熱交換器21の間の部分、及び炉水浄化装置22の下流側で再生熱交換器20と、浄化系配管18と給水配管11の接続点との間の部分で、150℃〜200℃の範囲内の温度の炉水86に接触する。それ故に、浄化系配管18は、これらの部分で、腐食が増大する。本実施例では、弁23と弁25の間及び弁26と弁32Aの間のそれぞれにおいて浄化系配管18の内面に安定なニッケルフェライト皮膜87を形成しているため、腐食が増大するそれらの部分での腐食が、形成された安定なニッケルフェライト皮膜87によって長期に亘って抑制される。弁23と再生熱交換器20の間の浄化系配管18も、内面に安定なニッケルフェライト皮膜87が形成されているので腐食が抑制される。 Carbon steel members tend to be particularly corroded when in contact with water at temperatures in the range of 150 ° C to 200 ° C. During the rated operation of the BWR plant 1, the purification system pipe 18 is located upstream of the furnace water purification device 22 between the regenerated heat exchanger 20 and the non-regenerating heat exchanger 21 and downstream of the furnace water purification device 22. On the side, the portion between the regenerative heat exchanger 20 and the connection point between the purification system pipe 18 and the water supply pipe 11 comes into contact with the furnace water 86 having a temperature in the range of 150 ° C. to 200 ° C. Therefore, in the purification system piping 18, corrosion increases in these parts. In this embodiment, since a stable nickel ferrite film 87 is formed on the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the valve 25 and between the valve 26 and the valve 32A, those portions where corrosion increases. Corrosion is suppressed over a long period of time by the formed stable nickel ferrite film 87. The purification system pipe 18 between the valve 23 and the regenerative heat exchanger 20 also has a stable nickel ferrite film 87 formed on the inner surface, so that corrosion is suppressed.

浄化系配管18の、腐食が増大する部分での腐食抑制のためには、弁25はできるだけ非再生熱交換器21の近くで、弁26はできるだけ再生熱交換器20の近くで、さらに、弁32Aはできるだけ浄化系配管18と給水配管11の接続点の近くで浄化系配管18に設置すると良い。 In order to suppress corrosion in the portion of the purification system piping 18 where corrosion increases, the valve 25 should be as close to the non-regenerative heat exchanger 21 as possible, and the valve 26 should be as close to the regenerated heat exchanger 20 as possible. 32A should be installed in the purification system pipe 18 as close to the connection point between the purification system pipe 18 and the water supply pipe 11 as possible.

さらに、浄化系配管18の内面に形成されたその安定なニッケルフェライト皮膜87は、複数の運転サイクルに亘って浄化系配管18への放射性核種の付着を抑制することができる。このため、浄化系配管18に対して実施される化学除染の回数を減少させることができる。特に、炉水浄化装置22よりも上流側の、弁23と非再生熱交換器21との間で、浄化系配管18の内面に安定なニッケルフェライト皮膜87を形成しているため、特に、浄化系配管18のその部分の内面への放射性核種の付着を抑制することができる。 Further, the stable nickel ferrite film 87 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 can suppress the adhesion of radionuclides to the purification system pipe 18 over a plurality of operation cycles. Therefore, the number of times of chemical decontamination performed on the purification system pipe 18 can be reduced. In particular, since a stable nickel ferrite film 87 is formed on the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the non-regenerative heat exchanger 21 on the upstream side of the furnace water purification device 22, purification is particularly performed. Adhesion of radionuclides to the inner surface of that portion of the system pipe 18 can be suppressed.

本実施例によれば、ニッケルイオン及び還元剤(例えば、ヒドラジン)を含む皮膜形成水溶液を浄化系配管18の内面に接触させ、浄化系配管18の、炉水と接触する内面に、この内面を覆うニッケル金属皮膜82を形成することができる。このニッケル金属皮膜82によって、浄化系配管18から貴金属付着処理中の皮膜形成水溶液へのFe2+の溶出を防止することができ、浄化系配管18の内面への貴金属(例えば、白金)の付着がFe2+の溶出によって阻害されることがなくなり、その内面への貴金属の付着(具体的には、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82表面への貴金属の付着)に要する時間を短縮することができる。また、その内面への貴金属の付着を効率良く行うことができ、浄化系配管18の内面への貴金属の付着量が増加する。 According to this embodiment, a film-forming aqueous solution containing nickel ions and a reducing agent (for example, hydrazine) is brought into contact with the inner surface of the purification system pipe 18, and the inner surface of the purification system pipe 18 is brought into contact with the furnace water. A nickel metal film 82 can be formed to cover the film. The nickel metal film 82 can prevent the elution of Fe 2+ from the purification system pipe 18 into the film-forming aqueous solution during the noble metal adhesion treatment, and the precious metal (for example, platinum) adheres to the inner surface of the purification system pipe 18. Is no longer hindered by the elution of Fe 2+ , and is required for the adhesion of the noble metal to the inner surface thereof (specifically, the adhesion of the noble metal to the surface of the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18). You can save time. Further, the noble metal can be efficiently adhered to the inner surface thereof, and the amount of the noble metal adhering to the inner surface of the purification system pipe 18 increases.

本実施例では、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82には、50μg/cm2のニッケル金属が存在する。このように、50μg/cm2のニッケル金属が存在すると、ニッケル金属皮膜82が、浄化系配管18の、皮膜形成水溶液に接触する内面の全面を覆った状態となり、次の運転サイクルにおけるBWRプラントの起動後において、浄化系配管18内を流れる炉水が浄化系配管18の母材と接触することが、そのニッケル金属皮膜82によって、遮られる。このため、炉水による浄化系配管18の腐食が抑制され、さらに、炉水に含まれる放射性核種の浄化系配管18の母材への取り込みが生じない。 In this embodiment, the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 contains 50 μg / cm 2 of nickel metal. In this way, in the presence of 50 μg / cm 2 of nickel metal, the nickel metal film 82 covers the entire inner surface of the purification system piping 18 in contact with the film-forming aqueous solution, and the BWR plant in the next operation cycle After the start-up, the contact of the furnace water flowing in the purification system pipe 18 with the base material of the purification system pipe 18 is blocked by the nickel metal film 82. Therefore, the corrosion of the purification system pipe 18 by the furnace water is suppressed, and further, the radionuclide contained in the furnace water is not taken into the base material of the purification system pipe 18.

浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82は、浄化系配管18への白金の付着に要する時間を短縮させるだけでなく、付着した白金84の作用と相俟って、浄化系配管18の内面への、付着した白金によっても炉水に溶出しない安定なニッケルフェライト皮膜87の形成に貢献する。 The nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 not only shortens the time required for platinum to adhere to the purification system pipe 18, but also, in combination with the action of the adhered platinum 84, purifies the system pipe. It contributes to the formation of a stable nickel ferrite film 87 on the inner surface of 18 which is not eluted into the furnace water even by the adhered platinum.

浄化系配管18内面へのニッケル金属皮膜82の形成は、皮膜形成水溶液に含まれたニッケルイオンが浄化系配管18に含まれる鉄イオンと置換されて浄化系配管18の内面に取り込まれ、皮膜形成水溶液に含まれるヒドラジン(還元剤)によりその内面に取り込まれたニッケルイオンが還元されてニッケル金属になる。このように、置換反応によって浄化系配管18に取り込まれたニッケルイオンから還元剤の作用により生成されたニッケル金属は、浄化系配管18の母材との密着性が強い。このため、形成されたニッケル金属皮膜82は、浄化系配管18からはがれることはない。 In the formation of the nickel metal film 82 on the inner surface of the purification system pipe 18, the nickel ions contained in the film forming aqueous solution are replaced with the iron ions contained in the purification system pipe 18 and taken into the inner surface of the purification system pipe 18 to form the film. The nickel ions incorporated on the inner surface of the hydrazine (reducing agent) contained in the aqueous solution are reduced to nickel metal. As described above, the nickel metal produced by the action of the reducing agent from the nickel ions taken into the purification system pipe 18 by the substitution reaction has strong adhesion to the base material of the purification system pipe 18. Therefore, the formed nickel metal film 82 does not come off from the purification system pipe 18.

本実施例では、浄化系配管18の内面を還元除染した後、浄化系配管18の内面にニッケル金属皮膜82を形成するため、酸化皮膜の上にニッケル金属皮膜を形成した場合に比べてニッケル比率の高い安定なニッケルフェライトの形成に貢献する。 In this embodiment, since the inner surface of the purification system pipe 18 is reduced and decontaminated and then the nickel metal film 82 is formed on the inner surface of the purification system pipe 18, nickel is formed as compared with the case where the nickel metal film is formed on the oxide film. Contributes to the formation of stable nickel ferrite with a high ratio.

シュウ酸水溶液を用いた、浄化系配管18内面の還元除染時、及びシュウ酸の分解時において、炭素鋼部材である浄化系配管18の内面に形成されたシュウ酸鉄(II)を、シュウ酸水溶液に注入した酸化剤(例えば、過酸化水素)の作用によって除去する。このシュウ酸鉄(II)の除去により、浄化系配管18とニッケル金属皮膜82の密着性が向上し、ニッケル金属皮膜82が浄化系配管18の内面からはがれることを防止できる。 At the time of reduction decontamination of the inner surface of the purification system pipe 18 using the oxalic acid aqueous solution and at the time of decomposition of oxalic acid, iron (II) oxalate formed on the inner surface of the purification system pipe 18 which is a carbon steel member is sewn. It is removed by the action of an oxidizing agent (for example, hydrogen peroxide) injected into an aqueous acid solution. By removing the iron (II) oxalate, the adhesion between the purification system pipe 18 and the nickel metal film 82 is improved, and the nickel metal film 82 can be prevented from peeling off from the inner surface of the purification system pipe 18.

本発明の他の実施例である実施例2のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を、図12を用いて説明する。本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法は、BWRプラントの、炭素鋼製の給水配管に適用される。 A method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of Example 2 which is another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of this embodiment is applied to a carbon steel water supply pipe of a BWR plant.

本実施例では、実施例1のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法におけるステップS1〜S17の各工程が実施される。なお、ステップS1〜S15の各工程はBWRプラント1の運転停止中に実施される。本実施例のステップS1では、皮膜形成装置30の循環配管31の開閉弁78側の一端部が低圧給水加熱器14の出口で給水配管11に設けられた第1弁(図示せず)に接続され、循環配管31の開閉弁62側の他端部が高圧給水加熱器16の入口で給水配管11に設けられた第2弁(図示せず)に接続される。なお、第1弁は低圧給水加熱器14の出口にできるだけ近い位置で、第2弁は高圧給水加熱器16の入口にできるだけ近い位置で、給水配管11に設けられる。循環配管31の両端部の第1弁及び第2弁への接続は、実施例1における循環配管31の弁23及び弁25のそれぞれへの接続と同様に行われる。施工対象である給水配管11の内面には、放射性核種は付着していないが、高温水が流れるために酸化皮膜が形成されているので、ステップS2において、低圧給水加熱器14と高圧給水加熱器16の間の給水配管11の内面に対して酸化皮膜を除去する目的で化学除染を実施する。 In this embodiment, each step of steps S1 to S17 in the method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of Example 1 is carried out. Each step of steps S1 to S15 is carried out while the operation of the BWR plant 1 is stopped. In step S1 of this embodiment, one end of the circulation pipe 31 of the film forming apparatus 30 on the on-off valve 78 side is connected to the first valve (not shown) provided in the water supply pipe 11 at the outlet of the low-pressure feed water heater 14. The other end of the circulation pipe 31 on the on-off valve 62 side is connected to a second valve (not shown) provided in the water supply pipe 11 at the inlet of the high-pressure feed water heater 16. The first valve is provided in the water supply pipe 11 at a position as close as possible to the outlet of the low-pressure feed water heater 14, and the second valve is provided at a position as close as possible to the inlet of the high-pressure feed water heater 16. The connection of both ends of the circulation pipe 31 to the first valve and the second valve is performed in the same manner as the connection to each of the valve 23 and the valve 25 of the circulation pipe 31 in the first embodiment. Although no radionuclides are attached to the inner surface of the feed water pipe 11 to be constructed, an oxide film is formed due to the flow of high-temperature water. Therefore, in step S2, the low-pressure feed water heater 14 and the high-pressure feed water heater Chemical decontamination is carried out for the purpose of removing the oxide film on the inner surface of the water supply pipe 11 between 16.

その後、前述のステップS3〜S17の各工程が順番に実施される。ステップS4及びS5の各工程が実施され、ニッケルイオン及びギ酸を含み90℃でpHが4.0の水溶液が皮膜形成装置30から低圧給水加熱器14と高圧給水加熱器16の間の給水配管11に供給される。その水溶液が、この給水配管11及び循環配管31を含む閉ループ内を循環する。この結果、ニッケル金属皮膜が、低圧給水加熱器14と高圧給水加熱器16の間の給水配管11の内面に形成される。 After that, each of the above-mentioned steps S3 to S17 is carried out in order. Each step of steps S4 and S5 is carried out, and an aqueous solution containing nickel ions and formic acid and having a pH of 4.0 at 90 ° C. is supplied from the film forming apparatus 30 to the feed water heater 11 between the low pressure feed water heater 14 and the high pressure feed water heater 16. Is supplied to. The aqueous solution circulates in a closed loop including the water supply pipe 11 and the circulation pipe 31. As a result, a nickel metal film is formed on the inner surface of the water supply pipe 11 between the low-pressure feed water heater 14 and the high-pressure feed water heater 16.

ステップS6の判定が「Yes」になった後、ステップS7及びS8が実施される。ステップS9〜S11の各工程が実施され、白金イオン、アンモニア及びヒドラジンを含む60℃の水溶液が低圧給水加熱器14と高圧給水加熱器16の間の給水配管11に供給される。この給水配管11の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に白金が付着される。ステップS12の判定が「Yes」になった後、ステップS13〜S15の各工程が実施される。ステップS15において、循環配管31が給水配管11から取り外され、給水配管11が元通りに復旧される。 After the determination in step S6 becomes "Yes", steps S7 and S8 are carried out. Each step of steps S9 to S11 is carried out, and an aqueous solution at 60 ° C. containing platinum ions, ammonia and hydrazine is supplied to the feed water pipe 11 between the low pressure feed water heater 14 and the high pressure feed water heater 16. Platinum adheres to the surface of the nickel metal film formed on the inner surface of the water supply pipe 11. After the determination in step S12 becomes "Yes", each step of steps S13 to S15 is carried out. In step S15, the circulation pipe 31 is removed from the water supply pipe 11, and the water supply pipe 11 is restored to its original state.

その後、ステップS16でBWRプラント1が起動され、そして、ステップS17が実施される。ステップS17では、原子炉2の昇温昇圧過程が終了した後の原子炉出力上昇過程において、RPV3からタービン9に供給された蒸気が復水器10で凝縮され、この凝縮によって生成された水が給水として給水配管11を通してRPV3に供給される。給水配管11を流れる給水は、低圧給水加熱器14で加熱される。やがて、低圧給水加熱器14から130℃以上200℃未満の温度範囲内の温度の給水が排出される。この温度の給水が、低圧給水加熱器14と高圧給水加熱器16の間の給水配管11の内面に形成された、白金84が付着したニッケル金属皮膜82に接触する。この結果、実施例1で述べたように、ニッケル金属皮膜82が安定なニッケルフェライト(NiFe24)皮膜87に変換される。なお、BWRプラント1の定格運転では、低圧給水加熱器14から150℃の給水が排出される。 After that, the BWR plant 1 is started in step S16, and step S17 is carried out. In step S17, the steam supplied from the RPV 3 to the turbine 9 is condensed by the condenser 10 in the process of increasing the reactor output after the process of raising and boosting the temperature of the reactor 2 is completed, and the water generated by this condensation is condensed. It is supplied to the RPV 3 as water supply through the water supply pipe 11. The feed water flowing through the feed water pipe 11 is heated by the low-pressure feed water heater 14. Eventually, feed water having a temperature within the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is discharged from the low-pressure feed water heater 14. Water supply at this temperature comes into contact with the nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached, which is formed on the inner surface of the water supply pipe 11 between the low-pressure feed water heater 14 and the high-pressure feed water heater 16. As a result, as described in Example 1, the nickel metal film 82 is converted into a stable nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) film 87. In the rated operation of the BWR plant 1, water supply at 150 ° C. is discharged from the low-pressure feed water heater 14.

本実施例は、放射性核種の付着抑制以外の、給水配管11を対象にした、実施例1で生じる各効果を得ることができる。 In this example, each effect produced in Example 1 can be obtained for the water supply pipe 11 other than the suppression of adhesion of radionuclides.

本発明の他の実施例である実施例3のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を、図12を用いて説明する。本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法は、BWRプラントの、炭素鋼製の浄化系配管及びボトムドレン配管のそれぞれに適用される。
本実施例では、実施例1のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法におけるステップS1〜S17の各工程が実施される。なお、ステップS1〜S15の各工程はBWRプラント1の運転停止中に実施される。本実施例のステップS1では、皮膜形成装置30Aの循環配管31Aの両端部が、実施例1と同様に、弁26及び32のそれぞれに接続される。皮膜形成装置30の循環配管31の開閉弁78側の端部が2つに分岐され、分岐された一つの端部が弁23に接続され、分岐された他の端部がボトムドレン配管89に設けられた弁88に接続される。ボトムドレン配管89の一端部はRPV3の底部に接続され、ボトムドレン配管89の他端部は浄化系ポンプ19よりも上流側で浄化系配管18に接続される。循環配管31の開閉弁62側の他端部が、弁25に接続される。
A method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of Example 3 which is another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of this embodiment is applied to each of the carbon steel purification system piping and the bottom drain piping of the BWR plant.
In this embodiment, each step of steps S1 to S17 in the method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of Example 1 is carried out. Each step of steps S1 to S15 is carried out while the operation of the BWR plant 1 is stopped. In step S1 of this embodiment, both ends of the circulation pipe 31A of the film forming apparatus 30A are connected to the valves 26 and 32, respectively, as in the first embodiment. The end of the circulation pipe 31 of the film forming apparatus 30 on the on-off valve 78 side is branched into two, one branched end is connected to the valve 23, and the other branched end is connected to the bottom drain pipe 89. It is connected to the provided valve 88. One end of the bottom drain pipe 89 is connected to the bottom of the RPV3, and the other end of the bottom drain pipe 89 is connected to the purification system pipe 18 on the upstream side of the purification system pump 19. The other end of the circulation pipe 31 on the on-off valve 62 side is connected to the valve 25.

その後、前述のステップS2〜S17の各工程が順番に実施される。ステップS4及びS5の各工程が実施され、ニッケルイオン及びギ酸を含み90℃の水溶液のpHが4.0の水溶液が皮膜形成装置30から浄化系配管18及びボトムドレン配管89に供給される。また、その水溶液が、皮膜形成装置30Aから浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分に供給される。この結果、ニッケル金属皮膜が、ボトムドレン配管89の内面、浄化系配管18の、弁23と弁25の間の部分の内面及び浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分の内面にそれぞれ形成される。 After that, each step of steps S2 to S17 described above is carried out in order. Each of the steps S4 and S5 is carried out, and an aqueous solution containing nickel ions and formic acid and having a pH of 4.0 is supplied from the film forming apparatus 30 to the purification system pipe 18 and the bottom drain pipe 89. Further, the aqueous solution is supplied from the film forming apparatus 30A to the portion of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A. As a result, the nickel metal film is formed on the inner surface of the bottom drain pipe 89, the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 23 and the valve 25, and the inner surface of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A. Is formed in each.

ステップS6の判定が「Yes」になった後、ステップS7及びS8が実施される。さらに、ステップS9〜S11の各工程が実施され、ボトムドレン配管89及び浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に白金を付着する。ステップS12の判定が「Yes」になった後、ステップS13〜S15の各工程が実施される。ステップS15において、循環配管31がボトムドレン配管89及び浄化系配管18から、そして、循環配管31Aが浄化系配管18から取り外され、ボトムドレン配管89及び浄化系配管18が元通りに復旧される。 After the determination in step S6 becomes "Yes", steps S7 and S8 are carried out. Further, each of the steps S9 to S11 is carried out, and platinum is adhered to the surface of the nickel metal film formed on the inner surfaces of the bottom drain pipe 89 and the purification system pipe 18. After the determination in step S12 becomes "Yes", each step of steps S13 to S15 is carried out. In step S15, the circulation pipe 31 is removed from the bottom drain pipe 89 and the purification system pipe 18, and the circulation pipe 31A is removed from the purification system pipe 18, and the bottom drain pipe 89 and the purification system pipe 18 are restored to their original state.

その後、ステップS16でBWRプラント1が起動され、そして、ステップS17が実施される。ステップS17では、RPV3内の炉水が浄化系配管18に導かれ、弁88を開くことによってその炉水がボトムドレン配管89にも供給される。ボトムドレン配管89及び浄化系配管18の内面に形成された、白金が付着されたニッケル金属皮膜に130℃以上200℃未満の温度範囲内の温度の炉水が接触すると、そのニッケル金属皮膜は安定なニッケルフェライト(NiFe24)皮膜に変換される。 After that, the BWR plant 1 is started in step S16, and step S17 is carried out. In step S17, the furnace water in the RPV3 is guided to the purification system pipe 18, and the furnace water is also supplied to the bottom drain pipe 89 by opening the valve 88. When the nickel metal film having platinum adhered to the inner surfaces of the bottom drain pipe 89 and the purification system pipe 18 comes into contact with furnace water having a temperature within the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., the nickel metal film becomes stable. It is converted into a nickel ferrite (NiFe 2 O 4) film.

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。 In this example, each effect produced in Example 1 can be obtained.

本発明の好適な他の実施例である実施例4のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を、図14及び図15を用いて以下に説明する。本実施例の炭素鋼部材の腐食抑制方法は、少なくとも1つの運転サイクルでの運転を経験したBWRプラントの浄化系配管に適用される。 The method for suppressing corrosion of the carbon steel member of the plant of Example 4, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described below with reference to FIGS. 14 and 15. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of this embodiment is applied to purification system piping of a BWR plant that has experienced operation in at least one operation cycle.

本実施例では、実施例1で実施されるステップS1〜S15及びS17の各工程、及び新たなステップS18及びS19の各工程が実施される。本実施例は、実施例1で用いられる皮膜形成装置30がステップS1〜S14の各工程で用いられ、さらに、新たな加熱システム91がステップS18及びS17の各工程で用いられる。 In this embodiment, the steps S1 to S15 and S17 carried out in the first embodiment, and the new steps S18 and S19 are carried out. In this example, the film forming apparatus 30 used in Example 1 is used in each of the steps S1 to S14, and a new heating system 91 is used in each of the steps S18 and S17.

加熱システム91の構成を、図15を用いて説明する。加熱システム91は、耐圧構造であって、循環配管92、循環ポンプ93、加熱装置94及び昇圧装置である弁95を有する。循環ポンプ93が循環配管92に設けられ、加熱装置94が循環ポンプ93の上流で循環配管92に設けられる。加熱装置94は循環ポンプ93の下流に配置してもよい。配管96が循環ポンプ93をバイパスしており、配管96の一端部が循環ポンプ93よりも上流で循環配管92に接続され、配管96の他端部が循環ポンプ93よりも下流で循環配管92に接続される。弁95が配管96に設けられる。開閉弁97が循環配管92の上流側端部に設けられ、開閉弁98が循環配管の下流側端部に設けられる。 The configuration of the heating system 91 will be described with reference to FIG. The heating system 91 has a pressure-resistant structure and includes a circulation pipe 92, a circulation pump 93, a heating device 94, and a valve 95 which is a booster. The circulation pump 93 is provided in the circulation pipe 92, and the heating device 94 is provided in the circulation pipe 92 upstream of the circulation pump 93. The heating device 94 may be arranged downstream of the circulation pump 93. The pipe 96 bypasses the circulation pump 93, one end of the pipe 96 is connected to the circulation pipe 92 upstream of the circulation pump 93, and the other end of the pipe 96 is connected to the circulation pipe 92 downstream of the circulation pump 93. Be connected. A valve 95 is provided in the pipe 96. The on-off valve 97 is provided at the upstream end of the circulation pipe 92, and the on-off valve 98 is provided at the downstream end of the circulation pipe.

皮膜形成装置を配管系から除去する(ステップS14)。本実施例において、ステップS1〜S13の各工程が実施された後、浄化系配管18に接続されている皮膜形成装置30が浄化系配管18から取り外される。皮膜形成装置30の循環配管31の一端部が弁23のフランジから取り外され、循環配管31の他端部が弁25のフランジから取り外される。 The film forming apparatus is removed from the piping system (step S14). In this embodiment, after each step of steps S1 to S13 is performed, the film forming apparatus 30 connected to the purification system pipe 18 is removed from the purification system pipe 18. One end of the circulation pipe 31 of the film forming apparatus 30 is removed from the flange of the valve 23, and the other end of the circulation pipe 31 is removed from the flange of the valve 25.

加熱システムを配管系に接続する(ステップS18)。加熱システム91の循環配管92(第3配管)の開閉弁98側の一端部が弁23のフランジに接続され、循環配管92が浄化系配管18に連絡される。循環配管92の開閉弁97側の他端部が弁25のフランジに接続され、循環配管92が再生熱交換器20と非再生熱交換器21の間で浄化系配管18に接続される。循環配管92の両端が浄化系配管18に接続され、浄化系配管18及び循環配管92を含む閉ループが形成される。 The heating system is connected to the piping system (step S18). One end of the circulation pipe 92 (third pipe) of the heating system 91 on the on-off valve 98 side is connected to the flange of the valve 23, and the circulation pipe 92 is connected to the purification system pipe 18. The other end of the circulation pipe 92 on the on-off valve 97 side is connected to the flange of the valve 25, and the circulation pipe 92 is connected to the purification system pipe 18 between the regenerative heat exchanger 20 and the non-regenerative heat exchanger 21. Both ends of the circulation pipe 92 are connected to the purification system pipe 18, and a closed loop including the purification system pipe 18 and the circulation pipe 92 is formed.

次に、130℃以上200℃未満の温度範囲内の、酸素を含む水を、白金が付着されたニッケル金属皮膜に接触させる(ステップS17)。酸素を含む水が、循環配管92及び浄化系配管18を含む閉ループ内に充填される。循環ポンプ93を駆動して、酸素を含む水を、その閉ループ内で循環させる。循環ポンプ93の回転速度を或る回転速度まで増加させ、その後、弁95の開度を徐々に減少させて循環ポンプ93から吐出される水の圧力を高める。加熱装置94により、その閉ループ内を循環する酸素を含む水を加熱し、その水の温度を上昇させる。このように、循環ポンプ93から吐出される水の圧力を高めながら、その水の温度を上昇させる。弁95が全閉になった後は、循環ポンプ93の回転速度を、さらに、増加させる。このような操作により、その閉ループ内を循環する水の圧力が、例えば、0.3MPa〜1.4MPaの範囲に上昇したとき、循環する水の温度は約133.5℃〜約195.0℃の範囲内に上昇する。循環する水の圧力を調節し、その水の温度を130℃以上200℃未満の温度範囲内の、例えば、150℃に調節する。閉ループ内を循環する水の温度は、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜を安定なニッケルフェライト皮膜に変換する間、150℃に保持される。 Next, oxygen-containing water in a temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is brought into contact with the nickel metal film to which platinum is attached (step S17). Water containing oxygen is filled in the closed loop including the circulation pipe 92 and the purification system pipe 18. The circulation pump 93 is driven to circulate oxygenated water in its closed loop. The rotation speed of the circulation pump 93 is increased to a certain rotation speed, and then the opening degree of the valve 95 is gradually decreased to increase the pressure of the water discharged from the circulation pump 93. The heating device 94 heats water containing oxygen circulating in the closed loop to raise the temperature of the water. In this way, the temperature of the water is raised while increasing the pressure of the water discharged from the circulation pump 93. After the valve 95 is fully closed, the rotational speed of the circulation pump 93 is further increased. By such an operation, when the pressure of the water circulating in the closed loop rises to the range of, for example, 0.3 MPa to 1.4 MPa, the temperature of the circulating water is about 133.5 ° C. to about 195.0 ° C. Rise within the range of. The pressure of the circulating water is adjusted, and the temperature of the water is adjusted to a temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., for example, 150 ° C. The temperature of the water circulating in the closed loop is maintained at 150 ° C. while converting the nickel metal film formed on the inner surface of the purification system pipe 18 into a stable nickel ferrite film.

酸素を含む150℃の水86Aが、循環配管92から浄化系配管18に供給され、浄化系配管18の内面に形成された、白金84が付着したニッケル金属皮膜82に接触する(図7参照)。浄化系配管18は、循環配管92の両端部が接続された弁23及び25の付近を除いて、保温材(図示せず)で取り囲まれている。150℃の水86Aがニッケル金属皮膜82に接触することによって、浄化系配管18及びニッケル金属皮膜82のそれぞれが加熱され、それぞれの温度が150℃になる。 Water 86A at 150 ° C. containing oxygen is supplied from the circulation pipe 92 to the purification system pipe 18, and comes into contact with the nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached, which is formed on the inner surface of the purification system pipe 18 (see FIG. 7). .. The purification system pipe 18 is surrounded by a heat insulating material (not shown) except for the vicinity of the valves 23 and 25 to which both ends of the circulation pipe 92 are connected. When the water 86A at 150 ° C. comes into contact with the nickel metal film 82, each of the purification system pipe 18 and the nickel metal film 82 is heated, and the respective temperatures reach 150 ° C.

酸素を含む水86A、浄化系配管18及びニッケル金属皮膜82のそれぞれが、150℃になるため、その水86Aに含まれる酸素(O2)及び水86Aに含まれる一部の水分子を構成する酸素がニッケル金属皮膜82内に移行し、浄化系配管18に含まれるFeがFe2+となってニッケル金属皮膜82内に移行する(図8参照)。水86Aに含まれる酸素は、130℃以上の水86A中では単独で移動し易くなり、ニッケル金属皮膜82内に入り易くなる。ニッケル金属皮膜82に付着した白金84の作用により、浄化系配管18及びニッケル金属皮膜82の腐食電位が低下する。ニッケル金属皮膜82の腐食電位の低下、及び150℃の高温環境の形成により、ニッケル金属皮膜82内のニッケルがニッケル金属皮膜82内に移行した酸素及びFe2+と反応し、Ni1-xFe2+x4においてxが0である、白金の作用によっても溶出しない安定なニッケルフェライト(NiFe24)が生成される。このため、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82が安定なニッケルフェライト(NiFe24)皮膜87に変換され、ニッケルフェライト皮膜87が浄化系配管18の弁23と弁25の間の部分の内面を覆うことになる(図9参照)。白金は、安定なニッケルフェライト皮膜87の表面に付着している。 Since each of the oxygen-containing water 86A, the purification system pipe 18 and the nickel metal film 82 reaches 150 ° C., oxygen (O 2 ) contained in the water 86A and some water molecules contained in the water 86A are formed. Oxygen moves into the nickel metal film 82, and Fe contained in the purification system pipe 18 becomes Fe 2+ and moves into the nickel metal film 82 (see FIG. 8). Oxygen contained in the water 86A easily moves independently in the water 86A at 130 ° C. or higher, and easily enters the nickel metal film 82. Due to the action of platinum 84 adhering to the nickel metal film 82, the corrosion potential of the purification system pipe 18 and the nickel metal film 82 is lowered. Due to the decrease in the corrosion potential of the nickel metal film 82 and the formation of a high temperature environment at 150 ° C., the nickel in the nickel metal film 82 reacts with the oxygen and Fe 2+ transferred into the nickel metal film 82, and Ni 1-x Fe. In 2 + x O 4 , x is 0, and stable nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) that does not elute even by the action of platinum is produced. Therefore, the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 is converted into a stable nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) film 87, and the nickel ferrite film 87 is formed on the valves 23 and 25 of the purification system pipe 18. It will cover the inner surface of the intervening part (see FIG. 9). Platinum is attached to the surface of the stable nickel ferrite film 87.

加熱システムを配管系から取り外す(ステップS19)。ニッケルフェライト皮膜87が浄化系配管18の内面を覆って形成された後、浄化系配管18に接続されている加熱システム91が浄化系配管18から取り外される。その後、浄化系配管18が復旧される。 The heating system is removed from the piping system (step S19). After the nickel ferrite film 87 is formed so as to cover the inner surface of the purification system pipe 18, the heating system 91 connected to the purification system pipe 18 is removed from the purification system pipe 18. After that, the purification system pipe 18 is restored.

なお、本実施例において、実施例1のように、皮膜形成装置30Aの循環配管31Aの両端部が弁26及び32のそれぞれに接続され、浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分の内面に、表面に白金が付着したニッケル金属皮膜が形成されたときには、ステップS14の工程終了後に、皮膜形成装置30Aを浄化系配管から取り外し(ステップS15)、別の加熱システム91の循環配管92の両端部を弁26及び32のそれぞれに接続する。そして、加熱システム91から酸素を含む150℃の水が、前述したように、浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分に供給される。浄化系配管18の、弁26と弁32Aの間の部分の内面に形成された、白金を付着したニッケル金属皮膜が白金を付着した安定なニッケルフェライト皮膜に変換される(ステップS17)。その後、別の加熱システム91も浄化系配管18から取り外される。 In this embodiment, as in the first embodiment, both ends of the circulation pipe 31A of the film forming apparatus 30A are connected to the valves 26 and 32, respectively, and the purification system pipe 18 is located between the valve 26 and the valve 32A. When a nickel metal film having platinum adhered to the surface is formed on the inner surface of the portion, the film forming device 30A is removed from the purification system pipe (step S15) after the step S14 is completed, and the circulation pipe of another heating system 91 is formed. Both ends of 92 are connected to valves 26 and 32, respectively. Then, water at 150 ° C. containing oxygen is supplied from the heating system 91 to the portion of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A, as described above. The platinum-adhered nickel metal film formed on the inner surface of the portion of the purification system pipe 18 between the valve 26 and the valve 32A is converted into a stable nickel-ferrite film to which platinum is adhered (step S17). After that, another heating system 91 is also removed from the purification system pipe 18.

燃料交換及びBWRプラント1の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、白金84が付着したニッケルフェライト皮膜87が内面に形成された浄化系配管18を有するBWRプラント1が起動される。浄化系配管18内を流れる炉水は、ニッケルフェライト皮膜87が形成されているため、浄化系配管18の母材に直接接触することはない。 A BWR plant having a purification system pipe 18 on which a nickel ferrite film 87 with platinum 84 adhered is formed on the inner surface in order to start operation in the next operation cycle after refueling and maintenance and inspection of the BWR plant 1 are completed. 1 is started. Since the nickel ferrite film 87 is formed in the furnace water flowing in the purification system pipe 18, it does not come into direct contact with the base material of the purification system pipe 18.

本実施例は実施例1で生じた各効果を得ることができる。さらに、本実施例では、加熱システム91を用いて浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82を安定なニッケルフェライト皮膜87に変換するため、ステップS17におけるその変換の処理をBWRプラント1の運転停止中に行うことができる。このため、BWRプラント1を起動するときには、浄化系配管18の内面に、既に、安定なニッケルフェライト皮膜87が形成されているので、本実施例では、実施例1においてその内面に安定なニッケルフェライト皮膜87が形成される前の時点においても浄化系配管18の腐食を抑制することができる。 In this example, each effect produced in Example 1 can be obtained. Further, in this embodiment, in order to convert the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18 into the stable nickel ferrite film 87 by using the heating system 91, the conversion process in step S17 is performed by the BWR plant 1. Can be done while the operation is stopped. Therefore, when the BWR plant 1 is started, a stable nickel ferrite film 87 is already formed on the inner surface of the purification system pipe 18, and therefore, in the present embodiment, the stable nickel ferrite film 87 is formed on the inner surface of the purification system pipe 18. Corrosion of the purification system pipe 18 can be suppressed even before the film 87 is formed.

さらに、本実施例では、加熱システム91を用いて130℃以上200℃未満の温度範囲の、酸素を含む水を、浄化系配管18の内面に形成されたニッケル金属皮膜82に接触させるので、その水を所定温度まで加熱するために要する時間を短縮することができる。また、加熱システム91の必要とする耐圧性の度合いを低減することができる。 Further, in this embodiment, the heating system 91 is used to bring oxygen-containing water in a temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. into contact with the nickel metal film 82 formed on the inner surface of the purification system pipe 18. The time required to heat the water to a predetermined temperature can be shortened. Further, the degree of pressure resistance required by the heating system 91 can be reduced.

本発明の他の実施例である実施例5のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法を、図16を用いて説明する。本実施例のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法は、火力発電プラント(以下、火力プラントという)の、炭素鋼製の給水配管に適用される。 A method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of Example 5 which is another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of the plant of this embodiment is applied to a carbon steel water supply pipe of a thermal power plant (hereinafter referred to as a thermal power plant).

火力プラントの概略構成を、図16を用いて説明する。火力プラント115は、蒸気発生装置であるボイラ99、高圧タービン9A、低圧タービン9B、復水器10及び給水系を備える。高圧タービン9A及び低圧タービン9Bは、主蒸気配管8によってボイラ99に接続される。湿分分離器101及び過熱器102を含む湿分分離過熱器100は、高圧タービン9Aと低圧タービン9Bの間で主蒸気配管8に設置される。主蒸気調節弁110が、ボイラ99と高圧タービン9Aの間に存在する主蒸気配管8に設置される。主蒸気調節弁110よりも上流で主蒸気配管8に接続されて開閉弁が設けられた蒸気供給管106が、過熱器102に接続される。高圧タービン9A及び低圧タービン9Bは、1つの回転軸104によって互いに連結され、さらに、発電機103にも連結される。低圧タービン9Bは、蒸気通路105によって復水器10に連絡される。復水器10内には、海水が流れる伝熱管113が配置される。復水器10とボイラ99を連絡する給水配管11には、復水ポンプ12、低圧給水加熱器14B、低圧給水加熱器14A、給水ポンプ15及び高圧給水加熱器16が、復水器10からボイラ99に向って、この順に設置されている。 The schematic configuration of the thermal power plant will be described with reference to FIG. The thermal power plant 115 includes a boiler 99, a high-pressure turbine 9A, a low-pressure turbine 9B, a condenser 10, and a water supply system, which are steam generators. The high-pressure turbine 9A and the low-pressure turbine 9B are connected to the boiler 99 by the main steam pipe 8. The moisture separation superheater 100 including the moisture separator 101 and the superheater 102 is installed in the main steam pipe 8 between the high pressure turbine 9A and the low pressure turbine 9B. The main steam control valve 110 is installed in the main steam pipe 8 existing between the boiler 99 and the high pressure turbine 9A. A steam supply pipe 106 connected to the main steam pipe 8 and provided with an on-off valve upstream of the main steam control valve 110 is connected to the superheater 102. The high-pressure turbine 9A and the low-pressure turbine 9B are connected to each other by one rotating shaft 104, and are further connected to the generator 103. The low pressure turbine 9B is connected to the condenser 10 by a steam passage 105. A heat transfer tube 113 through which seawater flows is arranged in the condenser 10. In the feed water pipe 11 connecting the condenser 10 and the boiler 99, a condenser pump 12, a low pressure feed water heater 14B, a low pressure feed water heater 14A, a feed pump 15 and a high pressure feed water heater 16 are provided from the condenser 10 to the boiler. It is installed in this order toward 99.

高圧タービン9Aに接続された抽気管107及び過熱器102に接続された蒸気排出管112が、高圧給水加熱器16に接続される。低圧タービン9Bに接続された抽気管108A及び湿分分離器101に接続されたドレン管111が、低圧給水加熱器14Aに接続される。抽気管108Aの接続点よりも後段で低圧タービン9Bに接続された抽気管108Bが、低圧給水加熱器14Bに接続される。高圧給水加熱器16及び低圧給水加熱器14A及び14Bに接続されドレン水回収配管109が、復水器10に接続される。 The bleeding pipe 107 connected to the high-pressure turbine 9A and the steam discharge pipe 112 connected to the superheater 102 are connected to the high-pressure feed water heater 16. The bleeding pipe 108A connected to the low-pressure turbine 9B and the drain pipe 111 connected to the moisture separator 101 are connected to the low-pressure feed water heater 14A. The bleeding pipe 108B connected to the low-pressure turbine 9B after the connection point of the bleeding pipe 108A is connected to the low-pressure feed water heater 14B. The drain water recovery pipe 109 connected to the high-pressure feed water heater 16 and the low-pressure feed water heaters 14A and 14B is connected to the condenser 10.

ボイラ99で発生した蒸気は、高圧タービン9A及び低圧タービン9Bに供給され、蒸気通路105を通って復水器10に排出される。復水器10に排出された蒸気は、海水ポンプ114により伝熱管113内に供給される海水によって凝縮されて水になる。この水は、給水として給水配管11を通り、途中、高圧給水加熱器16及び低圧給水加熱器14A及び14Bによって加熱されてボイラ99に供給される。 The steam generated in the boiler 99 is supplied to the high-pressure turbine 9A and the low-pressure turbine 9B, and is discharged to the condenser 10 through the steam passage 105. The steam discharged to the condenser 10 is condensed by the seawater supplied into the heat transfer tube 113 by the seawater pump 114 to become water. This water passes through the feed water pipe 11 as water supply, is heated by the high-pressure feed water heater 16 and the low-pressure feed water heaters 14A and 14B on the way, and is supplied to the boiler 99.

本実施例においても、実施例1で実施されたステップS1〜S17の各工程が実施される。ただし、本実施例では、ステップS16において原子力プラントではなく火力プラントが起動され、ステップS17において炉水ではなく給水がニッケル金属皮膜に接触される。 Also in this example, each step of steps S1 to S17 carried out in Example 1 is carried out. However, in this embodiment, the thermal power plant is started instead of the nuclear power plant in step S16, and the supply water instead of the furnace water is brought into contact with the nickel metal film in step S17.

ステップS1では、前述の皮膜形成装置30が、低圧給水加熱器14Aと低圧給水加熱器14Bの間で給水配管11に接続される。すなわち、皮膜形成装置30の循環配管31の一端部が低圧給水加熱器14Aの入口に近い位置で給水配管11に設置された第1弁(図示せず)に接続され、循環配管31の他端部が低圧給水加熱器14Bの出口に近い位置で給水配管11に設置された第2弁(図示せず)に接続される。給水配管11のその部分の内面に形成された酸化皮膜を除去するために、還元除染が実施される(ステップS2)。その後、前述のステップS3〜S17の各工程が順番に実施される。ステップS4及びS5の各工程が実施され、ニッケル金属皮膜が、低圧給水加熱器14Bと低圧給水加熱器14Aの間の給水配管11の内面に形成される。 In step S1, the film forming apparatus 30 described above is connected to the water supply pipe 11 between the low-pressure feed water heater 14A and the low-pressure feed water heater 14B. That is, one end of the circulation pipe 31 of the film forming apparatus 30 is connected to the first valve (not shown) installed in the water supply pipe 11 at a position close to the inlet of the low-pressure feed water heater 14A, and the other end of the circulation pipe 31. The portion is connected to a second valve (not shown) installed in the water supply pipe 11 at a position near the outlet of the low-pressure feed water heater 14B. Reduction decontamination is carried out in order to remove the oxide film formed on the inner surface of the portion of the water supply pipe 11 (step S2). After that, each of the above-mentioned steps S3 to S17 is carried out in order. Each step of steps S4 and S5 is carried out, and a nickel metal film is formed on the inner surface of the water supply pipe 11 between the low pressure feed water heater 14B and the low pressure feed water heater 14A.

ステップS6の判定が「Yes」になった後、ステップS7及びS8が実施される。さらに、ステップS9〜S11の各工程が実施され、上記の給水配管11の内面に形成されたニッケル金属皮膜の表面に白金が付着される。ステップS12の判定が「Yes」になった後、ステップS13〜S15の各工程が実施される。ステップS15において、循環配管31が給水配管11から取り外され、給水配管11が元通りに復旧される。 After the determination in step S6 becomes "Yes", steps S7 and S8 are carried out. Further, each of the steps S9 to S11 is carried out, and platinum is adhered to the surface of the nickel metal film formed on the inner surface of the water supply pipe 11. After the determination in step S12 becomes "Yes", each step of steps S13 to S15 is carried out. In step S15, the circulation pipe 31 is removed from the water supply pipe 11, and the water supply pipe 11 is restored to its original state.

その後、ステップS16で火力プラントが起動され、そして、ステップS17が実施される。ステップS17では、ボイラ99から高圧タービン9A及び低圧タービン9Bに供給された蒸気が復水器10で凝縮され、この凝縮によって生成された水が給水として給水配管11を通してボイラ99に供給される。給水配管11を流れる給水は、低圧給水加熱器14B及び14A、及び高圧給水加熱器16で加熱される。やがて、130℃以上200℃未満の温度範囲内の温度、例えば、160℃の給水が、低圧給水加熱器14Bから排出される。この温度の給水が、給水配管11の、低圧給水加熱器14Bと低圧給水加熱器14Aの間の部分の内面に形成された、白金84が付着したニッケル金属皮膜82に接触する。この結果、実施例1で述べたように、ニッケル金属皮膜82が安定なニッケルフェライト(NiFe24)皮膜87に変換される。 After that, the thermal power plant is started in step S16, and step S17 is carried out. In step S17, the steam supplied from the boiler 99 to the high-pressure turbine 9A and the low-pressure turbine 9B is condensed by the condenser 10, and the water generated by this condensation is supplied to the boiler 99 as water supply through the water supply pipe 11. The feed water flowing through the feed water pipe 11 is heated by the low-pressure feed water heaters 14B and 14A and the high-pressure feed water heater 16. Eventually, water supplied at a temperature within the temperature range of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., for example, 160 ° C., is discharged from the low-pressure feed water heater 14B. The feed water at this temperature comes into contact with the nickel metal film 82 to which platinum 84 is attached, which is formed on the inner surface of the portion between the low-pressure feed water heater 14B and the low-pressure feed water heater 14A of the feed water pipe 11. As a result, as described in Example 1, the nickel metal film 82 is converted into a stable nickel ferrite (NiFe 2 O 4 ) film 87.

このような本実施例は、放射性核種の付着抑制以外の、給水配管11を対象とした、実施例1で生じる各効果を得ることができる。 In this example, each effect produced in the first embodiment can be obtained for the water supply pipe 11 other than the suppression of the adhesion of radionuclides.

実施例2,3及び5のそれぞれにおいて、ステップS16の替りにステップS18及びS19の各工程を実施し、ステップS17の工程を加熱システム91を用いて実施してもよい。 In each of Examples 2, 3 and 5, each step S18 and S19 may be carried out instead of step S16, and the step S17 may be carried out using the heating system 91.

1…沸騰水型原子力発電プラント、2…原子炉圧力容器、4…炉心、6…再循環系配管、9…タービン、9A…高圧タービン、9B…低圧タービン、11…給水配管、14,14A,14B…低圧給水加熱器、16…高圧給水加熱器、18…浄化系配管、30,30A…皮膜形成装置、31,31A,92…循環配管、33…加熱器、34,35…循環ポンプ、36…ニッケルイオン注入装置、37,42,47,57…薬液タンク、38,43,48…注入ポンプ、41…還元剤注入装置、46…白金イオン注入装置、52…冷却器、53…カチオン交換樹脂塔、54…混床樹脂塔、55…分解装置、56…酸化剤供給装置、58…供給ポンプ、82…ニッケル金属皮膜、84…白金、87…ニッケルフェライト皮膜、89…ボトムドレン配管、91…加熱システム、99…ボイラ。 1 ... boiling water type nuclear power plant, 2 ... reactor pressure vessel, 4 ... core, 6 ... recirculation piping, 9 ... turbine, 9A ... high pressure turbine, 9B ... low pressure turbine, 11 ... water supply piping, 14, 14A, 14B ... Low pressure water supply heater, 16 ... High pressure water supply heater, 18 ... Purification system piping, 30, 30A ... Film forming device, 31, 31A, 92 ... Circulation piping, 33 ... Heater, 34, 35 ... Circulation pump, 36 ... Nickel ion injection device, 37, 42, 47, 57 ... Chemical tank, 38, 43, 48 ... Injection pump, 41 ... Reducing agent injection device, 46 ... Platinum ion injection device, 52 ... Cooler, 53 ... Cation exchange resin Tower, 54 ... Mixed bed resin tower, 55 ... Decomposition device, 56 ... Oxidizer supply device, 58 ... Supply pump, 82 ... Nickel metal film, 84 ... Platinum, 87 ... Nickel ferrite film, 89 ... Bottom drain piping, 91 ... Heating system, 99 ... boiler.

Claims (14)

プラントの炭素鋼部材の、水と接する表面にニッケル金属皮膜を形成して前記表面を前記ニッケル金属皮膜で覆い、前記ニッケル金属皮膜の表面に貴金属を付着させ、前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜に、酸化剤を含む130℃以上200℃未満の水を接触させ、前記ニッケル金属皮膜の形成及び前記貴金属の付着は、前記プラントの運転停止後で前記プラントの起動前に行われることを特徴とするプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 A nickel metal film is formed on the surface of the carbon steel member of the plant in contact with water, the surface is covered with the nickel metal film, a noble metal is attached to the surface of the nickel metal film, and the nickel metal film to which the noble metal is attached is attached. The nickel metal film is formed and the noble metal is adhered to the nickel metal film by contacting it with water containing an oxidizing agent at 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C., after the plant is stopped and before the plant is started. How to control corrosion of carbon steel parts of plants. 前記ニッケル金属皮膜の形成は、ニッケルイオン及び還元剤を含む皮膜形成液を前記炭素鋼部材の表面に接触させることにより行われ、前記貴金属の付着は、貴金属イオン及び還元剤を含む水溶液を前記形成されたニッケル金属皮膜の前記表面に接触させることにより行われる請求項1に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The nickel metal film is formed by bringing a film-forming liquid containing nickel ions and a reducing agent into contact with the surface of the carbon steel member, and the noble metal is attached by forming an aqueous solution containing noble metal ions and a reducing agent. The method for suppressing corrosion of a carbon steel member of a plant according to claim 1, which is performed by bringing the nickel metal film into contact with the surface thereof. 前記皮膜形成液のpHが4.0以上11.0以下の範囲に存在する請求項2に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 2, wherein the pH of the film-forming liquid is in the range of 4.0 or more and 11.0 or less. 前記ニッケル金属皮膜の形成は、前記炭素鋼部材に形成されている酸化皮膜を除去した後に行われる請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The method for suppressing corrosion of a carbon steel member of a plant according to any one of claims 1 to 3, wherein the nickel metal film is formed after removing the oxide film formed on the carbon steel member. 前記酸化皮膜の除去は化学除染によって行われる請求項4に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 4, wherein the removal of the oxide film is performed by chemical decontamination. 前記化学除染に用いられる還元除染液に、ギ酸及び酸化剤の少なくとも一つを注入する請求項5に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 5, wherein at least one of formic acid and an oxidizing agent is injected into the reduction decontamination liquid used for the chemical decontamination. シュウ酸溶液にギ酸または酸化剤、またはその両者を注入する時期は還元剤の分解工程開始後である請求項6に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 6, wherein the timing for injecting formic acid, an oxidizing agent, or both into the oxalic acid solution is after the start of the decomposition step of the reducing agent. 前記ニッケル金属皮膜の前記形成が、蒸気発生装置に連絡される、前記炭素鋼部材である第1配管に、第2配管を通して前記皮膜形成液を供給して、この皮膜形成液を前記炭素鋼部材の前記表面である前記第1配管の内面に接触させることにより前記内面において行われ、
前記貴金属の付着が、前記貴金属イオン及び前記還元剤を含む前記水溶液を、前記第2配管を通して前記第1配管に供給して、この水溶液を前記第1配管の前記内面に形成された前記ニッケル金属皮膜の前記表面に接触させることにより行われる請求項2に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。
The film-forming liquid is supplied to the first pipe, which is the carbon steel member, in which the formation of the nickel metal film is communicated to the steam generator through the second pipe, and the film-forming liquid is used as the carbon steel member. It is performed on the inner surface by contacting the inner surface of the first pipe, which is the surface of the above.
The adhesion of the noble metal supplies the aqueous solution containing the noble metal ion and the reducing agent to the first pipe through the second pipe, and the aqueous solution is formed on the inner surface of the first pipe. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 2, which is performed by bringing the film into contact with the surface.
前記皮膜形成液を前記第1配管及び前記第2配管を含む閉ループ内で循環させ、前記貴金属イオン及び前記還元剤を含む前記水溶液を前記閉ループ内で循環させる請求項8に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The carbon steel of the plant according to claim 8, wherein the film-forming liquid is circulated in the closed loop including the first pipe and the second pipe, and the aqueous solution containing the noble metal ion and the reducing agent is circulated in the closed loop. Method of suppressing corrosion of parts. 前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜への、130℃以上200℃未満の前記水の接触は、前記プラントが起動した後に行われる請求項8または9に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 8 or 9, wherein the contact of the water at 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. with the nickel metal film to which the noble metal is attached is performed after the plant is started. .. 前記プラントが原子力プラントであって前記蒸気発生装置が原子炉であり、130℃以上200℃未満の前記水が、前記原子炉内での加熱によって生成される炉水である請求項10に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The tenth aspect of claim 10, wherein the plant is a nuclear power plant, the steam generator is a nuclear reactor, and the water having a temperature of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is furnace water generated by heating in the nuclear reactor. How to control corrosion of carbon steel parts of a plant. 130℃以上200℃未満の前記水が、前記蒸気発生装置に供給される給水であって前記プラントに設けられた、高圧給水加熱装置及び前記高圧給水加熱装置の前段に配置された低圧給水加熱装置のうち前記低圧給水加熱装置で加熱された前記給水である請求項10に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 The water of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is the water supplied to the steam generator, and is a high-pressure water supply heating device provided in the plant and a low-pressure water supply heating device arranged in front of the high-pressure water supply heating device. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 10, wherein the water is heated by the low-pressure water supply heating device. 前記第2配管を前記第1配管から取り外した後、第3配管の両端部を前記第1配管に接続して前記第1配管及び前記第3配管を含む閉ループを形成し、前記酸化剤を含む130℃以上200℃未満の前記水の前記第1配管への供給は、前記閉ループ内を循環する、前記酸化剤を含む前記水を、前記第3配管に設けられた加熱装置により130℃以上200℃未満の温度範囲に加熱して前記第3配管から前記第1配管に供給することによって行い、前記貴金属が付着した前記ニッケル金属皮膜のニッケルフェライト皮膜への変換は、前記第1配管の前記内面に形成された前記ニッケル金属皮膜に、前記第3配管から供給される、前記酸化剤を含む前記水を接触させることにより行われ、前記ニッケル金属皮膜が、前記貴金属が付着した前記ニッケルフェライト皮膜に変換された後、前記第3配管が前記第1配管から取り外される請求項8に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 After removing the second pipe from the first pipe, both ends of the third pipe are connected to the first pipe to form a closed loop including the first pipe and the third pipe, and the oxidant is contained. The supply of the water having a temperature of 130 ° C. or higher and lower than 200 ° C. to the first pipe is such that the water containing the oxidizing agent circulating in the closed loop is supplied to the first pipe at 130 ° C. or higher by a heating device provided in the third pipe. The conversion of the nickel metal film to which the noble metal is attached to the nickel ferrite film is performed by heating to a temperature range of less than ° C. and supplying the third pipe to the first pipe, and the conversion of the nickel metal film to the nickel ferrite film is performed on the inner surface of the first pipe. The nickel metal film formed in the above is brought into contact with the water containing the oxidizing agent supplied from the third pipe, and the nickel metal film is formed on the nickel ferrite film to which the noble metal is attached. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to claim 8, wherein the third pipe is removed from the first pipe after conversion. 前記貴金属イオン及び前記還元剤を含む前記水溶液に錯イオン形成剤を注入し、前記錯イオン形成剤を含む前記水溶液を、前記ニッケル金属皮膜の前記表面に接触させる請求項8ないし13のいずれか1項に記載のプラントの炭素鋼部材の腐食抑制方法。 Any 1 of claims 8 to 13 in which a complex ion forming agent is injected into the aqueous solution containing the noble metal ion and the reducing agent, and the aqueous solution containing the complex ion forming agent is brought into contact with the surface of the nickel metal film. The method for suppressing corrosion of carbon steel members of a plant according to the section.
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JP6620081B2 (en) * 2016-09-20 2019-12-11 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Method for adhering noble metals to carbon steel members of nuclear power plant and method for suppressing radionuclide adhesion to carbon steel members of nuclear power plant
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