JPH09133784A - Repair method for reactor primary piping - Google Patents

Repair method for reactor primary piping

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JPH09133784A
JPH09133784A JP7288910A JP28891095A JPH09133784A JP H09133784 A JPH09133784 A JP H09133784A JP 7288910 A JP7288910 A JP 7288910A JP 28891095 A JP28891095 A JP 28891095A JP H09133784 A JPH09133784 A JP H09133784A
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piping
reactor
primary
oxide film
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秀幸 細川
Naoto Uetake
直人 植竹
Teruo Hara
照雄 原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain radioactive nuclide to be again deposited on the piping where the radioactive nuclide of a nuclear power plant under operation is already deposited. SOLUTION: The primary piping of a nuclear power plant is cut at the area where a coolant containing radioactive nuclide is made to flow and a dose is already high at a step S2, and a device to collect radioactive waste liquid generated with a decontamination device and at a decontamination process is connected thereto at a step S3. Then, the inner surface of the piping is decontaminated at steps S4 and S5. Subsequently, a heating device is installed on the piping at steps S6 for the heating thereof in a gaseous phase containing 0.1% or more of oxygen, thereby forming a dense oxidized film having thickness between 1nm and 100nm at a step S7. After the heating device and the radioactive waste liquid collection device are demounted at steps S8 and S9, the piping is restored to an original state at a step S10. According to this construction, a coolant containing radioactive nuclicle can be prevented from being deposited directly on the metal surface of the piping, and the deposition thereof after reuse on the metal surface can be restrained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子力発
電プラント(以下、「BWR」と略記する。)および加
圧水型原子力発電プラント(以下、「PWR」と略記す
る。)の一次系配管の補修方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a primary system piping for a boiling water nuclear power plant (hereinafter abbreviated as “BWR”) and a pressurized water nuclear power plant (hereinafter abbreviated as “PWR”). Regarding repair methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】BWRは炉心で発生した熱を除去するた
め、原子炉圧力容器内の冷却水(以下、「炉水」と称す
る。)は再循環ポンプによって強制循環され、原子炉で
発生した蒸気は炉心上部に設けられたセパレータおよび
ドライヤで湿分を除去した後、タービンへ送られる。こ
の蒸気の一部はタービン抽気として取り出され、高圧お
よび低圧ヒータの熱源として使用されるが、他の大部分
の蒸気は復水器で凝縮されて水に戻る。復水は復水器内
でほぼ完全に脱気され、その際、炉心での水の放射線分
解により発生した酸素及び水素もほぼ完全に除去され
る。
BWR removes heat generated in a core, so that cooling water in a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as "reactor water") is forcedly circulated by a recirculation pump and generated in a reactor. The steam is sent to a turbine after removing moisture with a separator and a dryer provided in the upper part of the core. Some of this steam is extracted as turbine bleed air and used as the heat source for the high and low pressure heaters, while most of the other steam is condensed in the condenser back to water. Condensate is almost completely degassed in the condenser, while oxygen and hydrogen generated by radiolysis of water in the core are almost completely removed.

【0003】復水は一般に多段の低圧および高圧ヒータ
で200℃近くまで加熱され、再び原子炉に供給される
が、原子炉での放射性腐食生成物の生成を抑制するた
め、復水中の主として金属不純物を除去し、高純度を維
持することを目的に、復水器と低圧ヒータの間に脱塩基
などのイオン交換樹脂濾過装置を設け、復水全量をこの
脱塩基で処理する。その際、一次系構造材の腐食によっ
て生成する金属不純物の発生量低減のため、主要構造材
にはステンレス鋼、ステライト鋼などの不銹鋼の使用が
原則となっている。また、炭素鋼製の原子炉圧力容器に
はステンレス鋼によって前記圧力容器の内面に肉盛りが
なされ、炭素鋼が直接炉水と接するのを防止している。
かかる材料上の配慮に加えて、炉水の一部を炉水浄化装
置によって浄化し、炉水中に生成する極僅かの金属不純
物を積極的に除去している。
Condensate is generally heated up to about 200 ° C. by multi-stage low-pressure and high-pressure heaters and supplied to the reactor again. However, in order to suppress the generation of radioactive corrosion products in the reactor, the condensate is mainly metal. For the purpose of removing impurities and maintaining high purity, an ion exchange resin filtration device for debasing or the like is provided between the condenser and the low-pressure heater, and the entire amount of condensate is treated with this debasing. At that time, in order to reduce the amount of metal impurities generated by corrosion of the primary structural material, stainless steel, stellite steel or other stainless steel is generally used as the main structural material. Further, in a carbon steel reactor pressure vessel, stainless steel is used to build up the inner surface of the pressure vessel to prevent the carbon steel from directly contacting the reactor water.
In addition to the consideration of the material, a part of the reactor water is purified by the reactor water purifying device to positively remove a very small amount of metallic impurities generated in the reactor water.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような材
料上および水質管理上の措置にも関わらず、炉水中での
極僅かな金属不純物の存在は避けられず、そのうち一部
は燃料被覆管表面に酸化物として付着する。付着した金
属元素は燃料からの中性子照射を受けて原子核反応を起
こす。その結果、前記燃料被覆管表面にコバルト60、
コバルト58、クロム51、マンガン54等の放射性核
種を生成する。これらの放射性核種は大部分が酸化物の
形態で燃料被覆管に付着したままであるが、その一部は
再び炉水中にイオンとして溶出したり、クラッドと呼ば
れる不溶性固体として炉水中に再放出される。これらの
放射性物質の一部は炉水浄化系によって取り除かれる
が、除去できなかったものは再循環系などを循環してい
る間に配管等の構造材接水部表面に蓄積する。このため
構造材の表面線量が上昇し、定期点検作業時の点検作業
従事者の放射線被曝が問題となってくる。そこで配管へ
の放射性核種の付着を防止する様々な方法が検討されて
いる。
However, in spite of such material and water quality control measures, the presence of a very small amount of metallic impurities in the reactor water is unavoidable, and some of them are fuel cladding tubes. It adheres to the surface as an oxide. The adhered metal element undergoes a nuclear reaction upon receiving neutron irradiation from the fuel. As a result, cobalt 60 on the surface of the fuel cladding tube,
It produces radionuclides such as cobalt 58, chromium 51, and manganese 54. Most of these radionuclides remain attached to the fuel cladding tube in the form of oxides, but some of them are again eluted as ions in the reactor water or re-emitted into the reactor water as insoluble solids called clad. It Some of these radioactive substances are removed by the reactor water purification system, but those that cannot be removed are accumulated on the surface of the water contact part of the structural material such as pipes while circulating through the recirculation system. For this reason, the surface dose of the structural material increases, and the radiation exposure of the inspection workers during the periodic inspection work becomes a problem. Therefore, various methods for preventing the radionuclide from adhering to the pipe have been studied.

【0005】このような方法の一つとして、高温水中で
本格的な稼働前に所謂予備酸化皮膜を配管内面に形成さ
せておく技術が特開昭62−24195号公報や特開昭
63−103999号公報等に記載されている。しか
し、これらの方法は新規プラントを対象としたものであ
り、既稼働プラントでは炉水中に放射性核種が既に存在
しているため予備酸化皮膜に放射性核種が取り込まれる
ことになってしまう。なお、この外に高温の蒸気を使用
して予備酸化皮膜を形成するものとして、特開昭60−
53897号公報に記載された技術も知られている。
As one of such methods, there is a technique of forming a so-called preliminary oxide film on the inner surface of the pipe in high temperature water before the full-scale operation, as disclosed in JP-A-62-24195 and JP-A-63-103999. It is described in Japanese Patent Publication No. However, these methods are intended for a new plant, and the radionuclide is already present in the reactor water in the existing plant, so the radionuclide will be incorporated into the preliminary oxide film. It should be noted that, in addition to this, a method of forming a preliminary oxide film by using high temperature steam is disclosed in JP-A-60-
The technique described in Japanese Patent No. 53897 is also known.

【0006】一方、放射性核種が付着し線量の上昇して
しまった配管などについては化学薬剤や研磨による除染
が行われている。しかし、この方法では酸化膜の成長が
早い金属の新生面が放射性核種を含む炉水と接すること
となるため、放射性核種の付着速度が除染していないと
ころと比べて速くなり、除染の効果がすぐに小さくなっ
てしまうという欠点がある。
[0006] On the other hand, decontamination by chemical agents and polishing is performed for pipes and the like whose radionuclides have adhered and whose dose has increased. However, in this method, since the new surface of the metal with a fast oxide film contact with the reactor water containing the radionuclide, the deposition rate of the radionuclide becomes faster than that in the non-decontaminated area, and the decontamination effect Has the drawback that it will quickly become smaller.

【0007】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、その目的は、運転中の原子力発電プ
ラントの放射性核種が付着した配管に対する放射性核種
の再付着を抑制することが可能な原子炉一次配管の補修
方法を提供することにある。また、他の目的は、運転中
の原子力発電プラントの放射性核種が付着した配管を取
り換えた後も、線量を低く維持できる原子炉一次配管の
補修方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to prevent reattachment of a radionuclide to a pipe to which the radionuclide of an operating nuclear power plant is attached. To provide a method for repairing primary reactor primary piping. Another object of the present invention is to provide a method for repairing a primary reactor piping which can keep the dose low even after replacing the piping to which the radionuclide is attached in the operating nuclear power plant.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、運転中の原子力発電プラントの放射性核
種が付着した配管を除染した後の配管、若しくは運転中
の原子力発電プラントの放射性核種が付着した配管を取
り替える場合の交換する配管を、原子力発電プラントの
各系統へ接続する前、若しくは後に、酸素を含む気相中
で加熱し、配管内表面に酸化膜を形成させるようにし
た。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pipe after decontamination of a pipe to which a radionuclide is attached in an operating nuclear power plant or a pipe in an operating nuclear power plant. When replacing the pipe to which the radionuclide is attached, heat the pipe to be replaced in the gas phase containing oxygen before or after connecting it to each system of the nuclear power plant to form an oxide film on the inner surface of the pipe. did.

【0009】さらに詳しくは、第1の手段は、原子炉の
一次系配管を補修する原子炉一次系配管の補修方法にお
いて、運転中の原子力発電プラントの放射性核種が付着
した一次系の配管の内面を除染し、その後、酸素を含む
気相中で前記配管の内面に酸化膜を形成することを特徴
とする。
More specifically, the first means is a method of repairing a primary system piping of a nuclear reactor for repairing a primary system piping of a nuclear reactor, wherein an inner surface of the primary system piping to which radionuclides of a nuclear power plant in operation are attached. Is decontaminated, and then an oxide film is formed on the inner surface of the pipe in a gas phase containing oxygen.

【0010】第2の手段は、運転中の原子力発電プラン
トの放射性核種が付着した一次系の予め設定された位置
の配管を取り外し、当該取り外した配管の内面を除染
し、その後、酸素を含む気相中で内面に酸化膜が形成さ
れた前記配管を接続することを特徴としている。
The second means is to remove the pipe at a preset position of the primary system to which the radionuclide of the operating nuclear power plant is attached, decontaminate the inner surface of the removed pipe, and then contain oxygen. It is characterized in that the pipe having an oxide film formed on the inner surface thereof is connected in a gas phase.

【0011】第3の手段は、運転中の原子力発電プラン
トの放射性核種が付着した一次系の予め設定された位置
の配管を取り外し、当該取り外した配管に代えて新しい
配管を接続し、その後、酸素を含む気相中で前記配管の
内面に酸化膜を形成することを特徴としている。
A third means is to remove the pipe at a preset position of the primary system to which the radionuclide of the operating nuclear power plant is attached, connect a new pipe in place of the removed pipe, and then add oxygen. An oxide film is formed on the inner surface of the pipe in a gas phase containing

【0012】第4の手段は、運転中の原子力発電プラン
トの放射性核種が付着した一次系の予め設定された位置
の配管を取り外し、酸素を含む気相中で前記配管の内面
に酸化膜を形成した新しい配管を前記取り外した配管に
代えて接続することを特徴としている。
A fourth means is to remove the pipe at a preset position of the primary system to which the radionuclide of the operating nuclear power plant is attached, and form an oxide film on the inner surface of the pipe in a gas phase containing oxygen. It is characterized in that the new pipe is connected instead of the removed pipe.

【0013】これらの場合、前記気相中で形成される酸
化膜の厚さは1nm以上、100nm以下であることが
望ましい。また、前記酸素を含む気相中の酸素濃度は
0.1%以上であることが必要である。
In these cases, the thickness of the oxide film formed in the vapor phase is preferably 1 nm or more and 100 nm or less. Further, the oxygen concentration in the gas phase containing oxygen is required to be 0.1% or more.

【0014】酸化膜の形成に際しては、前記配管を加熱
する加熱手段を備えた保温材で前記配管を被覆し、当該
配管に通水する前に前記加熱手段によって気相中で前記
配管を加熱することによって前記配管内面に酸化膜を形
成させることができる。また、前記配管の内部に加熱し
た気体を流通させて当該配管の内表面を加熱し、酸化膜
を形成させることもできる。また、前記配管内部に移動
可能な加熱装置を設置し、配管内表面を加熱しながら内
部を移動して酸化膜を形成するようにすることもでき
る。この場合、前記加熱装置として、高周波誘導加熱装
置が使用できる。また、前記配管内面に対する酸化膜の
形成前に配管の内表面の表面を研磨して表面粗さを10
μm以下とすればよい。これにより放射性核種の付着表
面積を減らすことができる。さらに、前記研磨による摩
擦熱によって当該配管の内表面が加熱され、酸化膜の形
成が行われる。加えて、第2または第3の手段では、前
記新しい配管の両端に加熱した気体を循環させる装置を
あらかじめ取り付けておき、前記配管の取り付け後に加
熱した気体を循環させて、当該配管の内表面を加熱し、
酸化膜を形成させるようにしてもよい。
When forming the oxide film, the pipe is covered with a heat insulating material having a heating means for heating the pipe, and the pipe is heated in the gas phase by the heating means before water is passed through the pipe. As a result, an oxide film can be formed on the inner surface of the pipe. It is also possible to cause a heated gas to flow inside the pipe to heat the inner surface of the pipe to form an oxide film. It is also possible to install a movable heating device inside the pipe and move the inside while heating the inner surface of the pipe to form an oxide film. In this case, a high frequency induction heating device can be used as the heating device. Further, before forming an oxide film on the inner surface of the pipe, the surface of the inner surface of the pipe is polished to have a surface roughness of 10
It may be less than or equal to μm. This can reduce the attachment surface area of the radionuclide. Further, the inner surface of the pipe is heated by the frictional heat due to the polishing, and the oxide film is formed. In addition, in the second or third means, a device for circulating heated gas is previously attached to both ends of the new pipe, and the heated gas is circulated after the pipe is attached to clean the inner surface of the pipe. Heat
You may make it form an oxide film.

【0015】なお、前記原子炉の一次系配管としては、
原子炉冷却材再循環系、原子炉冷却材浄化系、残留熱除
去系の少なくとも一系統の配管が適用される。
As the primary system piping of the reactor,
At least one piping of a reactor coolant recirculation system, a reactor coolant purification system, and a residual heat removal system is applied.

【0016】ここで、実施の形態について具体的に説明
する前に、原子炉配管への放射性核種の付着メカニズム
について説明する。図8は原子炉配管への放射性核種の
付着メカニズムを模式的に示す説明図である。
Before specifically describing the embodiments, the mechanism of radionuclide attachment to the reactor piping will be described. FIG. 8 is an explanatory view schematically showing the mechanism of radionuclide attachment to the reactor piping.

【0017】炉水中の放射性核種で定期点検に問題とな
るのはコバルト60、コバルト58、クロム51、マン
ガン54等であるが、中でも特に問題となるのはコバル
トの放射性同位体で比較的半減期の長いコバルト60で
ある。これらコバルトの放射性核種はほとんどが炉水中
でコバルト2価イオンとして存在している。一方、炉水
条件下でステンレス鋼等では水を介在して起こる湿食
と、高温雰囲気で酸素や電子、イオンの材料中の拡散に
よって起こる乾食が同時に発生する。このうち放射性核
種を取り込むのは主に湿食過程である。湿食過程ではス
テンレス鋼等の母材から鉄が乾食でできた酸化膜を通し
て溶出し、鉄2価イオンとなる。この鉄2価イオンは水
中の溶存酸素によって酸化されて鉄3価イオンとなる
が、鉄3価イオンの溶解度は非常に低いために再び酸化
物固体となって析出する。このとき近くに2価の金属イ
オンが存在すると、一部が2価の金属イオンを含むスピ
ネル型の酸化物であるフェライトとして析出し、2価金
属が存在しない場合にコランダム型の酸化物であるヘマ
タイトとして析出する。フェライトとしては炉水中での
存在量が最も多い2価金属であるニッケルイオンとの間
でできるニッケルフェライトの形が主体であるが、この
中にはコバルトイオンも含有され、結果として放射性核
種の配管付着を引き起こす。特に本発明が対象としてい
る除染後の配管、あるいは新しい配管では内面が金属の
新生面となるため腐食速度が速く、しかも既稼働プラン
トの炉水中には放射性核種が存在するため放射性核種の
付着が起こりやすくなっている。
Of the radioactive nuclides in the reactor water, the ones that are problematic for periodic inspections are cobalt 60, cobalt 58, chromium 51, manganese 54, etc. Among them, the most problematic is the radioactive isotope of cobalt, which has a relatively half-life. Long cobalt 60. Most of these radionuclides of cobalt exist as divalent cobalt ions in reactor water. On the other hand, under the reactor water condition, wet corrosion that occurs with the interposition of water in stainless steel and the like and dry corrosion that occurs due to diffusion of oxygen, electrons, and ions in the material in a high temperature atmosphere occur at the same time. Of these, it is the wet eating process that mainly takes in radionuclides. In the wet corrosion process, iron is eluted from a base material such as stainless steel through an oxide film formed by dry etching to become iron divalent ions. This divalent iron ion is oxidized by dissolved oxygen in water to become a trivalent iron ion, but since the trivalent iron ion has a very low solubility, it precipitates again as an oxide solid. At this time, if divalent metal ions are present in the vicinity, a part thereof is precipitated as ferrite which is a spinel type oxide containing divalent metal ions, and if no divalent metal is present, it is a corundum type oxide. Precipitates as hematite. The ferrite is mainly in the form of nickel ferrite formed with nickel ions, which are the divalent metals that are most abundant in reactor water, but cobalt ions are also contained in this, and as a result, radionuclide piping Causes sticking. In particular, the pipe after decontamination which is the subject of the present invention, or the new pipe has a high corrosion rate because the inner surface is a new surface of the metal, and since radionuclides are present in the reactor water of the existing plant, the adhesion of radionuclides It is easy to happen.

【0018】そこで発明者らが研究を進めたところ、既
稼働プラントの除染後の配管、若しくは取り換える新管
の内表面に炉水と接触する前に酸素を含む気相中で厚み
が1nmから100nmの酸化膜を形成させることで放
射性核種の付着を抑制できることを見出した。
Then, the inventors proceeded with the study and found that the thickness of the inner surface of the pipe after decontamination of the existing plant or the new pipe to be replaced has a thickness of 1 nm in the gas phase containing oxygen before contacting with the reactor water. It has been found that formation of a 100 nm oxide film can suppress the attachment of radionuclides.

【0019】図9に発明者らの実験結果を示す。実験は
SUS316の板状試験片をバフ研磨後、酸素含有気相
中500℃、700℃、900℃で8時間加熱して酸化
膜を形成させ、未酸化の試験片と共にコバルトイオンを
含む280℃の高温水中へ浸漬し、試験片に付着したコ
バルトの量を調べた。この結果から、500℃および7
00℃での加熱処理による酸化膜によってコバルトの付
着が抑制されていることがわかる。
FIG. 9 shows the experimental results of the inventors. The experiment was carried out by buffing a SUS316 plate-shaped test piece and then heating it in an oxygen-containing gas phase at 500 ° C., 700 ° C., and 900 ° C. for 8 hours to form an oxide film, and to form an oxide film at 280 ° C. containing cobalt ions. Was immersed in high temperature water, and the amount of cobalt adhering to the test piece was examined. From this result, 500 ° C and 7
It can be seen that the adhesion of cobalt is suppressed by the oxide film formed by the heat treatment at 00 ° C.

【0020】試験片の表面を観察すると500℃、70
0℃での加熱処理による試験片は干渉皮膜が形成された
段階で表面の鏡面状態が維持されていた。一方、900
℃加熱の試験片の表面状態は鏡面状態が破壊され、細か
な凹凸が目視できるようになっていた。更に、走査型電
子顕微鏡で付着後の表面を観察すると、900℃加熱処
理の試験片の付着物の数は700℃加熱処理のものに比
べてほぼ8倍程度に増えていることがわかった。また、
2次イオン質量分析計によって酸化膜の厚さを測定して
みたところ500℃、700℃、900℃の処理温度で
それぞれ40nm、100nm、900nmの酸化膜が
形成されていた。
The surface of the test piece was observed at 500 ° C. and 70
The surface of the test piece subjected to the heat treatment at 0 ° C. was maintained in a mirror state when the interference film was formed. On the other hand, 900
As for the surface condition of the test piece heated at ℃, the mirror-like condition was destroyed and fine irregularities were visible. Furthermore, when the surface after adhesion was observed with a scanning electron microscope, it was found that the number of adhered substances on the test piece subjected to the 900 ° C. heat treatment increased by about 8 times as compared with that at the 700 ° C. heat treatment. Also,
When the thickness of the oxide film was measured by the secondary ion mass spectrometer, the oxide films of 40 nm, 100 nm and 900 nm were formed at the processing temperatures of 500 ° C., 700 ° C. and 900 ° C., respectively.

【0021】金属が酸化物になると殆どの場合体積が膨
張するため酸化膜に圧縮応力が生じる。しかし、900
℃加熱処理では酸化膜の成長が速いために圧縮応力によ
って酸化膜が破壊され、酸化膜の緻密性が失われて鏡面
状態も破壊されることとなる。そして、破壊されてでき
た隙間のために比表面積が大きくなり、コバルトの付着
量が増えたものと考えられる。一方、鏡面状態を保った
500℃、700℃の試験片では形成された酸化膜はま
だあまり破壊されておらず、緻密な酸化膜がコバルトの
付着を起こす鉄イオンの母材から水側への移動を妨げる
ため、コバルトイオンの付着量が少なかったと考えられ
る。
In most cases, when the metal becomes an oxide, the volume expands, so that a compressive stress is generated in the oxide film. But 900
In the heat treatment at ℃, since the growth of the oxide film is fast, the oxide film is destroyed by the compressive stress, the denseness of the oxide film is lost, and the mirror state is also destroyed. Then, it is considered that the specific surface area was increased due to the gap formed by the destruction, and the amount of cobalt deposited was increased. On the other hand, the oxide film formed on the test piece at 500 ° C and 700 ° C, which kept the mirror surface state, has not been destroyed yet, and the dense oxide film causes the adhesion of cobalt from the base material of the iron ion to the water side. It is considered that the amount of cobalt ions deposited was small because it hindered the migration.

【0022】ここで、気相中の酸素の濃度を0.1%以
上としたのは次のような理由による。すなわち、酸化膜
が形成されるためには金属表面に酸素が吸着しなければ
ならず、その頻度は酸素の体積モル濃度に依存する。こ
のことは気相中だけではなく液相中でも同じことであ
る。一方、発明者らが溶存酸素濃度を変えて高温水中で
酸化膜を形成させる実験をしたところ、400ppbで
最も緻密な酸化膜を形成できることを突き止めた。これ
を体積モル濃度で表すと約13μmol/lとなる。こ
れに対して例えば500℃の気体では1molの容積が
約63.5〔l〕であるから1〔l〕あたりのモル数は
16mmol/lとなる。従って金属表面に溶存酸素4
00ppbの高温水と同じ頻度で酸素が吸着するために
は (13μmol/l)/(16mmol/l)≒0.1〔%〕 の酸素濃度が必要である。よって酸素濃度の下限を0.
1%に設定した。
The reason why the oxygen concentration in the gas phase is set to 0.1% or more is as follows. That is, oxygen must be adsorbed on the metal surface in order to form an oxide film, and the frequency depends on the volume molar concentration of oxygen. This is true not only in the gas phase but also in the liquid phase. On the other hand, the inventors conducted an experiment to change the dissolved oxygen concentration to form an oxide film in high temperature water, and found that the densest oxide film could be formed at 400 ppb. This is expressed as a volume molar concentration of about 13 μmol / l. On the other hand, in the case of gas at 500 ° C., for example, the volume of 1 mol is about 63.5 [l], so the number of moles per 1 [l] is 16 mmol / l. Therefore, dissolved oxygen 4 on the metal surface
The oxygen concentration of (13 μmol / l) / (16 mmol / l) ≈0.1 [%] is necessary for oxygen to be adsorbed at the same frequency as the high temperature water of 00 ppb. Therefore, the lower limit of the oxygen concentration is set to 0.
It was set to 1%.

【0023】前述のように配管の保温材の内側に加熱装
置を取り付けて配管を加熱することによって、配管の任
意の場所に酸化膜を形成することができる。その結果、
被曝低減に最も有効な場所へ効果的かつ選択的に酸化膜
を形成させて放射性核種の付着を抑制できる。また、一
度、保温材の内側に加熱器を取り付けると、その後は除
染の度毎に気相中で酸化膜を形成させて放射性核種の付
着を低減させることが可能となる。
As described above, the heating device is attached to the inside of the heat insulating material of the pipe to heat the pipe, whereby an oxide film can be formed at an arbitrary position of the pipe. as a result,
It is possible to effectively and selectively form an oxide film at the most effective place to reduce the exposure and to suppress the attachment of radionuclides. Further, once the heater is attached to the inside of the heat insulating material, thereafter, it is possible to form an oxide film in the gas phase every time decontamination is performed to reduce the adhesion of radionuclides.

【0024】接続する配管の両端に予め高温の気体を循
環させる装置を取り付けておけば、配管を系統に接続し
た後、取り付けた配管に酸素を含む高温の気体を循環さ
せて配管を加熱することで金属表面へ均一な酸化膜を形
成することができる。しかもこの高温気体を循環させる
装置を一度取り付けておけば、この装置を用いて液体状
の除染材を循環させることも可能であり、除染によって
線量を低減させた後、除染後の金属面に対しては高温の
気体を循環させて放射性核種の付着を抑制する酸化膜を
形成することができるようになる。
If a device for circulating a high temperature gas is attached to both ends of the pipe to be connected in advance, the high temperature gas containing oxygen is circulated in the attached pipe to heat the pipe after connecting the pipe to the system. Thus, a uniform oxide film can be formed on the metal surface. Moreover, once the device for circulating this high-temperature gas is installed, it is also possible to circulate the liquid decontamination material using this device. After reducing the dose by decontamination, the metal after decontamination can be used. A high temperature gas can be circulated on the surface to form an oxide film that suppresses the attachment of radionuclides.

【0025】また、配管の内側に加熱装置を設置し、こ
れを移動させて配管の内側表面を加熱するようにすれ
ば、短い時間で表層だけを加熱することができる。その
際、特に付着を抑制したい場所へ選択的に酸化膜を形成
させることが可能となるので非常に効率的である。特
に、加熱方法として高周波誘導加熱を用いると、高周波
の周波数を変えることで任意の深さまで容易に加熱する
ことができ、効率的に表層を加熱して酸化膜を形成する
ことができる。
If a heating device is installed inside the pipe and is moved to heat the inner surface of the pipe, only the surface layer can be heated in a short time. In that case, an oxide film can be selectively formed particularly in a place where adhesion is desired to be suppressed, which is very efficient. In particular, when high frequency induction heating is used as the heating method, it is possible to easily heat to a desired depth by changing the frequency of the high frequency, and to efficiently heat the surface layer to form an oxide film.

【0026】また、発明者らの実験によると表面粗さを
10μm以下にしてから酸化膜を形成すると、コバルト
イオンの付着がより効果的に抑制されることがわかっ
た。図10にその結果を示す。この図はステンレス鋼の
表面を酸で洗浄後、表面研磨によって表面粗さを変えた
試験片に気相中で酸化膜を形成させてからコバルト浸漬
試験によってその付着量を調べたものである。図に示す
とおり表面粗さを10μm以下とすることで未処理の場
合に比べて付着量が50%以下になっている。
Further, according to the experiments conducted by the inventors, it has been found that when the oxide film is formed after the surface roughness is set to 10 μm or less, the adhesion of cobalt ions is suppressed more effectively. FIG. 10 shows the result. In this figure, after the surface of stainless steel was washed with an acid, an oxide film was formed in the vapor phase on a test piece whose surface roughness was changed by surface polishing, and then the amount of adhesion was examined by a cobalt immersion test. As shown in the figure, by setting the surface roughness to 10 μm or less, the adhesion amount is 50% or less as compared with the case of untreated.

【0027】配管内面の研磨の際に乾式の研磨を行う
と、研磨の際の発熱を利用することで研磨部を加熱し、
気相中で酸化膜を形成することができる。この方法を既
稼動プラントの線量が上昇してしまった配管に適用する
と、既に付着している放射性核種を除染すると同時に、
放射性核種の再付着を抑制できる酸化膜の形成が可能と
なる。
When dry polishing is performed when polishing the inner surface of the pipe, the polishing portion is heated by utilizing the heat generated during polishing,
An oxide film can be formed in the gas phase. If this method is applied to pipes whose dose has risen in an existing plant, it will decontaminate radionuclides that have already adhered, and at the same time,
It is possible to form an oxide film that can suppress reattachment of radionuclides.

【0028】また、BWRでは炉水が接触する金属面に
放射性核種が蓄積するが、定期点検時に作業員の主な被
曝線源となるのは原子炉冷却材再循環系、原子炉冷却材
浄化系、残留熱除去系の配管機器である。これらの部位
の配管機器に本発明を適用することで定期点検時の作業
員の被曝を継続的に低くすることが可能となる。
Further, in the BWR, radionuclides accumulate on the metal surface with which the reactor water contacts, but the main sources of radiation to workers during periodic inspections are the reactor coolant recirculation system and the reactor coolant purification. System and residual heat removal system piping equipment. By applying the present invention to the piping equipment of these parts, it is possible to continuously reduce the radiation exposure of the worker at the time of periodic inspection.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1は本発明による原子炉冷却材配管の補
修処理の手順の概略を示すフローチャートである。この
補修手順では、まず、ステップS1で配管の線量率と放
射性核種の付着量とを測定し、所定の配管、すなわち除
染すべき配管の部位を切断する(ステップS2)。次い
で、当該切断した配管に除染装置、例えば図2に示すグ
ラインダ21のような研磨材22を回転させる装置を原
子炉冷却材再循環配管23の内部に設置し(ステップS
3)、配管23の内面を研磨しながら移動させることで
配管内表面に付着した放射性核種含有層24を除去する
(ステップS5)。このときステップS2で切断した配
管23の開口部にドレインラインを接続しておき(ステ
ップS4)、グラインダ21からは水を流出させ、研磨
によって発生した研磨屑を前記ドレンラインへ洗い流
す。また、研磨材の種類を変えることで研磨面の表面粗
さを10μm以下とすることができる〔第1の除染方
法〕。
FIG. 1 is a flow chart showing the outline of the procedure of the repair process of the reactor coolant piping according to the present invention. In this repair procedure, first, in step S1, the dose rate of the pipe and the amount of the radionuclide attached are measured, and the predetermined pipe, that is, the portion of the pipe to be decontaminated is cut (step S2). Then, a decontamination device, for example, a device for rotating the abrasive material 22 such as the grinder 21 shown in FIG. 2 is installed in the reactor coolant recirculation pipe 23 in the cut pipe (step S
3), the radionuclide-containing layer 24 attached to the inner surface of the pipe is removed by moving the inner surface of the pipe 23 while polishing (step S5). At this time, a drain line is connected to the opening of the pipe 23 cut in step S2 (step S4), water is caused to flow out from the grinder 21, and polishing debris generated by polishing is washed off to the drain line. In addition, the surface roughness of the polishing surface can be set to 10 μm or less by changing the type of the polishing material [first decontamination method].

【0031】あるいは図3の説明図に示すように定期点
検時に原子炉冷却材再循環ポンプ31が外された原子炉
冷却材再循環配管32を原子炉圧力容器33から切り放
し、この原子炉冷却材再循環配管32へ研磨材循環装置
34を取り付けて内部に研磨材の粒子を高速で循環させ
る。これにより配管内表面に付着した放射性核種を含む
層を擦り取ることができる。また研磨材粒子の代わりに
化学薬品溶液を循環させて放射性核種を含む層を溶解し
て除去しても良い〔第2の除染方法〕。
Alternatively, as shown in the explanatory view of FIG. 3, the reactor coolant recirculation pipe 32 from which the reactor coolant recirculation pump 31 has been removed during the periodic inspection is cut off from the reactor pressure vessel 33, and this reactor coolant An abrasive circulating device 34 is attached to the recirculation pipe 32 to circulate abrasive particles at high speed inside. Thereby, the layer containing the radionuclide attached to the inner surface of the pipe can be scraped off. Further, instead of the abrasive particles, a chemical solution may be circulated to dissolve and remove the layer containing the radionuclide [second decontamination method].

【0032】このようにして除染を完了すると、ステッ
プS7で配管内面に酸化膜を形成させるために加熱す
る。この加熱は図4に示すように、原子炉冷却材再循環
配管32を原子炉冷却材再循環ポンプ31と原子炉圧力
容器33へ接続して原子炉冷却材再循環系統を復旧し、
その後、配管加熱器42を内蔵した配管保温材41を図
に示すように原子炉冷却材再循環配管32に外周部へ取
り付け(ステップS6)、当該配管32へ通水する前の
気相中で加熱を行って配管内面が500℃の状態で1分
以上保持した後、徐冷する〔第1の酸化膜形成方法〕。
これにより配管32の内表面に放射性核種の付着抑制に
有効な酸化膜が形成できる。
When the decontamination is completed in this way, in step S7, heating is performed to form an oxide film on the inner surface of the pipe. This heating connects the reactor coolant recirculation pipe 32 to the reactor coolant recirculation pump 31 and the reactor pressure vessel 33 to restore the reactor coolant recirculation system, as shown in FIG.
Thereafter, a pipe heat insulating material 41 having a built-in pipe heater 42 is attached to the outer periphery of the reactor coolant recirculation pipe 32 as shown in the figure (step S6), and in the vapor phase before passing water to the pipe 32. After heating and holding the inner surface of the pipe at 500 ° C. for 1 minute or more, the pipe is gradually cooled [first oxide film forming method].
As a result, an oxide film effective for suppressing the attachment of radionuclides can be formed on the inner surface of the pipe 32.

【0033】また、第2の酸化膜形成方法として図5に
示すように、放射性核種の付着した層を除去した原子炉
冷却材再循環配管23の内側に前記配管23内を移動で
きるように加熱器51を設置する(ステップS6)。そ
して酸素を0.1%以上含む気相として大気を使用す
る。すなわち、大気中で加熱器51によって配管内表面
を500℃に加熱しながら移動させる。これにより配管
23の内面には炉水と接触した時に放射性核種の付着抑
制が可能な酸化膜52を形成することができる(ステッ
プS7)。
As a second oxide film forming method, as shown in FIG. 5, heating is performed so that the inside of the reactor coolant recirculation pipe 23 from which the layer having the radionuclide attached is removed can be moved. The container 51 is installed (step S6). Then, the atmosphere is used as a gas phase containing 0.1% or more of oxygen. That is, the inner surface of the pipe is moved while being heated to 500 ° C. by the heater 51 in the atmosphere. As a result, an oxide film 52 capable of suppressing the attachment of radionuclides when contacted with reactor water can be formed on the inner surface of the pipe 23 (step S7).

【0034】また、第3の酸化膜形成方法として、前記
加熱器51に代えて酸素を0.1%以上含む500℃の
気体を吹き付けて前記配管23の内表面を加熱しても同
等の酸化膜を形成できる(ステップS7)。さらに、第
4の酸化膜形成方法として、加熱器51に高周波誘導加
熱を行うことができる装置、言い換えれば高周波誘導加
熱器を用いると、任意の深さまで配管23を加熱するこ
とができる。これによって、不必要な部分を加熱するこ
となく表面だけを加熱して酸化膜を形成することが可能
となる(ステップS7)。
As a third oxide film forming method, the same oxidation can be performed by heating the inner surface of the pipe 23 by blowing a gas of 500 ° C. containing 0.1% or more of oxygen in place of the heater 51. A film can be formed (step S7). Further, as the fourth oxide film forming method, when the heater 51 is a device capable of performing high frequency induction heating, in other words, a high frequency induction heater, the pipe 23 can be heated to an arbitrary depth. This makes it possible to form an oxide film by heating only the surface without heating an unnecessary portion (step S7).

【0035】第2の方法として図5で示した加熱器51
を移動させる方法では、配管内面に均一な酸化膜を形成
させることは必ずしも簡単ではない。しかし、本発明で
は気相中で材料を加熱して1nm以上の酸化膜が形成で
きればよく、これによって酸化膜が存在する部分への放
射性核種の付着は抑制されるわけであるから、酸化膜が
必ずしも配管の内表面に一様に形成されている必要はな
い。さらに極端には、配管部分によっては酸化膜の形成
されている部分と形成されていない部分が混在していて
もよい。従って定期点検作業時に作業者が近づくことで
主な被曝源となる原子炉冷却材再循環ポンプに近い部分
の原子炉冷却材再循環配管に対しては酸化膜を形成さ
せ、あまり近づかない圧力容器の出入口に近い部分の原
子炉冷却材再循環配管は特に処理をしなくても作業被曝
を抑制できる。
As a second method, the heater 51 shown in FIG. 5 is used.
It is not always easy to form a uniform oxide film on the inner surface of the pipe by the method of moving. However, in the present invention, it is sufficient that the material is heated in the gas phase to form an oxide film having a thickness of 1 nm or more, which suppresses the adhesion of radionuclides to the portion where the oxide film exists. It does not necessarily have to be formed uniformly on the inner surface of the pipe. Further extremely, depending on the piping portion, the portion where the oxide film is formed and the portion where the oxide film is not formed may be mixed. Therefore, an oxide film is formed on the reactor coolant recirculation pipe in the vicinity of the reactor coolant recirculation pump, which is the main source of radiation due to workers approaching during regular inspection work The reactor coolant recirculation pipe near the entrance and exit of the plant can suppress work exposure without special treatment.

【0036】図6にさらに配管内表面に酸化膜を形成さ
せる第5の方法を示す。この方法は、加熱した気体を配
管内に流通させるもので、原子炉冷却材循環系の炉心の
入口と出口にバルブ61を設置し、これをバイパス配管
62で接続する。バイパス配管61にはガス注入装置6
3、ガス加熱装置64、およびガス循環ポンプ65が取
り付けてある。バルブ61を操作することで炉心(圧力
容器33)を通らず、原子炉再循環系とバイパス系で閉
じた循環系を構成する。続いて酸素を含む気体を、ガス
注入装置63で構成した循環系に導入し、これをガス加
熱器64で加熱して500℃としてガス循環ポンプ65
で循環させる。これによって加熱された気体が接触する
配管32の内表面を加熱し、酸化膜を形成させることが
できる。また、ここで構築したバイパス配管62による
循環系は除染材を循環させて配管32の除染にも使用す
ることができる。さらに、一度設置すると、この設備を
使って、その後も除染による被曝線源の除去と放射性核
種の付着抑制に有効な酸化膜の形成が容易にできるよう
になる。
FIG. 6 shows a fifth method for forming an oxide film on the inner surface of the pipe. In this method, heated gas is circulated in a pipe, and a valve 61 is installed at an inlet and an outlet of a core of a reactor coolant circulation system, and this is connected by a bypass pipe 62. The gas injection device 6 is provided in the bypass pipe 61.
3, a gas heating device 64, and a gas circulation pump 65 are attached. By operating the valve 61, a circulation system closed by the reactor recirculation system and the bypass system is formed without passing through the core (pressure vessel 33). Subsequently, a gas containing oxygen is introduced into the circulation system constituted by the gas injection device 63, and this is heated by the gas heater 64 to 500 ° C. and the gas circulation pump 65.
To circulate. As a result, the inner surface of the pipe 32 in contact with the heated gas can be heated to form an oxide film. Further, the circulation system constituted by the bypass pipe 62 constructed here can be used for decontamination of the pipe 32 by circulating the decontamination material. Furthermore, once installed, this equipment can be used to facilitate the subsequent removal of the radiation source by decontamination and the formation of an oxide film effective for suppressing the attachment of radionuclides.

【0037】酸化膜を形成させる第6の方法としては、
図3で示した原子炉冷却材再循環配管32を切り放して
除染のために構築した循環系(符号32,34)を利用
して高温の気体を循環させ、原子炉冷却材再循環系の復
旧前に配管32の内表面に酸化膜を形成させ、再度、前
記配管32を接続するようにしてもよい。
As a sixth method of forming an oxide film,
The high temperature gas is circulated by utilizing the circulation system (reference numerals 32 and 34) constructed for decontamination by cutting off the reactor coolant recirculation pipe 32 shown in FIG. An oxide film may be formed on the inner surface of the pipe 32 before restoration, and the pipe 32 may be connected again.

【0038】また、第7の酸化膜形成方法として、図2
の研磨において水を使わず乾式で行うことで研磨面と研
磨剤との間に摩擦熱を生じさせ、研磨面を500℃に加
熱することによって酸化膜を形成するようにしてもよ
い。
As a seventh oxide film forming method, as shown in FIG.
The polishing may be performed dry without using water to generate frictional heat between the polishing surface and the polishing agent, and the polishing surface may be heated to 500 ° C. to form an oxide film.

【0039】このようにして各方法で酸化膜を形成した
後、取り外しが可能な加熱に使用した装置を撤去し(ス
テップS8)、ドレンラインを使用したときにはさらに
ドレンラインを撤去し(ステップS9)、配管を復旧し
て運転可能な状態に戻す(ステップS10)。
After forming the oxide film by each method as described above, the detachable apparatus used for heating is removed (step S8), and when the drain line is used, the drain line is further removed (step S9). , The pipes are restored to the operable state (step S10).

【0040】なお、これらの第1ないし第7の酸化膜形
成方法は除染後の配管23だけでなく、放射性核種で汚
染した配管を新しい配管に取り替える場合、この新しい
配管に気相中で酸化膜を形成させる場合にも適用するこ
とができる。
These first to seventh oxide film forming methods are not limited to the decontaminated pipe 23, but when replacing a pipe contaminated with a radionuclide with a new pipe, the new pipe is oxidized in the gas phase. It can also be applied when forming a film.

【0041】図7に本発明をPWRに適用した例を示
す。加圧水型原子炉では一次系冷却水701が加圧器7
02によって加圧され沸騰しないようにしてある。この
一次系冷却水701が核燃料703によって加熱され、
熱せられた一次系冷却水701は蒸気発生器704で熱
交換され、二次系冷却水を蒸気にした後、一次系冷却水
701は再び圧力容器710内に戻る。蒸気となった二
次冷却水はタービン705を通って発電を行わせた後、
復水器706によって水に戻される。一方、熱交換器7
04を通った一次冷却水701の一部は炉水浄化系に導
かれ、浄化装置707で不純物が取り除かれる。更に加
圧水型原子炉では核燃料703の反応を一次冷却水の流
量以外にも、一次系冷却水のほう酸濃度でもコントロー
ルしているため浄化装置707の後に、ほう酸水注入系
708と希釈水注入系709を備えている。このような
構造のため加圧水型原子炉では一次系冷却水701と接
する配管に放射性核種が付着し被曝の原因となる。
FIG. 7 shows an example in which the present invention is applied to a PWR. In the pressurized water reactor, the primary system cooling water 701 is the pressurizer 7
It is pressurized by 02 so as not to boil. The primary cooling water 701 is heated by the nuclear fuel 703,
The heated primary system cooling water 701 is heat-exchanged in the steam generator 704 to turn the secondary system cooling water into steam, and then the primary system cooling water 701 returns to the pressure vessel 710 again. After the secondary cooling water that has become steam passes through the turbine 705 to generate electricity,
Returned to water by condenser 706. On the other hand, the heat exchanger 7
Part of the primary cooling water 701 that has passed through 04 is guided to the reactor water purification system, and impurities are removed by the purification device 707. Further, in the pressurized water reactor, the reaction of the nuclear fuel 703 is controlled not only by the flow rate of the primary cooling water but also by the boric acid concentration of the primary system cooling water, so that after the purifying device 707, the boric acid water injection system 708 and the dilution water injection system 709. Is equipped with. Due to such a structure, in the pressurized water reactor, the radionuclide attaches to the pipe that is in contact with the primary system cooling water 701 and causes radiation exposure.

【0042】そこでこの付着を抑制するため、一次系の
配管に対して本特許を適用する。すなわち、一次系配管
の原子炉圧力容器710の入口と出口をバイパス配管7
11で系統を切り替えられるように図示する部分にバル
ブ712を設ける(ステップS2,S3に対応)。次に
バルブ712を操作して原子炉圧力容器710を通らな
いでバイパス配管711を通るように循環ポンプ713
によって除染材を流通させ、熱交換器704等の一次系
配管の除染を行う(ステップS4,S5に対応)。続い
てバイパス配管711を通る新たに構成した循環系統
に、ガス注入装置714を使って酸素を0.1%以上含
む気体、例えば空気を導入する。導入された空気は加熱
器715で500℃に加熱され、循環ポンプ713によ
って系統内を循環させられる。これによって熱交換器7
04等の一次系配管に放射性核種の付着抑制に有効な酸
化膜を形成することができる(ステップS6,S7に対
応)。
Therefore, in order to suppress this adhesion, the present patent application is applied to the piping of the primary system. That is, the inlet and outlet of the reactor pressure vessel 710 of the primary system piping are connected to the bypass piping 7
A valve 712 is provided in the illustrated portion so that the system can be switched at 11 (corresponding to steps S2 and S3). Next, the valve 712 is operated to allow the circulation pump 713 to pass through the bypass pipe 711 without passing through the reactor pressure vessel 710.
The decontamination material is circulated to decontaminate the primary system piping such as the heat exchanger 704 (corresponding to steps S4 and S5). Then, a gas including 0.1% or more of oxygen, for example, air is introduced into the newly constructed circulation system passing through the bypass pipe 711 using the gas injection device 714. The introduced air is heated to 500 ° C. by the heater 715 and circulated in the system by the circulation pump 713. As a result, the heat exchanger 7
It is possible to form an oxide film effective in suppressing the adhesion of radionuclides on the primary piping such as 04 (corresponding to steps S6 and S7).

【0043】このようにこれらの実施形態によれば、配
管内面を除染後、気相中で酸化膜を形成することによっ
て、補修後の放射線量率の上昇を4分の1以下に抑制す
ることができる。また、これらの実施形態では、酸素を
含む気相の温度を500℃としているが、これは前述の
図9で500℃で酸化処理したときにコバルトの付着が
最も抑制されていたためで、500℃前後であれは充分
に効果があり、500〜700℃程度、もしくは300
〜500℃程度でも、充分に本願の効果を奏することが
できる。
As described above, according to these embodiments, the decontamination of the inner surface of the pipe and the formation of an oxide film in the gas phase suppress the increase in the radiation dose rate after the repair to 1/4 or less. be able to. Further, in these embodiments, the temperature of the gas phase containing oxygen is set to 500 ° C. This is because the deposition of cobalt was most suppressed when the oxidation treatment was performed at 500 ° C. in FIG. Before and after, it is fully effective, about 500-700 ℃, or 300
Even at about 500 ° C, the effect of the present application can be sufficiently exerted.

【0044】[0044]

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば、すでに運転中の、言い換えればすでに稼働
中の沸騰水型原子力発電プラントおよび加圧水型原子力
発電プラントの一次系配管を除染後、気相中で酸化膜を
形成することによって放射性核種の再付着を抑制するこ
とができる。その際、気相中で酸化膜を形成するので、
大規模な設備が不要であり、低コストで原子炉一次系配
管の補修が可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the primary system pipes of the boiling water nuclear power plant and the pressurized water nuclear power plant that are already in operation, that is, already in operation, are removed. After dyeing, the redeposition of radionuclides can be suppressed by forming an oxide film in the gas phase. At that time, since an oxide film is formed in the gas phase,
No large-scale equipment is required, and repair of primary reactor system piping is possible at low cost.

【0045】[0045]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態における原子炉一次系配管の
補修方法の処理手順の一例を示すフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a processing procedure of a method for repairing a reactor primary system piping according to an embodiment of the present invention.

【図2】放射性核種が付着した配管内面を研磨機によっ
て研磨して放射性核種を除去する第1の放射性核種除去
方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a first radionuclide removing method of removing a radionuclide by polishing an inner surface of a pipe on which the radionuclide is attached with a polishing machine.

【図3】放射性核種が付着した配管内面に除染材を通流
させて放射性核種を除去する第2の放射性核種除去方法
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a second radionuclide removing method of removing the radionuclide by causing a decontamination material to flow through the inner surface of the pipe to which the radionuclide is attached.

【図4】保温材中にヒータを入れて加熱して酸化膜を形
成する第1の酸化膜形成方法を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a first oxide film forming method for forming an oxide film by placing a heater in a heat insulating material and heating it.

【図5】原子炉一次系配管内を加熱器を移動させて酸化
膜を形成する第2の酸化膜形成方法を示す説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view showing a second oxide film forming method of forming an oxide film by moving a heater in the reactor primary system piping.

【図6】原子炉一次系配管の復旧後に加熱ガスを通流し
て気相中で酸化膜を形成させる第5の酸化膜形成方法を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing a fifth oxide film forming method of flowing a heating gas to form an oxide film in a gas phase after the reactor primary system piping is restored.

【図7】PWRにおける除染と酸化膜形成方法を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a decontamination method and an oxide film forming method in PWR.

【図8】原子炉冷却材配管への放射性核種付着機構を説
明するための模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a mechanism of attaching a radionuclide to a reactor coolant pipe.

【図9】気相中酸化処理によるコバルトの付着量を酸化
処理温度をパラメータとして示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the amount of cobalt deposited by in-gas oxidation treatment with the oxidation treatment temperature as a parameter.

【図10】気相中酸化処理によるコバルトの付着量を表
面粗さをパラメータとして示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing the amount of cobalt deposited by vapor-phase oxidation treatment using the surface roughness as a parameter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 グラインダー 22 研磨材 23 原子炉冷却材再循環配管 24 放射性核種含有層 31 原子炉冷却材再循環ポンプ 32 原子炉冷却材再循環配管 33 原子炉圧力容器 34 研磨材循環装置 41 配管保温材 42 配管加熱器 51 加熱器 52 酸化膜 61 バルブ 62 バイパス配管 63 ガス注入装置 64 ガス加熱装置 65 ガス循環ポンプ 701 一次系冷却水 702 加圧器 710 原子炉圧力容器 711 バイパス配管 712 バルブ 713 循環ポンプ 714 ガス注入装置 715 加熱器 21 Grinder 22 Abrasive 23 Reactor Coolant Recirculation Pipe 24 Radionuclide-Containing Layer 31 Reactor Coolant Recirculation Pump 32 Reactor Coolant Recirculation Pipe 33 Reactor Pressure Vessel 34 Abrasive Circulator 41 Pipe Heat Insulation 42 Pipe Heater 51 Heater 52 Oxide film 61 Valve 62 Bypass pipe 63 Gas injection device 64 Gas heating device 65 Gas circulation pump 701 Primary system cooling water 702 Pressurizer 710 Reactor pressure vessel 711 Bypass pipe 712 Valve 713 Circulation pump 714 Gas injection device 715 heater

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21F 9/28 521 G21F 9/28 521D Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location G21F 9/28 521 G21F 9/28 521D

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原子炉の一次系配管を補修する原子炉一
次系配管の補修方法において、 運転中の原子力発電プラントの放射性核種が付着した一
次系の配管の内面を除染し、その後、酸素を含む気相中
で前記配管の内面に酸化膜を形成することを特徴とする
原子炉一次系配管の補修方法。
1. A method for repairing a primary system piping of a nuclear reactor for repairing a primary system piping of a nuclear reactor, comprising decontaminating an inner surface of a primary system piping to which radionuclides of an operating nuclear power plant adhere, and then deoxidizing the oxygen. An oxide film is formed on the inner surface of the pipe in a gas phase containing the following: a method for repairing a reactor primary system pipe.
【請求項2】 原子炉の一次系配管を補修する原子炉一
次系配管の補修方法において、 運転中の原子力発電プラントの放射性核種が付着した一
次系の予め設定された位置の配管を取り外し、当該取り
外した配管の内面を除染し、その後、酸素を含む気相中
で内面に酸化膜が形成された前記配管を接続することを
特徴とする原子炉一次系配管の補修方法。
2. A method for repairing a primary system piping of a reactor for repairing a primary system piping of a nuclear reactor, comprising removing a piping at a preset position of a primary system to which radionuclides of an operating nuclear power plant are attached, A method for repairing a primary reactor system pipe, comprising decontaminating an inner surface of a removed pipe, and then connecting the pipe having an oxide film formed on the inner surface in a gas phase containing oxygen.
【請求項3】 原子炉の一次系配管を補修する原子炉一
次系配管の補修方法において、 運転中の原子力発電プラントの放射性核種が付着した一
次系の予め設定された位置の配管を取り外し、当該取り
外した配管に代えて新しい配管を接続し、その後、酸素
を含む気相中で前記配管の内面に酸化膜を形成すること
を特徴とする原子炉一次系配管の補修方法。
3. A method of repairing a primary system piping of a nuclear reactor for repairing a primary system piping of a nuclear reactor, comprising removing a piping at a preset position of a primary system to which radionuclides of an operating nuclear power plant are attached, A method for repairing a primary reactor system piping, comprising connecting a new piping in place of the removed piping, and then forming an oxide film on the inner surface of the piping in a gas phase containing oxygen.
【請求項4】 原子炉の一次系配管を補修する原子炉一
次系配管の補修方法において、 運転中の原子力発電プラントの放射性核種が付着した一
次系の予め設定された位置の配管を取り外し、酸素を含
む気相中で前記配管の内面に酸化膜を形成した新しい配
管を前記取り外した配管に代えて接続することを特徴と
する原子炉一次系配管の補修方法。
4. A method of repairing a primary system piping of a nuclear reactor for repairing a primary system piping of a nuclear reactor, wherein a pipe at a preset position of a primary system to which radionuclides of an operating nuclear power plant adhere is removed, and oxygen is removed. A method for repairing a primary reactor system pipe, wherein a new pipe having an oxide film formed on the inner surface of the pipe is connected in place of the removed pipe in a gas phase containing
【請求項5】 前記気相中で形成される酸化膜の厚さが
1nm以上、100nm以下であることを特徴とする請
求項1ないし4のいずれか1項に記載の原子炉一次系配
管の補修方法。
5. The reactor primary system piping according to claim 1, wherein the oxide film formed in the vapor phase has a thickness of 1 nm or more and 100 nm or less. Repair method.
【請求項6】 前記酸素を含む気相中の酸素濃度が0.
1%以上であることを特徴とする請求項1ないし4のい
ずれか1項に記載の原子炉一次系配管の補修方法。
6. The oxygen concentration in the gas phase containing oxygen is 0.
It is 1% or more, The repair method of the nuclear reactor primary system piping according to any one of claims 1 to 4.
【請求項7】 前記配管を加熱する加熱手段を備えた保
温材で前記配管を被覆し、当該配管に通水する前に前記
加熱手段によって気相中で前記配管を加熱することによ
って前記配管内面に酸化膜を形成させることを特徴とす
る請求項1ないし4のいずれか1項に記載の原子炉一次
系配管の補修方法。
7. The inner surface of the pipe is obtained by coating the pipe with a heat insulating material having heating means for heating the pipe, and heating the pipe in a gas phase by the heating means before passing water through the pipe. 5. The method for repairing a primary reactor system piping according to any one of claims 1 to 4, wherein an oxide film is formed.
【請求項8】 前記配管内部に加熱した気体を流通させ
て当該配管の内表面を加熱し、酸化膜を形成させること
を特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の
原子炉一次系配管の補修方法。
8. The nuclear reactor according to claim 1, wherein a heated gas is circulated inside the pipe to heat the inner surface of the pipe to form an oxide film. Repair method for primary piping.
【請求項9】 前記新しい配管の両端に加熱した気体を
循環させる装置をあらかじめ取り付けておき、前記配管
の取り付け後に加熱した気体を循環させて、当該配管の
内表面を加熱し、酸化膜を形成させることを特徴とする
請求項2または3に記載の原子炉一次系配管の補修方
法。
9. A device for circulating a heated gas is previously attached to both ends of the new pipe, and the heated gas is circulated after the pipe is attached to heat the inner surface of the pipe to form an oxide film. The method for repairing primary reactor system piping according to claim 2 or 3, wherein
【請求項10】 前記配管内部に移動可能な加熱装置を
設置し、配管内表面を加熱しながら内部を移動して酸化
膜を形成することを特徴とする請求項1ないし4のいず
れか1項に記載の原子炉一次系配管の補修方法。
10. A heating device that is movable inside the pipe is installed, and while moving the inside of the pipe while heating the inner surface of the pipe, an oxide film is formed. The method for repairing the primary piping of the reactor described in.
【請求項11】 前記加熱装置が、高周波誘導加熱装置
からなることを特徴とする請求項10記載の原子炉一次
系配管の補修方法。
11. The method for repairing primary system piping of a nuclear reactor according to claim 10, wherein the heating device comprises a high frequency induction heating device.
【請求項12】 前記配管内面に対する酸化膜の形成前
に配管の内表面の表面を研磨して表面粗さを10μm以
下とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
1に記載の原子炉一次系配管の補修方法。
12. The surface roughness of the inner surface of the pipe is polished to form a surface roughness of 10 μm or less before the oxide film is formed on the inner surface of the pipe. Repair method for primary reactor piping.
【請求項13】 前記研磨による摩擦熱によって当該配
管の内表面を加熱し酸化膜を形成させることを特徴とす
る請求項12記載の原子炉一次系配管の補修方法。
13. The method for repairing a primary reactor system pipe according to claim 12, wherein an inner surface of the pipe is heated by frictional heat generated by the polishing to form an oxide film.
【請求項14】 前記原子炉の一次系配管が、原子炉冷
却材再循環系、原子炉冷却材浄化系、残留熱除去系の少
なくとも一系統であることを特徴とする請求項1ないし
4のいずれか1項に記載の原子炉一次系配管の補修方
法。
14. The reactor primary system pipe is at least one system of a reactor coolant recirculation system, a reactor coolant purification system, and a residual heat removal system. The method for repairing the primary reactor system piping according to any one of items.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007198871A (en) * 2006-01-26 2007-08-09 Hitachi Ltd Replacement member for nuclear power plant, and method of handling member for nuclear power plant
JP2017227446A (en) * 2016-06-20 2017-12-28 株式会社東芝 Chemical decontamination method for pressurized water type nuclear power plants

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