TWI355003B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
TWI355003B
TWI355003B TW096104876A TW96104876A TWI355003B TW I355003 B TWI355003 B TW I355003B TW 096104876 A TW096104876 A TW 096104876A TW 96104876 A TW96104876 A TW 96104876A TW I355003 B TWI355003 B TW I355003B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ozone
water
furnace
atomic furnace
atomic
Prior art date
Application number
TW096104876A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200746176A (en
Inventor
Masami Enda
Nagayoshi Ichikawa
Masayuki Kaneda
Takeshi Kanasaki
Toshihiro Yoshii
Yumi Taita
Ichiro Inami
Original Assignee
Toshiba Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2006032575A external-priority patent/JP4204596B2/ja
Priority claimed from JP2006053698A external-priority patent/JP4183714B2/ja
Application filed by Toshiba Kk filed Critical Toshiba Kk
Publication of TW200746176A publication Critical patent/TW200746176A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI355003B publication Critical patent/TWI355003B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/001Decontamination of contaminated objects, apparatus, clothes, food; Preventing contamination thereof
    • G21F9/002Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes
    • G21F9/004Decontamination of the surface of objects with chemical or electrochemical processes of metallic surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Description

1355003 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種使用臭氧之化學除污染技術’特別 係關於一種化學除污染裝置及其除污染方法,該化學除污 染裝置係使在原子爐機器或配管等之原子爐一次系中的原 子爐構成材料等的除污染對象物之表面所附著或生成之氧 化皮膜化學性溶解,並進行除污染。 【先前技術】 關於使用臭氧之化學除污染技術,已有許多專利被申 請,而化學除污染技術亦可被適用於實機之化學除污染作 業上。 於專利文獻 1 (特開2000-8 1 498號公報)中,係已 揭示一種將臭氧水之PH控制於5以下,並提高溶存臭氧 濃度而進行化學除污之技術;又’於專利文獻 2 (特開 2002-250794號公報)中,係已揭示一種於臭氧水中添加 選自碳酸、碳酸鹽、硼酸、硼酸鹽、硫酸、硫酸鹽、磷酸 及磷酸鹽中至少一種之氧化助劑’抑制原子爐構成材料之 腐蝕的化學除污染技術。進一步’於專利文獻 3 (特開 2002-228796號公報)中,係已揭示一種藉多管式中空絲 膜混合機供給臭氧氣體’使用於水中使臭氧氣體有效率地 溶解之臭氧的化學除污染技術。 專利文獻1所記載之化學除污染技術係於水中添加硝 酸,產生pH5以下之臭氧水,在此pH水溶液中進行氧化 (2) (2)1355003 處理,使氧化皮膜溶解,進行化學除污染者。然而,水中 所添加之氧化助劑爲硝酸時,臭氧水溶液之氧化力弱,無 法抑制因臭氧水所造成之原子爐構成材料的腐蝕之課題仍 存在。 又,於專利文獻2中記載著爲抑制原子爐構成材料之 腐蝕,添加磷酸作爲氧化助劑之技術。但,磷酸係近似弱 酸,故即使添加磷酸作爲氧化助劑,氧化力亦弱,無法效 率地且有效地抑制原子爐構成材料之腐蝕,而添加磷酸作 爲氧化助劑,具有很大之氧化力,故必須添加大量之磷酸 。此結果,於除污染結束後,二次廢棄物會大量地產生, 於此二次廢棄物之處理必須耗很大的勞力與成本之新問題 仍存在。 再者,在使用專利文獻 3所記載之多管式中空絲膜 混合器之化學除污染技術中,多管式中空絲膜混合器之材 質爲樹脂,故有易到破損之問題。 另外,在原子能發電廠中,原子爐機器或各種配管乃 以不鏽鋼或碳鋼等之鐵鋼材料來製作。原子爐機器或配管 內表面係藉由與高溫水之接觸而受到腐蝕作用,形成氧化 皮膜。曝露於高溫水之原子爐機器或配管內表面之接液部 位所形成的氧化皮膜中攝入爐水中之輻射能,此成爲被曝 露線源。 原子爐機器或各種配管內表面之接液部位所形成的氧 化皮膜,係可藉化學除污染技術化學性溶解,除去。此化 學除污染法係使氧化皮膜化學性溶解之輻射能除去技術, (3) (3)1355003 適用於除污染對象物之形狀很複雜時或卸除很困難且除污 染後再被使用之部位的化學除污染,近年適用化學除污染 之許多技術已被報告。 於化學除污染中,以組合使鐵氧化物溶解之除污染劑 與使鉻氧化物溶解之氧化劑,俾提昇除污染效果。氧化劑 中係可使用過錳酸、過錳酸鉀溶液、臭氧水等。臭氧水之 情形,因臭氧之自己分解性強,故有必須時常進行供給之 條件。 如原子爐一次系之爐內除污染般,除污染對象之規模 很大時,因臭氧之自己分解性,在循環之間,臭氧濃度減 少,恐無法得到充分之除污染效果。除污染必需之臭氧濃 度據報告爲lpprn以上。 又,爲使原子爐相關設施之除污染對象的金屬表面進 行除染,就注入有效率之臭氧的方法而言,於原子爐再循 環系之再循環幫浦入口注入臭氧之例,已被揭示於例如專 利文獻4 (特開2003 -98294號公報)中。又,將氣體有效 率地混合於水之方法,係使用排出器(ejector),於排出器 中吸入氣體而混入之技術,已被揭示於專利文獻5 (特開 2005-34760號公報)中,進一步,將臭氧中注入於下降流 ,再溶解於水之技術,已記載於專利文獻6 (特開平8 -192 1 76號公報)中。 又,於進行原子爐構造物之輻射能污染除去的原子爐 構造物之化學洗淨裝置中使用離子交換樹脂之技術,已記 載於例如專利文獻7 (特開200 1 -9 1 692號公報)中。 (4) (4)1355003 在原子能發電廠中,使原子爐機器或各種配管等之除 污染對象物進行循環的水係成爲高溫水,除污染溫度一般 爲70 °C以上。除污染水係與水成爲臭氧成之氣液混合流, 故朝原子爐再循環幫浦的幫浦上流側之臭氧注入係依所注 入之臭氧所產生的幫浦孔蝕(Cavitation)產生於再循環幫浦 之幫浦部,有損傷幫浦之虞。 又,如專利文獻5所記載的氣體溶解裝置,若將使用 排出器之技術適用於原子爐之爐內化學除污染裝置或其除 污染方法,於原子爐內之排出器的設置係招致工事之遲延 ,產生與爐內構造物之干擾問題,實施很困難。 爲簡化排出器之設置,且容易進行,成爲設置暫設循 環回路,於此暫設循環回路設置排出器,但進行原子爐一 次系之爐內除污染時,全體之系統容積很大,故要求高濃 度之臭氧,要充分確保臭氧濃度,並維持乃很難。 進而,如引用文獻6,於下降流使臭氧散氣之方法亦 存在,但要使此臭氧散氣方法適用於原子爐之爐內化學除 污染裝置乃很難。在原子爐中係至爐內下降流產生之側板 與原子爐壓力容器的間隙之環周部(降液管部)係從上部 法蘭至數米以上,例如6米左右下方,必須爲承受大量例 如1 60 0m3/h的爐內流動與氣體之噴出的臭氧注入治具。 又’進一步’在專利文獻7記載之原子爐構造物的化 學洗淨裝置中’係爲除去輻射能污染,必須設置大型之離 子交換樹脂搭或逆洗型過濾器裝置,設置複雜化。 (5) (5)1355003 【發明內容】 (發明之揭示) 本發明人等係在使用臭氧之化學除污染技術中’從化 學除污染技術之反覆試驗中重新見識到,若臭氧水之PH 爲3以下,可得到充分之除污染性能,另外,若pH超過 3,除污染性能明顯降低。 本發明係考慮上述之事情,目的再於提供一種可提昇 氧化皮膜之分解與除污染能力,一邊維持除污染對象之健 全性,一邊提昇除污染性能,使用高性能化之臭氧的化學 除污染裝置及其除污染方法。 本發明之另一目的在於提供一種臭氧水可滿足PH3以 下之條件,且使原子爐構成材料等之除污染對象的腐蝕抑 制之添加劑進行最適化,有效果且效率地謀求除污染對象 物之腐蝕抑制,並提昇除污染洗淨的效果之化學除污染裝 置及其除污染方法。 本發明之再另一目的在於提供一種可安定地供給臭氧 氣體而得到適當臭氧濃度之臭氧水,並提昇除污染效率, 使能承受爐內流動之臭氧散氣管安定地設置於環周部的上 方,得到被連續地且安定地注入之臭氧氣體所產生的臭氧 濃度,以提昇臭氧散氣管的設置位置所造成的除污染效率 之爐內化學除污染裝置及其除污染方法。 爲解決上述之課題所提供的本發明之化學除污染裝置 ,係使含有除污染對象物之表面所生成或附著之輻射性物 質的氧化皮膜利用臭氧水而進行化學性溶解,並進行除污 -9- (6) (6)1355003 染,其特徵在於具有: 產生臭氧氣體之臭氧產生步驟; 將所生成之臭氧氣體供給至水中之臭氧供給部的臭氧 供給步驟; 設置於該臭氧供給部,且從該臭氧供給步驟接受臭氧 氣體之供給的燒結金屬構件; 可從該臭氧供給步驟供給至燒結金屬構件內部之臭氧 氣體於其構件外部流動而供給至水中,以產生臭氧水。 爲解決上述之課題所提供的本發明之化學除污染裝置 ,係將爐心側板設於原子爐壓力容器內,在此爐心側板與 原子爐壓力容器之間所形成的降液管部中設有噴射幫浦, 並設有使該原子爐壓力容器之水再循環之原子爐再循環系 ,藉此原子爐再循環系之再循環幫浦的驅動,對該原子爐 壓力容器內之水賦予流動而使原子爐壓力容器內或原子爐 一次系化學性除污染,其特徵在於具有: 產生臭氧氣體之臭氧產生步驟; 將所生成之臭氧氣體供給至該噴射幫浦吸入口附近或 原子爐再循環系之再循環配管內之臭氧供給部的臭氧供給 步驟; 設置於該臭氧供給部之燒結金屬構件; 可從該臭氧供給步驟供給至燒結金屬構件內部之臭氧 氣體於其構件外部流動而供給至水中,以產生臭氧水。 又進一步’爲解決上述之課題所提供的本發明之化學 除污染方法’係使含有除污染對象物之表面所生成或附著 -10- (7) (7)1355003 之輻射性物質的氧化皮膜利用臭氧水進行化學性溶解’並 除污染時,使用該臭氧水作爲除污染液,使用此臭氧水而 化學性溶解該除污染對象物之氧化皮膜,並除污染之化學 除污染方法,其特徵在於: 於水中添加可抑制該除污染對象物之母材腐蝕的氧化 助劑與可提高除污染液中之溶存臭氧濃度之pH調整劑, 其後,於水中溶解臭氧氣體而產生臭氧水。 進一步又,爲解決上述之課題所提供的本發明之化學 除污染方法,係設置有在原子爐壓力容器與設置於其內部 之爐心側板之間的降液管部使爐水強制循環的噴射幫浦, 使來自此噴射幫浦的爐水藉原子爐再循環系之再循環幫浦 的驅動再循環,對臭氧水賦予流動而使原子爐壓力容器及 原子爐一次系藉臭氧進行化學除污染之化學除污染方法, 其特徵在於: 於該噴射幫浦之吸入口附近或原子爐再循環系之再循 環配管內供給臭氧氣體, 對已添加該氧化助劑與pH調整劑之水供給該臭氧氣 體而產生臭氧水。 又進一步,爲解決上述之課題所提供的本發明之化學 除污染裝置’係使用有機酸作爲還原劑,並使用臭氧水作 爲氧化劑而使原子爐一次系之除污染對象物進行化學除污 染之爐內化學除污染裝置,其特徵在於具備: 於原子爐一次系之原子爐內供給除污染液之除污染液 供給步驟; -11 - (8) (8)1355003 於原子爐一次系之原子爐內注入臭氧氣體之臭氧供給 步驟; 以被注入之臭氧氣體產生臭氧水之臭氧水產生步驟; 使所產生之臭氧水於原子爐一次系內循環之臭氧水循 環步驟; 該臭氧供給步驟係於臭氧水產生步驟的吸入側使臭氧 氣體散氣之臭氧散氣管。 又進一步,爲解決上述之課題所提供的本發明之化學 除污染方法,係使用有機酸之還原劑及使用臭氧水之氧化 劑而使原子爐一次系之除污染對象物進行化學除污染之爐 內化學除污染裝置,其特徵在於具備: 使原子爐再循環系幫浦運轉而於原子爐再循環系及原 子爐內產生循環水之流動,同時並, 從設置於原子爐內環周部之上部的臭氧散氣管注入臭 氧氣體; 所注入之臭氧氣體供給至該循環水而產生溶存臭氧之 臭氧水; 組合藉除污染供給步驟於原子爐內所供給之除污染液 與溶存臭氧之臭氧水而使該原子爐一次系之除污染對象物 化學除污染。 在上述本發明之適當的一實施例中之化學除污染裝置 及其除污染方法中,係可一邊維持除污染對象之健全性, 一邊溶解氧化皮膜而提昇除污染性能。 又,在上述本發明之適當的另一實施例中之本發明的 -12- (9) (9)1355003 化學除污染裝置及其除污染方法中,係臭氧水可滿足PH3 以下之條件,且使除污染對象的腐蝕抑制之添加劑進行最 適化,有效果且效率地進行除污染對象物之腐蝕抑制’並 提昇除污染洗淨的效果。 進一步又,在上述本發明之適當的另一實施例中之本 發明的化學除污染裝置及其除污染方法中’係可於原子爐 內安定且連續地供給臭氧氣體,藉所供給之臭氧氣體有效 率地產生特定濃度臭氧之臭氧水,使此臭氧水於原子爐壓 力容器內及原子爐一次系內循環而有效率且安定地化學除 污染原子爐一次系之除污染對象,並可提昇除污染效率。 【實施方式】 (用以實施發明之最佳形態) 參照添附圖面而說明有關本發明之化學除污染裝置的 實施形態。 本發明之化學除污染裝置係使用pH 3以下之臭氧水 而使含有除污染對象、例如原子爐構成材料的表面所附著 之輻射性物質的氧化皮膜有效率地進行分解而化學除污染 ,一邊維持原子爐構成材料之健全性,一邊提昇除污染性 能者。 [第1實施形態] 作爲本發明之第1實施形態的化學除污染方法係適於 例如原子爐構成材料之除污染、腐蝕抑制者。 -13- (10) 1355003 在此除污染方法中,選定鎳基合金、例如因科鎳合金 ' (Inconel) 182作爲原子爐構成材料,使此因科鎳試驗片 * 浸漬於臭氧水中而進行有無腐蝕之確認試驗。 就除污染對象而言,例如因科鎳1 82試驗片的大小係 3 〇xl 〇x 2mm2,此試驗片之浸漬條件係臭氧水之溶存臭氧 濃度3ppm、濃度80°C、浸漬時間10h。 試驗參數係使用 g i)無氧化助劑及p Η調整劑之添加劑, ii)添加憐酸 20ppm作爲氧化助劑, i i i)添加硝酸4 0 p p m作爲p Η調整劑, iv)添加磷酸 20ppm作爲氧化助劑及添加硝酸 4〇ppm作爲pH調整劑’而實施因科鎳試驗片有無腐蝕的 確認試驗。氧化助劑係抑制除污染對象物之母材腐鈾,pH 調整劑係爲提昇水(除污染液)中之溶存臭氧濃度者。 因科鎳試驗片係對於臭氧水溶漬前後之試驗片表面, φ 使用目視與光學顯微鏡而觀察。將因科鎳182試驗片之臭 氧水浸漬試驗結果表示於表1中。 [表1] 励_條件 因科鎳試驗片之表面狀態 無氧化助劑 產生坑狀之腐蝕 %加磷酸20ppm 無腐蝕 添加硝酸40ppm 產生坑狀之腐蝕 添加磷酸20ppm及硝酸40ppm(本發明) 無腐蝕 藉由浸漬於臭氧水10h,於因科鎳試驗片中係當無添 -14- (11) (11)1355003 加劑之臭氧水與添加硝酸40ppm之臭氧水時,產生坑狀之 腐蝕。爲抑制此坑狀腐鈾,在專利文獻1中於臭氧水中添 加磷酸。在已添加磷酸20 ppm之臭氧水中確認未腐蝕, 在此有無腐蝕試驗亦進行確認。 又’於因科鎳試驗片之有無腐飩試驗中,添加磷酸 2 0ppm與硝酸40ppm作爲添加劑之臭氧水中,可確認未腐 蝕。 在本實施形態中係添加例如磷酸作爲氧化助劑,添加 例如硝酸作爲pH調整劑之臭氧水,係可藉磷酸之防止腐 蝕效果以抑制鎳基合金的腐蝕。藉由鎳基合金的腐蝕抑制 效果,可確保並維持原子爐構成材料、例如原能發電所之 電子爐壓力容器內及原子爐一次系除污染後的材料之健全 性。 又,成爲臭氧水之氧化力的指標之氧化還原電位,係 如示於次式(1 )及(2 ),酸性係大,且鹼性係小。 [化1] <酸性溶液中> 〇3 + 2H+ + 2e = 〇2 + H20 2.07 vs SHE (在 25。(:).........(1) <鹼性溶液中> 〇3 + H20 + 2e = 〇2 + 20H' 1.24 vs SHE (在 25°C ) .........(2) 其次,爲確認臭氧(〇3)水氧化力的pH影響,例如實 施對SUS 3 04試驗片賦予之氧化皮膜的溶解試驗。 -15- (12) 1355003 氧化皮膜係使SUS 304試驗片浸漬於已模擬沸騰水型 原子爐(BWR ) —次冷卻系的水質條件之高溫高壓下( 288°C、8.3MPa、氧濃度200 ppb )之水3000小時而生成 。氧化皮膜之溶解試驗順序係使形成氧化皮膜之不鏽鋼例 如SUS 3 04試驗片浸漬於80°C之臭氧水2小時,其後, 浸漬於95°C、2000 ppm之草酸水溶液2小時,測定SUS 試驗片的重量減輕。
臭氧水之處理條件係使溶存臭氧濃度固定於3ppm, 在臭氧水之pH3~pH5 (以磷酸與硝酸之添加量調整)的範 圍實施。 SUS 3 04試驗片之氧化皮膜的溶解試驗結果表示於圖 1中。氧化皮膜之溶解量係隨臭氧水之pH變小,而變大 。但,在臭氧水之pH爲3以下,可認爲成略一定的傾向 臭氧水PH3之氧化皮膜的溶解量,係臭氧水pH5之 溶解量的略5倍。從此氧化皮膜的溶解試驗結果,可知氧 化皮膜之溶解量係若臭氧水之pH超過3,逐漸降低。因 此,促進臭氧水分解氧化皮膜,爲提昇除污染性能,宜臭 氧水具有PH3以下之酸性。 其次,有關除污染性能提昇之PH3的臭氧水,試算從 本實施例與習知之化學除污染方法所產生的二次廢棄物量 〇 在本發明之化學除污染方法中,臭氧水成爲pH3之條 件係藉加磷酸 20 ppm作爲氧化助劑及添加強酸之硝酸40 -16- (13) 1355003 ppm作爲pH調整劑,俾臭氧水成爲pH 3。 ' 另外,以僅添加磷酸使臭氧水形成PH3之習知方法中 * ,因磷酸爲近似弱酸之酸,故相對於基本濃度條件(20 ppm)必須添加約50倍量、例如約l〇〇〇ppm。 水中之磷酸及硝酸係使陰離子交換樹脂產生量與本實 施例A比較所示者。從圖2可知,在本實施例中可使陰離 子交換樹脂產生量降低至習知例B之1 /2 5。 [第2實施形態] 圖3係表示作爲本發明之第2實施形態的化學除污染 裝置之模式圖。 圖3係表示溶存臭氧濃度確認試驗裝置,其係模擬本 ' 發明之化學除污染裝置所適用的BWR。此溶存臭氧濃度確 認試驗裝置10係具有模擬原子爐壓力容器之圓筒型槽u ’於此槽11內具有可控制槽內之水的流動之略圓筒狀或 • 套筒狀之內部構造物12。此內部構造物12係模擬爐心側 板者。圓筒槽11之槽容量例如爲3.5m3。此時,圓筒型槽 11及內部構造物12相當於除污染對象。 在圓筒型槽11之內周壁面係爲測定槽11內之水的溶 •存臭氧水濃度’複數處例如6處安裝取樣噴嘴i3a~ 13 f。 圓筒型槽11內之水係藉A系及B系之循環系統15Α、ι5Β 循環。 於A系循環系統丨5 a流動之水係藉a系循環幫浦16 從A系下部吸入配管17與a系上部吸入配管18吸入, -17- (14) 1355003 從A系排出配管19排出於圓筒型槽u內。 B系循環系統15B亦與A系循環系統15A同樣地構 • 成,於B系循環系統15B流動之水,係藉b系循環幫浦 21’從B系下部吸入配管22與B系上部吸入配管23吸入 ’從B系排出配管24排出於圓筒型槽n內。 圓筒型槽11內之水的流動係吹出於槽內下部之水 ’在內部構造物12的下方反轉而於內部構造物12朝上方 φ 移動’到達內部構造物12之上部的時點,成爲於圓筒型 槽11與內部構造物12之間的環狀空間25朝下方移動之 再循環流。 又’於圓筒型槽11之底部係設置多孔質之燒結金屬 構件27 ’於此燒結金屬構件27係連接有一使從臭氧產生 器28產生之臭氧氣體(〇3)供給至元件內部的氣體供給 管29。 進而’於A系及B系循環系統15A、15B之A系排出 φ 配管19及B系排出配管24中設置A系臭氧溶解混合器 31及B系臭氧床混合器32。於a系臭氧溶解混合器31係 連接供給產生自臭氧產生器28之臭氧氣體的A系氣體供 給管33’又’於B系臭氧溶解混合器32係同樣做法而連 接B系氣體供給管34。 臭氧溶解混合器31、32係因具有A系與B系相同之 構成、功能’故以A系臭氧溶解混合器3丨爲例而說明。 圖4係表示A系臭氧溶解混合器31的構成。a系臭 氧溶解混合器31係具備:於a系排出配管19之一部份所 -18- (15) (15)1355003 設置之略T字管狀的支撐體36、與餘此支撐體36所收藏 之多孔質的燒結金屬構件37。支撐體36係藉管連接法蘭 之外周法蘭38a、38b連接於Α系排出配管19。 又,接地於圓筒型槽11之底部所接地之燒結金屬元 件27及A系臭氧溶解混合器31之燒結金屬元件37係封 閉一者,使另一者連接於氣體供給配管29及A系氣體供 給管33,於構件內部供給臭氧氣體。B系臭氧溶解混合器 32之燒結金屬元件亦與A系之燒結金屬元件37同樣》T 字管狀支撐體36係其中央開口以蓋狀法蘭蓋39被覆。A 系氣體供給管33係以支撐體36上部之蓋狀法蘭蓋39固 定。 燒結金屬元件27及37係已知有不鏽鋼製與黃銅製。 圖4所示之實施型態中,係考慮耐藥品性而使用不鏽鋼製 例如SUS 3 16 L。燒結金屬元件27及37所形成之氣孔徑 係最小爲例如63;zm,最大<i>max爲例如850#m 。在此實施形態中係產生微細之臭氧氣體氣泡,使臭氧氣 體有效地且迅速地溶解於水中,氣孔徑儘可能地小,使用 例如氣孔徑Φ m i η = 6 3 // m者。 使用圖3及圖4所示之溶存臭氧濃度確認試驗裝置10 而實施使臭氧氣體溶解於圓筒型槽11內之水中之試驗。 以此溶存臭氧濃度確認試驗裝置10所產生之臭氧氣 體溶解試驗所使用的各種條件如下。 圓筒型槽1 1內之水的條件係使液量爲例如3 · 5 m3、溫 度爲8 0 °C,添加例如磷酸2 0 pp m作爲氧化助劑,添加例 -19- (16) 1355003 如硝酸40ppm作爲pH調整劑,使臭氧水之pH調整至3。 ' 水之流動條件係A系統及B系統分別爲例如80m3/h • ,合計爲 160m3/h。 臭氧氣體之供給條件係氣相臭氧濃度爲例如120g/m3 ’臭氧氣體供給量係A系統及B系統均爲例如45 g/h,合 計爲90g/h。 使圓筒型槽1 1內之水的條件、流動條件及臭氧氣體 φ 供給條件設定於上述之例時的溶存臭氧濃度之測定試驗結 果表不於圖5中。 圖5所示之橫軸係表示圖3所示之取樣裝置(取樣噴 嘴13 a~13f之設定位置),縱軸表示水中之溶存臭氧濃度 〇 在圖5中,〇符號表示從A系及B系臭氧溶解混合器 31、32供給臭氧氣體之情形,△符號表示從設置於圓筒型 槽1 1之底部的燒結金屬構件27供給臭氧氣體(〇3 )時之 φ 溶存臭氧濃度。 從設置於A系及B系排出配管19、24所設置之臭氧 溶解混合器3 1、3 2使臭氧氣體(03 )供給至外部之水中 時,如以〇符號表示般,溶存臭氧濃度,A系及B系排出 配管19、24之排出部附近(13a、13b)爲2.5ppm,其以 後係表示沿著水流動而降低之傾向。最下流之1 3 f係容存 臭氧濃度降低至1.9ppm。 另外’從設置於圓筒型槽U之底部的燒結金屬構件 27使臭氧氣體(〇3)供給至水中時,溶存臭氧濃度係如 -20- (17) (17)1355003 以△符號所示般,在0.6〜0.8 ppm之範圍推移。 從圖5所示之溶存臭氧濃度推移結果,可知可使臭氧 氣體(〇3)有效率地且有效地溶解於水中,故如A系及B 系排出配管19、24般,於狹窄空間流動之水,供給臭氧 氣體,形成使水與臭氧氣體近似完全混合之狀態乃很有效 果。 使臭氧氣體效率佳地溶解之構件,有專利文獻3所記 載之樹脂製的多管式中空絲膜構件或陶瓷(氧化鋁)製散 氣管。但,樹脂製構件或陶瓷製散氣管係相較於金屬有易 破壞之問題。 在本實施形態中,係使機械強度強、耐壓大之多孔質 之燒結金屬構件37適用於A系及B系臭氧溶解混合器31 、3 2中者。於燒結金屬構件 3 7係可適宜地使用氣孔徑小 者。燒結金屬構件 3 7係一般可使用於水之過濾、液體之 發泡及攪拌,或,如圖5之臭氧氣體溶解試驗結果所示般 ,可使用來作爲使臭氧氣體有效率且能率地溶解於水之混 合器。 在一實施例中,水中之溶存臭氧係在酸性溶液中比較 安定。但伴隨水中之酸性度降低,或PH之上昇或溫度上 昇,溶存臭氧會急速進行溶解。若依'Ozone handbook 〃 日本臭氧協會,2004年,臭氧之自己分解反應次數報告爲 1.0〜2.0 (無次元)之範圍。但,取得數據之溫度條件幾乎 爲6 0 °C以下。 在此實施例中,係使用圖3及圖4所示之溶存臭氧濃 (18) (18)1355003 度確認試驗裝置,測定在臭氧水之除污染條件的80°C中之 溶存臭氧的自己分解速度次數而獲得。 將溶存臭氧之自己分解速度常數的測定結果表示於圖 6中。圖6係設定成臭氧之自己分解反應依一次式而整理 者,表示自己分解速度常數之pH依存性者。 溶存臭氧之自己分解速度常數係存在伴隨pH之上昇 而直線性變大之傾向(可看出)。以磷酸與硝酸所調整之 PH3的臭氧水之自己分解速度常數係只以磷酸所調整之 PH3.5的臭氧水之約1/2,只以磷酸所調整之PH4的約 1/10° 從此事可知,即使使臭氧有效率地溶解於水,若pH 大,從臭氧供給裝置所脫離之處的溶存臭氧濃度係降低很 多。 於以除污染對象作爲原子爐全體之大規模化學除污染 ,當適用一使用臭氧之化學除污染時,可降低臭氧水之 pH,並可防止溶存臭氧濃度的降低,成爲可均一的化學除 污染, 在本實施例中,係於臭氧水中添加例如磷酸或磷酸鹽 作爲氧化助劑,又,添加例如硝酸作爲pH調整劑,從設 置於A系及B系排出配管1 9、24之燒結金屬構件3 7將 臭氧氣體供給至管內流動之水中者,藉此臭氧氣體之供給 ,因可抑制臭氧之有效率地溶解與溶存臭氧之自己分解, 故可以適當臭氧氣體供給量得到很大的化學除污染效果。 -22- (19) (19)1355003 [第3實施形態] 圖7係表示作爲本發明之第3實施形態的化學除污染 裝置之槪略圖。 此實施形態係表示藉臭氧使沸騰水型原子爐(BWR) 之原子爐壓力容器50進行除污染的化學除污染裝置51者 〇 在原子爐壓力容器50內係可形成原子爐爐心53,藉 由於此原子爐爐心53所形成之爐心支撐板54及上部格子 板55可支撐多數之燃料集合體。又,於原子爐爐心53藉 控制棒驅動機構5 6進出控制棒(未圖示)。於圖7係表 示除去燃料集合體及控制棒、氣水分離器、蒸氣乾燥器等 之爐內機器的狀態。 原子爐爐心5 3係以爐心側板5 7圍繞,在此爐心側板 5 7與原子爐壓力容器5 0之間的環狀空間即降液管部5 8設 有噴射幫浦59。噴射幫浦59係於降液管部58之周方向取 間隔而設有複數台。 又,於原子爐壓力容器50之下部中,設有2系統之 原子爐再循環系60,於原子爐再循環系60之再循環系配 管61中分別設有再循環幫浦62。藉由原子爐再循環系6〇 之再循環幫浦62之驅動,原子爐壓力容器50內之爐水經 由再循環系配管61而返回原子爐壓力容器50內,藉噴射 幫浦5 9捲入周圍之爐水而下降,導入於爐心下部空間 (Plenum)64。於原子爐壓力容器50之底部係貫通此底部而 設置控制棒驅動機構框體65。 -23- (20) (20)1355003 又’設置於降液管部58之噴射幫浦59的上部附近係 設置有多孔質的燒結金屬構件66。此燒結金屬構件66係 於噴射幫浦59之上部附近沿著原子爐壓力容器50之內周 壁而設置複數個。各燒結金屬構件66係於臭氧產生器67 介由臭氧氣體供給配管68而連接。於臭氧產生器67所產 生之臭氧氣體(03)係介由臭氧氣體供給配管68而供給 至燒結金屬構件66之構件內部,從此各構件66至構件外 部,具體上,係朝向原子爐壓力容器50內之降液管部58 而供給臭氧氣體者。所供給之臭氧氣體係與周邊之爐水一 起被噴射幫浦59吸入,導入於爐心下部空間64。 其次,說明本實施形態之臭氧所產生的化學除污染裝 置51之作用。 於原子爐壓力容器50中充滿水(以下稱爲臭氧水) ’使原子爐再循環系60之再循環幫浦62以定格運轉時之 例如20%的旋轉數進行運轉。 於臭氧水中係添加例如磷酸2 Opp m作爲氧化助劑與添 加例如硝酸作爲pH調整劑,並將臭氧水之pH調整至3 以下例如3。繼而,使原子爐壓力容器5 0內之水(臭氧水 )加溫至約8 0 °C。 其後,從化學除污染裝置51之臭氧產生器67產生臭 氧氣體,所產生之臭氧氣體經由臭氧氣體供給配管68而 供給至噴射幫浦59之上部附近設置的燒結金屬構件66。 臭氧氣體係被供給至燒結金屬構件66之構件內部, 所供給之臭氧氣體係從燒結金屬構件66之微小氣孔徑供 -24- (21) (21)1355003 給至構件外部的臭氧水,於臭氧水中成爲微細胞泡。臭氧 氣體係在臭氧水中成爲微細氣泡,被噴射幫浦59吸入, 與爐水混合,一部分之爐水進行熔解而排出至爐底部之爐 心部空間64,在此爐心下部空間64進行反轉而移動至原 子爐爐心5 3部。 臭氧氣體到達原子爐爐心部之上部格子板55後,一 部分之臭氧氣體係散逸成氣相而朝排氣處理系(未圖示) ,其他之臭氧氣體氣泡係在爐心側板57與原子爐壓力容 器50之內周壁面之間的降液管部58朝下方移動,通過原 子爐再循環系60,再被噴射幫浦吸入。 原子爐壓力容器50內之臭氧氣體氣泡的流動狀態, 係與圖3所示之例略同樣。故臭氧氣體係藉噴射幫浦59 有效率地溶解於水中。 使實機之BWR的原子爐壓力容器50進行化學除污染 時,在原子爐壓力容器50內之保有水量係800~1100MWe 級,300~400m3。在第2實施形態所例示之圖3的例之溶 存臭氧濃度確認試驗中,係圓筒型槽11內之溶存臭氧濃 度,藉於3.5 m3之水中供給臭氧氣體90g/h,可使溶存臭 氧濃度保持於2.0〜2.5 ppm的範圍。 在實機之BWR中,原子爐壓力容器50內之保有水量 約1〇〇倍,故實機之原子爐壓力容器50內的溶存臭氧濃 度,係臭氧氣體供給量爲9000g/h以上,可使臭氧水流動 形成2ppm以上。 在使用此臭氧之化學除污染裝置51中,藉由於臭氧 -25- (22) (22)1355003 水中添加例如磷酸或磷酸鹽作爲氧化助劑,添加例如硝酸 作爲pH調整劑,俾使例如原子爐構成材料形成化學除污 染對象物時,亦可維持原子爐構成材料之健全性。 又,藉由氧化助劑及pH調整劑之添加調整臭氧水, 形成PH3以下,溶存臭氧濃度會提昇,而且,可抑制溶存 臭氧之自己分解,並提昇除污染性能。 將具有微細孔例如數十V m~百數十之氣孔徑的燒 結金屬構件,設置於除污染液循環之配管、例如原子爐再 循環系60之排出配管或噴射幫浦63的吸入口附近,從燒 結金屬構件供給臭氧氣體,可於除污染液中有效率地溶解 臭氧氣體,可得到充分的除污染性能。 在使用此臭氧之化學除污染裝置51中,係於除污染 液之臭氧水中滿足PH3以下之條件,且可有效率且有效果 地抑制化學除污染對象物之例如原子爐構成材料的腐蝕, 而且,可使抑制腐蝕之添加劑最適化,維持原子爐構成材 料之健全性,並提昇除污染性能。 [第4實施形態] 圖8係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第4實施 形態之構成圖。 此爐內化學除污染裝置110係使原子能發電廠之原子 爐機器或各種配管等之除污染對象物進行化學除污染者, 就除污染對象物而言,有沸騰水型原子能發電廠之原子爐 壓力容器111、原子爐再循環系112之配管113或再循環 -26- (23) (23)1355003 幫浦114等、原子爐—次系的除污染對象物。除污染對象 物中係不僅沸騰水型原子爐(BWR、ABWR ),有加壓水 型原子爐之原子爐壓力容器或原子爐一次系。原子爐再循 環系112 —般設有2系統,具備於原子爐壓力容器ul〇 沸騰水型原子爐係於原子爐壓力容器ni內收藏爐心 側板1 1 6 ’於爐心側板1〗6內形成爐心丨i 7。爐心丨〗7係 藉爐心支撐板118與上部格子板119支撐。於爐心117之 下方係形成爐心下部空間1 2 1,於其上方形成爐心上部空 間 122。 原子爐壓力容器1 1 1與爐心側板1 1 6之間的間隙,係 形成爲套管狀或環狀之環周部123。於環周部123係沿著 周方向而設有複數台從6對12基至10對20基之噴射幫 浦124。噴射幫浦124係具有:於再循環配管113所分歧 之總配管1 2 5介由入口噴嘴1 1 5 b所連接之噴射幫浦上昇 管126、使此噴射幫浦上昇管丨26上昇之上昇流反轉且分 開成二部分之噴射幫浦噴嘴127、此幫浦噴嘴127之周圍 所形成之噴射幫浦U4吸入口吸入系統水(爐水)混合之 狹長部(混合室)128、與使所混合之水導引至爐心下部 空間121之擴散器129。 又,爐內化學除污染裝置110係具備於原子爐壓力容 器1 1 1之下部外側所附設的暫設除污染迴路1 3 0。暫設除 污染迴路130係具有:設於原子爐壓力容器111之底部的 控制棒驅動機構(CRD)的控制棒框體131所連接之暫設 循環管線1 3 2、設於此暫設循環管線1 3 2之循環幫浦1 3 3 -27- (24) (24)1355003 與化學除污染設備134,化學除污染設備134之下流側係 連接於暫設之噴灑環135,構成除污染劑供給機構。暫設 之噴灑環135係被安裝於原子爐壓力容器111之上部,於 化學除污染作業時,從噴灑環135使草酸等之除污染液散 布於原子爐壓力容器111內。 暫設循環迴路130係以循環幫浦133從原子爐壓力容 器111之下部通過暫設循環管線132而脫去除污染液以送 至化學除污染設備134。化學除污染設備134係化學上進 行除污染的機器,例如以加熱用加熱器、進行輻射能捕集 之離子交換樹脂塔、除污染終了後分解除污染劑之除污染 劑分解裝置、及注入草酸等之除污染劑(液)之藥液注入 幫浦等所構成。 源自化學除污染設備134之除污染液係藉噴灑環135 而從上方散布於原子爐壓力容器111內。暫設循環迴路 130係具備化學除污染設備134而構成除污染液供給機構 〇 又,爐內化學除污染裝置110中使原子爐壓力容器 1 1 1內或爐心側板1 1 6、爐心支撐板1 1 8、上部格子板1 1 9 之爐內構造物、噴射幫浦124等之爐內機器或原子爐再循 環系112之原子爐一次系內的除污染對象物進行化學除污 染,就提高此除污染效率之目的,進行原子爐壓力容器 111內之爐內流動所需的原子爐再循環幫浦114之運轉。 噴射幫浦124係使自臭氧供給機構140所供給之臭氧氣體 進行混合而構成產生臭氧水之臭氧水產生機構,原子爐再 -28- (25) (25)1355003 循環系Π2係使所產生之臭氧水於原子爐一次系的系統內 循環之臭氧水循環機構所構成者。 藉由使原子爐再循環幫浦114運轉,俾原子爐壓力 容器111內之臭氧水或除污染液係經由原子爐再循環系 112,從再循環系配管113使噴射幫浦上昇器126上昇, 從噴射幫浦124之幫浦噴嘴127捲入周圍之水而排出至爐 心下部空間1 2 1。排出至爐心下部空間1 2 1之除污染液係 在此處進行反轉而使爐心側壁116內上昇,再導入於環周 部123。導引至環周部123之除污染液係下降,在導引至 設於環周部123下部之原子爐再循環系112。原子爐壓力 容器ill內之爐內構造物或爐內機器、原子爐再循環系 112係構成原子爐一次系。 化學除污染所使用之除污染液係可使用一般草酸等之 有機酸,以此有機酸所產生之除污染液(除污染劑)可在 還原除污染步驟中使用。藉由還原除污染步驟之實施,使 鐵之氧化物及被此氧化物所攝入之Co-60、Co-58等的輻 射能溶出(溶解)至除污染液中。 另外,於原子爐壓力容器111之上方,係設有使臭氧 氣體供給至原子爐壓力容器111內之臭氧供給機構140。 臭氧供給機構140係具有:構成臭氧產生裝置之臭氧產生 器141、可供給在臭氧產生器141所產生之臭氧(03)氣體 的臭氧供給管(散氣管導管)142、與連接於此臭氧供給 管142之前端部的臭氧散氣管143。 臭氧散氣管143係從原子爐壓力容器111之上方例如 -29- (26) (26)1355003 操作地板(未圖示)所垂設而前端導引至環周部123,於 噴射幫浦124之噴射幫浦噴嘴127的上方附近以直立狀態 設置。於臭氧產生器141所生成之臭氧氣體,係從開口於 噴射幫浦噴嘴127的吸入口(Slot)附近的臭氧散氣管 143吹出。臭氧散氣管143係於原子爐壓力容器111內前 端臨近環周部123之方式於周方向配置複數根例如6根 〜1 2根。 另外,收藏於原子爐壓力容器111所收容之除污染液 的除污染對象物及爐內構造物或爐內機器、原子爐再循環 系112之原子爐一次系的金屬表面所附著的輻射能之溶解 ,俾以草酸等之除污染劑溶解鐵等之金屬氧化物,進行分 解、淨化,繼而,使臭氧供給機構140作動而移動至進行 溶解氧化皮膜之氧化處理的氧化步驟。 在化學除污之氧化處理係使除污染對象物之金屬表面 的內層之鉻氧化物所攝入之輻射能溶解,故在圖8所示之 爐內化學除污染裝置110中係特定臭氧濃度爲例如1 ppm 以上之臭氧水可使用來作爲氧化劑。 臭氧係具有自己分解性之氣體,因壽命短,故必須從 臭氧供給機構140於原子爐壓力容器111內之水中經常持 續注入臭氧氣體。臭氧氣體係在臭氧產生器141產生,經 由臭氧散氣管143而散氣,注入於爐內。 臭氧氣體之注入點係於環周部123之上部乘著原子爐 再循環幫浦1 1 4之爐內流動而強制性地被噴射幫浦1 24吸 入。臭氧散氣管M3之設置位置係宜爲接近於噴射幫浦 -30- (27) (27)1355003 124之吸入口(slot) ’但爲克服臭氧氣體之壓力水深而 安定地注入,未加壓幫浦等之昇壓裝置時,係設於離爐心 側板116之上端所需距離例如lm左右的範圍內。臭氧散 氣管143係在噴射幫浦124之上部附近且環周部123之上 方,朝周方向設有複數根例如數根至10數根。 以臭氧水所產生之氧化處理的目的係除污染對象物內 層之鉻含有率高的氧化皮膜之溶解,若收藏含有鉻之氧化 皮膜的溶解,藉臭氧水進行氧化處理之氧化步驟係終了。 即使氧化步驟終了,亦不須特別進行臭氧之分解,委由臭 氧之自己分解性,或在其後之還原步驟注入草酸來進行處 理。 又,於圖8中,符號145係於原子爐給水系中介由總 配管所連接之給水噴灑器(Sparger),符號146係爐心噴灑 配管。 其次說明爐內化學除污染裝置之作用,亦即爐內化學 除污染方法。 使爐內化學除污染裝置110設於原子爐壓力容器111 ,而使原子爐壓力容器111或爐內構造物、爐內機器、原 子爐再循環系112等之原子爐一次系的除污染對象物大規 模地進行化學除污染之作業,係在停止原子爐之運轉之定 期定檢時或保守點檢時進行。 化學除污染作業係使令原子爐一次系之系統水循環的 原子爐再循環系112的再循環幫浦1運轉,而於原子爐壓 力容器111內產生流動,繼而,設有臭氧供給機構140, -31 - (28) (28)1355003 使臭氧散氣管143設置於爐內環周部之上部或上方,俾於 臭氧產生裝置之臭氧產生器141所產生的臭氧氣體係可有 效率地注入於噴射幫浦124之吸入口,於原子爐壓力容器 111內循環。亦即,所產生之臭氧氣體係從噴射幫浦124 吸入口吸入而以混合室128及擴散器129與幫浦水攪拌而 產生臭氧水,被積極地混合。所產生之臭氧水被導引至爐 心下部空間1 2 1。被爐心下部空間1 2 1之混合流(臭氧水 )係在此處反轉而導入於爐心側壁1 1 6內,在爐心側壁 1 1 6內成爲上昇流。 在原子爐壓力容器1 1 1內之環周上部係使爐心側板 116內上昇起來之上昇流進行反轉而成爲下降流,被噴射 幫浦124之吸入部(噴射入口混合器)吸入。所注入之臭 氧氣體係幾乎被噴射幫浦124之吸入部捲入而吸入。因此 ,在環周部123之下部所設的原子爐再循環系112的出口 (出口噴嘴115a)係臭氧不以氣泡狀態導引。因此,於原 子爐再循環系112之再循環幫浦114無產生幫浦孔蝕之虞 〇 構成環周部123之原子爐壓力容器111的內周壁或爐 心側板1 1 6的外周壁所形成之氧化皮膜,係藉由混入臭氧 氣體之下降流(臭氧水)來溶解、除去。 又,於原子爐再循環系112之再循環幫浦114係臭氧 氣體之氣泡未到達。再循環幫浦114係被循環水溶解,成 爲溶存臭氧之臭氧水被導引,故可藉臭氧水有效率地使再 循環幫浦114之再循環配管113內除污染,以使氧化皮膜 -32- (29) (29)1355003 溶解。 進一步,從噴射幫浦124之吸入部經由混合室128, 被擴散器129導引之臭氧氣體的氣泡係以混合效果攪拌而 成爲臭氧水而排出至爐底部(爐心下部空間),使爐底部 之氧化皮膜氧化溶解。此氧化溶解後,臭氧水係與爐內構 造物之爐心支撐板Π 8、爐心側板1 1 6內周壁及上部格子 板119依序接觸,使形成於表面之氧化皮膜依序溶解,另 外,即使藉由混合效果,未完全溶解之多餘的臭氧氣體係 從爐中央之水面移動至氣相部,以排出至外部。 若依此爐內化學除污染裝置110,即使在大規模之爐 內化學除汙染作業中,特定臭氧濃度之臭氧水,可效率地 遍及原子爐壓力容器111內及原子爐再循環系112全體與 原子爐一次系,並循環,故可使於爐內構造物及爐心外再 循環配管所生成之氧化皮膜有效率地溶解。 與臭氧水之氧化皮膜的溶解步驟前後而組合使用除污 染劑例如草酸之除汙染液的還原除染步驟,俾除去原子爐 內之爐內構造物或原子爐再循環系1 1 2的輻射化之輻射線 可被除去,並可謀求輻射線量之大幅降低。 [第5實施形態] 圖9係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第5實施 形態之構成圖。 圖9係表示於沸騰水型原子能發電廠所具備之原子爐 壓力容器111內的平截面圖,故表示原子爐壓力容器111 -33- (30) 1355003 、爐心側板116、噴射幫浦124及臭氧散氣管143的配置 / 關係之平面圖。圖9係表示於原子爐壓力容器111與爐心 * 側板116之間所形成的環周部123設置10對20基的噴射 幫浦124之例。噴射幫浦124係於環周部123之周方向以 特定的間隔而設置。 於成對之噴射幫浦124的上方附近設有構成臭氧氣體 供給機構140之臭氧散氣管143。原子能發電廠之原子爐 φ 壓力容器111內的構成或作爲原子爐再循環系、除汙染液 供給裝置之暫設除污染迴路的構成係與第4實施形態所示 者無異,故賦予同一符號而省略或簡化其等之圖示以及構 成的說明。又,符號142係於臭氧散氣管143之散氣管導 管(臭氧供給管),符號1 50係露出孔蓋。 即使在圖9所示之爐內化學除污染裝置11 0A中,藉 由原子爐再循環系112之再循環幫浦114的驅動,原子爐 壓力容器111內之系統水的流動,係從原子爐再循環系 φ 112介由總配管(環總管)而使噴射幫浦124的上昇管 126上昇,以噴射幫浦噴嘴127分開成二股,導入於1對 2基之噴射幫浦124。 另外,臭氧供給機構140之臭氧散氣管M3係具備於 1〇對之噴射幫浦噴嘴127的上部附近或正上方。使臭氧散 氣管1 43對應於噴射幫浦對而1根1根分割,係於環周部 123之上方有給水噴灑器(Sparger)145或爐心噴灑配管146 ,於爐心側板1 1 6之外側亦有安裝支架等之設置上的干擾 物,因不產生此等之干擾物與干擾。 -34- (31) (31)1355003 從臭氧供給機構140之臭氧散氣管143所注入之臭氧 氣體係於分別成對之噴射幫浦124的吸入口與周圍之爐水 一起被吸入,於槽(slot)部(混合室)128被導引而攪拌, 混合。此混合水係經由擴散器1 2 9而排出至爐心下部空間 12卜 又’於環周部123所導入之爐水係成爲下降流而導入 於環周部下部之原子爐再循環系112的出口,但,被導引 至原子爐再循環系112之爐水係從臭氧散氣管143吹出之 臭氧氣體係幾乎不含有。因此,必須於原子爐再循環系 112之再循環幫浦114擔心孔蝕的發生。 又,於原子爐再循環系112之再循環幫浦114係未到 達臭氧氣體之氣泡,但成爲特定濃度之溶存臭氧的臭氧水 會循環起來,故亦無除污染效果變差。 從再循環幫浦114所排出之臭氧水係被導入於噴射幫 浦124,從此噴射幫浦124之幫浦噴嘴127所排出時,使 臭氧氣體以及周圍之爐水(爐內循環水)捲入,被導入於 噴射幫浦124之混合室128。被導引至混合室128之臭氧 氣體係以混合效果溶入於水中,從擴散器129被導引至爐 心下部空間1 2 1,此處使爐底部之氧化皮膜氧化溶解後, 依序使爐內構造物之爐心支撐板118、側板內周壁、上部 格子板119之氧化皮膜溶解。 多餘臭氧氣體係從爐中央之水面移動至氣相部而排出 〇 臭氧散氣管143未被設置之原子爐壓力容器111的環 -35- (32) 1355003 周部123的0°、180°之位置,係存在原子爐再循環系 之出口噴嘴,朝此出口噴嘴環周部123的下降流成爲 流而進行,故不須朝環周部123的0。、180。之位置設 氧散氣管。 即使在第2實施形態所示之爐內化學除污染 1 1 0A中’可實施大規模之爐內化學除汙染作業。即 此化學除汙染作業中,可使特定臭氧濃度之臭氧水遍 原子爐壓力容器111及原子爐再循環系112之原子爐 系全體。 可使原子爐壓力容器111之爐內構造物、爐內機 爐心外之原子爐再循環系112所生成之氧化皮膜有效 溶解。 圖1〇之虛線係表示設置10根臭氧散氣管143時 氧濃度評估點(原子爐壓力容器之爐內各處)a~l、 評估點位置中之溶存臭氧濃度的關係之曲線圖。圖1 臭氧濃度評估點a〜1係分別對應於圖1 1 A及圖1 1B所 原子爐壓力容器的爐內各處a~l。 在第5實施形態中係從臭氧散氣管〗43所排出之 氣體係例如以1 1. 5kg/h之比率所供給之例。從圖1 1 在原子爐壓力容器111內之溶存臭氧濃度最低之處亦 到1 ppm以上之溶存臭氧濃度。於非專利文獻1 (青 ’ ”臭氧法化學除污染技術之開發(其2 )-除污性能 料之影響評估日本原子能學會「200 1年春之年會」 編號M38、演講要旨集ΙΠ分冊p.691)中已報告以 偏向 置臭 裝置 使在 及於 -次 器及 率地 之臭 與其 〇之 示之 臭氧 即使 可得 井他 與材 演講 1 ppm (33) (33)1355003 以上之溶存臭氧濃度可得到充分之除去效果。 藉由組合:具有所需溶存臭氧濃度之臭氧水所造成之 氧化、與於此氧化步驟前後(構成除污染液供給裝置)活 用暫設除污染迴路130之還原除污染步驟,俾使除去原子 爐壓力容器111及原子爐再循環系112之輻射化的輻射能 效率佳且有效地被除去,可達成輻射線量之大幅降低。 又,即使使原子爐再循環系112之再循環幫浦114運 轉,亦不於再循環幫浦114中混入臭氧氣體之氣泡,故可 未然且確實地防止因臭氧氣體之氣泡所造成之孔蝕發生, 且不受到孔蝕之不良影響。 [第6實施形態] 圖12係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第6實 施形態之構成圖。 當說明此第6實施形態之爐內化學除污染裝置110B 時,與第4實施形態所示之爐內化學除污染裝置丨丨〇相同 之構成係賦予相同之符號而簡化或省略圖示及說明。 圖12係表示於沸騰水型原子能發電廠所具備之原子 爐壓力容器111內的平截面,故表示原子爐壓力容器ηι 、爐心側板1 1 6、噴射幫浦1 24及臭氧散氣管1 3的配置關 係之平面圖。圖1 2係於原子爐壓力容器1 1 1與爐心側板 1 16之間所形成的環周部123設置10對20基的噴射幫浦 124。噴射幫浦124係於環周部123之周方向以特定的間 隔而設置。 -37- (34) (34)1355003 於噴射幫浦124之各對間之中間部上方設有構成臭氧 氣體供給裝置140之臭氧散氣管143。臭氧散氣管143係 於鄰接之噴射幫浦對之間的中間部上方附近以立設狀態配 置。臭氧散氣管143係位於原子爐再循環系112之出口噴 嘴1 15。例如除去(Γ、180°之周方向位置,而設於與各對 之噴射幫浦124鄰接的噴射幫浦對之間。 使原子能發電廠之原子爐壓力容器111的爐內構成、 原子爐再循環系112、除污染液供給裝置構成之暫設除污 染迴路的構成,係與第4實施形態所示者無相異。 原子爐再循環系112進行循環之爐內之系統水(循環 水)的流動,係於原子爐再循環系1 1 2之總配管(環總管 )分歧後,經由入口噴嘴1 15b而使噴射幫浦上昇管126 上昇,以噴射幫浦噴嘴127分開成二股,導入於1對2基 之噴射幫浦124。 原子爐再循環系112係一般有2系統,故噴射幫浦 124係存在10對20基。在圖I2中係於1〇對20基之噴射 幫浦124的各對之間設置臭氧供給手段140的臭氧散氣管 143。圖12所示之例中’設置8根臭氧散氣管143。臭氧 散氣管143係表示於環周部123上部之單側設置4根,另 —側設置4根之例。臭氧散氣管1 4 3係未限定於8根,而 亦可從6根~10數根之中選擇。 在噴射幫浦124對之中間部中,從設置於噴射幫浦 127之上方附近的臭氧散氣管143注入臭氧氣體,此臭氧 氣體係幾乎被鄰接之噴射幫浦對間之相鄰的噴射幫浦1 24 -38- (35) (35)1355003 、124之各吸入口吸進。被噴射幫浦124吸入之臭氧氣體 係於槽部128攪拌、混合,繼而,使環周部123下降而被 原子爐再循環系112之出口噴嘴115a導引之臭氧氣體幾 乎不存在。使環周部123進行下降之下降流含有微量臭氧 氣體,此臭氧氣體係於流動之途中溶解於下降流而成爲溶 存臭氧之臭氧水,此臭氧水被導引至原子爐再循環幫浦 114。因此,不擔心於再循環幫浦114產生幫浦孔蝕。 又,於原子爐再循環系112之再循環幫浦114中係幾 乎無臭氧氣體之氣泡導引,但再循環配管113內係成爲特 定濃度之溶存臭氧的臭氧水循環起來,故可以臭氧水促進 氧化處理,亦無除污染效果變差。從再循環幫浦114排出 ,於噴射幫浦124從入口噴嘴115b所供給之臭氧水,係 從噴射幫浦噴嘴127所排出時,捲進含有臭氧氣體之爐水 ,在混合室(槽部)128內攪拌,混合。 被導引至噴射幫浦124之混合室128的臭氧氣體之氣 泡,係以混合效果溶入水中而於擴散器1 29內下降,排出 至爐心下部空間1 2 1。藉由爐心下部空間1 2 1所排出之排 出水產生的氧化處理,俾使爐底部之氧化皮膜溶解。使爐 底部之氧化皮膜溶解後,依序使爐內構造物(爐心支撐板 118、側板內周壁、上部格子板119)之氧化皮膜溶解。多 餘之臭氧氣體係從原子爐壓力容器111內之爐中央的水面 移動至氣相部,排出至外部。 臭氧散氣管143係例如於0°、180°之周方向位置係未 被設置。在臭氧散氣管143未被設置之周方向位置係設有 -39- (36) 1355003 原子爐再循環系112之出口噴嘴115a,環周部 流係成爲朝向出口噴嘴115a之偏向流,故氧 解效果未減少。 若依此爐內化學除污染裝置11 0B,涵蓋 容器111內及原子爐再循環系112之全體,可 率佳進行大規模之爐內化學除污染作業。爐內 作業係可使用特定臭氧濃度之水(臭氧水), 藉由原子爐再循環系112之再循環幫浦114的 蓋原子爐壓力容器111內全體或原子爐再循環 而循環遍及,可進行使爐內構造物及原子爐再 所生成之氧化皮膜有效率地溶解的氧化處理。 圖10之實線係表示8根臭氧散氣管143 壓力容器111的爐內各處(濃度評估點a〜1) 測定値之例的曲線圖。此時,臭氧氣體係表示 率例如11.5kg/h之比率供給至原子爐壓力容器 。在此爐內化學除污染裝置11 0B中原子爐壓 內之爐內各處a〜1(參照圖11A、11B)的臭氧 ’亦可得到1 P P m以上,藉此1 p p m以上之溶 可得到充分的除污染效果。 組合使用1 ppm以上之溶存臭氧濃度的氧 於此氧化處理之前後使用除污染劑的還原除污 去原子爐壓力容器111內、爐內構造物、原子 112之原子爐一次系的輻射化之輻射能可被除 成輻射線量之大幅降低。草酸等之除污染劑係 123之下降 化皮膜之溶 原子爐壓力 有效率且效 化學除污染 此臭氧水係 運轉,而涵 系1 12全體 循環系1 1 2 時之原子爐 之臭氧濃度 以特定之比 1 1 1內之例 力容器1 1 1 濃度最低處 存臭氧濃度 化步驟、與 染步驟,除 爐再循環系 去,並可達 從暫設之噴 -40- (37) (37)1355003 灑環135噴射至原子爐壓力容器ill內。 又,以臭氧爲氣泡狀態未被導引至原子爐再循環系 112之再循環幫浦114,故亦不產生因氣泡造成之幫浦空 蝕。 [第7之實施形態] 圖13係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第7實 施形態之構成圖。 此實施形態係於臭氧供給手段裝置140之臭氧散氣管 143的安裝構造具有特徵者。其他之構成係與圖8所示之 爐內化學除污染裝置110B無異,故於相同之構成係賦予 相同的符號而省略乃至簡化說明。 圖13所示之爐內化學除污染裝置11 0C係於原子爐壓 力容器11 1內以立設狀態安定地設置臭氧氣體供給機構( 裝置)140的複數根之臭氧散氣管143者。臭氧散氣管 143之前端係從未圖示之操作地板垂下至下方,配置於原 子爐壓力容器1 1 1與爐心側板1 1 6之間的環周部1 23上部 。臭氧散氣管143係數m左右例如6m左右的長度之長條 SUS配管,其散氣管上端係位於原子爐壓力容器ill上部 。臭氧散氣管143係利用原子爐壓力容器1U之周壁附近 的死空間而配置,可有效地防止與其他之爐內機器干擾。 圖13係表示原子爐壓力容器111之下側左半部分的 縱截面圖,以立設狀態配置於此原子爐壓力容器ill內的 複數根之臭氧散氣管143係於原子爐壓力容器111內以上 -41 - (38) (38)1355003 下複數處例如至少上下2處固定。在圖13所示之爐內化 學除污染裝置110C中係臭氧散氣管143接近其下端處, 以挾具裝置15 1固定上部側板環150,接近其上端之處, 以挾具裝置152固定給水噴灑器145。 於上部側板環150固定臭氧散氣管143的下部時,可 利用立設於上部側板環1 50之側板頭螺絲(未圖示)的螺 絲支架。側板頭螺絲係於上部側板環1 5 0之頂部沿周方向 而立設複數根,於此側板頭螺絲可設置螺絲支架。 於此第7實施形態所示之爐內化學除污染裝置110C 係將臭氧氣體供給裝置140之臭氧散氣管143於上下複數 處安裝於原子爐壓力容器111內,將臭氧散氣管143之下 端側固定於上部側板環1 5 0,俾可安定且正確地維持臭氧 氣體之注入點。 環周部1 23之上部係從使爐心側板1 1 6內上昇之上昇 流的反轉下降流的水流與從臭氧散氣管143之前端噴嘴部 所吹出之臭氧氣體的噴出流,產生伴隨激烈搖動之流動, 但使臭氧散氣管143之前端部固定於上部側板環150,可 安定地維持臭氧散氣管1 4 3,亦可正確地維持臭氧注入點 〇 又,將臭氧散氣管143之上部固定於給水噴灑器145 ,長條之不鏽鋼配管不會產生多餘的振動,可減輕臭氧散 氣管143與散氣導管(臭氧供給管)142之結合部的負荷 〇 即使在第7實施形態所示之爐內化學除污染裝置 -42- (39) (39)1355003 11 OC中,亦可於原子爐壓力容器ill內以經常安定之安 全狀態供給臭氧氣體,使特定之臭氧濃度之臭氧水於原子 爐壓力容器111內及爐心外的原子爐再循環系112之再循 環配管113的全體循環,並遍及,並使爐內構造物及原子 爐再循環系112等之原子爐一次系內所產生的氧化皮膜有 效率地溶解,實施氧化處理》 因此,組合從臭氧供給裝置140使臭氧氣體供給至原 子爐壓力容器111內而溶解氧化皮膜之氧化步驟與使用其 前後之除污染劑之還原除污染步驟,除去原子爐壓力容器 1 1 1內、爐內構造物(爐心支撐板1 1 8、爐內側板1 1 6、上 部格子板19)或原子爐再循環系112之再循環配管113內 之原子爐一次系的輻射化之輻射能可被除去,並可達成輻 射線量之大幅降低。 [第8之實施形態] 圖14係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第8實 施形態之構成圖。 此實施形態係關於一種於原子爐壓力容器111內之臭 氧供給機構(裝置)140之臭氧散氣管143的安裝構造者。 其他之構成係與圖4所示之爐內化學除污染裝置11〇無異 ,故於相同之構成係賦予相同的符號而省略乃至簡化說明 〇 圖14所示之爐內化學除污染裝置11 0D係從未圖示臭 氧氣體供給機構14〇之臭氧散氣管143之操作地板垂下至 -43- (40) 1355003 t 下方,使散氣管前端以臨近於原子爐壓力容器111與爐心 側板1 1 6之間所形成的環周部1 23上部之方式以立設狀態 配置者。臭氧散氣管143係具有數m左右例如6m左右的 長度之長條SUS配管,散氣管上端係位於原子爐壓力容器 111上部。 圖14係表示原子爐壓力容器111之下側左半部分的 縱截面圖,以立設狀態配置於此原子爐壓力容器111內的 φ 臭氧散氣管143係於原子爐壓力容器111內以上下複數處 例如至少上下2處固定。在第8實施形態所示之爐內化學 除污染裝置110D中係臭氧散氣管143接近其下端處,以 - 挾具裝置151固定上部側板環150,接近其上端之處,以 挾具裝置153固定爐心噴灑配管146。 於上部側板環150固定臭氧散氣管143的下部時,亦 可利用爐心側板環1 1 6之頂部的側板頭螺絲。 使臭氧氣體供給機構140之臭氧散氣管143固定於上 φ 部側板環150,俾可正確地且安定地維持臭氧氣體之注入 點。 於環周部123之上部係使爐心側板116內上昇之上昇 流的反轉產生下降流,從臭氧散氣管143之前端噴嘴部所 吹出之臭氧氣體的噴出流,產生伴隨激烈搖動之流動,但 使臭氧散氣管143之前端部固定於上部側板環150,可安 定地保持臭氧散氣管143,亦可正確地維持臭氧注入點。 又,將臭氧散氣管143之上部固定於爐心噴灑配管 146,長條之不鏽鋼配管不會產生多餘的振動,可減輕臭 -44 - (41) 1355003 氧散氣管143與散氣導管(臭氧供給管)142之結合部的 * 負荷。臭氧散氣管143係沿著原子爐壓力容器111內之周 ' 方向而利用死空間而配置。 即使在圖14所示之爐內化學除污染裝置11 OD中,亦 可於原子爐壓力容器111內以安定之安全狀態供給臭氧氣 體,使特定之臭氧濃度之臭氧水於原子爐壓力容器111內 及爐心外的原子爐再循環系112之全體循環,並遍及,並 φ 使原子爐壓力容器1Π內或爐內構造物、原子爐再循環系 112之再循環配管113內的原子爐一次系內所生成的氧化 皮膜有效率地溶解,即實施氧化處理。 . 因此,組合使臭氧氣體溶解氧化皮膜之氧化步驟、與 於此氧化步驟之前後使用除污染劑之還原除污染步驟,除 去原子爐壓力容器111內或爐內構造物、原子爐再循環系 112之再循環配管113的輻射化之輻射能可被除去,並可 達成輻射線量之大幅降低。 [第9實施形態] 圖15係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第9實 施形態之構成圖。 此實施形態係有關於臭氧供給手段機構1 40之臭氧散 氣管143的安裝構造者。其他之構成係與圖8所示之爐內 化學除污染裝置110無異,故於相同之構成係賦予相同的 符號而省略乃至簡化說明。圖15係有關原子爐壓力容器 1 1 1內之臭氧散氣管1 4 3的安裝之實施形態。 -45 - (42) (42)1355003 臭氧供給裝置140之臭氧散氣管143係於原子爐壓力 容器111內以上下複數處例如至少上下2處固定。臭氧散 氣管143係於原子爐壓力容器111內以立設狀態利用原子 爐壓力容器111內之死空間而設置。臭氧散氣管143係具 有數m左右例如6m左右的長度之長條不鏽鋼配管,對應 於被配置於原子爐壓力容器1 1 1與爐心側板1 1 6之間的環 周部123的噴射幫浦對而設置複數根例如8根〜10根。 臭氧散氣管143之前端(下端)係位於環周部123之 上部,其上端係位於原子爐壓力容器111內上部。在第9 實施形態之爐內化學除污染裝置11 0E中,臭氧散氣管 143係接近其下端之處,於上部側板環150以挾具裝置 151固定,在接近上端之處於爐內化學除污染所使用之暫 設的噴灑環155藉挾具裝置156固定。 暫設噴灑環155係被設置於即使於化學除污染時之最 高水位WHL中亦不沒入之位置,臭氧散氣管143係較第4 及第5實施形態還高的位置之固定,對於爐內流動而進行 安定化。爲更安定地固定臭氧散氣管143,亦可使中間部 依需要而固定於給水噴灑器145及爐心噴灑配管146的至 少一者。將臭氧散氣管143之下端部固定於上部側板環 1 5 0時,亦可利用側板頭螺絲支架。 在此爐內化學除污染裝置11 0E中係使臭氧供給裝置 140之臭氧散氣管143之下端部固定於上部側板環150, 俾可正確地維持臭氧氣體之注入點,並安定化。 又,將臭氧散氣管143之上部固定於暫設之噴灑環 -46- (43) (43)1355003 155,長條之臭氧散氣管143不會產生多餘的振動,可減 輕臭氧散氣管143與散氣導管(臭氧供給配管142)之結 合部的負荷。 在第9實施形態之爐內化學除污染裝置110E中係可 適用於原子爐壓力容器內或原子爐再循環系之大規模的爐 內化學除污染,在爐內化學除污染作業中可以經常安定之 安全狀態供給臭氧氣體。從臭氧供給裝置140將臭氧氣體 供給至原子爐壓力容器1Π內,藉原子爐再循環系112之 運轉,於原子爐壓力容器Π1內或原子爐再循環系112使 特定臭氧濃度之臭氧水循環,遍及全體,可使原子爐壓力 容器111內或爐內構造物、爐心外之原子爐再循環系112 的再循環配管113內所生成之氧化皮膜藉臭氧水之氧化處 理有效率地溶解。 此爐內化學除污染裝置1 1 0E係藉由以臭氧水所產生 之氧化步驟(氧化處理)與其前後使用除污染劑之還原除污 染步驟之組合,除去原子爐壓力容器111內及原子爐再循 環系112的輻射化之輻射能可被除去,並可達成輻射線量 之大幅降低。 又,在上述之本發明的實施形態中係將使用臭氧之化 學除污染裝置主要適用於沸騰水型原子爐的原子爐壓力容 器及原子爐一次系之例,但本發明係亦可適用於加壓水型 原子爐的原子爐壓力容器及原子爐一次系,進一步,亦可 適用於一種裝置,其係使在除污染對象物之表面所生成或 附著且含有輻射性物質之氧化皮膜化學性溶解,並進行除 -47- (44) (44)1355003 污染之裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係表示使用本發明之第1實施形態的臭氧之化學 除污染方法,其氧化皮膜之溶解量與pH之關係的圖。 圖2係表示使用本發明之第1實施形態的臭氧之化學 除污染方法,其二次廢棄物之產生量的圖。 圖3係表示作爲本發明之第2實施形態的化學除污染 裝置之系統圖。 圖4係適用於圖3之化學除污染裝置的臭氧溶解混合 器之槪略圖。 圖5係適用於本發明之化學除污染裝置,且使用臭氧 之化學除污染方法的溶存臭氧濃度的分布圖。 圖6係適用於本發明之化學除污染裝置,且使用臭氧 之化學除污染方法的ph與溶存臭氧自己分解常數之關係 圖。 圖7係表示作爲本發明之第3實施形態的化學除污染 裝置者’且用以除污染BWR之原子爐壓力容器內之槪略 圖。 圖8係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第4實施 形態之構成圖。 圖9係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第5實施 形態之構成圖。 圖10係測定原子爐內各處之溶存臭氧濃度的曲線圖 -48- (45) (45)1355003 圖11係圖11A及圖11B係分別簡略地表示測定臭氧 濃度之原子爐內的各處之測定場所的圖。 圖12係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第6實 施形態之構成圖。 圖13係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第7實 施形態之構成圖。 圖14係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第8實 施形態之構成圖。 圖15係表示本發明之爐內化學除污染裝置的第9實 施形態之構成圖》 在圖11中’b:噴嘴吸入臭氧濃度、C:噴嘴吸入臭 氧濃度、d:噴嘴吸入臭氧濃度、e:噴嘴吸入臭氧濃度、 f:噴嘴吸入臭氧濃度、g:原子爐再循環系出口噴嘴部臭 氧濃度、h:幫浦排出臭氧濃度、i:幫浦排出臭氧濃度、j :幫浦排出臭氧濃度、k:幫浦排出臭氧濃度、1:幫浦 排出臭氧濃度。 【主要元件符號說明】 10 :試驗裝置 11 :圓筒型槽 1 2 :內部構造物 13a~13f :取樣噴嘴 1 5 A、1 5 B :循環系統 -49- (46) (46)1355003 16 : A系循環幫浦 17 :下部吸入配管 18 :上部吸入配管 1 9 :排出配管 21 :循環幫浦 22 :下部吸入配管 23 :上部吸入配管 24 : B系排出配管 2 5 :環狀空間 2 7 :燒結金屬構件 28 :臭氧產生器 2 9 :氣體供給管 3 1 : A系臭氧溶解混合器 32: B系臭氧床混合器 3 3 : A系氣體供給管 3 4 : B系氣體供給管 3 7 :燒結金屬構件 -50-

Claims (1)

1355003 第096104876號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年8月17日修正 十、申請專利範圍 1·—種化學除污染裝置,係使含有除污染對象物之表 面所生成或附著之輻射性物質的氧化皮膜利用臭氧水進行 化學性溶解,並除污染,其特徵在於具有: 產生臭氧氣體之臭氧產生步驟;
將所生成之臭氧氣體供給至水中之臭氧供給部的臭氧 供給步驟; 設置於該臭氧供給部,且從該臭氧供給步驟接受臭氧 氣體之供給的燒結金屬構件; 可從該臭氧供給步驟供給至燒結金屬構件內部之臭氧 氣體於其構件外部流動而供給至水中,以產生臭氧水; 於水中添加可抑制該除污染對象物之母材腐蝕的氧化 助劑與可提高溶存臭氧濃度之pH調整劑,藉由被安裝於 φ 前述除染對象物的表面之複數處所的取樣噴嘴測定水中的 溶存臭氧濃度,將該臭氧水之pH調節設定於3以下。 2·如申請專利範圍第1項之化學除污染裝置,其中將 該臭氧供給部設置於流體配管,於此流體配管內設置燒結 金屬構件。 3- 一種化學除污染裝置,係將爐心側板設於原子爐 壓力容器內,在此爐心側板與原子爐壓力容器之間所形成 的降液管部中設有噴射幫浦,並設有使該原子爐壓力容器 之水再循環之原子爐再循環系,藉此原子爐再循環系之再 1355003
循環幫浦的驅動,對該原子爐壓力容器內之水賦予流動而 使原子爐壓力容器內或原子爐一次系化學性除污染,其特 徵在於具有: 產生臭氧氣體之臭氧產生步驟; 將所生成之臭氧氣體供給至該噴射幫浦吸入口附近或 原子爐再循環系之再循環配管內之臭氧供給部的臭氧供給 步驟; 設置於該臭氧供給部之燒結金屬構件: 可從該臭氧供給步驟供給至燒結金屬構件內部之臭氧 氣體於其構件外部流動而供給至水中,以產生臭氧水; 於水中添加可抑制除污染對象物之母材腐蝕的氧化助 劑與可提高溶存臭氧濃度之pH調整劑,藉由被安裝於前 述原子爐壓力容器的內周壁面之複數處所的取樣噴嘴測定 水中的溶存臭氧濃度,將該臭氧水之pH調節設定於3以 下。 4.一種化學除污染方法,係使含有除污染對象物之表 面所生成或附著之輻射性物質的氧化皮膜利用臭氧水進行 化學性溶解,並除污染時,使用該臭氧水作爲除污染液, 使用此臭氧水而化學性溶解該除污染對象物之氧化皮膜, 並除污染,其特徵在於: 於水中添加可抑制該除污染對象物之母材腐蝕的氧化 助劑與可提高除污染液中之溶存臭氧濃度之pH調整劑, 其後,於水中溶解臭氧氣體而產生臭氧水; 於水中添加可抑制該除污染對象物之母材腐蝕的氧化 -2- 1355003
於水中添加可抑制除污染對象物之母材腐蝕 劑與可提高溶存臭氧濃度之pH調整劑,藉由被 % 述原子爐壓力容器的內周壁面之複數處所的取樣 水中的溶存臭氧濃度,將該臭氧水之pH調節設 下。 助劑與可提高溶存臭氧濃度之pH調整劑’藉 前述除染對象物的表面之複數處所的取樣噴嘴測 溶存臭氧濃度,將該臭氧水之pH調節設定於 5. —種化學除污染方法,係設置有在原子 器與設置於其內部之爐心側板之間的降液管部使 循環的噴射幫浦,使來自此噴射幫浦的爐水藉原 環系之再循環幫浦的驅動再循環.,對臭氧水賦予 原子爐壓力容器及原子爐一次系藉臭氧進行化學 其特徵在於: 於該噴射幫浦之吸入口附近或原子爐再循環 環配管內供給臭氧氣體, 對已添加該氧化助劑與pH調整劑之水供給 體而產生臭氧水; 6. 如申請專利範圍第4或5項之化學除污 其中該氧化助劑爲磷酸或磷酸鹽,該pH調整劑 並將該臭氧水調節設定於PH3以下。 7. —種爐內化學除污染裝置,係使用有機酸 劑,並使用臭氧水作爲氧化劑而使原子爐一次系 對象物化學除污染,其特徵在於具備: :被安裝於 丨定水中的 4下。 爐壓力容 爐水強制 子爐再循 流動而使 除污染, 系之再循 該臭氧氣 的氧化助 安裝於前 噴嘴測定 定於3以 染方法, 爲硝酸, 作爲還原 之除污染 -3- 1355003 π
於原子爐一次系之原子爐內供給除污染液之除污染液 供給步驟; 於原子爐一次系之原子爐內注入臭氧氣體之臭氧供給 步驟; 以被注入之臭氧氣體產生臭氧水之臭氧水產生步驟; 使所產生之臭氧水於原子爐一次系內循環之臭氧水循 環步驟; 該臭氧供給步驟係於臭氧水產生步驟的吸入側使臭氧 氣體散氣之臭氧散氣管: 於水中添加可抑制該除污染對象物之母材腐蝕的氧化 助劑與可提高溶存臭氧濃度之pH調整劑,藉由被安裝於 前述除染對象物的表面之複數處所的取樣噴嘴測定水中的 溶存臭氧濃度,將該臭氧水之pH調節設定於3以下。 8. 如申請專利範圍第7項之爐內化學除污染裝置,其 中該除污染液供給步驟係具備於原子爐壓力容器內上部暫 設之除污染液之噴塗,另外,該臭氧產生步驟係以於原子 爐壓力容器與爐心側板之間的環周部所設置之噴射幫浦所 構成,該臭氧水循環步驟係以原子爐再循環系所構成。 9. 如申請專利範圍第7項之爐內化學除污染裝置,其 中該臭氧供給步驟之臭氧散氣管係於原子爐壓力容器與爐 心側板之間所形成的環周部所設置之複數對噴射幫浦上方 附近或噴射幫浦對間之上方附近設置有複數根。 1 〇.如申請專利範圍第9項之爐內化學除污染裝置, 其中該臭氧供給步驟之臭氧散氣管係以直立狀態設置於原 -4- 1355003 ~…_ ____ —, 子爐壓力容器內上部的長管,且該臭氧供給管係於原子爐 壓力容器內被固定於上下複數處。 11. 如申請專利範圍第10項之爐內化學除污染裝置, 其中該臭氧供給步驟之臭氧散氣管係其下端部被固定於爐 心側板之上部側板環。 12. 如申請專利範圍第10項之爐內化學除污染裝置, 其中該臭氧供給步驟之臭氧散氣管之上部係被固定於給水 噴霧器、爐心噴灑配管或除污染液散布用噴灑環。 13. —種爐內化學除污染方法,係使用有機酸作爲還 原劑,並使用臭氧水作爲氧化劑而使原子爐一次系之除污 染對象物化學除污染,其特徵在於: 使原子爐再循環系幫浦運轉而於原子爐再循環系及原 子爐內產生循環水之流動,同時並, 從設置於原子爐內環周部之上部的臭氧散氣管注入臭 氧氣體; 所注入之臭氧氣體供給至該循環水而產生溶存臭氧之 臭氧水; 組合藉除污染供給步驟於原子爐內所供給之除污染液 與溶存臭氧之臭氧水而使該原子爐一次系之除污染對象物 化學除污染; 於水中添加可抑制該除污染對象物之母材腐蝕的氧化 助劑與可提高溶存臭氧濃度之pH調整劑,藉由被安裝於 前述除染對象物的表面之複數處所的取樣噴嘴測定水中的 溶存臭氧濃度,將該臭氧水之pH調節設定於3以下。 -5- 1355003
14.如申請專利範圍第13項之爐內化學除污染方法, 其中從臭氧散氣管所注入之臭氧氣體係於以原子爐壓力容 器與爐心側板所形成之環周部所設置的複數噴射幫浦對之 上方附近或噴射幫浦對間之上方附近注入於環周部之上部
TW096104876A 2006-02-09 2007-02-09 Chemical decontamination apparatus and decontamination method therein TW200746176A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006032575A JP4204596B2 (ja) 2006-02-09 2006-02-09 化学除染装置およびその除染方法
JP2006053698A JP4183714B2 (ja) 2006-02-28 2006-02-28 炉内化学除染装置およびその除染方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200746176A TW200746176A (en) 2007-12-16
TWI355003B true TWI355003B (zh) 2011-12-21

Family

ID=38345155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096104876A TW200746176A (en) 2006-02-09 2007-02-09 Chemical decontamination apparatus and decontamination method therein

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8440876B2 (zh)
EP (1) EP1983526B1 (zh)
KR (2) KR101086600B1 (zh)
CN (1) CN102262909B (zh)
TW (1) TW200746176A (zh)
WO (1) WO2007091559A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2937054B1 (fr) * 2008-10-13 2010-12-10 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de decontamination d'une surface metallique.
JP5422238B2 (ja) * 2009-03-23 2014-02-19 株式会社東芝 防錆剤含有廃液処理関連施工方法及び関連システム
KR101130270B1 (ko) * 2011-01-07 2012-03-26 한국원자력연구원 제염제 재생이 동시에 수행되는 일체형 금속 제염 장치 및 이를 이용한 제염방법
JP5649541B2 (ja) * 2011-09-15 2015-01-07 株式会社東芝 腐食抑制剤注入方法
KR101341143B1 (ko) 2011-12-06 2013-12-13 (주)에네시스 마이크로 버블을 이용한 제염 장치 및 그의 제염 방법
CN102978642A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 安徽长青电子机械(集团)有限公司 一种自循环式化学除油设备
KR101523763B1 (ko) * 2013-06-19 2015-06-01 한국원자력연구원 금속 표면 고착성 방사능 오염 산화막 제거를 위한 산화 제염제 및 이를 이용한 산화 제염방법
JP6226646B2 (ja) * 2013-09-02 2017-11-08 株式会社東芝 原子炉圧力容器の除染方法及びその除染システム
JP6501482B2 (ja) * 2014-10-16 2019-04-17 三菱重工業株式会社 除染処理システム及び除染廃水の分解方法
JP6270880B2 (ja) * 2016-01-27 2018-01-31 株式会社東芝 化学除染実施方法
CN105716919A (zh) * 2016-02-22 2016-06-29 苏州热工研究院有限公司 一种含放射性核素的不锈钢预生氧化膜试样的制备方法
CN107170503B (zh) * 2017-06-02 2019-04-02 苏州热工研究院有限公司 一种降低在役压水堆核电厂集体剂量的化学清洗方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4287002A (en) 1979-04-09 1981-09-01 Atomic Energy Of Canada Ltd. Nuclear reactor decontamination
JPS58100784A (ja) * 1981-12-10 1983-06-15 株式会社東芝 電子炉炉心スプレイ装置
DE3413868A1 (de) 1984-04-12 1985-10-17 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Verfahren zur chemischen dekontamination von metallischen bauteilen von kernreaktoranlagen
EP0278256A1 (de) * 1987-01-28 1988-08-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zum Entfernen von Oxidschichten
US5070589A (en) * 1989-02-08 1991-12-10 Westinghouse Electric Corp. Process for servicing a jet pump hold down beam in a nuclear reactor
CN1055347A (zh) * 1990-04-05 1991-10-16 周诗忠 高效污水生化处理装置
FR2701155B1 (fr) * 1993-02-02 1995-04-21 Framatome Sa Procédé et installation de décontamination de couvercles usagés de cuves de réacteurs nucléaires à eau légère.
JP2620839B2 (ja) 1993-11-15 1997-06-18 森川産業株式会社 放射性汚染物質を有するキレート剤液の処理方法
GB9426023D0 (en) * 1994-12-22 1995-02-22 Bradtec Ltd Process for decontaminating radioactive materials
JPH08192176A (ja) 1995-01-20 1996-07-30 Fuji Electric Co Ltd 分離注入式オゾン接触方法
JPH09159798A (ja) 1995-12-12 1997-06-20 Jgc Corp 泡除染および除染廃液処理の方法
US5868999A (en) * 1996-03-19 1999-02-09 Ozone Sterilization Products, Inc. Ozone sterilizer and method for ozone sterilization
US6171551B1 (en) * 1998-02-06 2001-01-09 Steris Corporation Electrolytic synthesis of peracetic acid and other oxidants
BE1011754A3 (fr) * 1998-02-20 1999-12-07 En Nucleaire Etabilissement D Procede et installation de decontamination de surfaces metalliques.
JP3859902B2 (ja) 1998-06-23 2006-12-20 株式会社東芝 放射線取扱施設の構造部品の化学除染方法及びその装置
EP1054413B1 (en) * 1999-05-13 2013-07-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of chemically decontaminating components of radioactive material handling facility and system for carrying out the same
US6506955B1 (en) * 1999-05-17 2003-01-14 Westinghouse Electric Company Llc Decontamination method
JP3099954B1 (ja) 1999-09-20 2000-10-16 株式会社東芝 原子炉構造部品の化学洗浄装置
KR20010038518A (ko) * 1999-10-26 2001-05-15 소덕순 물탱크를 위한 살균 정수방법 및 살균 정수장치
TW529041B (en) * 2000-12-21 2003-04-21 Toshiba Corp Chemical decontamination method and treatment method and apparatus of chemical decontamination solution
JP3849925B2 (ja) 2000-12-21 2006-11-22 株式会社東芝 化学除染方法
JP4299974B2 (ja) * 2001-02-01 2009-07-22 株式会社東芝 放射線取扱い施設の構造部品の化学除染方法およびその装置
JP4781557B2 (ja) * 2001-05-25 2011-09-28 シシド静電気株式会社 オゾン殺菌水製造装置
JP2002361269A (ja) * 2001-06-06 2002-12-17 Nippon Gosei Alcohol Kk 燐含有水の処理方法
JP2003098294A (ja) * 2001-09-27 2003-04-03 Hitachi Ltd オゾンを用いた除染方法及びその装置
JP2003285085A (ja) * 2002-03-28 2003-10-07 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 水質浄化装置および水質浄化方法
KR100724710B1 (ko) 2002-11-21 2007-06-04 가부시끼가이샤 도시바 방사화 부품의 화학적 오염제거 시스템 및 방법
JP2004191259A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Toshiba Corp 化学除染方法
JP3772860B2 (ja) 2003-07-16 2006-05-10 マツダ株式会社 気体溶解装置
WO2006131148A1 (en) * 2005-06-07 2006-12-14 Roberto Giampieri Apparatus for the treatment of objects to be decontaminated by exposure to a flow of ozone

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100110399A (ko) 2010-10-12
KR101063132B1 (ko) 2011-09-07
US20100168497A1 (en) 2010-07-01
EP1983526A1 (en) 2008-10-22
CN102262909B (zh) 2014-06-25
EP1983526B1 (en) 2018-01-10
WO2007091559A1 (ja) 2007-08-16
KR20080087041A (ko) 2008-09-29
KR101086600B1 (ko) 2011-11-23
EP1983526A4 (en) 2014-03-19
TW200746176A (en) 2007-12-16
US8440876B2 (en) 2013-05-14
CN102262909A (zh) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI355003B (zh)
US20060041176A1 (en) Chemical decontamination method and treatment method and apparatus of chemical decontamination solution
JP5091727B2 (ja) 化学除染方法
US6487265B1 (en) Treatment method of nuclear reactor internal component
JP2009156795A (ja) pH調整システムおよびpH調整方法
EP1054413A2 (en) Method of chemically decontaminating components of radioactive material handling facility and system for carrying out the same
TW200416746A (en) System and method for chemical decontamination of radioactive material
JP2001074887A (ja) 化学除染方法
JP2015049164A (ja) 原子炉圧力容器の除染方法及びその除染システム
JP2017223524A (ja) 原子炉圧力容器の化学除染システム、及び、化学除染方法
JP4204596B2 (ja) 化学除染装置およびその除染方法
JP4183714B2 (ja) 炉内化学除染装置およびその除染方法
JP2007309864A (ja) 除染方法、除染装置および原子力施設
JP2009109427A (ja) 化学除染方法およびその装置
JP3840073B2 (ja) 化学除染液の処理方法及びその装置
JP2009210307A (ja) 原子力プラント構成部材への放射性核種の付着抑制方法及びフェライト皮膜形成装置
JP4299974B2 (ja) 放射線取扱い施設の構造部品の化学除染方法およびその装置
JP4945487B2 (ja) 炭素鋼部材へのフェライト皮膜形成方法及びその皮膜形成装置
KR101196434B1 (ko) 마이크로 버블을 이용한 방사성 오염물 침착 금속재의 오염 제거방법 및 이를 위한 처리장치
JP2013170844A (ja) 除染方法及び除染装置
JP7267909B2 (ja) 除染実施方法および除染実施装置
TW202137241A (zh) 化學除汙方法及化學除汙裝置
JP6164801B2 (ja) 除染装置及び除染方法
KR20130042074A (ko) 마이크로 버블을 이용한 방사성 오염물 침착 금속재의 오염 제거 방법 및 이를 위한 처리 장치
TW202214359A (zh) 化學除汙方法