JP7267909B2 - 除染実施方法および除染実施装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、除染実施方法および除染実施装置に関する。

原子炉の廃止措置では、原子炉の解体前に除染液を用いて化学除染が実施される。この化学除染は、原子炉の解体時の作業者の被ばくの低減および解体により発生する廃棄物の放射能レベルの低減を目的としている。

特許第６４６７０８０号公報

原子炉圧力容器の上部から除染液を炉内に導入しても、除染液が、炉内のドライヤ、セパレータ、ジェットポンプなどの構造物の内部にまで充分に散布されず、炉内の壁面を伝うか、構造物の側面に当たる程度になってしまう場合がある。また、炉内を除染液で満たしても、その除染液が充分に循環されないと、汚染された微粒子が炉内に残留してしまう場合がある。このような場合には、化学除染の効果を充分に得られない。

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、原子炉圧力容器の化学除染の除染効果を向上させることができる除染実施技術を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る除染実施方法は、原子炉圧力容器の少なくとも上下方向の中央よりも上方に設けられた上部設備としての複数の主蒸気ノズルのそれぞれに接続された主蒸気配管を切断するステップと、それぞれの前記主蒸気配管の切断箇所に仮設系統を接続するステップと、前記上部設備よりも下方に設けられた下部設備に前記仮設系統を接続するステップと、前記仮設系統に設けられた仮設ポンプにより、前記原子炉圧力容器と前記仮設系統とで構築される循環経路に除染液を循環させるステップと、前記上部設備と前記下部設備を用いて前記原子炉圧力容器の内部に前記除染液を出し入れして前記原子炉圧力容器の内部のフローの態様を切り換えるステップと、を含み、第１期間に全ての前記主蒸気ノズルを同時に用いて前記除染液を通水し、前記第１期間とは異なる第２期間にそれぞれの前記主蒸気ノズルを順次個別に用いて前記除染液を通水する。

本発明の実施形態により、原子炉圧力容器の化学除染の除染効果を向上させることができる除染実施技術が提供される。

第１除染モードの除染実施装置を示す概略構成図。 図１に対応する第１除染モードの原子炉圧力容器を示す縦断側面図。 第２除染モードの除染実施装置を示す概略構成図。 図３に対応する第２除染モードの原子炉圧力容器を示す縦断側面図。 第３除染モードの除染実施装置を示す概略構成図。 図５に対応する第２除染モードの原子炉圧力容器を示す縦断側面図。 第４除染モードの除染実施装置を示す概略構成図。 図７に対応する第２除染モードの原子炉圧力容器を示す縦断側面図。 原子炉圧力容器を示す横断平面図。 ハウジングの取合例を示す説明図。 バブリング中の原子炉圧力容器を示す縦断側面図。 除染実施方法を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら、除染実施方法および除染実施装置の実施形態について詳細に説明する。

図１の符号１は、本実施形態の除染実施装置である。この除染実施装置１は、原子力プラントに設けられる原子炉圧力容器２の除染を行うために用いられる。原子力プラントの廃止措置においては、運転停止後、炉内より燃料が取り出され、その後、原子炉一次系統の解体前除染が実施される。本実施形態では、除染液を用いた化学除染を実施する。

原子炉一次系統は、原子炉圧力容器２（ＲＰＶ：Reactor Presser Vessel）と、原子炉再循環系統３（ＰＬＲ系統：Primary Loop Recirculation System）と、原子炉冷却材浄化系統（ＣＵＷ：Reactor Water Clean-Up System）と、残留熱除去系統（ＲＨＲ：Residual Heat Removal System）とを含む。

本実施形態の除染実施方法では、原子力プラントとしての沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の化学除染について説明する。なお、改良型沸騰水型原子炉（ＡＢＷＲ）、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）などに、本実施形態の除染実施方法を適用しても良い。

まず、図１を参照して、沸騰水型原子炉に設けられた原子炉圧力容器２、原子炉再循環系統３、その周辺の基本構造について説明する。なお、蒸気および炉水（冷却材）のフロー（流れ）などの通常運転時に受動的に生じる作用を含めて説明する。図１では、本設（既設）の系統を破線で図示し、除染のために構築される仮設系統４を実線で図示している。また、理解を助けるために、原子炉圧力容器２に接続されている他の本設の系統の図示を省略する。

原子炉圧力容器２の内部には、核燃料が配置される炉心１０が設けられている。沸騰水型原子炉においては、この炉心１０を囲む炉心シュラウド１１が設けられている。この炉心シュラウド１１の外周面と、原子炉圧力容器２の内周面の間には、環状の空間であるダウンカマ１４が形成されている。このダウンカマ１４には、例えば、１６台または２０台のジェットポンプ１６が、平面視で環状に所定の間隔を開けて並んでいる。

炉心１０の上方には、炉心上部プレナムを覆うシュラウドヘッド１７が設けられている。そして、シュラウドヘッド１７の上方に気水分離器１８が設けられている。さらに、気水分離器１８の上方には、蒸気乾燥器１９が設けられている。

原子炉圧力容器２の頭頂部（天井部）には、ヘッドスプレイノズル１３が配置されている。このヘッドスプレイノズル１３には、原子炉圧力容器２の外部に延びるＲＨＲヘッドスプレイ管２６が接続されている。ヘッドスプレイノズル１３によって、原子炉圧力容器２の内部に一次冷却材などの液体を散布することができる。

原子炉圧力容器２の外側には、２系統または３系統の原子炉再循環系統３が設けられている。原子炉圧力容器２の内部のダウンカマ１４の下部から再循環水出口ノズル２０を経て原子炉再循環系統３に一次冷却材が流入される。この流入された一次冷却材は、原子炉再循環系統３に設けられたＰＬＲポンプ２１によって昇圧される。これらのＰＬＲポンプ２１に流入する一次冷却材の流量は、ＰＬＲポンプ２１のそれぞれ吸入側に設けられたＰＬＲ吸入弁２２、吐出側に設けられたＰＬＲ吐出弁２３により調整される。

原子炉再循環系統３を流れた一次冷却材は、再循環水入口ノズル２４を経てジェットポンプ１６に導かれ、ジェット駆動流体としてジェットポンプ１６のノズルから噴出し、ダウンカマ１４の上部の炉内にある一次冷却材を吸い込んでジェット流を形成する。

ジェットポンプ１６から噴出した一次冷却材は、炉心１０を通過中に加熱され、気液混合の二相流となる。そして、気水分離器１８の内部に送られた気液混合流は、蒸気と水とに分離され、蒸気はさらに蒸気乾燥器１９で湿分が取り除かれた後に、原子炉圧力容器２上部の主蒸気ノズル２７（蒸気出口ノズル）から流出する。この流出した蒸気は、タービン系統（図示略）へ供給される。なお、これらの構成は、原子力発電プラントの一例であり、プラントによっては、ジェットポンプ１６が無い場合もある。

タービン系統で仕事をした一次冷却材としての蒸気は、復水器（図示略）により復水となり、給水加熱器（図示略）により加熱されて給水となって、原子炉圧力容器２に設けられた給水ノズル１２に導かれる。この給水ノズル１２には、原子炉圧力容器２の内壁に沿って環状に形成された給水スプレイリング７７が接続される。給水スプレイリング７７は、原子炉圧力容器２の内周に沿って配置されたリング状のパイプであり、一次冷却材が噴き出される複数の孔部が形成されている。給水ノズル１２に導かれた給水としての一次冷却材は、給水スプレイリング７７の複数の孔部から原子炉圧力容器２の内部に供給される。

また、原子炉圧力容器２の内部には、給水スプレイリング７７とほぼ同じ高さ位置に、原子炉圧力容器２の内壁に沿って環状に形成された炉心スプレイリング７８が配置される。この炉心スプレイリング７８は、給水ノズル１２とほぼ同一高さ位置で原子炉圧力容器２に設けられた炉心スプレイノズル１５に接続されている。炉心スプレイノズル１５は、原子炉圧力容器２の内周に沿って配置されたリング状のパイプであり、一次冷却材が噴き出される複数の孔部が形成されている。炉心１０の非常時には、炉心スプレイノズル１５を経て炉心スプレイリング７８の複数の孔部から一次冷却材が原子炉圧力容器２の内部に注水される。

原子炉圧力容器２において、気水分離器１８および蒸気乾燥器１９で分離された水は、炉心シュラウド１１と原子炉圧力容器２との間のダウンカマ１４に流下し、ジェットポンプ１６に吸い込まれて炉心１０へ導かれ、原子炉圧力容器２の内部を循環する。

また、原子炉圧力容器２の底部には、制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８、原子炉圧力容器ドレンノズル３０が設置されている。

制御棒駆動機構ハウジング２９は、制御棒駆動機構（図示略）を収容する。原子炉の運転時には、この制御棒駆動機構が制御棒（図示略）を駆動して炉心１０の出力を制御する。

また、中性子束計測ハウジング２８は、中性子束計測器（図示略）を収容する。原子炉の運転時には、この中性子束計測器が炉心１０における中性子束を計測する。

原子炉圧力容器ドレンノズル３０は、ＲＰＶボトムドレンライン３１に接続されて、原子炉圧力容器２の内部の炉水を排出するために用いられる。なお、原子炉圧力容器ドレンノズル３０およびＲＰＶボトムドレンライン３１は、本設の系統の一部となっている。また、ＲＰＶボトムドレンライン３１よりも下方に延びる炉底配管３２は、仮設の系統の一部となっている。さらに、ＲＰＶボトムドレンライン３１と炉底配管３２との間に設けられる炉底弁６９は、本設の系統の一部の場合もあるし、仮設の系統の一部の場合もある。なお、炉底弁６９には、ＲＰＶボトムドレンライン３１が接続されるとともに、中性子束計測ハウジング２８および制御棒駆動機構ハウジング２９が接続される。

原子炉の長年の使用により、原子炉圧力容器２、原子炉再循環系統３、タービン系統をそれぞれ流れる一次冷却材には腐食生成物が発生する。このうち、炉心１０を通過して放射化された腐食生成物は、原子炉圧力容器２および原子炉再循環系統３に配置される各種機器に付着し堆積して放射線源になる。従って、廃炉時における作業者の被ばく線量低減対策として、汚染された配管または機器などに対して化学除染等を実施する必要がある。

本実施形態の除染実施方法は、このような原子炉圧力容器２または原子炉圧力容器２を含む原子炉再循環系統３を主な対象にして化学除染を行うものである。前述したＲＨＲヘッドスプレイ管２６および原子炉再循環系統３は、原子炉の運転時にも用いられる本設の系統である。除染を行う際には、本設の系統以外に除染用の仮設系統４が構築される。

次に、本実施形態の仮設系統４（仮設循環系統）について説明する。この仮設系統４は、原子炉圧力容器２において、主蒸気ノズル２７、給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５に接続されていた本設用の配管を切断し、新たに仮設用の配管を接続して構築される。また、原子炉圧力容器２において、制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８、原子炉圧力容器ドレンノズル３０に、新たに仮設用の配管またはホースを接続して構築される。

図１に示すように、仮設系統４は、主に、原子炉圧力容器２の上部設備と下部設備とに接続される。さらに、仮設系統４は、仮設ポンプ２５を備える。この仮設ポンプ２５とＰＬＲポンプ２１とを駆動させることにより、原子炉圧力容器２と仮設系統４との間で除染液を循環させることができる。

本実施形態の原子炉圧力容器２において、上部設備は、主蒸気ノズル２７、給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５、ヘッドスプレイノズル１３の少なくともいずれかを含む。このようにすれば、原子炉圧力容器２の既設の上部設備を利用することができる。また、下部設備は、制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８、原子炉圧力容器ドレンノズル３０、原子炉再循環系統３の少なくともいずれかを含む。このようにすれば、原子炉圧力容器２の既設の下部設備を利用することができる。

なお、上部設備は、原子炉圧力容器２の少なくとも上下方向の中央よりも上方に設けられる設備であれば良い。また、下部設備は、上部設備よりも下方に設けられた設備であれば良い。ここで、本実施形態の「上部設備」および「下部設備」という用語は、特定の設備に限定されるものではない。除染の態様に応じて「上部設備」および「下部設備」を構成する設備が変更されても良い。例えば、主蒸気ノズル２７を上部設備とした場合に、この主蒸気ノズル２７よりも下方に設けられた給水ノズル１２または炉心スプレイノズル１５を下部設備としても良い。

仮設系統４は、第１仮設主配管３９と第２仮設主配管４８を備える。第１仮設主配管３９は、仮設系統４を原子炉圧力容器２の上部設備としての主蒸気ノズル２７、給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５、ヘッドスプレイノズル１３に対して、除染液を流通可能に接続する。この第１仮設主配管３９に仮設ポンプ２５が設けられる。つまり、第１仮設主配管３９から上部設備を介して原子炉圧力容器２の内部に除染液が出し入れされる。

本実施形態では、原子炉圧力容器２と仮設系統４とで循環経路が構築される。仮設系統４に設けられた仮設ポンプ２５を駆動することで、この循環経路を除染液が循環されるようになる。なお、ＰＬＲポンプ２１を駆動可能な場合は、仮設ポンプ２５に追加してＰＬＲポンプ２１も駆動してもよい。さらに、原子炉再循環系統３の再循環水入口ノズル２４の近傍に、ＰＬＲポンプ２１を補助または代替する仮設ポンプを設けても良い。

第２仮設主配管４８は、下部設備としての制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８、原子炉圧力容器ドレンノズル３０、原子炉再循環系統３に対して、除染液を流通可能に接続する。例えば、この第２仮設主配管４８は、炉底配管３２を介して炉底部の中性子束計測ハウジング２８、制御棒駆動機構ハウジング２９、ＲＰＶボトムドレンライン３１に接続される。つまり、第２仮設主配管４８から下部設備を介して原子炉圧力容器２の内部に除染液が出し入れされる。

また、第２仮設主配管４８には、浄化系統５８が接続されている。この浄化系統５８には、温度調整器としての熱交換器４９、薬剤供給部としての薬剤調製部５０、オゾン発生器５１、除染剤分解部５２、フィルタ５３、イオン交換部５４などの除染液の状態を最適に維持するための複数の機器が接続されている。これらの機器のうち、除染剤分解部５２、フィルタ５３、およびイオン交換部５４で浄化装置５７が構成される。この浄化装置５７は、除染液の浄化が必要な場合にのみ稼働すれば良い。従って、浄化装置５７が接続されるとともに浄化系統弁５９を有する浄化系統５８を第２仮設主配管４８に環状に接続することが好ましい。そして、必要時にのみ浄化系統弁５９を開放して、浄化系統５８の浄化ポンプ５５を起動して除染液を第２仮設主配管４８から浄化系統５８に導く。

薬剤調製部５０は、調整ポンプ５６を介して第２仮設主配管４８に接続されている。例えば、原子炉圧力容器２から炉底配管３２を介して抜き出された除染液は、第２仮設主配管４８により回収される。この回収された除染液は、第１仮設主配管３９に到達するまでに、熱交換器４９で加温または冷却されて温度調整がなされる。同時に、薬剤調製部５０で調製された還元剤などの薬剤の除染液中の含有量が調整ポンプ５６によって調整される。

また、オゾン発生器５１は、ガスミキサ６０を介して第２仮設主配管４８に接続されている。例えば、酸化剤がオゾンの場合、オゾン発生器５１からガスミキサ６０を介して第２仮設主配管４８の除染液中にオゾンが混入される。

ここで、還元剤としての有機酸は、シュウ酸、ギ酸、ピルビン酸、グリオキシル酸、マロン酸、マレイン酸、クエン酸、アスコルビン酸の少なくとも１つが好ましい。つまり、化学除染では、通常、還元剤としてシュウ酸が好適に用いられる。このシュウ酸は、分解可能な有機酸のうちで酸解離定数（ｐＫａ）が小さく強い酸であるため、比較的低濃度での使用で除染効果を得ることができる。しかし、シュウ酸は、シュウ酸鉄の溶解度が低いため、鉄溶出が多い系統に対しては適さない場合がある。また、シュウ酸は水への溶解速度も遅いため、シュウ酸を高濃度に溶解することは難度が高い。

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

仮設系統４を流れる除染液を浄化する場合には、浄化系統弁５９を開放するとともに、浄化ポンプ５５を起動して除染液を浄化系統５８に導入させる。

除染剤分解部５２は、例えば、紫外線で除染剤を分解する紫外線照射装置を備える。フィルタ５３は、除染液中の不溶解成分を除去する。イオン交換部５４は、溶解成分を除去する。イオン交換部５４は、例えば、陽イオン交換樹脂塔と、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を混合した混床樹脂塔との２種の樹脂塔を用いる。

浄化された除染液は、例えば、第１仮設主配管３９、ＰＬＲミドル配管３４、およびＲＨＲヘッドスプレイ管２６から原子炉圧力容器２に返還される。

原子炉再循環系統３において、ＰＬＲポンプ２１とＰＬＲ吐出弁２３との間にＰＬＲボトム配管３３が接続される。なお、ＰＬＲボトム配管３３は、第２仮設主配管４８に接続されている。また、ＰＬＲ吐出弁２３と再循環水入口ノズル２４との間にＰＬＲミドル配管３４が接続される。なお、ＰＬＲミドル配管３４は、第１仮設主配管３９に接続されている。例えば、複数の原子炉再循環系統３にそれぞれ接続されるＰＬＲミドル配管３４が互いに合流して第１仮設主配管３９に接続されている。また、それぞれのＰＬＲミドル配管３４には、ミドル弁３７がそれぞれ設けられる。

なお、合流したＰＬＲミドル配管３４が、主蒸気ノズル２７に接続される第１仮設主配管３９に接続される。このＰＬＲミドル配管３４は、第１仮設主配管３９において、仮設ポンプ２５と、仮設ポンプ２５の下流側に設けられた仮設主弁４７との間に接続される。

また、第１仮設主配管３９には、除染液の循環を逆転させるための第１逆流配管４１が接続されている。この第１逆流配管４１は、仮設ポンプ２５を挟むように第１仮設主配管３９の２つの接続点に接続されている。つまり、第１仮設主配管３９と第１逆流配管４１とで環状の流路が形成される。また、第１逆流配管４１には、順流循環時には閉止される第１逆流弁４２が設けられる。

また、第１仮設主配管３９から、ＲＨＲヘッドスプレイ管２６に接続されるヘッドスプレイ管接続配管４４が分岐されている。このヘッドスプレイ管接続配管４４には、ヘッドスプレイ管接続弁４６が設けられる。また、第１仮設主配管３９において、ＰＬＲミドル配管３４の接続点とヘッドスプレイ管接続配管４４の接続点との間に、仮設主弁４７が設けられる。

本実施形態では、ヘッドスプレイ管接続配管４４に接続されたＲＨＲヘッドスプレイ管２６がヘッドスプレイノズル１３に接続されているが、その他の態様でも良い。例えば、原子炉圧力容器２の頭頂部に設けられた上蓋計装ノズル（図示略）またはベントノズル（図示略）にヘッドスプレイ管接続配管４４が接続されても良い。

また、除染実施装置１の構成としては、ヘッドスプレイノズル１３と上蓋計装ノズルとベントノズルのいずれか１個または２個に接続されても良い。そして、ＲＨＲヘッドスプレイ管２６が接続されていない他のノズルは、原子炉圧力容器２の内部に除染液が注入される際に、この原子炉圧力容器２の内部の空気などの気体を排出したり、除染液に注入される薬剤としての還元剤が分解したときに発生するガスを排出したりするためのエアベントとして利用しされても良い。

原子炉圧力容器２の下方に配置されている炉底配管３２には、炉底弁６９が設けられている。この炉底配管３２は、第２仮設主配管４８に接続されている。この第２仮設主配管４８は、原子炉圧力容器２の上方まで延長されて、仮設ポンプ２５の上流側において、第１仮設主配管３９に接続される。また、ＲＰＶボトムドレンライン３１は、炉底弁６９を介して炉底配管３２に接続される。

また、第２逆流弁６１を有する第２逆流配管６２が、仮設ポンプ２５と並列になるように、ＰＬＲミドル配管３４と第２仮設主配管４８とを接続している。さらに、第２仮設主配管４８のうち、第２逆流配管６２の接続点と第１仮設主配管３９の接続点との間に、第３逆流弁６３が設けられる。

また、原子炉圧力容器２には、原子炉圧力容器２の内部に蓄積されたガスを排出するための排ガス処理系統６４が接続される。この排ガス処理系統６４は、ガス処理機構６５を備える。除染にオゾンガスなどを使用して原子炉圧力容器２の内部にガスが発生する場合、この排ガス処理系統６４からガスが排出される。このガス処理機構６５は、フィルタなどを有し、原子炉圧力容器２の内部から排出されるガスを浄化するようにしている。なお、排ガス処理系統６４を仮設の系統の一部として実線で図示しているが、排ガス処理系統６４は本設の系統の一部として設けられている場合もある。

原子炉圧力容器２には、複数の主蒸気ノズル２７が設けられている。例えば、４つの主蒸気ノズル２７が設けられている。これらの主蒸気ノズル２７は、原子炉圧力容器２において、同一の高さ位置に設けられ、かつ原子炉圧力容器２の周方向に並んで配置されている。仮設系統４は、それぞれの主蒸気ノズル２７に対応して設けられる主蒸気ノズル配管３５を備える。これらの主蒸気ノズル配管３５は、主蒸気ノズル弁３８を介して第１仮設主配管３９に接続されている。主蒸気ノズル弁３８を開放することで、主蒸気ノズル２７から原子炉圧力容器２の内部に除染液を出し入れすることができる。

また、原子炉圧力容器２には、複数の給水ノズル１２が設けられている。例えば、４つの給水ノズル１２が設けられている。これらの給水ノズル１２は、原子炉圧力容器２において、同一の高さ位置に設けられ、かつ原子炉圧力容器２の周方向に並んで配置されている。

仮設系統４は、それぞれの給水ノズル１２に対応して設けられる給水ノズル配管３６を備える。これらの給水ノズル配管３６には、給水ノズル弁４０が設けられている。さらに、給水ノズル配管３６は、第１切換弁７１が設けられた第１切換配管７４を介して第１仮設主配管３９に接続されている。給水ノズル弁４０および第１切換弁７１を開放することで、給水ノズル１２に接続された給水スプレイリング７７を介して原子炉圧力容器２の内部に除染液を出し入れすることができる。

給水ノズル配管３６は、第２切換弁７２が設けられた第２切換配管７５を介して原子炉再循環系統３に接続されている。さらに、給水ノズル配管３６は、第３切換弁７３が設けられた第３切換配管７６を介してＰＬＲミドル配管３４に接続されている。なお、第１切換弁７１と第２切換弁７２と第３切換弁７３との開閉を制御することで、給水スプレイリング７７を介して原子炉圧力容器２の内部に出し入れされる除染液の循環態様を切り換えることができる。

また、原子炉圧力容器２には、複数の炉心スプレイノズル１５が設けられている。例えば、２つの炉心スプレイノズル１５が設けられている。これらの炉心スプレイノズル１５は、原子炉圧力容器２において、同一の高さ位置に設けられ、かつ原子炉圧力容器２の周方向に並んで配置されている。

仮設系統４は、それぞれの炉心スプレイノズル１５に対応して設けられる炉心スプレイノズル配管４３を備える。これらの炉心スプレイノズル配管４３には、炉心スプレイノズル弁４５が設けられている。さらに、炉心スプレイノズル配管４３は、第１切換弁７１が設けられた第１切換配管７４を介して第１仮設主配管３９に接続されている。炉心スプレイノズル弁４５および第１切換弁７１を開放することで、炉心スプレイノズル１５に接続された炉心スプレイノズル１５を介して原子炉圧力容器２の内部に除染液を出し入れすることができる。

炉心スプレイノズル配管４３は、第２切換弁７２が設けられた第２切換配管７５を介して原子炉再循環系統３に接続されている。さらに、炉心スプレイノズル配管４３は、第３切換弁７３が設けられた第３切換配管７６を介してＰＬＲミドル配管３４に接続されている。なお、第１切換弁７１と第２切換弁７２と第３切換弁７３との開閉を制御することで、炉心スプレイリング７８を介して原子炉圧力容器２の内部に出し入れされる除染液の循環態様を切り換えることができる。

また、除染実施装置１は、原子炉再循環系統３および仮設系統４に設けられた弁およびポンプなどの各種機器を制御する制御部６６を備える。この制御部６６は、制御線６７を介して各種機器に接続されている。そして、この制御部６６の制御により除染液の循環態様が制御される。つまり、制御部６６は、除染液のフローの向きを制御することができる。なお、仮設系統４の配管において、除染液の流れが常に一方向となる箇所には、逆止弁を設けるようにしても良い。

本実施形態では、制御部６６が弁の開閉状態を制御することで、複数態様の除染モードの切り換えを行うことができる。なお、図１、図３、図５、図７において、黒塗りの弁は閉鎖状態を示し、白塗りの弁は開放状態を示す。また、図１から図８において、図中の矢印の向きは、除染液が流れる方向を示す。

図１および図２は、第１除染モードにおける弁の開閉状態および除染液のフローの態様を示す。なお、この第１除染モードを通常洗浄モード（順流循環モード）と称する場合がある。

図１に示すように、第１除染モード（通常洗浄モード）では、仮設系統４において、第１逆流弁４２と第２逆流弁６１と第２切換弁７２と第３切換弁７３とが閉鎖され、他の弁は開放される。また、原子炉再循環系統３において、ＰＬＲ吐出弁２３が閉鎖され、他の弁は開放される。この状態で仮設ポンプ２５とＰＬＲポンプ２１とを駆動すると、第１除染モードの循環態様で除染液が流れる。

第１除染モードにおいて、仮設系統４を流れる除染液は、主に第１仮設主配管３９およびＲＨＲヘッドスプレイ管２６から原子炉圧力容器２の内部に導入される。また、原子炉圧力容器２の内部から排出される除染液は、主に第２仮設主配管４８に流れる。

図２に示すように、第１除染モードでは、ヘッドスプレイノズル１３と主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５と再循環水入口ノズル２４とを介して原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。つまり、ヘッドスプレイノズル１３と主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５などの上部設備を用いて、原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。

なお、給水ノズル１２により導入された除染液は、給水スプレイリング７７を介して原子炉圧力容器２の内部に噴き出す。また、炉心スプレイノズル１５により導入された除染液は、炉心スプレイリング７８を介して原子炉圧力容器２の内部に噴き出す。また、再循環水入口ノズル２４により導入された除染液は、ジェットポンプ１６を介して原子炉圧力容器２の内部に噴き出す。

また、第１除染モードでは、再循環水出口ノズル２０と中性子束計測ハウジング２８と制御棒駆動機構ハウジング２９と原子炉圧力容器ドレンノズル３０とを介して原子炉圧力容器２の内部から除染液が排出される。

この第１除染モードでは、原子炉圧力容器２の内部に、除染液が降下するダウンフロー（第１態様のフロー）が生じる。このダウンフローにより原子炉圧力容器２の内部に存在する炉心１０または気水分離器１８などの炉内構造物の除染を行うことができる。

また、原子炉圧力容器２の上部に設けられたヘッドスプレイノズル１３と主蒸気ノズル２７とを用いて、大量の除染液を上部から原子炉圧力容器２の内部に導入できるため、勢いがある除染液のフローを生じさせることができる。

図３および図４は、第２除染モードにおける弁の開閉状態および除染液のフローの態様を示す。なお、この第２除染モードを逆洗モード（逆流循環モード）と称する場合がある。

図３に示すように、第２除染モード（逆洗モード）では、仮設系統４において、ヘッドスプレイ管接続弁４６と仮設主弁４７と第３逆流弁６３と第２切換弁７２と第３切換弁７３とが閉鎖され、他の弁は開放される。また、原子炉再循環系統３において、ＰＬＲ吸入弁２２が閉鎖され、他の弁は開放される。この状態で仮設ポンプ２５を駆動すると、第２除染モードの循環態様で除染液が流れる。

第２除染モードにおいて、仮設系統４を流れる除染液は、主に第２仮設主配管４８から原子炉圧力容器２の内部に導入される。また、原子炉圧力容器２の内部から排出される除染液は、主に第１仮設主配管３９に流れる。

図４に示すように、第２除染モードでは、再循環水入口ノズル２４と中性子束計測ハウジング２８と制御棒駆動機構ハウジング２９と原子炉圧力容器ドレンノズル３０とを介して原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。つまり、再循環水入口ノズル２４と中性子束計測ハウジング２８と制御棒駆動機構ハウジング２９と原子炉圧力容器ドレンノズル３０などの下部設備を用いて、原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。

また、第２除染モードでは、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５とを介して原子炉圧力容器２の内部から除染液が排出される。なお、原子炉圧力容器２の内部の除染液は、給水スプレイリング７７を介して給水ノズル１２から排出されるとともに、炉心スプレイリング７８を介して炉心スプレイノズル１５から排出される。

この第２除染モードでは、原子炉圧力容器２の内部に、除染液が上昇するアップフロー（第２態様のフロー）が生じる。このアップフローにより原子炉圧力容器２の内部に存在する炉心１０または気水分離器１８などの炉内構造物の除染を行うことができる。

また、第１除染モード（通常洗浄モード）で原子炉圧力容器２の内部に除染液のダウンフローを生じさせた状態から、第２除染モード（逆洗モード）に切り換える。このようにすれば、一方向のフローのみならず、反対方向のフローを生じさせることで、原子炉圧力容器２の内部の逆洗を行うことができる。

図５および図６は、第３除染モードにおける弁の開閉状態および除染液のフローの態様を示す。

図５に示すように、第３除染モードでは、仮設系統４において、ヘッドスプレイ管接続弁４６と仮設主弁４７と第２逆流弁６１と第１切換弁７１と第３切換弁７３とが閉鎖され、他の弁は開放される。また、原子炉再循環系統３において、ＰＬＲ吐出弁２３が閉鎖され、他の弁は開放される。この状態で仮設ポンプ２５とＰＬＲポンプ２１とを駆動すると、第３除染モードの循環態様で除染液が流れる。

第３除染モードにおいて、仮設系統４を流れる除染液は、主にＰＬＲミドル配管３４から原子炉圧力容器２の内部に導入される。また、原子炉圧力容器２の内部から排出される除染液は、主に第２仮設主配管４８に流れる。

図６に示すように、第３除染モードでは、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５と再循環水入口ノズル２４とを介して原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。つまり、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５などの上部設備を用いて、原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。

また、第３除染モードでは、主蒸気ノズル２７と再循環水出口ノズル２０と中性子束計測ハウジング２８と制御棒駆動機構ハウジング２９と原子炉圧力容器ドレンノズル３０とを介して原子炉圧力容器２の内部から除染液が排出される。

この第３除染モードでは、原子炉圧力容器２の内部において、給水スプレイリング７７および炉心スプレイリング７８よりも下方の部分に、除染液が降下するダウンフローが生じる。さらに、給水スプレイリング７７および炉心スプレイリング７８よりも上方の部分に、除染液が上昇するアップフローが生じる。これらのフロー（第３態様のフロー）により原子炉圧力容器２の内部に存在する炉心１０または気水分離器１８などの炉内構造物の除染を行うことができる。

図７および図８は、第４除染モードにおける弁の開閉状態および除染液のフローの態様を示す。

図７に示すように、第４除染モードでは、仮設系統４において、第１逆流弁４２と第２逆流弁６１と第１切換弁７１と第２切換弁７２とが閉鎖され、他の弁は開放される。また、原子炉再循環系統３において、ＰＬＲ吸入弁２２が閉鎖され、他の弁は開放される。この状態で仮設ポンプ２５を駆動すると、第４除染モードの循環態様で除染液が流れる。

第４除染モードにおいて、仮設系統４を流れる除染液は、主に第１仮設主配管３９およびＲＨＲヘッドスプレイ管２６から原子炉圧力容器２の内部に導入される。なお、第２仮設主配管４８の一部からも除染液が原子炉圧力容器２の内部に導入される。この第２仮設主配管４８は、原子炉圧力容器２の内部から排出される除染液を流す役割を有する。

図８に示すように、第４除染モードでは、ヘッドスプレイノズル１３と主蒸気ノズル２７と再循環水入口ノズル２４と中性子束計測ハウジング２８と制御棒駆動機構ハウジング２９と原子炉圧力容器ドレンノズル３０とを介して原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。つまり、ヘッドスプレイノズル１３と主蒸気ノズル２７などの上部設備を用いて、原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。さらに、再循環水入口ノズル２４と中性子束計測ハウジング２８と制御棒駆動機構ハウジング２９と原子炉圧力容器ドレンノズル３０などの下部設備を用いて、原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。

また、第４除染モードでは、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５とを介して原子炉圧力容器２の内部から除染液が排出される。なお、原子炉圧力容器２の内部の除染液は、給水スプレイリング７７を介して給水ノズル１２から排出されるとともに、炉心スプレイリング７８を介して炉心スプレイノズル１５から排出される。

この第４除染モードでは、原子炉圧力容器２の内部において、給水スプレイリング７７および炉心スプレイリング７８よりも下方の部分に、除染液が上昇するアップフローが生じる。さらに、給水スプレイリング７７および炉心スプレイリング７８よりも上方の部分に、除染液が降下するダウンフローが生じる。これらのフロー（第４態様のフロー）により原子炉圧力容器２の内部に存在する炉心１０または気水分離器１８などの炉内構造物の除染を行うことができる。

なお、特に図示はしないが、その他の除染モードがあっても良い。例えば、前述の図２に示す第１除染モード（通常洗浄モード）では、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５とを使用して原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入しているが、その他の態様でも良い。

例えば、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２とを使用して原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入し、炉心スプレイノズル１５を使用しなくても良い。また、主蒸気ノズル２７と炉心スプレイノズル１５とを使用して原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入し、給水ノズル１２を使用しなくても良い。また、主蒸気ノズル２７を使用して原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入し、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５とを使用しなくても良い。また、給水ノズル１２を使用して原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入し、主蒸気ノズル２７と炉心スプレイノズル１５とを使用しなくても良い。また、炉心スプレイノズル１５を使用して原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入し、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２とを使用しなくても良い。

また、前述の図４に示す第２除染モード（逆洗モード）では、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５とを使用して原子炉圧力容器２の内部から除染液を排出しているが、その他の態様でも良い。

例えば、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２とを使用して原子炉圧力容器２の内部から除染液を排出し、炉心スプレイノズル１５を使用しなくても良い。また、主蒸気ノズル２７と炉心スプレイノズル１５とを使用して原子炉圧力容器２の内部から除染液を排出し、給水ノズル１２を使用しなくても良い。また、主蒸気ノズル２７を使用して原子炉圧力容器２の内部から除染液を排出し、給水ノズル１２と炉心スプレイノズル１５とを使用しなくても良い。また、給水ノズル１２を使用して原子炉圧力容器２の内部から除染液を排出し、主蒸気ノズル２７と炉心スプレイノズル１５とを使用しなくても良い。また、炉心スプレイノズル１５を使用して原子炉圧力容器２の内部から除染液を排出し、主蒸気ノズル２７と給水ノズル１２とを使用しなくても良い。

本実施形態では、複数種類の除染モードを適宜切り換えて除染を行うことで、原子炉圧力容器２およびその内部の炉内構造物の汚染状況に応じた除染を行うことができる。

また、除染期間中の初期と中期と後期とで除染モードを切り換えても良い。つまり、除染期間中の第１期間と、この第１期間と異なる第２期間とで除染モードを切り換えても良い。

また、上部設備としての主蒸気ノズル２７、給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５、ヘッドスプレイノズル１３は、除染期間中の使用数を制御しても良い。例えば、除染初期は、複数のノズルを全て開放して除染液の流速を緩やかとし、極端な放射能溶出を抑制する。一方、除染後期は、複数のノズルを個々に通水することで、除染液の流速を上げ、仕上げ除染とする。なお、除染中間期は、適宜、半数程度のノズルを用いても良い。

本実施形態では、複数の主蒸気ノズル２７のそれぞれに対応する主蒸気ノズル弁３８が設けられている。これら主蒸気ノズル弁３８の開閉をそれぞれ制御することで、原子炉圧力容器２の内部に生じる除染液のフローの態様を切り換えるようにしても良い。

図９に示すように、４つの主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄのそれぞれの主蒸気配管（図示略）が切断され、それぞれの主蒸気配管の切断箇所に仮設の主蒸気ノズル配管３５Ａ～３５Ｄが接続される。これら主蒸気ノズル配管３５Ａ～３５Ｄには、それぞれ個別に開閉の制御が可能な主蒸気ノズル弁３８Ａ～３８Ｄが接続されている。

主蒸気ノズル弁３８Ａ～３８Ｄを全て開放状態にすると、４つの主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄの全てから原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。ここで、仮設ポンプ２５の吐出量を一定にし、第１仮設主配管３９を流れる除染液の流量が一定であるとする。この状態で、１つの主蒸気ノズル弁３８Ａを開放し、他の主蒸気ノズル弁３８Ｂ～３８Ｄを閉鎖する。すると、１つの主蒸気ノズル２７Ａのみから原子炉圧力容器２の内部に除染液が導入される。仮設ポンプ２５の吐出量を一定であるとすると、全ての主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄから除染液を導入させる場合よりも、１つの主蒸気ノズル２７Ａから除染液を導入させる場合の方が、この主蒸気ノズル２７Ａのみから流れ込む除染液の流量は多くなる。

例えば、気水分離器１８などの炉内構造物の所定の部分Ｐに汚染が残っている場合（高線量の汚染がある場合）には、この所定の部分Ｐに最も近い主蒸気ノズル２７Ａのみから流れ込む除染液の流量を多くして、除染を促進させることができる。

また、除染期間の初期（第１期）には、４つの主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄの全てから原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入する。そして、除染期間の後期（第２期）には、それぞれの主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄを順次個別に用いて原子炉圧力容器２の内部に除染液を導入しても良い。例えば、主蒸気ノズル２７Ａのみを使用した後に、主蒸気ノズル２７Ｂのみを使用し、その後に主蒸気ノズル２７Ｃのみを使用し、さらに、主蒸気ノズル２７Ｄのみを使用し、これを繰り返す。

つまり、第１期間に全ての主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄを同時に用いて除染液を通水し、第１期間とは異なる第２期間にそれぞれの主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄを順次個別に用いて除染液を通水する。このようにすれば、それぞれ異なる期間に異なる通水態様で除染液を通水できるため、原子炉圧力容器２の内部に様々な態様の除染液のフローを生じさせることができる。なお、第１期間と第２期間とで、通水される主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄの数が変化するため、除染液のフローの流速を変化させることができる。仮設ポンプ２５の吐出量が同じ場合には、通水される主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄの数が多いと流速が遅くなる。一方、通水される主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄの数が少ない流速が速くなる。このように、主蒸気ノズル２７Ａ～２７Ｄから流れ出る除染液の流速を制御することができる。なお、除染期間の途中で仮設ポンプ２５の吐出量を変更しても良い。

また、除染液の循環時には、化学除染の対象部位における除染液の流速に応じて除染液の通水時間を調整することが好ましい。通常、供用中のプラントの系統除染では、その後に続く点検作業工程へ影響するため、極力短時間での除染が求められる。しかし、廃止措置の場合は、時間的制約が少ないため、除染液の線流速が遅い部位は、通水時間を長くとることができる。そこで、仮設ポンプ２５の出力を加味して、流速が遅い場合には、通水時間は長くし、反対に流速が速い場合には、通水時間は短くするようにしても良い。

本実施形態では、原子炉圧力容器２の化学除染を行う期間の前または後に、原子炉圧力容器２の内部の不溶解物の除去を行う。このようにすれば、炉底部または炉内構造物に不溶解物が沈積することを抑制することができる。なお、不溶解物とは、例えば、錆などの除染液に溶解しない物質である。

例えば、原子炉圧力容器２の化学除染を行う期間の前に、除染薬剤を注入する前の原子炉圧力容器２の内部の水を昇温しつつ、水をフィルタ５３に通して不溶解物を除去する。このようにすれば、炉内の水の昇温中に不溶解物が除去されることで、その後の化学除染をスムーズに行うことができる。

本実施形態では、図２および図４に示すように、下部設備としての制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８、原子炉圧力容器ドレンノズル３０を用いて原子炉圧力容器２の内部に除染液が出し入れされる。ここで、原子炉圧力容器ドレンノズル３０は１つのみ設けられているが、制御棒駆動機構ハウジング２９および中性子束計測ハウジング２８に関しては多数設けられている。例えば、多数の制御棒駆動機構ハウジング２９および中性子束計測ハウジング２８を用いて、原子炉圧力容器２の内部に除染液の出し入れができるとともに、原子炉圧力容器２の内部にガスを導入してバブリングを行うことができる（図１１参照）。

次に、制御棒駆動機構ハウジング２９および中性子束計測ハウジング２８に対する弁の取り合いについて具体的に説明する。なお、複数のハウジング２８，２９のそれぞれの取り合いは同一構成となっている。

図１０に示すように、ハウジング２８，２９の下端部には、第１接続弁８１が設けられた閉止フランジ８０が取り付けられる。第１接続弁８１には、第１プラグ８２が設けられている。この第１プラグ８２に管継手９０が接続される。管継手９０の上端部には、第１プラグ８２に接続される第１ソケット８３が設けられている。

管継手９０は、上下の方向に延びる管部９１と、この管部９１の側方に突出する枝部９２とからなる。つまり、管継手９０は、側面視でＴ字型を成す部材となっている。枝部９２には、ガス供給装置（図示略）から延びるガス導入ホース８４が接続されている。なお、ガスは空気または不活性ガスを例示する。また、枝部９２には、ガス導入ホース８４に対応してガス供給弁８５が設けられている。

管継手９０の管部９１において、枝部９２より下方位置には、ドレン弁８６が設けられている。さらに、管部９１の下端には、第２プラグ８７が設けられている。この第２プラグ８７に、第２接続弁８９の第２ソケット８８が接続される。第２接続弁８９には、ドレンホース７９が接続されている。このドレンホース７９が、前述の炉底弁６９（図１）に接続されている。なお、ＲＰＶボトムドレンライン３１にドレンホース７９を接続するための接続弁を設けるようにし、ドレンホース７９をＲＰＶボトムドレンライン３１に合流させても良い。

ハウジング２８，２９を用いて原子炉圧力容器２の内部に除染液の出し入れする際には、第１接続弁８１とドレン弁８６と第２接続弁８９とを開放するとともに、ガス供給弁８５を閉鎖する。この状態で、ハウジング２８，２９を介して、ＲＰＶボトムドレンライン３１から除染液を原子炉圧力容器２の内部に導入または排出することができる。

ハウジング２８，２９を用いて原子炉圧力容器２の内部にガスを導入してバブリングを行う際には、第１接続弁８１とガス供給弁８５とを開放するとともに、ドレン弁８６と第２接続弁８９とを閉鎖する。この状態では、ガス供給装置（図示略）から供給されるガスが、ハウジング２８，２９を介して原子炉圧力容器２の内部に導入され、バブリングを行うことができる（図１１参照）。

本実施形態では、バブリングを行うことで、ハウジング２８，２９または炉内構造物に付着した不溶解物の除去を行うことができる。また、所定時間に亘ってバブリングを行った後に、ハウジング２８，２９を用いて原子炉圧力容器２の内部から除染液とともに不溶解物を排出することができる。

また、多数のハウジング２８，２９のうち一部のハウジング２８，２９を用いて原子炉圧力容器２の内部にガスを導入してバブリングを行っても良い。そして、このバブリングにより吹き上げられた不溶解物を、バブリングに用いていないハウジング２８，２９を用いて原子炉圧力容器２の内部から排出しても良い。このようにすれば、ハウジング２８，２９に溜まった不溶解物を効率的に除去できる。

下部設備としての制御棒駆動機構ハウジング２９、中性子束計測ハウジング２８については、炉底部へのスラッジの堆積を防止するため、基本的に常時全数に亘って除染液の通水を行うが、線量率によっては、通水に用いるハウジング２８，２９の使用数を減じても良い。

また、除染前または除染中に、制御棒駆動機構ハウジング２９および中性子束計測ハウジング２８の線量率をそれぞれ測定しても良い。そして、測定の結果の平均値よりも高い線量率を有する制御棒駆動機構ハウジング２９または中性子束計測ハウジング２８を用いてバブリングを行い、不溶解物を除去するようにしても良い。このようにすれば、線量率を引き上げている要因となっている不溶解物を効率的に除去できる。なお、所定の閾値を設定し、測定の結果、この閾値よりも高い線量率を有する制御棒駆動機構ハウジング２９または中性子束計測ハウジング２８を用いてバブリングを行っても良い。

また、原子炉圧力容器２の化学除染を行う期間の少なくとも一部の期間に、制御棒駆動機構ハウジング２９と中性子束計測ハウジング２８の少なくとも一方を用いて除染液を連続的に通水し、原子炉圧力容器ドレンノズル３０を用いて除染液を間欠的に通水するようにしても良い。このようにすれば、原子炉圧力容器２の内部における炉底部に様々な態様の除染液のフローを生じさせることができる。なお、原子炉圧力容器ドレンノズル３０は炭素鋼で形成されているため腐食のおそれがある。そこで、原子炉圧力容器ドレンノズル３０に除染液を間欠的に通水させることで、原子炉圧力容器ドレンノズル３０の腐食を抑制することができる。

次に、除染実施装置１が実行する除染実施方法について図１２のフローチャートを用いて説明する。この除染実施装置１の動作によって受動的に生じる作用を含めて説明する。なお、前述の図１から１１を適宜参照する。

図１２に示すように、まず、ステップＳ１１において、除染を行う前に、原子力プラントの本設系統および仮設系統４の設計図などの情報に基づいて、原子炉圧力容器２および仮設系統４を除染時に流れる除染液のフロー態様を事前に解析する。なお、コンピュータを用いて原子炉圧力容器２の内部を流れる除染液のフロー態様のシミュレーションを行っても良い。

次のステップＳ１２において、主蒸気ノズル２７、給水ノズル１２、炉心スプレイノズル１５、原子炉再循環系統３などに接続されている本設用の配管を切断する。例えば、主蒸気ノズル２７の場合には、タービン（図示略）に向かって蒸気を送るために設けられている主蒸気配管（図示略）を切断する。

次のステップＳ１３において、本設用の配管を切断した部分に仮設系統４を接続する。また、仮設ポンプ２５などの仮設の機器も設けられる。ここで、原子炉圧力容器２と仮設系統４とで循環経路が構築される。なお、切断した部分に仮設系統４に接続しない場合には、所定の部材で閉止する。

次のステップＳ１４において、原子炉圧力容器２および炉内構造物の各部分の線量率を測定する。ここで、制御棒駆動機構ハウジング２９および中性子束計測ハウジング２８の線量率の測定も行っても良い。なお、線量率の測定には、実測のみならず、運転履歴などの過去の記録情報に基づいて、原子炉圧力容器２および炉内構造物の各部分の線量率を推定する態様も含む。ここで、原子炉圧力容器２および炉内構造物の各部分の線量率に基づいて、最も効果的な除染モードおよび除染液のフローの態様を設定する。

次のステップＳ１５において、制御部６６は、原子炉圧力容器２の内部の不溶解物の除去を行う。例えば、除染薬剤を注入する前の原子炉圧力容器２の内部の水を昇温しつつ、水をフィルタ５３に通して不溶解物を除去する。また、原子炉圧力容器２の内部にバブリングを行うことで、ハウジング２８，２９または炉内構造物に付着した不溶解物の除去を行う。

次のステップＳ１６において、制御部６６は、仮設ポンプ２５とＰＬＲポンプ２１の駆動を開始する。ここで、原子炉再循環系統３および仮設系統４により形成される循環経路に除染液を循環させる。例えば、第１除染モード（通常洗浄モード）で除染液が循環される（図１）。

次のステップＳ１７において、原子炉圧力容器２の内部に、除染液が降下するダウンフロー（第１態様のフロー）が生じる（図２）。

次のステップＳ１８において、所定期間に亘って第１除染モードで除染液を循環させた後に、制御部６６は、除染液のフローの向きを制御する。例えば、制御部６６は、第１除染モードから第２除染モード（逆洗モード）に切り換える制御を行う（図３）。

次のステップＳ１９において、原子炉圧力容器２の内部に、除染液が上昇するアップフロー（第２態様のフロー）が生じる（図４）。そして、処理を終了する。

なお、ステップＳ１７からＳ１９を繰り返しても良い。また、制御部６６は、除染モードを、第３除染モード（第３態様のフロー）または第４除染モード（第４態様のフロー）に切り換えても良い。

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。

なお、本実施形態では、本設の給水スプレイリング７７と炉心スプレイリング７８とを用いて、原子炉圧力容器２の内部に対する除染液の導入または排出を行っているが、その他の態様であっても良い。例えば、仮設のスプレイリングを原子炉圧力容器２の内部に設けるようにし、この仮設のスプレイリングを用いて除染液の導入または排出を行っても良い。

以上説明した実施形態によれば、上部設備と下部設備を用いて原子炉圧力容器の内部に除染液を出し入れして原子炉圧力容器の内部のフローの態様を切り換えるステップを含むことにより、原子炉圧力容器の化学除染の除染効果を向上させることができる。

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

１…除染実施装置、２…原子炉圧力容器、３…原子炉再循環系統、４…仮設系統、１０…炉心、１１…炉心シュラウド、１２…給水ノズル、１３…ヘッドスプレイノズル、１４…ダウンカマ、１５…炉心スプレイノズル、１６…ジェットポンプ、１７…シュラウドヘッド、１８…気水分離器、１９…蒸気乾燥器、２０…再循環水出口ノズル、２１…ＰＬＲポンプ、２２…ＰＬＲ吸入弁、２３…ＰＬＲ吐出弁、２４…再循環水入口ノズル、２５…仮設ポンプ、２６…ＲＨＲヘッドスプレイ管、２７…主蒸気ノズル、２８…中性子束計測ハウジング、２９…制御棒駆動機構ハウジング、３０…原子炉圧力容器ドレンノズル、３１…ＲＰＶボトムドレンライン、３２…炉底配管、３３…ＰＬＲボトム配管、３４…ＰＬＲミドル配管、３５…主蒸気ノズル配管、３６…給水ノズル配管、３７…ミドル弁、３８…主蒸気ノズル弁、３９…第１仮設主配管、４０…給水ノズル弁、４１…第１逆流配管、４２…第１逆流弁、４３…炉心スプレイノズル配管、４４…ヘッドスプレイ管接続配管、４５…炉心スプレイノズル弁、４６…ヘッドスプレイ管接続弁、４７…仮設主弁、４８…第２仮設主配管、４９…熱交換器、５０…薬剤調製部、５１…オゾン発生器、５２…除染剤分解部、５３…フィルタ、５４…イオン交換部、５５…浄化ポンプ、５６…調整ポンプ、５７…浄化装置、５８…浄化系統、５９…浄化系統弁、６０…ガスミキサ、６１…第２逆流弁、６２…第２逆流配管、６３…第３逆流弁、６４…排ガス処理系統、６５…ガス処理機構、６６…制御部、６７…制御線、６９…炉底弁、７１…第１切換弁、７２…第２切換弁、７３…第３切換弁、７４…第１切換配管、７５…第２切換配管、７６…第３切換配管、７７…給水スプレイリング、７８…炉心スプレイリング、７９…ドレンホース、８０…閉止フランジ、８１…第１接続弁、８２…第１プラグ、８３…第１ソケット、８４…ガス導入ホース、８５…ガス供給弁、８６…ドレン弁、８７…第２プラグ、８８…第２ソケット、８９…第２接続弁、９０…管継手、９１…管部、９２…枝部。

Claims (10)

1. 原子炉圧力容器の少なくとも上下方向の中央よりも上方に設けられた上部設備としての複数の主蒸気ノズルのそれぞれに接続された主蒸気配管を切断するステップと、
   それぞれの前記主蒸気配管の切断箇所に仮設系統を接続するステップと、
   前記上部設備よりも下方に設けられた下部設備に前記仮設系統を接続するステップと、
   前記仮設系統に設けられた仮設ポンプにより、前記原子炉圧力容器と前記仮設系統とで構築される循環経路に除染液を循環させるステップと、
   前記上部設備と前記下部設備を用いて前記原子炉圧力容器の内部に前記除染液を出し入れして前記原子炉圧力容器の内部のフローの態様を切り換えるステップと、
   を含み、
   第１期間に全ての前記主蒸気ノズルを同時に用いて前記除染液を通水し、前記第１期間とは異なる第２期間にそれぞれの前記主蒸気ノズルを順次個別に用いて前記除染液を通水する、
   除染実施方法。
2. 前記除染液を前記上部設備から導入するとともに前記下部設備から排出して前記原子炉圧力容器の内部の少なくとも一部に前記除染液が降下するダウンフローを生じさせるステップと、
   前記除染液を前記下部設備から導入するとともに前記上部設備から排出して前記原子炉圧力容器の内部の少なくとも一部に前記除染液が上昇するアップフローを生じさせるステップと、
   を含む、
   請求項１に記載の除染実施方法。
3. 前記上部設備は、前記主蒸気ノズルに加えて、給水ノズル、炉心スプレイノズル、ヘッドスプレイノズルの少なくともいずれかを含む、
   請求項１または請求項２に記載の除染実施方法。
4. 前記下部設備は、制御棒駆動機構ハウジング、中性子束計測ハウジング、原子炉圧力容器ドレンノズル、原子炉再循環系統の少なくともいずれかを含む、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の除染実施方法。
5. 前記原子炉圧力容器の化学除染を行う期間の少なくとも一部の期間に、前記制御棒駆動機構ハウジングと前記中性子束計測ハウジングの少なくとも一方を用いて前記除染液を連続的に通水し、前記原子炉圧力容器ドレンノズルを用いて前記除染液を間欠的に通水する、
   請求項４に記載の除染実施方法。
6. 前記原子炉圧力容器の化学除染を行う期間の前または後に、前記原子炉圧力容器の内部の不溶解物の除去を行うステップを含む、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の除染実施方法。
7. 前記原子炉圧力容器の化学除染を行う期間の前に、除染薬剤を注入する前の前記原子炉圧力容器の内部の水を昇温しつつ、前記水をフィルタに通して前記不溶解物を除去する、
   請求項６に記載の除染実施方法。
8. 前記下部設備は、複数の制御棒駆動機構ハウジングまたは複数の中性子束計測ハウジングの少なくとも一方を含み、
   前記不溶解物の除去を行うステップにて、
   前記制御棒駆動機構ハウジングまたは前記中性子束計測ハウジングの少なくとも一部を用いて前記原子炉圧力容器の内部にガスを導入してバブリングを行い、
   前記バブリングにより吹き上げられた前記不溶解物を前記制御棒駆動機構ハウジングまたは前記中性子束計測ハウジングの少なくとも一部を用いて排出する、
   請求項６または請求項７に記載の除染実施方法。
9. 前記制御棒駆動機構ハウジングおよび前記中性子束計測ハウジングの線量率をそれぞれ測定するステップを含み、
   前記不溶解物の除去を行うステップにて、前記測定の結果の平均値よりも高い前記制御棒駆動機構ハウジングまたは前記中性子束計測ハウジングの前記不溶解物を除去する、
   請求項８に記載の除染実施方法。
10. 原子炉圧力容器の少なくとも上下方向の中央よりも上方に設けられた上部設備としての複数の主蒸気ノズルのそれぞれに接続された主蒸気配管が切断され、それぞれの前記主蒸気配管の切断箇所に接続され、かつ前記上部設備よりも下方に設けられた下部設備に接続される仮設系統と、
    前記仮設系統に設けられ、前記原子炉圧力容器と前記仮設系統とで構築される循環経路に除染液を循環させる仮設ポンプと、
    前記上部設備と前記下部設備を用いて前記原子炉圧力容器の内部に前記除染液を出し入れして前記原子炉圧力容器の内部のフローの態様を切り換える制御を行う制御部と、
    を備え、
    第１期間に全ての前記主蒸気ノズルを同時に用いて前記除染液を通水し、前記第１期間とは異なる第２期間にそれぞれの前記主蒸気ノズルを順次個別に用いて前記除染液を通水する、
    ように構成されている、
    除染実施装置。

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