JPH0560897A - 配管／機器内放射性付着物除去方法及び除染装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】除染装置１０，除染／洗浄部１１，同固定部１
２，モータ１３を含み、調芯機能を持たせるため、ロー
ラ１７及び１９をシリンダ２３により管内面に押しつ
け、操作／制御盤側５０の圧力調整によりバランスさ
せ、内面寸法を分からせる。 【効果】配管／機器を据付状態で除染することができ、
除去量を正確にすることが可能となり、プラントの信頼
性が向上すると共に、効果的な除染方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＢＷＲ原子力発電プラ
ントの原子炉一次系配管／機器及び付属設備などの内面
に固形化したクラッドの除去／除染に係り、配管及び機
器の線量当量率の低減、ひいては、ＢＷＲ原子力発電プ
ラント定検時のメンテナンス作業他での被ばく線量当量
低減に、最適なクラッドの除去／除染法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクラッドの除去方法は、電解研磨
などを行い配管内面よりクラッドが剥離し始めたところ
を、更にブラッシングにより強制的に除去する方法であ
った。

【０００３】この電解研磨の原理は、被除染配管内に電
極を設定し、その上で電解液を流入する。つぎに、被除
染配管内面側が陽極となるように特性電極（陰極）を構
成及び調整した後に、電気的な化学反応により被除染配
管内面（陽極側）に付着しているクラッドを、分解させ
剥離させるものである。

【０００４】従来のクラッドの除去方法を採用するため
の研磨装置構造及び機能を、以下に説明する。

【０００５】従来の除去方法に使用している研磨装置構
造は、電解研磨の際、陰極部材を構成する芯材とブラシ
と絶縁材ブラシサポート等から構成されている。

【０００６】除染に際しては、水密固定用治具に被除染
配管を立て置きに設置して、内部に硫酸等の電解液を浸
し、除染装置に挿入する。

【０００７】この時、被除染配管を陽極／芯材を陰極と
して電解研磨した後に研磨装置をシャフトを介して回転
させ、被除染配管内面をブラッシングすることにより、
クラッドを除去していた。

【０００８】従って、従来のクラッドの除去方法は、下
記理由により原子力発電プラントでの実機適用について
は、条件および設備上の制限があり、採用する上で困難
であった。

【０００９】一次系の配管のような設備に対して、硫
酸のような有害な物質を使用することは、材料／水質管
理等の面から困難であった。また、使用した場合には、
膨大な洗浄を実施する必要が有った。

【００１０】高線量当量率の配管／機器の中で、分解
可能な配管／機器にしか適用できないため、実機設置状
態の配管／機器への適用が極めて困難であった。

【００１１】配管系を除染する上で、取付姿勢が一方
向のみと限定されており、発電プラントの配管系の複雑
な形状への適用が困難であった。

【００１２】除染装置を回転させる目的のシャフトが
設けられており、シャフト長さ，形状に制限が有るた
め、被除染配管／機器の形状，大きさに制限が生じるた
め適用が限定されていた。

【００１３】除染の際、被除染対象物を分解，持出
し，移動する必要等が有り、除染のための準備作業に要
する時間及び被ばく線量当量が極めて増大し、除染によ
る低減効果との比較をした場合、総合的な効果に着目す
ると、あまり効果が得られない欠点が有った。

【００１４】電解液に浸し、特定の効果を得るため
に、電解液を定期的に取り替える必要が有り、また、電
解液の使用量から被除染対象物の大きさ，範囲に制限が
生じ、適用上問題が有った。

【００１５】更に、使用後の電解液の廃液は、極めて
高線量の放射性物質を含んでおり、放射性廃棄物の処理
に苦慮していた。

【００１６】電解研磨等では、電気的作用により除去
するので除去量が不一定となり、品質的な面での検討が
必要と考えられていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、原子炉
一次系及び付属設備（配管，機器）が設置状態のまま適
用できること及び配管等広範囲にわたり適用する点につ
いて考慮されておらず、また、電解液を使用するため、
配管材料／水質への悪影響があり、使用量等から、被除
染対象物に制限が有り、実機適用を考えた場合、大いに
改善する必要が有った。

【００１８】本発明の目的は、従来技術の改善必要点か
ら、有害物質を使用しない機械的研磨機能と洗浄機能を
兼ねた除去方法に有る。更に、除染装置として、遠隔か
らの操作で容易に配管／機器内を自走させ、且つ、研磨
精度を向上／配管品質の確保のため、自動調芯機能を持
たせたもので有る。また、予想したクラッド除去量を、
機械的に除去させることにより、配管等が実機設置状態
のままでクラッド除去が可能となり、配管及び機器の表
面線量当量率を低減することが出来、ひいては、プラン
ト定検時の被ばく線量当量を、大幅に低減することが、
可能となることに有る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記の目的は、以下によ
り、達成できる。

【００２０】配管及び機器内クラッドの除去方法は、原
子炉一次系及び付属設備（配管，機器）が、実機設置状
態のままで、内面の除染を可能にするための方法であ
る。

【００２１】よって、除染液（電解液）及び犠牲電極等
を必要とせず、且つ、電解研磨以上の効果が得られる方
法として、機械研磨機能と研磨後の洗浄機能が極めて要
求される。

【００２２】このため、本発明によるクラッド除去方法
では、機械的な研磨機能と洗浄機能を複合させ、また、
その除去方法に使用する除染装置は、遠隔操作により、
配管内を自走する機能及び機械研磨の精度向上／配管品
質の確保のため、自動調芯機能を持たせたことにより達
成できる。

【００２３】更に、本発明により放射線源となるクラッ
ド等を、原子炉一次系及び付属設備の広範な配管及び機
器に適用し除去できることとなり、配管及び機器の表面
線量当量率を大幅に低減することが可能であり、プラン
ト定検時の作業員の被ばく低減が、大幅に図られるもの
である。

【００２４】

【作用】本発明は、クラッド除去方法として、機械研磨
機能と洗浄機能を複合させた方法であり、また、本除去
方法に使用する装置は、遠隔で容易に操作可能となる自
走機能と研磨精度等を向上させるための自動調芯機能を
設けており、一次系及び付属設備の広範囲にわたる配管
及び機器に適用可能となる。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を、図１から図３
により説明する。

【００２６】図１に、ＢＷＲ発電プラントの原子炉一次
系配管として、原子炉冷却材再循環系配管の概要及びク
ラッド除去方法に使用する除染装置の概要を示す。

【００２７】原子炉冷却材再循環系配管（以下、ＰＬＲ
配管と略す。）１は、ＲＰＶ２内の燃料の冷却効果を高
めるために、ＲＰＶ２内の冷却材を強制循環させるため
の配管系であり、冷却材の流れは、矢印３のようにＰＬ
Ｒ出口ノズル４より配管内に流入し、ＰＬＲポンプ５に
より昇圧されＰＬＲ入口ノズル６を介し、ジェットポン
プ７を経て、再び、ＲＰＶ２内に循環するように構成さ
れている。

【００２８】このため、ＰＬＲ配管は、原子力発電プラ
ントの中でも極めて（プラント運転年数に比例して）放
射化したクラッドが堆積しやすく、そのため、表面線量
当量率が上昇し、一年毎に実施する定期検査の際、作業
員の被ばく線量当量の増加の懸念がある。ひいては、前
述の対策として、高線量当量率配管／機器の線量当量率
を、低減すべく努力をする必要があると考えられる。

【００２９】また、従来のクラッドの除去においては、
プラント建設時の仕様（特に、強度上の板厚／内径の確
保）を変更せず除去若しくは研磨することになっていな
かったため、除去量を適切に設定する必要があり、配管
系のように据付状態を変えられない除染対象物に対して
対応できる方法がなく、開発が急務となっていた。

【００３０】従って、表面線量当量率の上昇を防止する
ために、配管／機器内に堆積したクラッドの除去量を制
御しながら除去することを目的として、据え付けられた
状態の配管及び機器内面の除去方法として、機械的な研
磨と高圧ジェット水による洗浄を複合した方法を適用す
ることにある。

【００３１】本発明によるクラッドの除去方法は、配管
／機器内面に予め堆積したクラッドを砥石等により強制
的に研削／除去するものであり、同時に高圧のジェット
水を配管／機器内面に噴射し洗浄する複合効果を目的と
した除去方法である。特に、従来の洗浄との相違は、従
来は表面の清浄度の確保の目的であったが、本発明で
は、クラッドの固着力がたがね等により機械的に除去す
る程度のものであり、また、付着量がコバルト−６０で
５ｘ１００００Ｂｑ／cm²程度であり、瞬時に除去でき
るよう３００kg／cm² 程度の噴水圧力により除去するこ
とになるので、従来技術との比ではない方法といえよ
う。

【００３２】本発明の方法によれば、クラッドを強制的
に、且つ、管理された方法，規定量（除去量）において
除去できるため、効率よく効果が得られ、実プラントへ
の適用技術として、建設当時の仕様（強度及び性能上必
要な板厚，内径）を変更しないで適用できる最適の方法
である。

【００３３】つぎに、本発明によるクラッド除去方法に
使用する除染装置の一実施例を、図１から図３に示す。

【００３４】図１に、本発明の除染装置の構成について
説明する。

【００３５】装置の構成は、装置本体１０，操作／制御
盤５０，駆動用ポンプ５１からなり、本体１０は、プラ
ント定検時にＲＰＶ２内部及び出入口弁８，９ＰＬＲポ
ンプ５の分解／取外し時当該部より配管１内に挿入し、
研磨と高圧ジェット洗浄を繰り返しながら自走／前進
（後進）し、所定の範囲の研磨ができるように設定され
る。この時、高圧ジェット洗浄に使用する水は、ポンプ
５１より流量，圧力等を操作／制御盤５０で調整しなが
ら供給する。

【００３６】このように適用できるため、配管／機器等
が実機据付状態のまま容易に適用でき、且つ、所定の除
去範囲への適用等が可能である。

【００３７】図２及び図３により、本発明による装置本
体１０の、構造／機能を説明する。

【００３８】図２に示すように、装置本体１０は、主要
構成部品として、除染／洗浄部１１，同固定部１２，回
転用モータ１３及びシャフト１４により固定部１２と除
染／洗浄部１１の連絡は、配管のルート及び形状を考慮
し、耐圧タイプのフレキシブルジョイント２８により締
結され、モータ１３の回転をシャフト１４を介して伝達
されるように組み立てられる。

【００３９】除染／洗浄部１１は、まず、固定部１２と
フロント側シャフト１４とボルト締結により一体となる
フロント１５、周方向に複数取り付けられている研磨用
砥石１６及び調芯をするための案内用ローラ１７及びこ
のローラ１７を一定した圧力を負荷して押しつけるシリ
ンダ２３により形成される。

【００４０】装置固定部１２は、本体１８、ローラ１７
と同様な機能を有する装置案内及び調芯用ローラ１９よ
り構成されている。

【００４１】以上のような構成となっていることから、
除染装置１０全体として、以下のような機能をもつ。

【００４２】既設の配管１内に、ＲＰＶ２或いはポンプ
５，弁８，９から挿入された後、除染／洗浄部１１及び
同固定部１２が、既設配管１内面性状に対してフィット
するよう設置される。この設置は、除染／洗浄部１１及
び固定部１２に各々取り付けられたエアシリンダー２３
（水圧シリンダでもよい）により、操作／制御盤５０側
から圧力調整された一定の圧力により、ローラ１７及び
１９を配管１内面に押しつけることにより、周方向に複
数個が配置された各々のローラがバランスされ調芯され
ると共に、この圧力バランスにより、シリンダ２３のス
トロークから配管１内の仕上り寸法が判明され、プラン
ト建設当初の製作内径寸法との比較により、堆積物の物
量（厚さ）を算出し得る。

【００４３】また、この堆積量により、研磨用砥石１６
外周とローラ１７及び１９の各々の外周が同一に設定さ
れていることにより、予め建設当初の製作寸法となるよ
うに、調整／制御が可能となる。

【００４４】更に、自走機能、除染／洗浄部１１と同固
定部１２をローラ１７と同一数の複数シリンダ２１によ
り伸縮させ、同ピッチ走或いは変動ピッチ走させること
により、自走させることが可能であり、除染／洗浄部１
１の固定部１２を軸にシリンダ２１を伸縮させることに
より、装置全体を前後進させる機能をもつ。

【００４５】また、以上のような構成となっていること
により、配管構成部品のうちエルボのような不一定な形
状部品にあっては、内面性状に沿って装置全体を自走さ
せることが可能となる。

【００４６】更に、研磨機能は、図３に示すように、除
染／洗浄１１の最外周に研磨用砥石（またはフラッパの
ような紙質状のもの）１６がフロント１５に研磨時の抗
力を考慮し設定され、且つ、研磨能力を算出し、周方向
複数分割に位置するように設定されているため、モータ
１３からの駆動力をシャフト１４及びフレキシブルジョ
イント２８を介し、回転力として伝達されるため研磨さ
れるようになっている。

【００４７】洗浄機能は、フロント側シャフト１４´部
前方に高圧ジェット水ノズル２５を設置し、ポンプ５１
からの供給水を高圧ホース２６，シャフト１４等を介し
て洗浄水を導入させ、周方向均一に噴水させて、洗浄で
きるようにしている。

【００４８】このような構成及び機能をもつため、実施
例によれば、従来のクラッド除去方法から調芯機能を持
たせ、除去量を規制させ正確に対応しうる機械研磨と高
圧ジェット洗浄の組合せにすることにより、原子力発電
プラントの配管／機器が据え付けられた状態のままで、
クラッドの除去が可能となり、配管表面線量当量率の低
減が可能となるため、プラント定検時のメンテナンス作
業時の作業員の大幅な被ばく低減につながり、ひいて
は、原子力発電プラントの安全性及び信頼性に寄与でき
るものと考えられる。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、以上に説明したように構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏すること
が出来る。

【００５０】（１）自走及び自動調芯機能を有する機械
研磨と高圧ジェット洗浄を複合したクラッド除去装置を
採用したので、原子力発電プラントの配管／機器に対し
据え付けられた状態での適用が可能となり、原子力発電
プラント内での適用及び範囲が、大幅に増加可能となっ
た。

【００５１】（２）実機据付状態のまま、本発明の方法
が採用できるため、除染作業に関し、準備作業に要する
時間及び被ばく線量を削減することが可能となる。

【００５２】（３）電解液等を使用する必要がないた
め、通常の除染後の水処理となり、廃棄物物量の低減が
可能となり、配管品質の確保が可能となる。

【００５３】（４）上記（１），（２），（３）の結
果、配管／機器内面のクラッドの正確な除去が可能とな
り、また、原子力発電プラント全般にわたり適用するこ
とが可能になるため、プラント定検時のメンテナンス作
業等での大幅な被ばく低減が可能となり、ひいては、原
子力発電プラントの安全性及び信頼性に多いに寄与でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】原子炉圧力容器及び原子炉冷却材再循環系の斜
視図。

【図２】本発明による放射性付着物除去方法に使用する
除染装置正面図。

【図３】本発明による放射性付着物除去方法に使用する
除染装置側面図

【符号の説明】

１０…除染装置本体、１１…除染／洗浄部、１２…除染
／洗浄固定部、１３…回転用モータ、１４…シャフト、
１４｀…フロント側シャフト、１５…フロント、１６…
研磨用砥石、１７…調芯及び案内用ローラ、１８…本体
１９…装置案内及び調芯用ローラ、２１…シリンダ、２
２…調芯用案内ばね、２３…調芯用ローラ用シリンダ、
２４…エアーホース、２５…高圧ジェット水ノズル、２
６…高圧ホース、２８…フレキシブルジョイント。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＢＷＲ原子力発電プラントの原子炉一次系
   配管／機器及び付属設備などにおける放射性付着物の除
   去／除染において、固形化した前記放射性付着物を除去
   するため、付着量を予め予想し除去量として確保しうる
   ため、機械的に制御して研磨すると共に、高圧ジェット
   水洗浄などを複合させ除去，洗浄することを特徴とする
   クラッドの除去方法。
2. 【請求項２】請求項１において、予め予想した前記除去
   量を設定するため、除染装置に自動調芯機能を持たせた
   除染装置。
3. 【請求項３】請求項２において、配管及び機器の据え付
   けられた状態を変更させることなく前記内面を自走させ
   る除染装置。