JPS645280B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は除染装置に関し、特に原子炉の蒸気発
生器の熱交換管を除染する方法及び装置に関す
る。 典型的な原子炉の蒸気発生器は、垂直に配設さ
れた外胴、管束を形成するように該外胴中に配設
された複数のＵ字管、これらのＵ字管を湾曲部分
の反対側で支持する管板及びこの管板と共働して
管束の一端側の１次流体入口プレナム及び他端側
の１次流体出口プレナムを形成する仕切板を備え
ている。原子炉の炉心を通り循環されることによ
り加熱された１次流体は、１次流体入口プレナム
を経て蒸気発生器に入る。１次流体は１次流体入
口プレナムから、Ｕ字管を支持する管板の近くで
Ｕ字管の第１開口を通つて上方に流れ、Ｕ字管の
湾曲部を通り、管板に近接したＵ字管の第２開口
を経て、１次流体出口プレナムに流入する。それ
と同時に、給水として知られる２次流体は、Ｕ字
管との熱交換関係においてＵ字管の回りに循環さ
れ、Ｕ字管中の１次流体からＵ字管を囲む２次流
体に熱が移動し、２次流体の一部が蒸気に変えら
れる。１次流体は放射性粒子を含有し、Ｕ字管の
壁部及び管板により２次流体から遮断されている
から、Ｕ字管と管板とを無欠陥に保ち、Ｕ字管と
管板との間の溶接部又はＵ字管自身に破断部分が
できないようにして、１次流体による２次流体の
汚染を防止することがたいせつである。 １次流体の入口及び出口プレナムを通つてＵ字
管又は管板の溶接部を点検又は修理することが時
に必要になる。この目的から、作業員がＵ字管又
は管板について作業するため入口及び出口プレナ
ムに入れるように直立外胴にマンホールが形成さ
れている。しかし一般には水である１次流体が放
射性粒子を含有するため、入口プレナムと出口プ
レナムとが放射性になり、作業員が滞留し得る時
間が制限される。また１次流体はＵ字管を通つて
導かれるため、Ｕ字管も汚染される。従つて、高
放射レベルに暴露されることなくＵ字管及び管板
について作業ができるようにすることが望まし
い。そのため入口及び出口のプレナムをＵ字管の
一部と共に除染して、作業員が原子炉の蒸気発生
器の入口及び出口プレナムに入り、そこで作業で
きるようにすることがたいせつである。 従つて本発明の主な目的は、原子炉の蒸気発生
器の入口プレナム及び出口プレナム中の放射レベ
ルを少くし、そこで作業が行われ得るように、蒸
気発生器のＵ字管を有効に除染する方法及びその
ための装置を提供することにある。 この目的に鑑み本発明は回転可能なホーンを原
子炉の蒸気発生器の入口及び出口のプレナム域か
ら管中に挿入し、該管を通つて移動する間に該ホ
ーンを回転させて、該管から放射性付着物を除去
し、該ホーンの作業域に水を供給して放射性付着
物を洗い流すことにより、原子炉の蒸気発生器の
管を除染する方法において、各々の管を放射性付
着物の排出端において閉さし、放射性付着物を入
口及び出口プレナムの壁部に接触させずに直接該
管から蒸気発生器の外部に導くことを特徴とする
除染方法に在る。 また、本発明はホーニングブラシ（以下単にブ
ラシとする）と蒸気発生器の管を清掃するために
前記ブラシを回転させる間前記ブラシを蒸気発生
器の管中に挿入するように前記ブラシを取付ける
ための可撓管構造とを有し、該可撓管構造が前記
ブラシの作業域に該可撓構造を経て供給される水
を向けて前記管の表面から前記ブラシにより除去
された付着物を流し去るためのノズルを備え、更
に蒸気発生器から洗滌水及び付着物を除去するた
めの除去装置を有する除染装置に於て、前記可撓
管構造が可撓性導管を通つて延長し、該可撓性導
管は前記管から流出する洗滌水及び放射性付着物
を直接受けるために前記管との封止係合の下に配
設されるようになつた自由端を有し、該可撓性導
管は蒸気発生器から、洗滌水及び付着物を該可撓
性導管より除去するための清掃機構まで延長し、
該可撓管構造は前記清掃機構中の封止機構を通つ
て延長し、該可撓管構造を回転させ軸方向に移動
させるための駆動装置に連結されたことを特徴と
する除染装置にも在る。 次に図面に示した本発明の好ましい実施例につ
いて詳述する。 管型蒸気発生器では管板は熱交換管束を支持す
る。本発明による除染装置は、原子炉の蒸気発生
器の熱交換管を遠隔除染し得る回転自在なホーン
を備えている。 第１図において、原子炉の蒸気発生器２０は、
下端の近くに１次流体入口ノズル２４及び１次流
体出口ノズル２６を有する外胴２２を備えてい
る。管孔３０を備えたほぼ円筒形の管板２８も外
胴２２にその下端の近くにおいて取付けてある。
管板２８と外胴２２との両方に取付けた仕切板３
２は、当該技術では周知のように、蒸気発生器２
０の下端に１次流体入口プレナム３４及び２次流
体出口プレナム３６を限定している。Ｕ字管の熱
交換管である管３８は、外胴２２の内部に配設さ
れ、管孔３０により管板２８に連結されている。
約3500本の管３８により管束４０が形成される。
更に２次流体入口ノズル４２は２次流体例えば水
を供給するために外胴２２に形成してあり、蒸気
出口ノズル４４は外胴２２の上端に取付けてあ
る。作動時に水であつてよい１次流体は、原子炉
炉心を通り循環されることにより加熱された後、
入口ノズル２４を経て蒸気発生器２０に入り、１
次流体入口プレナム３４に流入する。１次流体
は、１次流体入口プレナム３４から管３８を通つ
て上方に流れ、管板２８を通り、管３８のＵ字形
湾曲部を通り、管３８を通つて下方に流れ、１次
流体出口プレナム３６に流入し、１次流体はそこ
で１次流体出口ノズル２６を経て蒸気発生器２０
を去る。管３８を通り流れる間の１次流体から、
管３８を囲む２次流体に熱が伝達され、２次流体
は蒸発する。発生した蒸気は蒸気出口ノズル４４
を経て蒸気発生器２０を去る。放射性粒子を含有
していることがある１次流体が２次流体から確実
に遮断されるようにするため、管３８と管板２８
との間の溶接部又は管３８を点検又は修理するこ
とが時に必要になる。そのため１次流体入口プレ
ナム３４と１次流体出口プレナム３６との両方に
入つて、管板２８全体に手が屈くように、外胴２
２にマンホール４６が設けられている。 第２図を参照して、除染装置は全体として参照
数字５０で示され、管３８中に配設し得る回転自
在なホーン５２を備えている。ホーン５２は管板
２８に対してホーン５２を案内するためその周囲
に配設された取付け機構５４を有する。取付機構
５４には管板２８で取付け機構５４を支持するた
め管３８中に配設される複数のカムロツク５６が
取付けてある。カムロツク５６は当該技術分野に
おいて知られているもので良い。取付け機構５４
を使用する代りにホーン５２を案内される遠隔の
操作装置（図示しない）により支持してもよい。
除染装置５０は、取付け機構５４に取付けられて
マンホール４６を経て清掃装置６０まで延長させ
得る第１の可撓性導管５８も備えている。清掃装
置６０はホーン５２を蒸気発生器２０から取出す
時にホーン５２から混入物を除去するために用い
られる。除染装置５０はホーン５２を前進及び後
退させるための送り機構６２も備えている。送り
機構６２はホーン５２を所望方向に移動させるた
めにホーン５２と接触する電動機駆動される縦続
された１組のラバーベルトも備えている。除染装
置５０はその他に駆動機構６４とケーブル保持装
置６６とを備えている。駆動機構６４はホーン５
２の回動機構として用いられ、ケーブル保持装置
６６は除染装置５０のケーブルを巻取つたり繰出
したりする機構である。 第３図乃至第５図を参照して、ホーン５２は流
体を内部に通過させるためのらせん状に巻いた管
即ちらせん管６８を備えている。ノズル７０はら
せん管６８の一端に取付けてあり、ねじ取付具７
２はその他端に取付けてある。らせん状に巻いた
ホーニングブラシ７４（以下単にブラシ７４とす
る）は、管３８の内面と接触し、ホーン５２が回
転する間にそれから混入物を除去するために、ね
じ取付具７２とノズル７０との間においてらせん
管６８上に配設されている。ブラシ７４にはホー
ニング技術において既知のものを使用し得る。ブ
ラシ７４は、管３８の内部から汚染された金属の
薄い層を除去することにより管３８の汚染を少く
し得るように選定される。ノズル７０は流体ノズ
ルプレナム７８から導いてそれを管３８の内部の
方に向けることにより、ブラシ７４を潤滑し、ブ
ラシ７４により除去された汚染粒子を流すための
複数の流路７６を内部に備えている。流路７６は
約0.8mmの直径を有していてよく、またノズル７
０の長手方向軸線に関して20〜40゜、好ましくは
約30゜の角度に配設することができる。ホーン５
２が回転され、ブラシ７４が管３８の内部と接触
する間に、流体例えば水をらせん管６８によりノ
ズルプレナム７８に導き、そこから流路７６を経
て外部に導き、管３８の内面及びブラシ７４と接
触させる。これにより薄い金属層が管２８の内部
から除去され、第１の可撓性導管５８を経て清掃
機構６０の方に流される。らせん管６８を通つて
導かれる流体は、汚染粒子を流し去るだけでな
く、ブラシ７４を潤滑し冷却するためにも用いら
れる。 更に第３図乃至第５図を参照して、ホーン５２
は外側部材８０を有し、外側部材８０は第２の可
撓性導管８２に流体密に取付けてあり、第１の可
撓性導管５８中に配設することができる。ブツシ
ユ８４は外側部材８０中に配設してあり、回転自
在な内側部材８６を内部に備えている。内側部材
８６には流体を導くための貫通軸孔８８が形成さ
れている。ねじ取付具７２は内側部材８６のねじ
部９０により内側部材８６に取付けることができ
る。内側部材８６は流体が内側部材８６に入つて
軸孔８８を通りらせん管６８に流入し得るように
するための複数の流路９２を下端に備えている。
内側部材８６は内側部材８６とらせん管６８従つ
てホーン５２のブラシ７４を回転させるために蒸
気発生器２０の外部に位置された駆動機構６４に
取付けたケーブル９４に固着されている。ケーブ
ル９４は、流体例えば水が内側部材８６と外側部
材８０との間の環状空間に第２の可撓性導管８２
を経て導かれ通路９２及び軸孔８８中に圧入され
るように、第２の可撓性導管８２中に位置されて
いる。流体は軸孔８８とらせん管６８を経てノズ
ルプレナム７８に導かれ、ノズルプレナム７８か
らノズル７０の流路７６を通つて、ブラシ７４及
び管３８の内面と接触するように導かれる。流体
はブラシ７４により除去された混入物を連行し、
混入物は管３８の底部に運ばれ、第１の可撓性導
管５８を通つて清掃装置６０へと運ばれる。 第６図乃至９図を参照して、清掃機構６０は、
一端に可撓性導管５８を取付けたハウジング９６
を備えている。第２の可撓性導管８２及びケーブ
ル９４は、第１の可撓性導管５８とハウジング９
６の中心通路を通つて導かれ、駆動機構６４に取
付けられている。第１の流体返却室９８はハウジ
ング９６中に形成され、第１の可撓性導管５８と
流体連通されているため、第１の可撓性導管５８
により返却される流体は、第１の流体返却室９８
及びドレン配管１００に流入する。流体はドレン
配管１００から、当該技術において既知のものか
ら選ばれた廃水処理設備又は再循環設備に導かれ
る。噴射室１０２は、水であつてよい第２流体を
第２の可撓性導管８２に噴射してこの導管８２か
ら混入物を除去するために、ハウジング９６中に
形成されている。噴射室１０２は、実質的に円筒
部材とし得る外側スリーブ１０４と、外側スリー
ブ１０４中に位置された内側スリーブ１０６とを
備えている。内側スリーブ１０６は第２の流体を
通過させるための通し孔を備えている。入口ポー
ト１０８は外側スリーブ１０４と内側スリーブ１
０６との間に形成された環状空間中に第２の流体
を導くために外側スリーブ１０４の外面に取付け
てある。第２流体は、内側スリーブ１０６と外側
スリーブ１０４との間に限定された環状空間か
ら、内側スリーブ１０６の通し孔を通つて導かれ
る。そのため第２流体は第２の可撓性導管８２
に、これから混入物を除去するために噴射され
る。噴射水返却室１１０はハウジング９６中に配
設され、ドレン配管１００に連結されている。返
却室１１０は噴射された第２流体を集めてドレン
配管１００に導き、かくして第２の可撓性導管８
２から混入物を除去するために用いられる。ワイ
パー区分１１２は第２流体がこれを通るようにハ
ウジング９６の先端に取付けてある。ワイパー区
分１１２は複数のバフみがき布１１４を有し、こ
れらのバフみがき布は第２の可撓性導管８２から
流体及び混入物を除去するため第２の可撓性導管
８２と接触してワイパー区分１１２中に配設され
ている。バフみがき布１１４により集められた過
剰な流体は、滴下パン１１６中に滴化し、そこか
らドレン配管１００中に流入することができる。
このように清掃機構６０は、第１の可撓性導管５
８からドレン配管１００に第１流体を導いて第２
の可撓性導管８２を清掃するために用いられる。 次に第６図を参照して、駆動機構６４は、開口
１２０を有するチヤツク１１８を備えている。ケ
ーブル９４はチヤツク１１８中に回転自在に配設
され、回転自在なコネクター１２４より電動機１
２２に取付けてある。電動機１２２は、当該技術
において既知のものから選ばれた0.5馬力の電動
機としてよく、ケーブル９４及びホーン５２を回
転させるために用いられる。第２の可撓性導管８
２はチヤツク１１８に連結されている。開口１２
０は、ケーブル９４が電動機１２２により回転さ
れる間、チヤツク１１８及び第２の可撓性導管８
２中に流体を導くために用いられる。このように
チヤツク１１８は、第２の可撓性導管８２は回転
させずにケーブル９４を回転させることにより第
２の可撓性導管８２を経てケーブル９４の回りに
流体を導くための機構を形成している。電動機１
２２はケーブル９４を回転させ、ケーブル９４は
ホーン５２を回転させ、かくして混入物が管３８
の内部から除去される。駆動機構６４は保持装置
６６上に支持されている。保持装置６６は、送り
機構６２の作用の下に過剰なケーブル９４と過剰
な第２の可撓性導管８２とを収納するように、回
転可能な巻取りホイール又は回転可能なブラツト
フオームとしてよい。従つて駆動機構６４と、過
剰なケーブル９４と、過剰な第２の可撓性導管８
２とは、保持装置６６上に保持され、送り機構６
２がケーブル９４と第２の可撓性導管８２とを前
進させる時は保持装置６６が回転してこの前進を
行わせる。他方では、送り機構６２が第２の可撓
性導管８２及びケーブル９４を後退させる時は、
保持装置６６は逆の方向に回転して、過剰なケー
ブル９４及び導管８２を蓄積する。 次に作用について説明すると、蒸気発生器２０
の点検又は修理が必要になつた時は、蒸気発生器
２０を不作動とし、１次流体をドレンする。次に
作業員がマンホール４６から蒸気発生器２０に入
り、蒸気発生器２０の除染を行うための蒸気発生
器２０に対する関係位置に除染装置５０を位置さ
せる。カムロツク５６が管３８中に挿入されるよ
うに管板２８の近くに取付け機構５４を配設す
る。次にカムロツク５６を付勢し、それにより取
付け機構５４を管板２８で支持する。このように
して第１の可撓性導管５８が流体密に特別の管３
８に取付けられる。 第１の可撓性導管５８が選択された管３８に連
結されたら、導管５８中にホーン５２を挿入し、
送り機構６２により前進させる。ホーン５２が管
３８中に所望位置に到達した時に駆動機構６４を
作動させ、所望の角速度でケーブル９４とホーン
５２とを電動機１２２により回転させる。それと
同時に、水であつてよい第１流体は、125Kg／cm²
乃至140Kg／cm²の圧力で開口１２０を経てチヤツ
ク１１８に導かれる。第１流体はチヤツク１１８
から第２の可撓性導管８２を経て内側部材８６中
に導かれる。第１流体は内側部材８６かららせん
管６８を通つてノズル７０の流路７６から外部に
導かれた。第１流体はブラシ７４と接触し、ブラ
シ７４が管３８の内部と接触して回転する際に管
３８の内部と接触する。ブラシ７４の作用によ
り、汚染された金属の薄い層が管３８の内部から
除かれ、管３８の放射レベルが低下する。第１流
体は除去された汚染金属を連行し、第１流体が第
１の可撓性導管５８に入る場所である管３８の底
部までそれを搬送する。第１の可撓性導管５８
は、汚染物質を連行する第１流体を清掃機構６０
に、そしてドレン配管へと搬送する。 送り機構６２は、適切な除染を確保するに足る
程おそいが管３８の劣化を防止するに足る程早い
直線速度で管３８を通りホーン５２を移動させ
る。管３８を通りホーン５２を移動させる速度
は、或る述分な除染係数DF＝（初期放射能）／
（最終放射能）が実現されるように選定する。 管３８の１インチ（2.54cm）当り約６回乃至12
回転の回転数でホーン５２を回転させることがた
いせつなことが判明した。管３８の１インチ
（2.54cm）当り約６回乃至12回転では除染係数DF
は約20乃至25になる。従つてホーン５２の回転速
度と直線速度との種々の組合わせに対して除染係
数20乃至25が実現される。１インチ（2.54cm）当
り約６回乃至12回転、従つて除染係数20乃至25を
与えるいくつかの組合わせを次表に示す。

【表】 従つて回転数800rpm乃至3500rpm及び直線速
度５フイート／分乃至50フイート／分（約1.5
ｍ／分乃至15ｍ／分）に対して除染係数約20乃至
25が達成される。回転速度と直線速度との実際の
選定は操作を完了するために利用可能な時間に依
存して行われる。 管３８の充分な部分が除染されたら、送り機構
６２を逆転し、ホーン５２を管３８から後退させ
る。第２の可撓性導管８２を送り機構６２の作用
に後退させる時に、やはり水であつてよい第２流
体は入口ポート１０８を経て噴射室１０２に導入
する。第２流体は第２の可撓性導管８２に噴射さ
れ、それから混入物が洗い流され、噴射水返却室
１１０に送りこまれる。第２流体は返却室１１０
からドレン配管１００を経て導かれる。第２の可
撓性導管８２は引出される時にバフみがき布１１
４に接触し、これにより残留流体及び混入物が拭
い去られる。 回転可能なホーン５２を選択された管３８から
引出した後、別の管３８について同じ過程がなさ
れ得る。もちろん単一の取付け機構５４に数個の
回転可能なホーン５４を取付け、数個の管３８の
除染が同時になされるようにしてもよい。このよ
うに管３８が除染され、１次流体入口プレナム３
４と１次流体出口プレナム３６との放射レベルが
低下するので、作業員が蒸気発生器２０に入つて
操作を行い得るようになる。このように、本発明
の除染装置により、原子炉の蒸気発生器の熱交換
管が遠隔操作によつて有効に除染される。

【図面の簡単な説明】

第１図は典型的な蒸気発生器の、一部は切欠い
て示す側面図、第２図は典型的な蒸気発生器に関
連して除染装置を示す略配列図、第３図は原子炉
の蒸気発生器の熱交換管中に配設される回転可能
なホーンの、一部は断面により示す側面図、第４
図は回転可能なホーンの拡大図、第５図は回転可
能なホーン装置の詳細な断面図、第６図は清掃装
置及び駆動機構の、一部は断面により示す側面
図、第７図は第６図の−線に沿つた断面図、
第８図は第６図の−線に沿つた断面図、第９
図は第６図の−線に沿つた断面図である。 符号の説明、２０……蒸気発生器、３４……１
次流体入口プレナム（プレナム域）、３６……１
次流体出口プレナム（プレナム域）、３８……管、
５２……ホーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転可能なホーンを原子炉の蒸気発生器の入
   口及び出口のプレナム域から管中に挿入し、該管
   を通つて移動する間に該ホーンを回転させて、該
   管から放射性付着物を除去し、該ホーンの作業域
   に水を供給して放射性付着物を洗い流すことによ
   り、原子炉の蒸気発生器の管を除染する方法にお
   いて、各々の管を放射性付着物の排出端において
   閉ざし、放射性付着物を入口及び出口プレナムの
   壁部に接触させずに直接該管から蒸気発生器の外
   部に導くことを特徴とする除染方法。 ２ 前記ホーンを800rmp乃至3500rmpの速度で
   回転させ、1.5ｍ／分乃至15ｍ／分の直線速度で
   管を通して軸方向に移動させ、この間に洗滌水を
   前記ホーンから管表面に噴射する特許請求の範囲
   第１項記載の除染方法。 ３ ホーニングブラシと、蒸気発生器の管を清掃
   するために前記ホーニングブラシを回転させる間
   前記ホーニングブラシを蒸気発生器の管中に挿入
   するように前記ホーニングブラシを取付けるため
   の可撓管構造とを有し、該可撓管構造が前記ホー
   ニングブラシの作業域に該可撓管構造を経て供給
   される水を向けて前記管の表面から前記ホーニン
   グブラシにより除去された付着物を流し去るため
   のノズルを備え、更に蒸気発生器から洗滌水及び
   付着物を除去するための除去装置を有する除染装
   置において、前記可撓管構造が可撓性導管を通つ
   て延長し、該可撓性導管は前記管から流出する洗
   滌水及び放射性付着物を直接受けるために前記管
   との封止係合の下に配設されるようになつた自由
   端を有し、該可撓性導管は蒸気発生器から、洗滌
   水及び付着物を該可撓性導管より除去するための
   清掃機構まで延長し、該可撓管構造は前記清掃機
   構中の封止機構を通つて延長し、該可撓管構造を
   回転させ軸方向に移動させるための駆動装置に連
   結されたことを特徴とする除染装置。 ４ 与圧された水を前記可撓管構造に供給する供
   給装置を前記可撓管構造に組合わせ、該供給装置
   は前記可撓管構造と共に軸方向に可動とした特許
   請求の範囲第３項記載の除染装置。 ５ 清掃機構が、軸方向に離隔されていずれもド
   レン配管に連結された返却室と、前記可撓管構造
   から放射性混入物を流し去るため前記返却室の間
   に配設された噴射室とを有する特許請求の範囲第
   ３項あるいは第４項記載の除染装置。 ６ ワイパー区分が前記清掃機構に組込まれ、前
   記ワイパー区分は残留する混入物と流体とを除去
   するために前記可撓管構造と接触するバフみがき
   布を有する特許請求の範囲第５項記載の除染装
   置。