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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-29
(45)【発行日】2024-03-08
(54)【発明の名称】原子力プラントの化学除染方法
(51)【国際特許分類】
G21F 9/28 20060101AFI20240301BHJP
G21F 9/06 20060101ALI20240301BHJP
G21D 1/00 20060101ALI20240301BHJP
【ＦＩ】
G21F9/28 521C
G21F9/28 521D
G21F9/06 551Z
G21D1/00 Q
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020137233
(22)【出願日】2020-08-17
(65)【公開番号】P2022033390
(43)【公開日】2022-03-02
【審査請求日】2023-02-14
(73)【特許権者】
【識別番号】507250427
【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】浜田 涼
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 剛
(72)【発明者】
【氏名】細川 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】大平 高史
(72)【発明者】
【氏名】大内 智
【審査官】佐藤 海
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１３８８９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５１３００６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３３９２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２９４３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５３２５４１０（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｆ ９／０６，９／２８
Ｇ２１Ｄ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器に対して還元除染を実施する際に、前記容器の内部領域の下端部に気体及び還元除染液を供給し、前記気体を含む前記還元除染液を、前記内部領域の下端部から前記内部領域の上端部に向かって上昇させる方法であって、
前記内部領域への前記気体の供給は、前記還元除染液を前記内部領域に供給する前に実施することを特徴とする原子力プラントの化学除染方法。
【請求項2】
原子炉圧力容器に連絡されて前記原子炉圧力容器内の冷却水が供給され、熱交換器が設けられている配管系に対して還元除染を実施するときには、前記容器が前記熱交換器の胴であって前記内部領域が前記胴の内部領域であり、前記気体及び前記還元除染液を前記胴の前記内部領域の下端部に供給し、前記気体を含む前記還元除染液を、前記胴の前記内部領域の下端部から上端部に向かって上昇させる請求項１に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項3】
前記内部領域から排出された前記還元除染液に含まれる前記気体を、前記熱交換器の真上に配置された自動排気弁によって前記還元除染液から分離し、前記気体が分離された前記還元除染液が、前記還元除染液の流れ方向において前記自動排気弁よりも下流に位置する、前記還元除染の対象である前記配管系に含まれる配管に導かれる請求項２に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項4】
前記熱交換器の前記内部領域内に供給される前記気体の流量は、前記熱交換器の前記内部領域内に供給される前記還元除染液の流量の１／１０００以上１／１００以下の範囲にある請求項２または３に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項5】
前記配管系の配管は、一つの前記熱交換器である第１の熱交換器が設けられた第１の配管、及び他の前記熱交換器である第２の熱交換器が設けられ、前記第１の配管と並列に配置された第２の配管を含んでおり、前記還元除染液が、前記気体が供給されている前記第１の熱交換器を有する前記第１の配管、及び前記気体が供給されている前記第２の熱交換器を有する前記第２の配管のそれぞれに同時に供給され、供給された前記還元除染液によって、前記第１の熱交換器が設けられた前記第１の配管、及び前記第２の熱交換器が設けられた前記第２の配管のそれぞれの内部に対して前記還元除染が実施される請求項２ないし４のいずれか１項に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項6】
前記配管系の配管は、一つの前記熱交換器である第１の熱交換器が設けられた第１の配管、及び他の前記熱交換器である第２の熱交換器が設けられ、前記第１の配管と並列に配置された第２の配管を含んでおり、前記還元除染液が、前記気体が供給されている前記第１の熱交換器を有する前記第１の配管に供給され、供給された前記還元除染液によって、前記第１の熱交換器が設けられた前記第１の配管の内部に対する前記還元除染が実施され、前記第１の配管に対する前記還元除染が終了した後、前記還元除染液が、前記気体が供給されている前記第２の熱交換器を有する前記第２の配管に供給され、供給された前記還元除染液によって、前記第２の熱交換器が設けられた前記第２の配管の内部に対する前記還元除染が実施される請求項２ないし４のいずれか１項に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項7】
前記配管系の配管は、一つの前記熱交換器である第１の熱交換器が設けられた第１の配管、及び他の前記熱交換器である第２の熱交換器が設けられ、前記第１の配管と並列に配置された第２の配管を含んでおり、仮設配管の一端部を、前記第１の配管内を流れる前記還元除染液の流れ方向において、前記第１の配管の、前記第１の熱交換器よりも上流の部分に接続し、
前記仮設配管の他端部を、前記第２の配管内を流れる前記還元除染液の流れ方向において、前記第２の配管の、前記第２の熱交換器よりも下流の部分に接続し、
前記還元除染液を、前記第２の配管の、前記第２の熱交換器よりも上流の前記部分に供給して、前記気体が供給されている前記第２の熱交換器内に導き、
前記第２の熱交換器から排出されて、前記第２の配管の、前記第２の熱交換器よりも下流の前記部分を流れる前記還元除染液を、前記仮設配管を通して前記第１の配管の、前記第１の熱交換器よりも上流の前記部分に導き、
前記第１の配管の、前記第１の熱交換器よりも上流の前記部分に導かれた前記還元除染液を、前記気体が供給されている前記第１の熱交換器内に導き、
前記第１の熱交換器から排出された前記還元除染液を、前記第１の配管の、前記第１の熱交換器よりも下流の前記部分に供給する請求項２ないし４のいずれか１項に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項8】
前記容器が原子炉圧力容器であり、前記原子炉圧力容器に対して前記還元除染を実施するときには、前記原子炉圧力容器の内部領域の下端部に前記気体及び前記還元除染液を供給し、前記気体を含む前記還元除染液を、前記内部領域の下端部から前記内部領域の上端部に向かって上昇させる請求項１に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項9】
前記原子炉圧力容器の底部に取り付けられた制御棒駆動機構ハウジング及び中性子計測ハウジングに、前記還元除染液を供給する配管を取り外し可能に接続し、前記原子炉圧力容器の前記内部領域の下端部への、前記気体を含む前記還元除染液の供給は、前記還元除染液を前記配管から前記制御棒駆動機構ハウジング及び前記中性子計測ハウジング内に供給し、その還元除染液を、前記制御棒駆動機構ハウジング及び前記中性子計測ハウジングを上昇させて行われる請求項８に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項10】
前記原子炉圧力容器に接続されて前記原子炉圧力容器の前記内部領域の上端部に連絡され、自動排気弁が取り付けられた主蒸気配管を、前記自動排気弁の前記主蒸気配管への取り付け位置よりも下流で前記主蒸気配管を封鎖し、前記内部領域から前記主蒸気配管に排出された、前記還元除染液に含まれる前記気体を前記自動排気弁によって前記還元除染液から分離し、前記気体が分離された前記還元除染液を前記自動排気弁から前記自動排気弁に接続された配管に排出する請求項９に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項11】
前記容器の前記内部領域に供給される前記気体として、空気、酸素、窒素、ヘリウム、アルゴン及びオゾンのうちの少なくとも１種を用いる請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【請求項12】
前記還元除染液に含まれる還元除染剤として、シュウ酸、マロン酸、ギ酸及びアスコルビン酸のうちの少なくとも１種を用いる請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の原子力プラントの化学除染方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、原子力プラントの化学除染方法に係り、特に、原子力プラントの残留熱除去系に適用するのに好適な原子力プラントの化学除染方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、沸騰水型原子力プラント（以下、ＢＷＲプラントという。）は、原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという。）内に炉心を内蔵した原子炉を有する。再循環ポンプ（またはインターナルポンプ）によって炉心に供給された炉水は、炉心内に装荷された燃料集合体内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶからタービンに導かれ、タービンを回転させる。タービンから排出された蒸気は、復水器で凝縮され、水になる。この水は、給水として給水配管を通ってＲＰＶに供給される。ＲＰＶ内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水に含まれる金属不純物が、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で除去される。炉水とは、ＲＰＶ内に存在する冷却水である。
【0003】
また、放射性腐食生成物の元となる腐食生成物は、ＲＰＶ及び再循環系配管等のＢＷＲプラントの構成部材の、炉水と接する表面で発生するため、主要な一次系の構成部材には腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などが使用される。さらに、低合金鋼製のＲＰＶの内面には、ステンレス鋼の肉盛りが施され、低合金鋼が、直接、炉水と接触することを防いでいる。ＢＷＲプラントの一つの構成部材である原子炉浄化系に設けられたろ過脱塩装置（炉水浄化装置）は、炉水の一部を浄化し、炉水に僅かに含まれる金属不純物を積極的に除去している。
【0004】
しかしながら、上述のような腐食対策を講じても、炉水中における極僅かな金属不純物の存在が避けられないため、一部の金属不純物が、金属酸化物として、燃料集合体に含まれる燃料棒の表面に付着する。燃料棒表面に付着した金属不純物に含まれる金属元素は、燃料棒内の核燃料物質から放出される中性子の照射により原子核反応を起こし、コバルト６０、コバルト５８、クロム５１及びマンガン５４等の放射性核種になる。これらの放射性核種は、大部分が酸化物の形態で燃料棒表面に付着したままであるが、一部の放射性核種は、取り込まれている酸化物の溶解度に応じて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たりする。
【0005】
炉水に含まれる放射性物質は、原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって取り除かれる。ろ過脱塩装置で除去されなかった放射性物質は炉水とともに再循環系などを循環している間に、ＢＷＲプラントの構成部材の、炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構成部材表面から放射線が放出され、定検作業時における従事者の放射線被曝の原因となる。その従業者の被曝線量は、各人毎に規定値を超えないように管理されている。近年この規定値が引き下げられ、各人の被曝線量を経済的に可能な限り低くする必要が生じている。
【0006】
運転を経験した原子力プラントの構成部材、例えば、配管の表面には、コバルト６０及びコバルト５８等の放射性核種を含む酸化皮膜が形成されている。この酸化皮膜は、化学除染方法において、化学薬品を用いた除染液により溶解されて除去される。ステンレス鋼製の構成部材に対して実施される化学除染方法では、還元除染液を用いて、構成部材表面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜を除去する還元除染、及び酸化除染液を用いて、酸化皮膜に含まれるクロムを６価クロムとし酸化溶解する酸化除染が実施される。なお、炭素鋼製の構成部材に対して実施される還元除染方法では、還元除染液を用いて、構成部材表面に形成されたその酸化皮膜を除去する還元除染のみが実施される。
【0007】
このような化学除染方法に関しては、以下の技術が公開されている。
【0008】
特開２０１７－１３３９２７号公報は、ＢＷＲプラントに設けられた残留熱除去系（ＲＨＲ系）を対象に化学除染を実施することを記載する。ＲＨＲ系は、原子炉圧力容器に連絡されるＲＨＲ配管には、熱交換器及びポンプを設けられる。熱交換器の胴内には、複数本の伝熱管が配置されている。ＲＨＲ配管は熱交換器の胴側、すなわち、その胴の内面と各伝熱管の外面との間に形成された領域（以下、胴側領域という）に連絡される。原子力プラントの運転が停止されてＲＨＲ系のそのポンプが駆動されているとき、原子炉圧力容器内の高温の炉水が、ＲＨＲ配管を通して熱交換器内の胴側領域に導かれる。そして、この胴側領域からＲＨＲ配管に排出されて原子炉圧力容器に戻される。一方、放射性物質を含んでいない冷却水が、熱交換器内の各伝熱管内に供給される。胴側領域内を流れる高温の炉水は、各伝熱管内を流れる冷却水によって冷却され、温度が低下する。胴側領域から排出された、温度が低下した炉水は、前述のように原子炉圧力容器に戻される。ＲＨＲ系は、原子炉の停止時において、炉心も装荷された燃料集合体内で発生する崩壊熱を除去するために設けられる。
【0009】
化学除染装置は、仮設配管によって、例えば、原子炉圧力容器の下端部に設けられた制御棒駆動機構ハウジング、及び再循環系配管に接続され、原子炉圧力容器、制御棒駆動機構ハウジング、化学除染装置、再循環系配管及びＲＨＲ系のＲＨＲ系配管を含む閉ループの循環経路が形成される。化学除染装置から供給される除染液をその循環経路内で循環させ、ＲＨＲ配管の内面に形成された、放射性核種を含む酸化皮膜がその除染液によって除去される。
【0010】
特開２００７－０６４６３４号公報には、ＲＨＲ系のＲＨＲ配管から熱交換器を取り外し、新しい熱交換器をそのＲＨＲ配管に取り付ける熱交換器の取り換え工事が記載されている。その工事において、ＲＨＲ配管から取り外された熱交換器は、放射性廃棄物である使用済熱交換器となる。特開２００７－０６４６３４号公報では、この使用済熱交換器に対して化学除染を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開２０００－１０５２９５号公報
【文献】特開２０１７－１３３９２７号公報
【文献】特開２００７－０６４６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
これまでの化学除染の知見から、化学除染による除染効果は除染液の流速に依存することが分かっている。特に、炭素鋼製の除染対象では、その除染対称に接触する除染液の流速が低下すると、炭素鋼製の除染対象の表面におけるシュウ酸鉄（II）の形成量が増加し、除染液による、放射性物質を含む酸化皮膜の溶解が阻害される。
【0013】
これまでの供用中の原子力プラント、例えば、ＢＷＲプラントにおける化学除染は、線量が高い原子炉再循環系及び原子炉浄化系などが主な除染ターゲットであった。今後、原子力プラントが廃止措置段階へ移行すると、廃止措置段階での原子力プラントの構成部材に対する除染では、線量が低いＲＨＲ系もターゲットとなる。しかし、ＲＨＲ系は、これまでの除染対象（原子炉再循環系及び原子炉浄化系）よりも配管径が大きく、従来の除染方法では流速が低下し、十分な除染効果が得られない可能性がある。特に、ＲＨＲ系の熱交換器では、胴の内径が大きいために胴側領域での除染液の流速低下が大きくなり、ＲＨＲ系の熱交換器において、胴側領域に面する、熱交換器の胴の内面、伝熱管の外面、及び伝熱管が取り付けられた管板の胴側領域側の面等の向上が望まれる。
【0014】
一般的に、流れる流体の流速を向上させる方法としては、吐出容量の大きいポンプを使用する方法があるが、従来よりも吐出容量の大きいポンプを使用すると、安全性を確保するために、化学除染装置の仮設配管の内径を大きくする必要がある。その結果、化学除染装置自体が大型化し、発生する放射性廃棄物量が増加することになる。さらに、廃止措置の化学除染では、ＲＨＲ系だけでなく、原子炉再循環系及び原子炉浄化系なども除染対象となるため、ＲＨＲ系の除染のためだけに吐出容量の大きいポンプを化学除染装置に採用した場合には、この化学除染装置をＲＨＲ系以外の他の系統の化学除染に用いた場合には、オーバースペックとなる。
【0015】
本発明の目的は、原子力プラントの配管系に設けられた熱交換器の胴内の還元除染効果を向上させることができる原子力プラントの化学除染方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記した目的を達成するための本発明の特徴は、容器に対して還元除染を実施する際に、その容器の内部領域の下端部に気体及び還元除染液を供給し、気体を含む還元除染液を、その内部領域の下端部から内部領域の上端部に向かって上昇させることにある。
【0017】
その容器の内部領域に、シュウ酸水溶液以外に気体を供給するため、内部領域内を流れる、空気及び還元除染液を含む気液二相流の流量が増加する。この結果、容器の内部領域内における還元除染液の流速が増加し、還元除染液だけをその内部領域に供給した場合に比べて容器の内部領域における還元除染効果が向上する。
【0018】
好ましくは、原子炉圧力容器に連絡されて原子炉圧力容器内の冷却水が供給され、熱交換器が設けられている配管系に対して還元除染を実施するときには、前述の容器が熱交換器の胴であって前述の内部領域がその胴の内部領域であり、その気体及びその還元除染液をその胴のその内部領域の下端部に供給し、その気体を含むその還元除染液を、その胴のその内部領域の下端部から上端部に向かって上昇させることが望ましい。
【0019】
原子炉圧力容器内の冷却水が内部領域に供給される、熱交換器が設けられている配管系のその熱交換器において、その内部領域に、還元除染液以外に気体を供給するため、内部領域内を流れる、気体含む還元除染液の流量が増加する。この結果、内部領域内における還元除染液の流速が増加し、還元除染液だけをその内部領域に供給した場合に比べて熱交換器の内部領域における還元除染効果が向上する。
【0020】
好ましくは、その容器が原子炉圧力容器であり、この原子炉圧力容器に対して還元除染を実施するときには、原子炉圧力容器の内部領域の下端部に気体及び還元除染液を供給し、気体を含む前記還元除染液を、その内部領域の下端部から内部領域の上端部に向かって上昇させることが望ましい。
【0021】
本実施例によれば、原子炉圧力容器の内部領域に、還元除染液以外に気体を供給するため、原子炉圧力容器の内部領域内を流れる、気体を含む還元除染液の流量が増加する。この結果、その内部領域内における還元除染液の流速が増加し、還元除染液だけを原子炉圧力容器内に供給した場合に比べて原子炉圧力容器の内部領域における還元除染効果が向上する。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、原子力プラントの配管系に設けられた熱交換器の胴内の還元除染効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の好適な一実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例１の原子力プラントの化学除染方法の手順を示すフローチャートである。
【図2】実施例１の化学除染方法に用いられる化学除染装置を沸騰水型原子力プラントの残留熱除去系の配管に接続した状態を示す説明図である。
【図6】炭素鋼製の試験片に対する還元除染の実験に用いた実験装置の説明図である。
【図7】炭素鋼製の試験片に接触する還元除染液への気体の注入による、その試験片における除染係数の増加を示す説明図である。
【図8】炭素鋼製の試験片に接触する還元除染液への酸素の注入による、その試験片に形成されたシュウ酸鉄の溶解割合を示す説明図である。
【図9】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例２の原子力プラントの化学除染方法を実施している、沸騰水型原子力プラントの残留熱除去系の状態を示す説明図である。
【図10】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例３の原子力プラントの化学除染方法を実施している、沸騰水型原子力プラントの残留熱除去系の状態を示す説明図である。
【図11】本発明の好適な他の実施例である、沸騰水型原子力プラントに適用される実施例４の原子力プラントの化学除染方法の手順を示すフローチャートである。
【図12】実施例４の化学除染方法に用いられる化学除染装置を沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器に接続した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
上述したようにＲＨＲ系の熱交換器は、胴の内径が大きいためにその胴内の胴側領域（内部領域）での還元除染液の流速が低下する。ＲＨＲ系では、熱交換器以外の配管部分は従来の化学除染方法で十分な除染効果が得られることから、発明者らは、ＲＨＲ系でのより効率的に化学除染を実施するために、従来の化学除染方法を採用しつつ、ＲＨＲ系における熱交換器内の胴側領域での還元除染液の流速を向上させる方法を検討した。
【0025】
その結果、発明者らは、熱交換器の胴側領域内の還元除染液の流動方向と同じ方向になるように、その胴側領域内の還元除染液に気体を注入することにより、胴側領域内での還元除染液の流速を増加させることができることを見出した。気体注入により胴側領域内の除染液の流速の増加は、ＲＨＲ系の熱交換器の、胴側領域内の除染液に接触する構成部材の除染効果の向上に貢献する。
【0026】
さらに、発明者らは、胴側領域内の還元除染液に注入する気体として酸化性の気体（例えば、酸素）を用いることにより、胴側領域内の還元除染液と接触する、熱交換器の炭素鋼製の構成部材の表面に形成されるシュウ酸鉄（II）を除去できると考えた。その構成部材の、還元除染液と接触する表面にシュウ酸鉄（II）が形成されると、その構成部材の除染効率が低下する。胴側領域内の還元除染液に酸化性の気体を注入することによって、構成部材の、還元除染液と接触する表面に形成されたシュウ酸鉄（II）を、注入された酸化性の気体の作用により、除染液に溶解しやすいシュウ酸鉄（III）に変えることができる。このため、熱交換器の、還元除染液と接触する構成部材の表面に形成されたシュウ酸鉄（II）を溶解させて除去することができ、還元除染液と接触する構成部材の表面の除染を促進させる。
【0027】
上記知見を見出した、炭素鋼製の試験片を用いた還元除染の実験について説明する。セパラブルフラスコ１０２を使用したその実験を、図６を用いて詳細に説明する。
【0028】
散気管１０４がセパラブルフラスコ１０２内の底部に配置され、セパラブルフラスコ１０２の外部からその内部に伸びるガス供給管１０３が散気管１０４に接続される。加熱器１０５が、セパラブルフラスコ１０２の外側に配置され、セパラブルフラスコ１０２の側面に対向している。
【0029】
発明者らは、還元除染の実験を開始する前に、この実験に使用する炭素鋼製の試験片１０６を準備した。すなわち、炉水条件の２８０℃、７ＭＰａの高温水に試験片を浸漬させ、この高温水にＣｏ－６０を添加した。試験片にはその高温水中で表面に酸化皮膜が形成され、その際に、高温水中に存在するＣｏ－６０が形成された酸化皮膜に取り込まれる。この結果、Ｃｏ－６０が取り込まれた酸化皮膜が表面に形成されたその試験片１０６が、準備された。
【0030】
３Ｌの、２０００ｐｐｍのシュウ酸を含む水溶液（シュウ酸水溶液）１０７がセパラブルフラスコ１０２内に充填される。加熱器１０５によって、セパラブルフラスコ１０２内のシュウ酸水溶液１０７を９０℃になるまで加熱する。準備された試験片１０６が、セパラブルフラスコ１０２の上端部から吊り下げられ、９０℃のシュウ酸水溶液１０７に浸漬される。気体として窒素ガスが、ガス供給管１０３を通して１０ｍＬ／ｍｉｎで散気管１０４に供給され、散気管１０４に形成された多数の噴出口からシュウ酸水溶液１０７に噴射される。この状態が４時間維持される。試験片１０６の表面がシュウ酸水溶液１０７のシュウ酸によって還元除染され、試験片１０６の表面に形成された、Ｃｏ－６０を含む酸化皮膜が溶解される。
【0031】
窒素ガスがシュウ酸水溶液１０７に噴射されてから４時間が経過したとき、その試験片１０６をセパラブルフラスコ１０２から外部に取り出す。そして、取り出された試験片１０６のＣｏ－６０付着量を測定し、実験開始前における試験片１０６におけるＣｏ－６０付着量と比較することにより、窒素ガスを噴射した状態で還元除染を実施した試験片１０６の除染係数（ＤＦ）を求めた。
【0032】
さらに、散気管１０４から窒素ガスを噴射させない状態で、試験片１０６をセパラブルフラスコ１０２内のシュウ酸水溶液に１０７に浸漬させ、この浸漬を開始してから４時間が経過したとき、試験片１０６をセパラブルフラスコ１０２内から外部に取り出した。取り出されたその試験片１０６のＣｏ－６０付着量を測定し、実験開始前における試験片１０６におけるＣｏ－６０付着量と比較することにより、窒素ガスを噴射しない状態で還元除染を実施した試験片１０６の除染係数（ＤＦ）を求めた。
【0033】
図７は、気体である窒素ガスを注入した場合における除染係数（ＤＦ）、及びその窒素ガスを注入しなかった場合におけるＤＦを示している。この結果、シュウ酸水溶液に気体を注入して、還元除染液（例えば、シュウ酸水溶液）の流速を加速させることにより、試験片１０６のＤＦを向上できることが分かった。
【0034】
また、表面にシュウ酸鉄を形成した試験片１０６に酸素を接触させた場合における試験片１０６の表面のシュウ酸鉄（II）二水和物の残存量、及び酸素を接触させなかった場合における試験片１０６の表面のシュウ酸鉄（II）二水和物の残存量のそれぞれを図８に示す。実験には９０℃、２０００ｐｐｍのシュウ酸水溶液に４時間浸漬してシュウ酸鉄（II）二水和物を形成させた炭素鋼製の試験片１０６を使用した。こうして作製した試験片１０６を用いて、図６に示した実験装置のセパラブルフラスコ１０２内のシュウ酸水溶液１０７内に試験片１０６を浸漬させ、窒素ガスの替りに酸素ガスを、ガス供給管１０３を通して散気管１０４に供給し、散気管１０４の各噴出口からシュウ酸水溶液１０７中に噴射した。酸素ガスの噴射から４時間後に試験片１０６をセパラブルフラスコ１０２の外部に取り出した。還元除染後に試験片１０６の表面に残存するシュウ酸鉄（II）二水和物の量を定量し、それぞれのケースにおける、試験片１０６の表面に残存するシュウ酸鉄（II）二水和物の量を図８に示した。シュウ酸鉄（II）二水和物に接触するシュウ案水溶液１０７に酸素を注入することにより、約９５％のシュウ酸鉄が除去できることが分かった。
【0035】
以上の試験結果より、ＲＨＲ熱交換器胴側の除染の際は、ＲＨＲの熱交換器の下部に気体注入装置を取り付け、注入した気体の流動により還元除染液の流速を向上させることで除染効果を向上できる。さらに、注入する気体を酸素とすることで、熱交換器表面に形成したシュウ酸鉄（II）を溶解度の高いシュウ酸鉄（III）に酸化し、溶解して除去可能であるため、除染効果をさらに向上できる。
【0036】
以上の検討結果を反映した、ＲＨＲの化学除染方法の好ましい実施例を以下に説明する。
【実施例1】
【0037】
本発明の好適な一実施例である実施例１の原子力プラントの化学除染方法を、図１、図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。本実施例の化学除染方法は、沸騰水型原子力発電プラント（ＢＷＲプラント）のＲＨＲ系に適用される。
【0038】
このＢＷＲプラントの概略構成を、図２を用いて説明する。ＢＷＲプラント１は、原子炉２、高圧タービン９Ａ、低圧タービン９Ｂ、復水器１０、ＲＨＲ系１９、湿分分離加熱器１１２、再循環系、原子炉浄化系及び給水系等を備えている。原子炉２は、蒸気発生装置であり、炉心４を内蔵する原子炉圧力容器（以下、ＲＰＶという）３を有し、ＲＰＶ３内で炉心４を取り囲む炉心シュラウド（図示せず）の外面とＲＰＶ３の内面との間に形成される環状のダウンカマ内に複数のジェットポンプ５を設置している。炉心４には多数の燃料集合体（図示せず）が装荷されている。燃料集合体は、核燃料物質で製造された複数の燃料ペレットが充填された複数の燃料棒を含む。原子炉２は、原子炉建屋（図示せず）内に配置された原子炉格納容器２２内に設置される。
【0039】
再循環系は、ステンレス鋼製の再循環系配管６、及び再循環系配管６に設置された再循環系ポンプ７を有する。再循環系配管６の一端部はＲＰＶ３に接続され、再循環系配管６の一端部はＲＰＶ３内でジェットポンプ５のノズル（図示せず）に接続される。複数の制御棒駆動機構ハウジング（ＣＲＤハウジング）２３及び複数の中性子計測ハウジング（ＩＣＭハウジング）２４が、図２に示すように、ＲＰＶ３の底部を貫通してその底部に取り付けられる。炉心４内に挿入される制御棒（図示せず）を操作する制御棒駆動機構（ＣＲＤ）（図示せず）がＣＲＤハウジング２３内に配置される。
【0040】
給水系は、復水器１０とＲＰＶ３を連絡する給水配管１１に、復水ポンプ１２、復水浄化装置（例えば、復水脱塩器）１３、低圧給水加熱器１４、給水ポンプ１５及び高圧給水加熱器１６を、復水器１０からＲＰＶ３に向って、この順に設置して構成される。給水配管１１の一端部は、ＲＰＶ３に設けられた給水ノズル１１Ａに接続される。
【0041】
高圧タービン９Ａは主蒸気配管８ＡによってＲＰＶ３に接続される。蒸気止め弁１０８及び蒸気加減弁１０９が主蒸気配管８Ａに設けられる。蒸気止め弁１０８が蒸気加減弁１０９の上流に配置される。低圧タービン９Ｂは主蒸気配管８Ｂによって高圧タービン９Ａに接続される。湿分分離加熱器１１２が主蒸気配管８Ｂに設けられる。湿分分離加熱器１１２は、図示されていないが、内部に湿分分離器（図示せず）及び加熱器（図示せず）を有する。加熱蒸気止め弁１１１が設けられた加熱蒸気配管１１０の一端部が、蒸気止め弁１０８よりも上流側で主蒸気配管８Ａに接続され、加熱蒸気配管１１０の他端部が湿分分離加熱器１１２の加熱器に接続される。湿分分離加熱器１１２に接続されたドレン水配管１１３が低圧給水加熱器１４に接続される。高圧タービン９Ａに接続された抽気配管１７Ａが高圧給水加熱器１６に接続される。低圧タービン９Ｂに接続された抽気配管１７Ｂ及びその加熱器に接続されたドレン水配管１１３のそれぞれが、低圧給水加熱器１４に接続される。
【0042】
ＲＨＲ系１９は、炭素鋼製のＲＨＲ配管２０、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂ、ポンプ２１を有する。ＲＨＲ配管２０の一端部は、図２に示すように、再循環系ポンプ７よりも上流で再循環系配管６に接続される。ＲＨＲ配管２０の他端部は、ＲＰＶ３に接続される。このように、ＲＨＲ配管２０は、ＲＰＶ３内に設置された炉心シュラウド内で炉心よりも上方で炉心シュラウドの上端部に設けられた、複数の炉心スプレイノズル（図示せず）を有する炉心スプレイスパージャ（図示せず）に連絡されている。炉心スプレイノズル及び炉心スプレイスパージャは、高圧スプレイ系を構成する構成要素の一部である。ＲＨＲ系１９は、図２においてＲＰＶ３の右側と左側とに示すように、一系統ずつ、配置される。これらの二系統のＲＨＲ系１９は、同じ構成を有する。
【0043】
ＲＨＲ系１９の詳細な構成を。図３を用いて説明する。図３は、ＲＨＲ系１９の一つの系統、例えば、図２に示された、化学除染装置３５が接続されているＲＰＶ３の右側に配置されたＲＨＲ系１９の構成を詳細に示している。
【0044】
ＲＨＲ系１９のＲＨＲ配管２０は、配管２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｋ，２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ，２０Ｌ及び２０Ｂを有する。配管２０Ａの一端部は、再循環系ポンプ７とＲＰＶ３の間で再循環系配管６に接続される。弁９１（図２参照）が配管２０Ａに設けられる。配管２０Ａの他端部は配管２０Ｃ及び配管２０Ｇのそれぞれの一端部に接続される。並列に配置された配管２０Ｄ及び２０Ｅのそれぞれの一端部が、配管２０Ｃの他端部に接続される。配管２０Ｆの一端部が配管２０Ｄ及び２０Ｅのそれぞれの他端部に接続され、配管２０Ｆの他端部が熱交換器２２Ａの頂部に接続される。配管２０Ｋの一端部が、熱交換器２２Ａの胴９４、具体的には、図４に示すように、熱交換器２２Ａの管板９６付近で胴９４に接続される。配管２０Ｋの他端部が配管２０Ｂの一端部に接続される。配管２０Ｂの他端部は、前述の炉心スプレイスパージャに連絡される。弁９２（図２参照）が配管２０Ｂに設けられる。配管２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ及び２０Ｋは、熱交換器２２Ａを有する、ＲＨＲ配管２０のＡ系を構成する。
【0045】
並列に配置された配管２０Ｈ及び２０Ｉのそれぞれの一端部が、配管２０Ｇの他端部に接続される。配管２０Ｊの一端部が配管２０Ｈ及び２０Ｉのそれぞれの他端部に接続され、配管２０Ｊの他端部が熱交換器２２Ｂの頂部に接続される。配管２０Ｌの一端部が、図４に示された熱交換器２２Ａと同じ構成を有する熱交換器２２Ｂの胴９４、具体的には、熱交換器２２Ｂの管板９６付近で胴９４に接続される。配管２０Ｌの他端部が、一端部がＲＰＶ３に接続された配管２０Ｂの他端部に接続される。配管２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ及び２０Ｌは、熱交換器２２Ｂを有する、ＲＨＲ配管２０のＢ系を構成する。ＲＨＲ配管２０のＢ系は、ＲＨＲ配管２０のＡ系と並列に配置される。
【0046】
弁２５Ａが配管２０Ｃに設けられる。弁２７Ａ、ポンプ２１Ａ及び弁２８Ａが、上流から下流に向かってこの順番で配管２０Ｄに設けられる。弁２７Ｂ、ポンプ２１Ｂ及び弁２８Ｂが、上流から下流に向かってこの順番で配管２０Ｅに設けられる。弁３２Ａ及び自動排気弁２３Ａが配管２０Ｆに設けられる。自動排気弁２３Ａは、弁３２Ａよりも熱交換器２２Ａ側に配置される。排気管９３Ａが自動排気弁２３Ａに接続される。弁３４Ａ及び３０Ａが配管２０Ｋに設けられる。弁３２Ａ、自動排気弁２３Ａ、熱交換器２２Ａ及び弁３４Ａをバイパスする、弁２９Ａが設けられた配管３１Ａが、配管２０Ｄと配管２０Ｅの接続点と弁３２Ａの間で配管２０Ｆに接続され、弁３４Ａと弁３０Ａの間で配管２０Ｋに接続される。
【0047】
弁２５Ｂが配管２０Ｇに設けられる。弁２７Ｃ、ポンプ２１Ｃ及び弁２８Ｃが、上流から下流に向かってこの順番で配管２０Ｈに設けられる。弁２７Ｄ、ポンプ２１Ｄ及び弁２８Ｄが、上流から下流に向かってこの順番で配管２０Ｉに設けられる。弁３２Ｂ及び自動排気弁２３Ｂが配管２０Ｊに設けられる。自動排気弁２３Ｂは、弁３２Ｂよりも熱交換器２２Ｂ側に配置される。排気管９３Ｂが自動排気弁２３Ｂに接続される。弁３４Ｂ及び３０Ｂが配管２０Ｌに設けられる。弁３２Ｂ、自動排気弁２３Ｂ、熱交換器２２Ｂ及び弁３４Ｂをバイパスする、弁２９Ｂが設けられた配管３１Ｂが、配管２０Ｈと配管２０Ｉの接続点と弁３２Ｂの間で配管２０Ｊに接続され、弁３４Ｂと弁３０Ｂの間で配管２０Ｌに接続される。なお、図３に示されたポンプ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ及び２１Ｄは、図２に示されたポンプ２１に相当する。
【0048】
エアコンプレッサ２４Ａが、弁２６Ｃが設けられた配管２６Ａによって、熱交換器２２Ａと弁３４Ａの間で配管２０Ｋに接続される。エアコンプレッサ２４Ｂが、弁２６Ｄが設けられた配管２６Ｂによって、熱交換器２２Ｂと弁３４Ｂの間で配管２０Ｌに接続される。
【0049】
ここで、ＲＨＲ系１９の熱交換器の構成を、図４に示すＡ系の熱交換器２２Ａを例に挙げて説明する。なお、Ｂ系の熱交換器２２Ｂは、熱交換器２２Ａと同じ構成を有する。熱交換器２２Ａは、胴９４、複数本の伝熱管９５、管板９６及び隔壁９９を有する。胴９４は、容器の一種である。管板９６が、胴９４内で胴９４の下端部に配置され、胴９４の内面に設置される。Ｕ字状の複数本の伝熱管９５が、胴９４内で管板９６よりも上方に形成された胴側領域９８内に配置される。それぞれの伝熱管９５の両端部が管板９６に取り付けられる。胴側領域９８内には、熱交換器２２Ａの軸方向に、複数の邪魔板９７が所定の間隔を置いて配置される。各邪魔板９７は、熱交換器２２Ａの中心軸に対して直角に配置されて胴９４の内面に取り付けられており、円弧を有する。邪魔板９７の円弧は、胴９４の内面に接触しており、胴９４の内面の円周の一部である。邪魔板９７の横断面は、直線と前述の円弧で囲まれた形状をしている。
【0050】
胴９４内の胴側領域９８では、熱交換器２２Ａの軸方向において隣り合う各邪魔板９７の相互間に、水平通路を形成している。そして、各邪魔板９７の直線部と胴９４の内面との間に、それぞれ上昇通路を形成している。各上昇通路は、図４に示すように、１８０°異なる位置に形成される。その水平通路とその上昇通路は連絡されており、このため、連絡された水平通路と上昇通路によって、熱交換器２２Ａの底部から熱交換器２２Ａの頂部に向かって、図４に示すように、胴側領域９８内に蛇行通路が形成される。ＲＨＲ配管２０の、配管２０Ｂに接続された配管２０Ｋが、胴側領域９８内で最も下方に位置する水平通路に連絡される。
【0051】
各伝熱管９５は、それぞれの邪魔板９７を貫通しており、各邪魔板９７によって水平方向の位置を保持される。胴側領域９８内の各水平通路は、それぞれの伝熱管９５と交差している。
【0052】
熱交換器２２Ａでは、胴９４内で管板９６の下方に、二つのヘッダー室、すなわち、ヘッダー室１００Ａ及び１００Ｂが形成される。ヘッダー室１００Ａ及び１００Ｂは、隔壁９９によって仕切られている。この隔壁９９は、上端が管板９６の下面に取り付けられ、下端が胴９４の底面に取り付けられる。冷却水入口配管１０１Ａが、胴９４に接続され、ヘッダー室１００Ａに連絡される。冷却水出口配管１０１Ｂが、胴９４に接続され、ヘッダー室１００Ｂに連絡される。管板９６に取り付けられた各伝熱管９５は、これらの一端部側でヘッダー室１００Ａに連絡される。また、管板９６に取り付けられた各伝熱管９５は、これらの他端部側でヘッダー室１００Ｂに連絡される。
【0053】
ＢＷＲプラント１の運転中、ＲＰＶ３内の冷却水（以下、炉水という）は、再循環系ポンプ７で昇圧され、再循環系配管６を通ってジェットポンプ５内に噴射される。ダウンカマ内でジェットポンプ５のノズルの周囲に存在する炉水も、ジェットポンプ５内に噴射される炉水によって、ジェットポンプ５内に吸引され、その噴射された炉水と共に炉心４に供給される。炉心４に供給された炉水は、燃料集合体内の燃料棒内の核燃料物質の核分裂で発生する熱によって加熱され、その一部が蒸気になる。この蒸気は、ＲＰＶ３から主蒸気配管８Ａを通って高圧タービン９Ａに導かれ、高圧タービン９Ａを回転させる。主蒸気配管８Ａに設けられた蒸気止め弁１０８及び蒸気加減弁１０９が開いており、高圧タービン９Ａに供給される蒸気量が所定量になるように、蒸気加減弁１０９の開度が調節される。回転軸（図示せず）によって高圧タービン９Ａに連結された低圧タービン９Ｂも回転する。
【0054】
加熱蒸気止め弁１１１が開いているため主蒸気配管８Ａ内を流れる高圧の蒸気の一部が、抽気されて加熱蒸気として加熱蒸気配管１１０に流入する。加熱蒸気配管１１０内を流れる蒸気は、湿分分離加熱器１１２の加熱器に供給される。圧力が低下して高圧タービン９Ａから主蒸気配管８Ｂに排出された蒸気は、主蒸気配管８Ｂを通して湿分分離加熱器１１２の湿分分離器に供給される。排出されたその蒸気に含まれる湿分は、上記の湿分分離器で除去される。湿分が除去された蒸気は、上記の加熱器内で加熱蒸気により加熱されて温度が上昇する。その加熱器内で、高圧タービン９Ａから排出された蒸気を加熱した加熱蒸気は、温度が低下して凝縮され、ドレン水となる。このドレン水は、加熱器から排出され、ドレン水配管１１３により、低圧給水加熱器１４の、伝熱管の外側の領域である胴側に導かれる。
【0055】
湿分分離加熱器１１２から排出された、湿分が除去されて温度が上昇した蒸気は、主蒸気配管８Ｂを通して低圧タービン９Ｂに供給され、低圧タービン９Ｂに回転力をさらに付与する。低圧タービン９Ｂに連結された発電機（図示せず）が回転し、電力が発生する。低圧タービン９Ｂから排出された蒸気は、復水器１０で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管１１を通りＲＰＶ３内に供給される。
【0056】
給水配管１１内を流れる給水は、復水ポンプ１２で昇圧され、復水浄化装置１３で不純物が除去され、給水ポンプ１５でさらに昇圧される。この給水は、低圧給水加熱器１４において抽気配管１７Ｂによりタービン９から抽気された抽気蒸気及びドレン水配管１１３で湿分分離加熱器１１２の加熱器から導かれたドレン水により加熱され、高圧給水加熱器１６において抽気配管１７Ａにより高圧タービン９Ａから抽気された抽気蒸気により加熱されてＲＰＶ３内に導かれる。高圧給水加熱器１６及び低圧給水加熱器１４に接続されドレン水回収配管１８が、復水器１０に接続される。高圧給水加熱器１６内で、抽気配管１７Ａにより導かれた抽気蒸気から発生したドレン水、低圧給水加熱器１４内で、抽気配管１７Ｂにより導かれた抽気蒸気から発生したドレン水、及びドレン水配管１１３で低圧給水加熱器１４に導かれたドレン水は、ドレン水回収配管１８により復水器１０に導かれる。
【0057】
ＢＷＲプラント１の運転が停止された後、２系統のＲＨＲ系１９のそれぞれにおいて、通常の運転が行われる。ＲＨＲ系１９の通常の運転では、ＲＰＶ３内の炉水がＲＨＲ配管２０内を弁９１から弁９２に向かって流れる。具体的には、ポンプ２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ及び２１Ｄのそれぞれが駆動され、ＲＰＶ３内のダウンカマに存在する炉水が再循環系配管６を経て配管２０Ａに流入する。このとき、図３に示された弁のうち、Ａ系統における弁２９Ａ及び２６Ｃ、Ｂ系統における弁２９Ｂ及び２６Ｄのそれぞれは閉じており、これらの弁以外の他の各弁は開いている。配管２０Ａに流入した炉水は、Ａ系のそれぞれの配管、及びＢ系のそれぞれの配管に導かれる。
【0058】
Ａ系では、配管２０Ａから配管２０Ｃに流入した炉水は、配管２０Ｄ及び２０Ｅのそれぞれに導かれ、さらに、配管２０Ｆを通して熱交換器２２Ａに流入する。熱交換器２２Ａの胴９４内を通過した炉水は、熱交換器２２Ａで冷却された後に配管２０Ｋに流出され、配管２０ＢによりＲＰＶ３内に戻される。
【0059】
ＲＨＲ系１９の熱交換器、例えば、熱交換器２２Ａ内での炉水の流動状態を、具体的に説明する。配管２０Ｆ内を流れる炉水は、上部から熱交換器２２Ａの胴９４内の領域、すなわち、胴側領域９８に流入する。ＲＨＲ系１９の通常の運転では、胴側領域９８に流入した炉水は、複数の水平通路及び複数の上昇通路を含む蛇行通路を、胴側領域９８の上部から下部に向かって流れ、配管２０Ｋに排出される。
【0060】
冷却水入口配管１０１Ａによってヘッダー室１００Ａに供給された冷却水（例えば、海水）は、各伝熱管９５内に導かれ、各伝熱管９５の頂部に向かって上昇する。頂部に達した冷却水は、反転して各伝熱管９５内を下降し、ヘッダー室１００Ｂに達する。冷却水は、ヘッダー室１００Ｂから冷却水出口配管１０１Ｂに排出される。各伝熱管９５内を流れる冷却水は、各水平通路を流れる高温の炉水を冷却する。このため、胴側領域９８から配管２０Ｋに排出される炉水の温度が低下する。
【0061】
本実施例の原子力プラントの化学除染方法に用いられる化学除染装置３５の詳細な構成を、図５を用いて説明する。
【0062】
化学除染装置３５は、循環配管３６、循環ポンプ４７、冷却器６４、混床樹脂塔６３、カチオン樹脂塔６２、フィルタ６１、加熱器６０、分解装置５２、サージタンク４９、酸化剤注入装置５５、酸化除染剤注入装置４２及び還元剤注入装置３７、を備える。
【0063】
開閉弁６５、弁３４，循環ポンプ４７，弁６６，６７，６８及び６９、加熱器６０、弁７０及び７１、及び開閉弁７２が、上流よりこの順に循環配管３６に設けられている。循環ポンプ４７をバイパスして両端が循環配管３６に接続される配管８８には、弁８９及び９０が設置される。ｐＨ計８７が弁６８と弁６９の間で配管８８に取り付けられる。循環配管３６内では除染水溶液（例えば、過マンガン酸水溶液またはシュウ酸水溶液）の流速が速いために、ｐＨ計８７を循環配管３６に設置した場合には、除染水溶液のｐＨを精度良く計測できなくなる。このため、そのｐＨ計８７に対応した設定流量に調節可能な、循環ポンプ４７をバイパスする配管８８にｐＨ計８７を設置している。配管８８内を流れる除染水溶液の流量は、弁８９（または弁９０）の開度を制御することにより調節される。
【0064】
弁６６をバイパスして両端が循環配管３６に接続される配管８４には、冷却器６４及び弁８５及び８６が設置される。両端が循環配管３６に接続されて弁６７をバイパスする配管８１に、混床樹脂塔６３及び弁８２及び８３が設置される。両端が循環配管３６に接続されて弁６８をバイパスする配管７８に、カチオン樹脂塔６２及び弁７９及び８０が設置される。カチオン樹脂塔６２は陽イオン交換樹脂を充填しており、混床樹脂塔６３は陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂を充填している。弁６９をバイパスする配管７５が循環配管３６に接続され、弁７７、フィルタ６１及び弁７６が配管７５に設置される。
【0065】
加熱器６０よりも下流に位置する分解装置５２が設置される配管５４が、弁７０をバイパスして循環配管３６に接続される。分解装置５２は、内部に、例えば、ルテニウムを活性炭の表面に添着した活性炭触媒を充填している。弁７１をバイパスする配管７３の両端が循環配管３６に接続され、サージタンク４９が配管７３に接続される。加熱器５１がサージタンク４９内に配置される。配管７３の、サージタンク４９よりも上流に、弁８３Ａ及びエゼクタ５０が設けられる。エゼクタ５０は弁８３Ａとサージタンク４９の間に配置される。シュウ酸等の薬剤を投入するホッパ（図示せず）が、エゼクタ５０に接続される。配管７３の、サージタンク４９よりも下流に、ポンプ４８及び弁７４が設けられる。ポンプ４８はサージタンク４９と弁７４の間に配置される。
【0066】
酸化除染剤注入装置４２は、薬液タンク４３、注入ポンプ４４及び注入配管４５を有する。薬液タンク４３は、注入ポンプ４４及び弁４１が設けられた注入配管４５によって循環配管３６に接続される。酸化除染剤である過マンガン酸の水溶液（過マンガン酸水溶液）が、薬液タンク４３内に充填される。
【0067】
還元剤注入装置３７は、薬液タンク３８、注入ポンプ３９及び注入配管４０を有する。薬液タンク３８は、注入ポンプ３９及び弁４１が設けられた注入配管４０によって循環配管３６に接続される。還元剤であるヒドラジンの水溶液（ヒドラジン水溶液）が、薬液タンク３８内に充填される。
【0068】
注入配管４５及び４０が、この順番で、弁７１から開閉弁７２の間で循環配管３６に接続される。
【0069】
酸化剤注入装置５５は、薬液タンク５６、注入ポンプ５７及び注入配管５８を有する。薬液タンク５６は、注入ポンプ５７及び弁５９が設けられた注入配管５８によって、分解装置５２と弁５３の間で配管５４に接続される。酸化剤である過酸化水素が薬液タンク５６内に充填される。この過酸化水素は、分解装置５２内における、シュウ酸及び還元剤（例えば、ヒドラジン）の分解に用いられる化学物質である。
【0070】
本実施例の原子力プラントの化学除染方法を、図１に示す手順に基づいて以下に説明する。本実施例では、化学除染方法として、例えば、特開２０００－１０５２９５号公報に記載された化学除染方法を用いる。本実施例の原子力プラントの化学除染方法では、化学除染装置３５が用いられ、図１に示されるステップＳ１～Ｓ１０の各工程が実施される。
【0071】
まず、化学除染対象の配管系に化学除染装置を接続する（ステップＳ１）。ＢＷＲプラント１の運転が停止された後に、化学除染装置３５を、化学除染対象の一つの配管系である、ＲＨＲ系１９のＲＨＲ配管２０に接続する。例えば、ＲＨＲ配管２０の配管２０Ｂに設置された弁９２のボンネットを開放してこのボンネットのＲＰＶ３側を封鎖する。化学除染装置３５の循環配管３６の開閉弁７２側の一端部が弁９２のフランジに接続される。さらに、ＲＨＲ配管２０の配管２０Ａに設置された弁９１のボンネットを開放してこのボンネットの再循環系配管６側を封鎖する。循環配管３６の開閉弁６５側の他端部が、弁９１のフランジに接続される。循環配管３６の両端が、ＲＨＲ配管２０、すなわち、配管２０Ｂ及び２０Ａのいずれかに接続され、ＲＨＲ配管２０の化学除染対象領域、及び循環配管３６を含む閉ループ（以下、第１閉ループという）が形成される。
【0072】
弁９２のボンネットのＲＰＶ３側を封鎖することにより、後述するように、化学除染装置３５の循環配管３６から配管２０Ｂに除染水溶液が供給されるとき、この除染水溶液が、弁９２のボンネットからＲＰＶ３に流入することを防止することができる。また、弁９１のボンネットの再循環系配管６側を封鎖することにより、後述するように、配管２０Ａから化学除染装置３５の循環配管３６に除染水溶液が戻されるとき、この除染水溶液が、弁９１のボンネットから再循環系配管６に流入することを防止することができる。
【0073】
次に、ＲＨＲ系１９の熱交換器２２Ａに接続された配管２０Ｋの、熱交換器２２Ａと弁３４Ａの間の部分に、エアコンプレッサ２４Ａに接続された配管２６Ａを接続する。熱交換器２２Ｂに接続された配管２０Ｌの、熱交換器２２Ｂと弁３４Ｂの間の部分に、エアコンプレッサ２４Ｂに接続された配管２６Ｂを接続する。そして、熱交換器２２Ａの上方で配管２０Ｆに自動排気弁２３Ａを取り付ける。さらに、熱交換器２２Ｂの上方で配管２０Ｊに自動排気弁２３Ｂを取り付ける。このため、各熱交換器の管板付近から熱交換器の胴側領域９８内に注入された空気が、胴側領域９８の上端部に移動し、各自動排気弁から排気されるという経路が形成される。熱交換器の胴側領域９８に供給する気体として、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素及びオゾンのうちの少なくとも一種を用いる。本実施例では、酸素を含む空気を注入するエアコンプレッサを用いたが、エアコンプレッサの替りに、酸素が封入されたガスボンベまたはその他の気体（例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン及びオゾン等）が封入されたガスボンベを用いても良い。
【0074】
次に、化学除染に使用する水を昇温する（ステップＳ２）。まず、化学除染装置３５の循環配管３６、及びＲＨＲ配管２０（ＲＨＲ配管２０の弁９１と弁９２の間の部分）内の水張りを行う。この水張りは、例えば、原子炉補機冷却水系（図示せず）を用いて行う。開閉弁６５，弁６６，６７，６８，６９，７０，７４及び８３Ａ、及び開閉弁７２をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、原子炉補機冷却水系から、ＲＨＲ配管２０の弁９１と弁９２の間の部分に冷却水が供給され、ＲＨＲ配管２０の弁９１と弁９２の間の部分、循環配管３６及びサージタンク４９が水で満たされる。そして、循環ポンプ４７が駆動され、水が、ＲＨＲ配管２０の弁９１と弁９２の間の部分及び循環配管３６を含む第１閉ループ内を循環する。この第１閉ループ内を循環する水は、加熱器５１及び６０により９０℃に加熱される。加熱器５１及び６０によりその第１閉ループ内を循環する水を加熱するため、この水の９０℃までの昇温をより短時間で行うことができる。
【0075】
酸化除染を実施する（ステップＳ３）。第１閉ループ内を循環する水の温度が９０℃になったとき、酸化除染剤注入装置４２の弁４６を開いて、注入ポンプ４４を起動する。薬液タンク４３内の過マンガン酸水溶液が注入配管４５を通して循環配管３６内を流れる水に注入され、循環配管３６及びＲＨＲ配管２０内で酸化除染液（過マンガン酸水溶液）が生成される。生成された過マンガン酸水溶液の過マンガン酸濃度は、例えば、２００ｐｐｍである。過マンガン酸濃度が設定値になった後、注入ポンプ４４を停止して弁４６を閉じ、薬液タンク４３から循環配管３６への過マンガン酸水溶液の注入を停止する。過マンガン酸水溶液が第１閉ループ内で循環され、ＲＨＲ配管２０及び熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４の内面等に対する酸化除染が実施される。ＲＨＲ系１９に対する酸化除染時間が所定時間を経過したとき、酸化除染を終了する。
【0076】
ＢＷＲプラント１の、再循環系配管６等のステンレス鋼部材から溶出した微量のクロムイオンを含む炉水が、再循環系配管６から炭素鋼製のＲＨＲ配管２０内に流入する。このため、ＲＨＲ配管２０の内面に形成される酸化皮膜は、放射性核種以外に、僅かであるが、クロム酸化物を含んでいる。ＲＨＲ配管２０内に過マンガン酸水溶液を供給することによって、その酸化皮膜に含まれるクロム酸化物が過マンガン酸水溶液中に溶出する。
【0077】
ＲＨＲ配管２０の内面に対する酸化除染を、図３を用いて具体的に説明する。化学除染装置３５の循環配管３６の開閉弁７２側の端部からＲＨＲ配管２０に設けられて弁９２のボンネット内に供給された過マンガン酸水溶液は、配管２０Ｂに導かれる。配管２０Ｂに導かれた過マンガン酸水溶液の一部は、配管２０Ｋを通って熱交換器２２Ａの胴側領域９８内に供給される。このとき、弁２９Ａは閉じている。その胴側領域９８では、過マンガン酸水溶液が、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内の、複数の邪魔板９７によって形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。過マンガン酸水溶液は、その胴側領域から配管２０Ｆに排出され、並列に配置された配管２０Ｄ及び２０Ｅのそれぞれを通過して配管２０Ｃを経て配管２０Ａに達する。
【0078】
過マンガン酸水溶液は、配管２０Ｂ，２０Ｋ，２０Ｆ，２０Ｄ，２０Ｅ及び２０Ｃのそれぞれの内面と接触し、各内面に対して酸化除染が実施される。また、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内に供給された過マンガン酸水溶液は、熱交換器２２Ａの胴９４の内面、各邪魔板９７の表面及び各伝熱管９５の外面に接触し、それらの内面、表面及び外面に対して酸化除染が実施される。
【0079】
配管２０Ｂに導かれた過マンガン酸水溶液の残りは、配管２０Ｌを通って熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内に供給される。このとき、弁２９Ｂは閉じている。その胴側領域９８では、過マンガン酸水溶液が、熱交換器２２Ａと同様に、胴側領域９８内の、複数の邪魔板９７で形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。過マンガン酸水溶液は、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８から配管２０Ｊに排出され、並列に配置された配管２０Ｈ及び２０Ｉのそれぞれを通過して配管２０Ｇを経て配管２０Ａに達する。
【0080】
過マンガン酸水溶液は、配管２０Ｌ，２０Ｊ，２０Ｈ，２０Ｉ及び２０Ｇのそれぞれの内面と接触し、各内面に対して酸化除染が実施される。また、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内に供給された過マンガン酸水溶液は、熱交換器２２Ｂの胴９４の内面、各邪魔板９７の表面及び各伝熱管９５の外面に接触し、それらの内面、表面及び外面に対して酸化除染が実施される。
【0081】
配管２０Ｃ及び２０Ｇのそれぞれから供給されて配管２０Ａで合流した過酸化マンガン水溶液は、配管２０Ａの内面に対して酸化除染を実施しながら配管２０Ａ内を流動し、弁９１のボンネット内に流入し、循環配管３６に戻される。
【0082】
このように、過酸化マンガン水溶液は、第１閉ループ内を循環され、ＲＨＲ配管２０内、及び熱交換器２２Ａ及び２２Ｂ内の胴側領域９８での酸化除染が実施される。
【0083】
酸化除染工程（ステップＳ３）では、過マンガン酸水溶液は、ＲＨＲ系１９の通常運転時における炉水の流れとは逆で、ＲＨＲ配管２０内を弁９２から弁９１に向かって流れる。熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８内では、過マンガン酸水溶液が、胴側領域９８内に形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。
【0084】
なお、ステップＳ３における酸化除染では、酸化除染に要する時間が短いため、後述の還元除染工程（ステップＳ５）で実施される熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４内の胴側領域９８への、気体供給装置（例えば、エアコンプレッサ）による気体（例えば、空気）の供給は、実施しなくてもよい。しかしながら、酸化除染水溶液（例えば、過マンガン酸水溶液）と共にその気体を胴側領域９８に供給することは、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４の内面における酸化除染の効果を高めるためにも好ましいと言える。
【0085】
酸化除染液に含まれる酸化除染剤を分解する（ステップＳ４）。弁７４及び８３Ａを開いて弁７１を閉じ、ポンプ４８を駆動する。循環配管３６内を流れている過マンガン酸水溶液が、配管７３を通してサージタンク４９内に流入し、弁７４を通って循環配管３６に戻される。ＲＨＲ配管２０の内面に対する還元除染に用いられるシュウ酸（還元除染剤）が、ホッパに投入されてエゼクタ５０から配管７３内を流れる過マンガン酸水溶液に供給される。シュウ酸は、循環配管３６、及びＲＨＲ配管２０の、弁９１と弁９２の間の部分を含む第１閉ループ内に存在する過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸を分解させるために必要な量だけ、エゼクタ５０から配管７３に供給される。その量のシュウ酸の供給は、その第１閉ループ内に存在する過マンガン酸水溶液にシュウ酸が均等に混ざるように、過マンガン酸水溶液を配管７３内に流しながら行われる。
【0086】
還元除染剤としては、シュウ酸、マロン酸、ギ酸、アスコルビン酸のうちの少なくとも一種を用いる。
【0087】
供給されたシュウ酸は、サージタンク４９内で溶解される。溶解されたシュウ酸によって、過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸が分解される。ＲＨＲ配管２０から循環配管３６に戻ってきた過マンガン酸水溶液が紫色から無色透明になったことを確認し、酸化除染剤の分解工程を終了する。
【0088】
還元除染を実施する（ステップＳ５）。ステップＳ５の工程は、気体供給工程及び還元除染液供給工程を含む。気体供給工程は、還元除染液供給工程の前に開始することが望ましい。なお、気体供給工程は、還元除染液供給工程が実施されているときにも継続して実施される。
【0089】
気体供給工程を実施する前に、弁７９及び８０を開いて、弁６８を閉じることにより、過マンガン酸が分解されて生じた水が、カチオン樹脂塔６２に供給される。その水には、エゼクタ５０からのシュウ酸の供給量によっては、極低濃度のシュウ酸が含まれている可能性もある。カチオン樹脂塔６２に充填された陽イオン交換樹脂は、その水に含まれた陽イオンを吸着し、除去する。過マンガン酸の分解後においても、その水の温度は、加熱器６０によって９０℃に保持される。
【0090】
そして、気体供給工程が実施される。弁２６Ｃ及び２６Ｄのそれぞれが開いた後、エアコンプレッサ２４Ａ及び２４Ｂのそれぞれが起動される。各エアコンプレッサの起動によって、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８内に空気が注入される。エアコンプレッサ２４Ａから排出された空気は、配管２６Ａ及び２０Ｋを通って熱交換器２２Ａの胴側領域９８に供給される。エアコンプレッサ２４Ｂから排出された空気は、配管２６Ｂ及び２０Ｌを通って熱交換器２２Ｂの胴側領域９８に供給される。
【0091】
熱交換器２２Ａ及び２２Ｂ内、具体的には、各熱交換器の胴側領域９８内への空気（気体）の注入は、還元除染液であるシュウ酸水溶液をそれらの胴側領域９８に供給する前、すなわち、還元除染液供給工程を実施する前に行われる。熱交換器２２Ａの胴側領域９８に供給された空気は、胴側領域９８内を上昇し、胴９４の頂部から排出されて自動排気弁２３Ａの作用により排気管９３Ａに排気される。熱交換器２２Ｂの胴側領域９８に供給された空気は、胴側領域９８内を上昇し、胴９４の頂部から排出されて自動排気弁２３Ｂの作用により排気管９３Ｂに排気される。
【0092】
還元除染液供給工程が実施される。ステップＳ４と同様に、弁７４及び８３Ａが開いた状態で、シュウ酸がエゼクタ５０から配管７３内に供給され、サージタンク４９内に導かれる。サージタンク４９内で、そのシュウ酸が水に溶解してシュウ酸水溶液（還元除染液）が生成される。ポンプ４８の駆動によってサージタンク４９内のシュウ酸水溶液が配管７３を通って循環配管３６に供給される。所定量のシュウ酸がエゼクタ５０から配管７３に供給されてサージタンク４９内で生成された所定量のシュウ酸水溶液が循環配管３６に供給された後、弁７１を開いてポンプ４８を停止し、そして、弁７４及び８３Ａを閉じる。これにより、サージタンク４９から循環配管３６へのシュウ酸水溶液の注入が停止される。
【0093】
シュウ酸水溶液のｐＨ調整のために、弁４１を開いて注入ポンプ３９を駆動することにより、還元剤注入装置３７の薬液タンク３８内のヒドラジン水溶液が、注入配管４０を通して循環配管３６内のシュウ酸水溶液に注入される。弁８９及び９０のそれぞれが開き、循環配管３６内を流れるシュウ酸水溶液の一部が配管８８に導かれる。配管８８内を流れるシュウ酸水溶液のｐＨがｐＨ計８７で計測される。この測定されたｐＨ値に基づいて注入ポンプ３９の回転数（または弁４１の開度）を制御し、循環配管３６へのヒドラジン水溶液の注入量を調節する。このヒドラジン水溶液の注入量の調節により、シュウ酸水溶液のｐＨが２．５に調節される。
【0094】
ｐＨが２．５で９０℃のヒドラジンを含むシュウ酸水溶液が循環配管３６及びＲＨＲ配管２０を含む前述の第１閉ループ内を循環し、還元除染が実施される。
【0095】
ＲＨＲ配管２０の内面に対するその還元除染を、図３を用いて具体的に説明する。化学除染装置３５の循環配管３６の開閉弁７２側の端部からＲＨＲ配管２０に設けられて弁９２のボンネット内に供給されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｂに導かれる。配管２０Ｂに導かれたシュウ酸水溶液の一部は、配管２０Ｋを通って熱交換器２２Ａの胴側領域９８内に供給される。このとき、弁２９Ａは閉じている。前述したように、エアコンプレッサ２４Ａからの空気が配管２０Ｋに供給されている、すなわち、気体供給工程が実施されているため、実際には、その空気を含むシュウ酸水溶液が、熱交換器２２Ａ内の胴側領域９８に供給される。配管２０Ｋから熱交換器２２Ａの胴側領域９８に供給されるシュウ酸水溶液の流量は、例えば４０ｍ３／ｈであり、配管２０Ｋからその胴側領域９８に供給される空気流量は、シュウ酸水溶液の流量の１／１００である、例えば０．４ｍ３／ｈである。このとき、熱交換器２２Ａの胴側領域９８における上昇するシュウ酸水溶液の線流速は空気なしで約２ｃｍ／ｓであり、空気を含むシュウ酸水溶液をその胴側領域９８に供給した場合において気泡の上昇速度は約７０ｃｍ／ｓである。このため、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内において、空気を含むシュウ酸水溶液の上昇速度は、空気を含まないシュウ酸水溶液の上昇速度の約３０倍になる。なお、後述の熱交換器２２Ｂの胴側領域９８に供給されるシュウ酸水溶液の流量及び空気流量は、前述の熱交換器２２Ａの胴側領域９８におけるそれらの流量と同じである。この結果、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内においても、空気を含むシュウ酸水溶液の上昇速度は、空気を含まないシュウ酸水溶液の上昇速度の約３０倍になる。
【0096】
熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８に供給される気体（例えば、空気）の流量を０ｍ３／ｈよりも多くすることにより、その胴側領域９８における、気体を含む還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）の流速を、気体を含まず還元除染水溶液だけの場合における還元除染水溶液の流速よりも速くすることができ、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４内での還元除染の効果を高めることができる。各胴側領域９８に供給される気体の流量は、胴側領域９８に供給される還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）の流量の１／１００以下にすることが望ましい。胴側領域９８に供給される気体の流量が、その胴側領域９８に供給される還元除染水溶液の流量の１／１００を超えた場合には、ＲＨＲ系１９の熱交換器の胴側領域９８に供給された気体が、その胴側領域９８から自動排気弁が設けられた排気管に排出し難くなり、胴側領域９８の上部に気体が溜まってしまう。胴側領域９８の上部に気体が溜まると、胴側領域９８内で、還元除染水溶液が流れなくなる。このため、ＲＨＲ系１９の熱交換器の胴側領域９８に供給される気体の流量は、０ｍ３／ｈよりも多くし、その胴側領域９８に供給される還元除染水溶液の流量の１／１００以下にする。
【0097】
ＲＨＲ系１９の熱交換器の胴側領域９８に供給される気体（例えば、空気）の流量は、その胴側領域９８に供給される還元除染水溶液（例えば、シュウ酸水溶液）の流量の１／１０００以上にするとよい。その胴側領域９８に供給される気体の流量をその還元除染水溶液の流量の１／１０００以上にすることによって、その熱交換器の胴９４の内面に対する還元除染を効率良く且つより短時間に行うことができる。このため、ＲＨＲ系１９の熱交換器の胴側領域９８に供給される気体の流量は、その胴側領域９８に供給される還元除染水溶液の流量の１／１０００以上１／１００以下の範囲にすることが望ましい。
【0098】
その胴側領域９８では、空気を含むシュウ酸水溶液であるシュウ酸及び空気を含む気液二相流（水溶液）が、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内の、複数の邪魔板９７によって形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。胴側領域９８を上昇する気液二相流の流速は、空気を含んでいるため、シュウ酸水溶液のみが上昇する場合におけるシュウ酸水溶液の流速よりも速くなる。気液二相流は、その胴側領域９８から配管２０Ｆに排出される。排出された気液二相流に含まれた空気は、自動排気弁２３Ａによって気液二相流に含まれたシュウ酸水溶液から分離され、排気管９３Ａに排出される。空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｆから並列に配置された配管２０Ｄ及び２０Ｅに導かれ、配管２０Ｃを経て配管２０Ａに達する。
【0099】
シュウ酸水溶液が配管２０Ｂ，２０Ｋ，２０Ｆ，２０Ｄ，２０Ｅ及び２０Ｃのそれぞれの内面と接触し、各内面に対して還元除染が実施される。また、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内に供給された気液二相流に含まれたシュウ酸は、熱交換器２２Ａの胴９４の内面、各邪魔板９７の表面及び各伝熱管９５の外面に接触し、それらの内面、表面及び外面に対して還元除染が実施される。
【0100】
配管２０Ｂに導かれたシュウ酸水溶液の残りは、配管２０Ｌを通って熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内に供給される。このとき、弁２９Ｂは閉じている。前述したように、エアコンプレッサ２４Ｂからの空気が配管２０Ｌに供給されるため、その空気を含むシュウ酸水溶液が、熱交換器２２Ｂ内の胴側領域９８に供給される。
【0101】
その胴側領域９８では、空気を含むシュウ酸水溶液であるシュウ酸及び空気を含む気液二相流（水溶液）が、熱交換器２２Ａと同様に、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内の、複数の邪魔板９７で形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。熱交換器２２Ｂにおいても、胴側領域９８を上昇する気液二相流の流速は、空気を含んでいるため、シュウ酸水溶液のみが上昇する場合におけるシュウ酸水溶液の流速よりも速くなる。気液二相流は、その胴側領域９８から配管２０Ｊに排出される。排出された気液二相流に含まれた空気は、自動排気弁２３Ｂによって気液二相流に含まれたシュウ酸水溶液から分離され、排気管９３Ｂに排出される。空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｊから並列に配置された配管２０Ｈ及び２０Ｉに導かれ、配管２０Ｇを経て配管２０Ａに達する。
【0102】
シュウ酸水溶液が配管２０Ｌ，２０Ｊ，２０Ｈ，２０Ｉ及び２０Ｇのそれぞれの内面と接触し、各内面に対して還元除染が実施される。また、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内に供給された気液二相流に含まれたシュウ酸は、熱交換器２２Ｂの胴９４の内面、各邪魔板９７の表面及び各伝熱管９５の外面に接触し、それらの内面、表面及び外面に対して還元除染が実施される。
【0103】
還元除染工程（ステップＳ５）でも、シュウ酸水溶液は、ＲＨＲ系１９の通常運転時における炉水の流れとは逆で、ＲＨＲ配管２０内を弁９２から弁９１に向かって流れる。熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８内では、シュウ酸水溶液が、胴側領域９８内に形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。
【0104】
このような還元除染による、ＲＨＲ配管２０等の内面に形成された酸化皮膜の溶解によって、シュウ酸水溶液における放射性核種イオン濃度及び鉄イオン濃度が増加する。前述のように、弁６８が閉じられて弁７９及び８０が開いているため、放射性核種イオン及び鉄イオンを含むシュウ酸水溶液が、カチオン樹脂塔６２に供給される。シュウ酸水溶液に含まれた放射性核種イオン及び鉄イオン等の金属陽イオンが、カチオン樹脂塔６２内の陽イオン交換樹脂に吸着され、除去される。
【0105】
シュウ酸水溶液を用いて炭素鋼製のＲＨＲ配管２０の内面等への還元除染を実施すると、シュウ酸鉄（II）がＲＨＲ配管２０の内面等に析出する。シュウ酸鉄（II）の析出は、シュウ酸水溶液を用いた、ＲＨＲ配管２０の内面等の還元除染による酸化皮膜の溶解効率を低下させる。ＲＨＲ配管２０の内面等に形成された、放射性核種を含むその酸化皮膜の溶解を促進させるために、循環配管３６内を流れるシュウ酸水溶液に過酸化水素を注入する。この過酸化水素の注入は、酸化剤注入装置５５によって行われる。すなわち、図５に示す化学除染装置３５の弁１１４を閉じた状態で、弁５３及び５９を開いて注入ポンプ５７を駆動し、薬液タンク５６内の過酸化水素を注入配管５８及び配管５４を通して循環配管３６内を流れるシュウ酸水溶液に注入する。過酸化水素を含むシュウ酸水溶液が、循環配管３６からＲＨＲ配管２０に供給される。シュウ酸水溶液による還元除染でＲＨＲ配管２０等の内面に析出したシュウ酸鉄（II）は、シュウ酸水溶液に含まれる過酸化水素によって溶解され、その内面から除去される。シュウ酸鉄（II）が除去されることにより、ＲＨＲ配管２０等の内面に存在する、放射性核種を含む酸化皮膜の、シュウ酸水溶液による溶解が促進される。
【0106】
カチオン樹脂塔６２から排出されたシュウ酸水溶液は、循環配管３６からＲＨＲ配管２０に再び供給され、ＲＨＲ配管２０及び熱交換器２２Ａ及び２２Ｂの還元除染に用いられる。これらの還元除染は、シュウ酸水溶液が第１閉ループ内を循環しながら行われ、還元除染が実施されている間、エアコンプレッサ２４Ａ及び２４Ｂから熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域に空気が供給される。
【0107】
ＲＨＲ系１９の化学除染対象箇所の線量率が設定線量率まで低下したとき、または、ＲＨＲ系１９に対する還元除染時間が設定時間に達したとき、ＲＨＲ系１９に対する還元除染を終了させる（気体供給工程及び還元除染液供給工程の終了）。なお、化学除染対象箇所の線量率が設定線量率まで低下したことは、例えば、ＲＨＲ配管２０の化学除染対象箇所からの放射線を検出する放射線検出器（図示せず）の出力信号に基づいて求められた線量率により確認することができる。
【0108】
還元除染液に含まれる還元除染剤及び還元剤を分解する（ステップＳ６）。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸（還元除染剤）及びヒドラジン（還元剤）を分解する際には、弁５３及び１１４を開いて弁７０の開度を一部減少させる。ヒドラジンを含むシュウ酸水溶液が、配管５４を通って分解装置５２に供給される。このとき、酸化剤注入装置５５の弁５９を開いて注入ポンプ５７を駆動することにより、薬液タンク５６内の過酸化水素が、注入配管５８及び配管５４を通して分解装置５２に供給される。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、分解装置５２内で、活性炭触媒及び供給された過酸化水素の作用により分解される。分解装置５２内でのシュウ酸及びヒドラジンの分解反応は、式（１）及び式（２）で表される。
【0109】
（ＣＯＯＨ）2 ＋ Ｈ2Ｏ2 → ２ＣＯ2 ＋ ２Ｈ2Ｏ ……（１）
Ｎ2Ｈ4 ＋ ２Ｈ2Ｏ2 → Ｎ2 ＋ ４Ｈ2Ｏ ……（２）
シュウ酸及びヒドラジンの分解装置２８内での分解は、第１閉ループ内でシュウ酸水溶液を循環させながら行われる。分解装置５２に供給した過酸化水素が、シュウ酸及びヒドラジンの分解のために分解装置５２内で完全に消費されて分解装置５２から流出しないように、薬液タンク５６から分解装置５２への過酸化水素の供給量を、注入ポンプ５７の回転速度を制御して調節する。
Ｎ2Ｈ4 ＋ ２Ｈ2Ｏ2 → Ｎ2 ＋ ４Ｈ2Ｏ ……（２）
シュウ酸及びヒドラジンの分解装置２８内での分解は、第１閉ループ内でシュウ酸水溶液を循環させながら行われる。分解装置５２に供給した過酸化水素が、シュウ酸及びヒドラジンの分解のために分解装置５２内で完全に消費されて分解装置５２から流出しないように、薬液タンク５６から分解装置５２への過酸化水素の供給量を、注入ポンプ５７の回転速度を制御して調節する。
【0110】
シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が所定値以下になったとき、注入ポンプ５７を停止して弁５９を閉じ、分解装置５２への過酸化水素の供給を停止する。例えば、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が３０ｐｐｍ以下になったとき、分解装置５２への過酸化水素の供給を停止する。過酸化水素の供給の停止により、ステップＳ６の工程（還元除染剤及び還元剤の分解）が終了する。
【0111】
化学除染の終了を判定する（ステップＳ７）。還元除染の開始からの経過時間が設定時間に達しても、化学除染対象箇所の表面線量率が設定線量率まで低下していない場合には、ステップＳ３～Ｓ７の各工程が繰り返される。例えば、設定線量率は除染係数（ＤＦ）が１０となる表面線量率であり、ステップＳ３～Ｓ７の各工程の繰り返し回数は２～３回である。ステップＳ７の工程の判定が「ＹＥＳ」であるとき、または、その２～３回の繰り返し除染を行った結果、化学除染対象箇所の表面線量率が設定線量率まで低下していない場合でも、表面線量率がバックグラウンドレベルまで低下しているときには、後述のステップＳ８の工程が実施される。
【0112】
還元除染において還元除染剤としてシュウ酸を使用した場合には、前述したように、炭素鋼製のＲＨＲ配管２０の内面にシュウ酸鉄（II）二水和物の析出物が形成される。そのシュウ酸鉄（II）二水和物の下に、Ｃｏ－６０等の放射性核種を含むクロム酸化物が残っている場合には、シュウ酸水溶液を用いた還元除染では、そのクロム酸化物を除去することはできない。このため、過マンガン酸でシュウ酸鉄（II）二水和物を分解することが有効であるため、過マンガン酸水溶液を用いた、ＲＨＲ配管２０等の酸化除染を実施する必要がある。シュウ酸鉄（II）二水和物の下にＣｏ－６０等の放射性核種を含むクロム酸化物が残っていると、ＲＨＲ配管２０等の、化学除染対象箇所の表面線量率が設定線量率まで低下しないため、ステップＳ７の工程の判定が「ＮＯ」となり、ステップＳ３～Ｓ７の各工程が繰り返される。ステップＳ３の工程（酸化除染）が再度実施されるため、形成されたシュウ酸鉄（II）二水和物、及びＣｏ－６０等の放射性核種を含むクロム酸化物が酸化除染液（例えば、過マンガン酸水溶液）によって除去される。
【0113】
浄化を実施する（ステップＳ８）。弁６８を開いて弁７９及び８０を閉じ、カチオン樹脂塔６２への、シュウ酸濃度が３０ｐｐｍ以下のシュウ酸水溶液の供給を停止する。弁８５及び８６を開けて弁６６を閉じることにより、そのシュウ酸水溶液を、循環配管３６から冷却器６４に供給して６０℃以下に冷却する。このとき、弁８２及び８３が開き、弁６７が閉じられているため、６０℃のシュウ酸水溶液が混床樹脂塔６３に供給される。このシュウ酸水溶液に残留している陽イオン及び陰イオンが、混床樹脂塔６３内の陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂に吸着されて除去される。
【0114】
排水を実施する（ステップＳ９）。浄化工程が終了した後、ポンプ（図示せず）を有する高圧ホース（図示せず）により循環配管３６と廃液処理装置（図示せず）を接続する。浄化工程の終了後に、循環配管３６及びＲＨＲ配管２０の弁９１と弁９２の間の部分に残存する、放射性廃液である水溶液を廃液処理装置（図示せず）に排出する前において、弁７６及び７７を開いて弁６９を閉じる。その後、循環ポンプ４７が駆動され、循環配管３６及びＲＨＲ配管２０の弁９１と弁９２の間の部分を含む第１閉ループ内のその水溶液がこの閉ループ内を循環する。水溶液がこの第１閉ループ内を循環している間、その水溶液がフィルタ６１に導かれ、水溶液に含まれる不溶解性の鉄がフィルタ６１によって除去される。このため、その水溶液の鉄濃度が低下する。フィルタ６１による不溶解性の鉄の除去によって、その水溶液の鉄濃度が排水基準の鉄濃度以下になるまで低減される。
【0115】
排水基準の鉄濃度以下になった、ＲＨＲ配管２０及び循環配管３６内に残存する水溶液は、そのポンプを駆動して循環配管３６から高圧ホースを通して廃液処理装置（図示せず）に排出され、廃液処理装置で処理される。ＲＨＲ配管２０及び循環配管３６内の水溶液が排出された後、洗浄水をＲＨＲ配管２０及び循環配管３６内に供給し、循環ポンプ４７を駆動してこれらの配管内を洗浄する。洗浄終了後、ＲＨＲ配管２０及び循環配管３６内の洗浄水を、上記の廃液処理装置に排出する。
【0116】
化学除染装置を配管系から除去する（ステップＳ１０）。ステップＳ１～Ｓ９の各工程が実施された後、化学除染装置３５がＲＨＲ配管２０から取り外され、ＲＨＲ配管２０が復旧される。
【0117】
そのステップＳ１０の工程が終了したとき、本実施例の原子力プラントの化学除染方法が終了する。そして。燃料交換及びＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、その化学除染方法を実施したＢＷＲプラント１が起動される。
【0118】
本実施例によれば、ＲＨＲ系１９の、炉水が胴側領域９８に供給される熱交換器において、その胴側領域９８に、シュウ酸水溶液以外に気体である空気を供給するため、胴側領域９８内を流れる、空気及びシュウ酸を含む気液二相流の流量が増加する。この結果、胴側領域９８内におけるシュウ酸水溶液の流速が増加し、シュウ酸水溶液だけをその胴側領域９８に供給した場合に比べて熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８における還元除染効果が向上する。すなわち、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４の内面、各邪魔板９７の表面及び各伝熱管９５の外面のそれぞれに対する還元除染効果が向上する。
【0119】
特に、ＲＨＲ配管２０において、シュウ酸及び空気を含む気液二相流が、ＲＨＲ系１９の通常運転時における炉水の流れとは逆の方向に流れるため、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８内では、その気液二相流が、胴側領域９８内に形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。このため、空気の浮力の作用により、胴側領域９８内で上昇するシュウ酸水溶液の流速がさらに増加し、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８における還元除染効果が向上する。
【0120】
本実施例のＲＨＲ系１９の化学除染に用いられる化学除染装置３５は、ＢＷＲプラント１においてＲＨＲ系１９以外の再循環系の再循環系配管６及び原子炉浄化系の浄化系配管の化学除染に使用することができる化学除染装置である。換言すれば、ＲＨＲ系１９の還元除染においてＲＨＲ系１９の熱交換器２２Ａ及び２２Ｂの、シュウ酸水溶液が供給される各胴側領域９８に気体（例えば、空気）を供給する対策を講じることによって、再循環系の再循環系配管６及び原子炉浄化系の浄化系配管等の、ＢＷＲプラント１におけるＲＨＲ系１９以外の配管系の化学除染に用いられる化学除染装置３５を、ＲＨＲ系１９の化学除染に使用することができる。このため、ＲＨＲ系１９の化学除染への使用に特化した、新たな仕様（ポンプ容量の増大化）の化学除染装置を、別途製作する必要がなくなる。
【0121】
本実施例では、熱交換器２２Ａの頂部側に自動排気弁２３Ａを配置している。このため、熱交換器２２Ａの胴側領域９８の上端部から排出された気液二相流に含まれる空気を自動排気弁２３Ａによりシュウ酸水溶液から分離して排気管９３Ａに排出することができ、熱交換器２２Ａの胴側領域９８から排出された空気が、シュウ酸水溶液の流れ方向において、ＲＨＲ配管２０のＡ系の配管（配管２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ及び２０Ｋ）の、熱交換器２２Ａよりも下流側の部分に供給されることを防止することができる。また、熱交換器２２Ｂの頂部側に自動排気弁２３Ｂを配置している。このため、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８の上端部から排出された気液二相流に含まれる空気を自動排気弁２３Ｂによりシュウ酸水溶液から分離して排気管９３Ｂに排出することができ、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８から排出された空気が、シュウ酸水溶液の流れ方向において、ＲＨＲ配管２０のＢ系の配管（配管２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ及び２０Ｌ）の、熱交換器２２Ｂよりも下流側の部分に供給されることを防止することができる。
【0122】
自動排気弁２３Ａが配管２０Ｆに設けられていない場合には、熱交換器２２Ａから配管２０Ｆに排出された空気を含むシュウ酸水溶液は、ポンプ２１Ａ及び２１Ｂに流入する。ポンプ２１Ａ及び２１Ｂのケーシング内に空気が溜まり、シュウ酸水溶液がポンプ２１Ａ及び２１Ｂから配管２０Ａに向かって流れなくなる。ポンプ２１Ａ及び２１Ｂから配管２０Ａに向かってシュウ酸水溶液が流れたとしても、シュウ酸水溶液に含まれる空気が循環配管３６に設けられた循環ポンプ４７のケーシング内に溜まるため、循環ポンプ４７によるシュウ酸水溶液の昇圧ができなくなり、循環配管３６からＲＨＲ配管２０へのシュウ酸水溶液の供給ができなく、この結果、ＲＨＲ配管２０及び熱交換器２２Ａ内の還元除染ができなくなる。また、自動排気弁２３Ｂが配管２０Ｊに設けられていない場合でも、熱交換器２２Ｂから排出されたシュウ酸水溶液に含まれる空気がポンプ２１Ｃ及び２１Ｄのケーシング内に溜まり、シュウ酸水溶液がポンプ２１Ｃ及び２１Ｄから配管２０Ａに向かって流れなくなる。もし、ポンプ２１Ｃ及び２１Ｄから配管２０Ａに向かってシュウ酸水溶液が流れた場合でも、シュウ酸水溶液に含まれる空気がその循環ポンプ４７のケーシング内に溜まるため、循環ポンプ４７によるシュウ酸水溶液の昇圧ができなくなる。このため、循環配管３６からＲＨＲ配管２０へのシュウ酸水溶液の供給ができなくなり、ＲＨＲ配管２０及び熱交換器２２Ａ内の還元除染ができなくなる。
【0123】
このような問題が発生することを防止するため、熱交換器２２Ａの上方で配管２０Ｆに自動排気弁２３Ａを設け、熱交換器２２Ｂの上方で配管２０Ｊに自動排気弁２３Ｂを設け、これらの自動排気弁により、胴側領域から排出されるシュウ酸水溶液に含まれる空気を分離する必要がある。
【0124】
本実施例は、配管２０Ｂにより供給されるシュウ酸水溶液の一部をＲＨＲ配管２０のＡ系の配管（配管２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ及び２０Ｋ）及び熱交換器２２Ａに供給し、そのシュウ酸水溶液の残りをＲＨＲ配管２０のＢ系の配管（配管２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ及び２０Ｌ）及び熱交換器２２Ｂに供給するため、ＲＨＲ配管２０のＡ系の配管及び熱交換器２２Ａの内部とＲＨＲ配管２０のＢ系の配管及び熱交換器２２Ｂの内部に対して、同時に還元除染を実施することができる。このため、ＲＨＲ系１９の還元除染を短時間に終了することができる。
【0125】
本実施例によれば、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれへの気体（例えば、空気）の供給は、それぞれの熱交換器の胴側領域へのシュウ酸水溶液を供給する前に行われる。このため、シュウ酸水溶液を用いた熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの内部に対する還元除染時において、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４の内面、各邪魔板９７の表面及び各伝熱管９５の外面にシュウ酸鉄（II）が析出し難くなる。
【0126】
熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴側領域９８に注入する気体として酸化性ガス（例えば、酸素またはオゾン）を用いることが望ましい。酸化性ガスの使用は、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂ内の還元除染によってそれらの熱交換器の、胴側領域９８に面する上記の各面に析出したシュウ酸鉄（II）を酸化して溶解し易いシュウ酸鉄（III）にする。このように、熱交換器の、胴側領域９８に面する上記の各面に析出したシュウ酸鉄（II）を、シュウ酸鉄（III）にすることによりそれらの面から容易に除去することができる。このため、還元除染効果を高めることができる。
【0127】
本実施例では、ＲＨＲ系１９の熱交換器２２Ａ及び２２Ｂの各胴側領域９８に供給される空気の流量は、０ｍ３／ｈよりも多くし、その胴側領域９８に供給されるシュウ酸水溶液の流量の１／１００以下にするため、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂの胴側領域９８の上部に空気が溜まって胴側領域９８内で還元除染水溶液が流れなくなることを防止することができ、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂのそれぞれの胴９４内での還元除染の効果を高めることができる。
【0128】
本実施例は、好ましくは、ＲＨＲ系１９の熱交換器２２Ａ及び２２Ｂの胴側領域９８に供給される気体の流量を、その胴側領域９８に供給される還元除染水溶液の流量の１／１０００以上１／１００以下の範囲にするため、熱交換器２２Ａ及び２２Ｂの胴９４の内面に対する還元除染を効率良く且つより短時間に行うことができる。
【実施例2】
【0129】
【0130】
本実施例でも、実施例１で実施されるステップＳ１～Ｓ４の各工程が実施される。
【0131】
還元除染を実施する（ステップＳ５）。本実施例におけるステップＳ５の工程でも、実施例１のステップＳ５の工程で実施される、カチオン樹脂塔６２に充填された陽イオン交換樹脂による、過マンガン酸が分解されて生じた水に含まれた陽イオンの吸着及び除去を実施する。
【0132】
シュウ酸水溶液の、化学除染装置３５からＲＨＲ配管２０への供給の前に、弁２５Ｂ及び３０Ｂのそれぞれを閉じて、シュウ酸水溶液を、ＲＨＲ配管２０におけるＡ系の配管にのみに供給できるように、ＲＨＲ系１９の各弁の開度が制御される。Ａ系の配管に設けられた弁のうち弁２９Ａのみが閉じられる。
【0133】
弁２６Ｃを開いて、熱交換器２２Ａの胴側領域９８に空気を供給するエアコンプレッサ２４Ａが駆動される。このとき、Ｂ系の熱交換器２２Ｂの胴側領域９８に空気を供給するエアコンプレッサ２４Ｂは停止されたままであり、弁２６Ｄは閉じている。エアコンプレッサ２４Ａから排出された空気は、配管２６Ａ及び２０Ｋを通って、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内で管板９６の上面付近に供給される。この空気は、胴側領域９８内を上昇し、胴９４の頂部から配管２０Ｆに排出され、自動排気弁２３Ａを通して排気管９３Ａに排出される。
【0134】
弁７４及び８３Ａが開いた状態で、シュウ酸がエゼクタ５０から配管７３内に供給され、サージタンク４９内に導かれる。このシュウ酸はサージタンク４９内で水に溶解されてシュウ酸水溶液を生成する。このシュウ酸水溶液は、ポンプ４８の駆動により、サージタンク４９から循環配管３６に供給される。実施例１と同様に、循環配管３６内を流れるシュウ酸水溶液に対して、還元剤注入装置３７の薬液タンク３８からヒドラジン水溶液が注入される。ヒドラジンの注入により、シュウ酸水溶液のｐＨが２．５に調節される。
【0135】
ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液が、循環配管３６、及びＲＨＲ系１９のＲＨＲ配管２０である配管２０Ａ及び２０Ｂ、Ａ系の配管（配管２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ及び２０Ｋ）を含む第１閉ループ内を循環し、配管２０Ａ及び２０Ｂ、Ａ系の配管のそれぞれの内面、及び熱交換器２２Ａの内部に対する還元除染が実施される。
【0136】
エアコンプレッサ２４Ａから排出された空気が供給されている配管２０Ｋに、循環配管３６から、ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液が供給される。ｐＨが２．５で９０℃の、空気を含むシュウ酸水溶液（シュウ酸及び空気を含む気液二相流）が、配管２０Ｋを通して熱交換器２２Ａの胴側領域９８の管板９６の上面付近に供給される。熱交換器２２Ａの胴側領域９８では、シュウ酸及び空気を含むその気液二相流が、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内の、複数の邪魔板９７によって形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。空気を含んでいるため、胴側領域９８内を上昇するシュウ酸水溶液の流速が早くなり、熱交換器２２Ａ内部の還元除染の効果が向上する。
【0137】
ＲＨＲ配管２０のＡ系の配管及び熱交換器２２Ａ内の還元除染により、Ａ系の配管の線量率が設定線量率まで低下したとき、循環ポンプ４７の駆動を停止し、循環配管３６からＲＨＲ配管２０のＡ系の配管及び熱交換器２２Ａへのシュウ酸水溶液の供給を停止する。さらに、エアコンプレッサ２４Ａの駆動を停止して弁２６Ｃを閉じる。そして、Ａ系の配管における弁２５Ａ及び３０Ａのそれぞれを閉じる。
【0138】
その後、Ｂ系の配管（配管２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ及び２０Ｌ）における弁２５Ｂ及び３０Ｂのそれぞれを開く。Ａ系の配管に設けられた弁のうち弁２９Ｂのみが閉じられている。弁２６Ｄを開いて、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８に空気を供給するエアコンプレッサ２４Ｂが駆動される。このとき、Ａ系の熱交換器２２Ａの胴側領域９８に空気を供給するエアコンプレッサ２４Ａは停止されたままであり、弁２６Ｃは閉じている。エアコンプレッサ２４Ｂから排出された空気は、配管２６Ｂ及び２０Ｌを通って、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内で管板９６の上面付近に供給される。この空気は、胴側領域９８内を上昇し、胴９４の頂部から配管２０Ｊに排出され、自動排気弁２３Ｂを通して排気管９３Ｂに排出される。
【0139】
停止されていた循環ポンプ４７が駆動され、循環配管３６内の、ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液が、循環配管３６、及びＲＨＲ系１９のＲＨＲ配管２０である配管２０Ａ及び２０Ｂ、Ｂ系の配管（配管２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ及び２０Ｌ）を含む第１閉ループ内を循環し、配管２０Ａ及び２０Ｂ、Ｂ系の配管のそれぞれの内面、及び熱交換器２２Ｂの内部に対する還元除染が実施される。
【0140】
エアコンプレッサ２４Ｂから排出された空気が供給されている配管２０Ｌに、循環配管３６から、ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液が供給される。ｐＨが２．５で９０℃の、空気を含むシュウ酸水溶液（シュウ酸及び空気を含む気液二相流）が、配管２０Ｌを通して熱交換器２２Ａの胴側領域９８の管板９６の上面付近に供給される。熱交換器２２Ｂの胴側領域９８では、シュウ酸及び空気を含むその気液二相流が、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内の、複数の邪魔板９７によって形成された水平通路及び上昇通路を交互に通過し、胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。空気を含んでいるため、胴側領域９８内を上昇するシュウ酸水溶液の流速が早くなり、熱交換器２２Ｂ内部の還元除染の効果が向上する。
【0141】
熱交換器２２Ａの頂部から排出された気液二相流に含まれる空気は、自動排気弁２３Ａで分離されて排気管９３Ａに排出される。自動排気弁２３Ａで空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｆ，２０Ｄ，２０Ｅ、２０Ｃ及び２０Ａへと導かれる。熱交換器２２Ｂの頂部から排出された気液二相流に含まれる空気は、自動排気弁２３Ｂで分離されて排気管９３Ｂに排出される。自動排気弁２３Ｂで空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｊ，２０Ｈ，２０Ｉ、２０Ｇ及び２０Ａへと導かれる。
【0142】
Ａ系及びＢ系のそれぞれの配管に対する還元除染を実施している間、シュウ酸水溶液がカチオン樹脂塔６２供給され、シュウ酸水溶液に含まれた放射性核種イオン及び鉄イオン等の金属陽イオンが、カチオン樹脂塔６２内の陽イオン交換樹脂に吸着され、除去される。
【0143】
ＲＨＲ配管２０のＢ系の配管及び熱交換器２２Ｂ内の還元除染により、Ｂ系の配管の線量率が設定線量率まで低下したとき、循環配管３６からＲＨＲ配管２０のＢ系の配管及び熱交換器２２Ｂへのシュウ酸水溶液の供給を停止する。さらに、エアコンプレッサ２４Ｂの駆動を停止して弁２６Ｄを閉じる。
【0144】
その後、ステップＳ６の工程（還元除染剤の分解）が実施される。ステップＳ６の工程を実施する前に、弁２５Ｂ及び３０Ｂを開く。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸（還元除染剤）及びヒドラジン（還元剤）を分解する際には、弁５３を開いて弁７０の開度を一部減少させる。ヒドラジンを含むシュウ酸水溶液は、配管５４を通って分解装置５２に供給される。そして、分解装置５２内の活性炭触媒及び酸化剤注入装置５５の薬液タンク５６から分解装置５２に供給された過酸化水素の作用により、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンが、実施例１と同様に分解される。
【0145】
その後、実施例１で実施されるステップＳ７～Ｓ１０の各工程が実施される。ステップＳ１０の工程で、化学除染装置３５がＲＨＲ配管２０から取り外された後、ＲＨＲ配管２０が復旧され、次の運転サイクルでの運転を開始するために、ＢＷＲプラント１が起動される。
【0146】
本実施例は、実施例１で生じる効果のうち、「ＲＨＲ系１９の還元除染を短時間に終了できる」という効果を除いた他の各効果を得ることができる。さらに、本実例では、ＲＨＲ系１９に対する還元除染を、Ａ系の配管に対する還元除染が終了した後にＢ系の配管に対する還元除染を実施するため、Ａ系の配管及びＢ系の配管のそれぞれに供給されるシュウ酸水溶液の流量を、実施例１よりも増加させることができ、Ａ系及びＢ系のそれぞれの配管内におけるシュウ酸水溶液の流速を増加させることができる。このため、本実施例では、Ａ系の配管及びＢ系の配管における還元除染の効果をさらに向上させることができる。
【実施例3】
【0147】
【0148】
実施例１と同様に、化学除染対象のＲＨＲ配管に化学除染装置を接続する（ステップＳ１）。実施例１と同様に、さらに、弁９４Ａを有する仮設配管９３Ｃの一端部が、Ａ系の配管の一部である配管２０Ｋの、弁３０Ａと弁３４Ａの間の部分に接続される。その仮設配管９３Ｃの他端部が、Ｂ系の配管の一部である配管２０Ｇの、弁２５Ｂと、３本の配管である配管２０Ｇ、配管２０Ｈ及び配管２０Ｉの接続点との間の部分に接続される。
【0149】
そして、実施例１で実施されるステップＳ２～Ｓ４の各工程が実施される。
【0150】
還元除染を実施する（ステップＳ５）。まず、ＲＨＲ系１９のＲＨＲ配管２０に含まれるＡ系の配管（配管２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆ及び２０Ｋ）に設けられた弁のうち、弁２９Ａ及び３０Ａを閉じて残りの全ての弁を開ける。さらに、ＲＨＲ配管２０に含まれるＢ系の配管（配管２０Ｇ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｊ及び２０Ｌ）に設けられた弁のうち、弁２５Ｂ及び２９Ｂを閉じて残りの全ての弁を開ける。
【0151】
弁２６Ｃ２６Ｄを開いてエアコンプレッサ２４Ａ及び２４Ｂのそれぞれを駆動する。エアコンプレッサ２４Ａから排出された空気は、配管２６Ａ及び２０Ｋを通って、熱交換器２２Ａの胴側領域９８内で管板９６の上面付近に供給される。この空気は、胴側領域９８内を上昇し、胴９４の頂部から配管２０Ｆに排出され、自動排気弁２３Ａを通して排気管９３Ａに排出される。エアコンプレッサ２４Ｂから排出された空気は、配管２６Ｂ及び２０Ｌを通って、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８内で管板９６の上面付近に供給される。この空気は、胴側領域９８内を上昇し、胴９４の頂部から配管２０Ｊに排出され、自動排気弁２３Ｂを通して排気管９３Ｂに排出される。
【0152】
循環配管３６からＲＨＲ配管２０の配管２０Ｂに供給された、ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液が、空気が供給されている配管２０Ｌに供給される。ｐＨが２．５で９０℃の、シュウ酸及び空気を含む気液二相流が、配管２０Ｌを通して熱交換器２２Ｂの胴側領域９８の管板９６の上面付近に供給される。熱交換器２２Ｂの胴側領域９８では、シュウ酸及び空気を含むその気液二相流が、熱交換器２２Ｂの胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。空気を含んでいるため、胴側領域９８内を上昇するシュウ酸水溶液の流速が早くなり、熱交換器２２Ｂ内部の還元除染の効果が向上する。
【0153】
熱交換器２２Ｂの頂部から排出された気液二相流に含まれる空気は、自動排気弁２３Ｂで分離されて排気管９３Ｂに排出される。自動排気弁２３Ｂで空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｊ，２０Ｈ，２０Ｉ及び２０Ｇへと導かれる。
【0154】
配管２０Ｇに導かれたシュウ酸水溶液は、仮設配管９３Ｃを通って配管２０Ｋに供給される。配管２０Ｋにはエアコンプレッサ２４Ａから空気が供給されているため、配管２０Ｋ内でシュウ酸及び空気を含む気液二相流が生成され、この気液二相流が熱交換器２２Ａの胴側領域９８の管板９６の上面付近に供給される。熱交換器２２Ａの胴側領域９８では、シュウ酸及び空気を含むその気液二相流が、熱交換器２２Ａの胴側領域９８の下端部から胴側領域９８の上端部に向かって上昇する。空気を含んでいるため、胴側領域９８内を上昇するシュウ酸水溶液の流速が早くなり、熱交換器２２Ｂ内部の還元除染の効果が向上する。
【0155】
熱交換器２２Ａの頂部から排出された気液二相流に含まれる空気は、自動排気弁２３Ａで分離されて排気管９３Ａに排出される。自動排気弁２３Ａで空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｆ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｃ及び２０Ａへと導かれる。配管２０Ａに達したシュウ酸水溶液は、循環配管３６に戻される。
【0156】
本実施例は、実施例１で生じる各効果を得ることができる。ただし、本実施例では、ＲＨＲ系１９の還元除染に要する時間は、実施例１でＲＨＲ系１９の還元除染に要する時間よりも若干長くなるが、実施例２においてＲＨＲ系１９の還元除染に要する時間よりも短くなる。さらに、本実例では、ＲＨＲ系１９におけるＢ系の配管とＡ系の配管を仮設配管９３Ｃで連絡し、Ｂ系の配管に供給されたシュウ酸水溶液をＡ系の配管に供給することができるため、Ａ系及びＢ系の各配管に供給されるシュウ酸水溶液の流量を、実施例１よりも増加させることができ、Ａ系及びＢ系のそれぞれの配管内におけるシュウ酸水溶液の流速を増加させることができる。このため、本実施例では、Ａ系の配管及びＢ系の配管における還元除染の効果をさらに向上させることができる。
【0157】
弁９４Ａを有する仮設配管９３Ｃの一端部を、Ｂ系の配管の一部である配管２０Ｌの、弁３０Ｂと弁３４Ｂの間の部分に接続し、その仮設配管９３Ｃの他端部を、Ａ系の配管の一部である配管２０Ｃの、弁２５Ａと、３本の配管である配管２０Ｃ、配管２０Ｄ及び配管２０Ｅの接続点との間の部分に接続してもよい。この場合には、Ａ系の配管及びＢ系の配管において、弁２９Ｂ，３０Ｂ、２５Ａ及び２９Ａが閉じられ、他の弁は開いている。ステップＳ５の工程（還元除染の実施）では、循環配管３６から配管２０Ｂに供給された、ｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液は、配管２０Ｋにより、胴側領域９８に空気が供給されている熱交換器２２Ａのその胴側領域９８に供給され、その胴側領域９８から排出されて空気が自動排気弁２３Ａによってシュウ酸水溶液から分離される。空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｆ，２０Ｄ，２０Ｅ及び２０Ｃへと導かれ、さらに、仮設配管９３Ｃにより配管２０Ｌに導かれる。
【0158】
配管２０Ｌに達したシュウ酸水溶液は、胴側領域９８に空気が供給されている熱交換器２２Ｂのその胴側領域９８に供給され、その胴側領域９８から排出されて空気が自動排気弁２３Ｂによってシュウ酸水溶液から分離される。空気が分離されたシュウ酸水溶液は、配管２０Ｊ，２０Ｈ，２０Ｉ，２０Ｇ及び２０Ａへと導かれる。
【実施例4】
【0159】
【0160】
本実施例の原子力プラントの化学除染方法では、化学除染装置３５を用いて、図１１に示されるステップＳ１Ａ，Ｓ２～Ｓ９及びＳ１０Ａの各工程が実施される。
【0161】
化学除染対象の原子炉圧力容器（ＲＰＶ）に化学除染装置を接続する（ステップＳ１Ａ）。ＢＷＲプラント１の運転が停止された後に、ＲＰＶ３の上蓋を取り外し、冷却水を原子炉補機冷却水系（図示せず）からＲＰＶ３内に供給する。主蒸気配管８Ａに設けられた主蒸気隔離弁（図示せず）は閉じている。主蒸気隔離弁は、主蒸気配管８Ａと加熱蒸気配管１１０の接続点よりも上流に配置されている。供給された冷却水は、ＲＰＶ３の上方に形成された原子炉ウエル（図示せず）内の設定レベルまで充填する。その後、ＲＰＶ３内の蒸気乾燥器（図示せず）及び気水分離器（図示せず）が取り付けられたシュラウドヘッド（図示せず）をＲＰＶから順次取外し、取り外したそれらを、順次、機器仮置きプール（図示せず）まで移送する。
【0162】
そして、燃料交換機（図示せず）を用いて、炉心４に装荷されたすべての燃料集合体を炉心４から取り出して使用済燃料貯蔵プールまで移送させる。全ての燃料集合体の燃料貯蔵プールへの移送が終了した後、ＲＰＶ３内の冷却水をＲＰＶ３の底部に接続されたドレン配管（図示せず）を通してＲＰＶ３外に排出する。この冷却水の排出により、原子炉ウエル内の冷却水の水位を低下させる。さらに、その冷却水の水位は、ＲＰＶ３内で、ＲＰＶ３に設けられ、主蒸気配管８Ａが接続される主蒸気排出ノズルの位置よりも上方の所定位置まで低下される。上蓋をＲＰＶ３の上端に取り付けてＲＰＶ３を封鎖する。
【0163】
その後、化学除染装置３５を、化学除染対象であるＲＰＶ３に接続する。例えば、ＲＰＶ３の底部に取り付けられて下方に向かって伸びている複数のＣＲＤハウジング２３及び複数のＩＣＭハウジング２４のそれぞれの一部において、該当するハウジングの下端に設けられたフランジに取り付けられた下部フランジを取り外す。下部フランジが取り外された、所定本数のＣＲＤハウジング２３の各フランジ及び所定本数のＩＣＭハウジング２４の各フランジに、接続冶具（図示せず）を取り付ける。接続冶具は、該当するＣＲＤハウジング２３及びＩＣＭハウジング２４のそれぞれの下端に設けられた各フランジに別々に取り付けられる別のフランジ、及びこれらの別のフランジに接続された除染液分配管を有する。化学除染装置３５の循環配管３６の一端部が、除染液分配管に接続される。化学除染液の供給に使用するＣＲＤハウジング２３の本数及びＩＣＭハウジング２４の本数は、ＲＰＶ３内に供給する、シュウ酸水溶液の流量に応じて決められる。
【0164】
自動排気弁２３Ｃが主蒸気配管８Ａに取り付けられ、排気管９３が自動排気弁２３Ｃに接続されている。循環配管３６の他端部が自動排気弁２３Ｃに接続される。この結果、化学除染対象のＲＰＶ３の内部領域及び循環配管３６を含む閉ループ（以下、第２閉ループという）が形成される。エアコンプレッサ２４Ａが、弁２６Ｃが設けられた配管２６Ａによって、前述の接続冶具の除染液分配管と循環配管３６の接続部の近くで、循環配管３６に接続される。
【0165】
次に、化学除染に使用する水を昇温する（ステップＳ２）。ＢＷＲプラント１の運転が停止されたとき、ＲＰＶ３内には通常の水位のレベルまで冷却水（炉水）が存在する。自動排気弁２３Ｃが設置された主蒸気配管８Ａの主蒸気隔離弁を開く。この主蒸気配管８Ａに設けられた蒸気止め弁１０８及び主蒸気配管８Ａに接続された加熱蒸気配管１１０に設けられた加熱蒸気止め弁１１１のそれぞれが閉じられる。実施例１と同様に、開閉弁６５，弁６６，６７，６８，６９，７０，７４及び８３Ａ、及び開閉弁７２をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、原子炉補機冷却水系から冷却水が供給され、循環配管３６及びサージタンク４９が冷却水で満たされる。循環配管３６及びサージタンク４９が冷却水で満たされたとき、原子炉補機冷却水系からの冷却水の供給が停止される。蒸気止め弁１０８及び加熱蒸気止め弁１１１が閉じられているため、ＲＰＶ３内の冷却水の水位上昇によって主蒸気配管８Ａ内に流入したＲＰＶ３内の冷却水が、蒸気止め弁１０８及び加熱蒸気止め弁１１１によって遮られ、高圧タービン９Ａ及び湿分分離加熱器１１２に流入することを防止できる。
【0166】
循環ポンプ４７が駆動され、循環配管３６内の水が、化学除染装置３５の循環配管３６から前述の接続冶具を通して接続冶具が取り付けられた各ＣＲＤハウジング２３及び各ＩＣＭハウジング２４内に流入する。この水は、各ＣＲＤハウジング２３及び各ＩＣＭハウジング２４内を上昇し、ＲＰＶ３内に導かれてＲＰＶ３内を上昇する。ＲＰＶ３内を上昇した水は、主蒸気配管８Ａ内に流入し、主蒸気配管８Ａに取り付けられた自動排気弁２３Ｃを通過して循環配管３６に戻される。このように、水が第２閉ループ内を循環する。この第２閉ループ内を循環する水は、加熱器５１及び６０により９０℃に加熱される。
【0167】
酸化除染を実施する（ステップＳ３）。第２閉ループ内を循環する水の温度が９０℃になったとき、過マンガン酸水溶液を酸化除染剤注入装置４２の薬液タンク４３から循環配管３６内を流れる水に注入し、２００ｐｐｍの過マンガン酸を含む過マンガン酸水溶液が生成される。過マンガン酸水溶液が第２閉ループ内を循環するため、過マンガン酸水溶液は、循環配管３６からＣＲＤハウジング２３及び各ＩＣＭハウジング２４を通してＲＰＶ３内、すなわち、ＲＰＶ３の内部領域の下端部に供給される。過マンガン酸水溶液がＲＰＶ３の内部領域を上昇するため、ＲＰＶ３の内面、及びＲＰＶ３内に存在する構造物（例えば、炉心シュラウド、及び燃料集合体の上端部を支持する上部格子板等）の炉水に接触する表面に対する酸化除染が実施される。酸化除染時間が所定時間を経過したとき、酸化除染を終了する。
【0168】
酸化除染の終了後に、酸化除染剤の分解工程（ステップＳ４）が実施される。実施例１と同様に、シュウ酸をエゼクタ５０から配管７３内を流れる過マンガン酸水溶液に供給する。供給されるシュウ酸によって、第２閉ループ内を循環する過マンガン酸水溶液に含まれる過マンガン酸が分解される。過マンガン酸水溶液が紫色から無色透明になったとき、酸化除染剤の分解工程を終了する。
【0169】
還元除染を実施する（ステップＳ５）。本実施例でも、実施例１と同様に、還元除染液（例えば、シュウ酸水溶液）と共に気体（例えば、空気）が、ＲＰＶ３内に供給され、ＲＰＶ３の内面、及びＲＰＶ３内に存在する構造物の炉水に接触する表面に対する還元除染が実施される。本実施例におけるシュウ酸水溶液及び空気のＲＰＶ３内への供給を具体的に説明する。
【0170】
エゼクタ５０から配管７３内に供給されるシュウ酸を用いてシュウ酸水溶液（還元除染液）が生成される。ヒドラジンが、還元剤注入装置３７の薬液タンク３８から循環配管３６内のシュウ酸水溶液に注入され、シュウ酸水溶液のｐＨが２．５になる。生成された、ヒドラジンを含みｐＨが２．５で９０℃のシュウ酸水溶液は、第２閉ループ内を循環する。弁２６Ｃを開いてエアコンプレッサ２４Ａを駆動し、エアコンプレッサ２４Ａから吐出された空気を、配管２６Ａを通して循環配管３６内に供給する。空気及びヒドラジンを含むシュウ酸水溶液は、循環配管３６から接続冶具を通してＣＲＤハウジング２３及びＩＣＭハウジング２４内に流入し、ＣＲＤハウジング２３及びＩＣＭハウジング２４内を上昇し、ＲＰＶ３の内部領域の下端部に供給される。空気を含むシュウ酸水溶液である、シュウ酸、ヒドラジン及び空気を含む気液二相流（水溶液）は、内部領域、すなわち、炉心４、ジェットポンプ５、及びジェットポンプ５が配置されたダウンカマ内を上昇し、その内部領域の上端部部に達する。ＣＲＤハウジング２３及びＩＣＭハウジング２４からＲＰＶ３の内部領域に供給されるシュウ酸水溶液の流量は、例えば４０ｍ３／ｈである。そして、その内部領域にシュウ酸水溶液と共に供給される空気流量は、シュウ酸水溶液の流量の１／１００である、例えば０．４ｍ３／ｈである。
【0171】
この気液二相流は、ＲＰＶ３の内部領域から主蒸気配管８Ａ内に流入し、自動排気弁２３Ｃに導かれる。自動排気弁２３Ｃにおいて、気液二相流から空気が分離され、分離された空気は自動排気弁２３Ｃから排気管９３に排気される。気液二相流に含まれる、ヒドラジンを含むシュウ酸水溶液は、自動排気弁２３Ｃから、自動排気弁２３Ｃに接続された循環配管３６に排出され、再び、前述したように、循環配管３６を通してＲＰＶ３内に供給される。
【0172】
ＲＰＶ３内を上昇するシュウ酸水溶液は、空気を含んでいるため、上昇する流速が著しく速くなる。このため、ＲＰＶ３の内面、及びＲＰＶ３内に存在する構造物の炉水に接触する表面に対する還元除染の効果が向上する。
【0173】
シュウ酸水溶液を用いた還元除染が行われているとき、放射性核種イオン及び鉄イオンを含むシュウ酸水溶液が、カチオン樹脂塔６２に供給される。シュウ酸水溶液に含まれた放射性核種イオン及び鉄イオン等の金属陽イオンが、カチオン樹脂塔６２内の陽イオン交換樹脂に吸着され、除去される。
【0174】
還元除染液に含まれる還元除染剤及び還元剤を分解する（ステップＳ６）。還元除染が終了した後、弁５３及び１１４を開いて弁７０の開度を一部減少させる。ヒドラジンを含むシュウ酸水溶液が、分解装置５２内で、酸化剤注入装置５５から供給される過酸化水素、及び分解装置５２内の活性炭触媒の作用により分解される。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸の濃度が３０ｐｐｍ以下になったとき、シュウ酸及びヒドラジンの分解工程が終了する。
【0175】
化学除染の終了判定工程（ステップＳ７）で「ＹＥＳ」と判定された場合には、浄化工程（ステップＳ８）が実施される。化学除染の終了判定工程で「ＮＯ」と判定された場合には、化学除染の終了判定工程が「ＹＥＳ」になるまで、ステップＳ３～Ｓ７の各工程が繰り返し実行される。
【0176】
化学除染の終了判定工程が「ＹＥＳ」になったとき、浄化工程（ステップＳ８）が、実施例１と同様に実施される。浄化工程の後に実施される排水工程（ステップＳ９）では、化学除染装置３５の循環配管３６内に存在する、放射性廃液である水溶液は、実施例１と同様に、循環配管３６に接続され高圧ホースにより廃液処理装置に排出される。その排水工程では、ＲＰＶ３内に存在する、放射性廃液である水溶液は、ＲＰＶ３の底部に接続されたドレン配管を通してＲＰＶ３外に排出される。さらに、自動排気弁２３Ｃが設置された主蒸気配管８Ａに設けられた主蒸気隔離弁が閉じられる。主蒸気配管８Ａの、主蒸気配管８Ａと加熱蒸気配管１１０の接続点と主蒸気隔離弁との間における最も低い部分で主蒸気配管８Ａの下側の部分に、弁を設けたドレン配管を接続する。主蒸気配管８Ａの、主蒸気隔離弁と蒸気止め弁１０８の間の部分に存在する、放射性物質を含む水溶液が、弁を開くことによりそのドレン配管に排出され、上記の廃液処理装置に導かれる。
【0177】
本実施例におけるその排水工程が終了した後、化学除染装置を原子炉圧力容器から取り外す（ステップＳ１０Ａ）。化学除染装置３５の循環配管３６を、化学除染対象であるＲＰＶ３から取り外す。すなわち、循環配管３６の一端部が、所定本数のＣＲＤハウジング２３の各フランジ及び所定本数のＩＣＭハウジング２４の各フランジに取り付けられた接続冶具から取り外される。そして、接続冶具をＣＲＤハウジング２３のフランジ及びＩＣＭハウジング２４のフランジから取り外し、ＣＲＤハウジング２３のフランジ及びＩＣＭハウジング２４のフランジのそれぞれに下部フランジを取り付けてＣＲＤハウジング２３及びＩＣＭハウジング２４を復旧させる。さらに、循環配管３６の他端部が自動排気弁２３Ｃから取り外される。
【0178】
ステップＳ１０Ａの工程が終了したとき、ＲＰＶ３に対する本実施例の原子力プラントの化学除染方法が終了する。そして、原子炉補機冷却水系からＲＰＶ３内に冷却水を供給する。ＲＰＶ３の上蓋を取り外し、ＲＰＶ３の上方の原子炉ウエル内の設定レベルまで充填する。燃料貯蔵プールに移送した燃料集合体を、使用済燃料集合体となった一部の燃料集合体を除き、燃料交換機により、原子炉ウエルを通して炉心４まで移送する。その使用済燃料集合体の替りに、燃焼度０ＧＷｄ／ｔの燃料集合体を炉心４に装荷する。さらに、機器仮置きプールに保管していた気水分離器が取り付けられたシュラウドヘッド及び蒸気乾燥器が、天井クレーン（図示せず）を用いて、順次、ＲＰＶ３内の所定の位置まで移送され、ＲＰＶ３内に設置される。
【0179】
ＲＰＶ３内の冷却水の水位が、ＢＷＲプラント１の運転時における通常の設定水位になるまで、原子炉ウエル及びＲＰＶ３内の冷却水が、ＲＰＶ３の底部に接続されたドレン配管を通してＲＰＶ３外に排出される。ＲＰＶ３内の冷却水の水位がその設定水位まで低下したとき、ドレン配管による冷却水の排出を停止する。ＲＰＶ３が上蓋によって密封され、ＢＷＲプラント１の保守点検が終了した後、次の運転サイクルでの運転を開始するために、その化学除染方法を実施したＢＷＲプラント１が起動される。
【0180】
本実施例によれば、ＲＰＶ３の内部領域に、シュウ酸水溶液以外に気体である空気を供給するため、ＲＰＶ３の内部領域を流れる、空気及びシュウ酸を含む気液二相流の流量が増加する。この結果、ＲＰＶ３内におけるシュウ酸水溶液の流速が増加し、シュウ酸水溶液だけをＲＰＶ３に供給した場合に比べてＲＰＶ３における還元除染効果が向上する。すなわち、ＲＰＶ３の内面、及びＲＰＶ３内に存在する構造物の炉水に接触する表面のそれぞれに対する還元除染効果が向上する。
【0181】
本実施例では、主蒸気配管８Ａに自動排気弁２３Ｃを設置しているため、ＲＰＶ３の内部領域の上端部から排出された気液二相流に含まれる空気を自動排気弁２３Ｃによりシュウ酸水溶液から分離して排気管９３に排出することができ、その空気が、自動排気弁２３Ｃに接続された循環配管３６に供給されることを防止することができる。このため、気液二相流に含まれた空気が、循環配管３６に設けられた循環ポンプ４７のケーシング内に溜まり、循環ポンプ４７によるシュウ酸水溶液の昇圧ができなくなり、循環配管３６からＲＰＶ３の内部領域へのシュウ酸水溶液の供給ができなるという問題が生じない。
【0182】
前述の実施例１～３のそれぞれでは、或る運転サイクルでのＢＷＲプラント１の運転が停止された後で次の運転サイクルに対するＢＷＲプラント１の運転が開始されるまでのＢＷＲプラント１の運転停止期間（ＢＷＲプラント１の保守点検等を実施）において、化学除染装置３５を用いた、ＲＨＲ系１９における化学除染方法を実施している。前述の実施例１～３で述べた各化学除染方法は、ＢＷＲプラント１の廃止措置の段階でも実施することができる。
【0183】
この場合には、実施例１で述べたステップＳ１の工程のように、化学除染装置３５の循環配管３６の開閉弁側の一端部を、ＲＨＲ配管２０に設けられてボンネットが開放された弁９２のフランジに接続し、循環配管３６の開閉弁６５側の他端部を、ＲＨＲ配管２０に設けられてボンネットが開放された弁９１のフランジに接続して、ＲＨＲ配管２０の、弁９１と弁９２の部分に対して化学除染を実施してもよい。しかしながら、廃止措置が実施されるＢＷＲプラント１のＲＨＲ系１９のＲＨＲ配管２０においてより広範囲で化学除染を実施することが望まれる。
【0184】
このため、ＲＨＲ配管２０を、ＲＨＲ配管２０と再循環系配管６の接続位置、及びＲＨＲ配管２０のＲＰＶ３貫通部の、ＲＰＶ３の外面の位置で切断する。切断されたＲＨＲ配管２０の両端に、化学除染装置３５の循環配管３６の両端を接続するためにフランジを溶接にて取り付ける。ＲＨＲ配管２０の、再循環系配管６に接続されていた一端部に取り付けられたフランジに、循環配管３６の開閉弁６５側の端部が接続される。ＲＨＲ配管２０の、ＲＰＶ３の外面付近の他端部に取り付けられたフランジに、循環配管３６の開閉弁７２側の端部が接続される。再循環系配管６の、ＲＨＲ配管２０の一端部が取り付けられていた部分、及びＲＨＲ配管２０のＲＰＶ３貫通部のそれぞれに閉止治具を溶接し、再循環系配管６の、ＲＨＲ配管２０の一端部が取り付けられていた部分、及びＲＨＲ配管２０のＲＰＶ３貫通部のそれぞれを封鎖する。
【0185】
その後、配置措置の対象となるＢＷＲプラント１において、前述のステップＳ２～Ｓ１０の各工程による、ＢＷＲプラント１から切断により取り外されたＲＨＲ系１９の化学除染が実施される。
【0186】
前述の実施例４で述べたＲＰＶ３に対する化学除染方法は、ＢＷＲプラント１の廃止措置の段階でも実施することができる。
【符号の説明】
【0187】
１…沸騰水型原子力発電プラント、３…原子炉圧力容器、４…炉心、６…再循環系配管、９Ａ…高圧タービン、９Ｂ…低圧タービン、１１…給水配管、１９…ＲＨＲ系、２０…ＲＨＲ配管、２２Ａ，２２Ｂ…熱交換器、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ…自動排気弁、２４Ａ，２４Ｂ…エアコンプレッサ、３５…化学除染装置、３６…循環配管、３７…還元剤注入装置、４２…酸化除染剤注入装置、４７…循環ポンプ、４９…サージタンク、５２…分解装置、５５…酸化剤注入装置、６０…加熱器、６２…カチオン樹脂塔、６３…混床樹脂塔、６４…冷却器、９４…胴、９５…伝熱管、９８…胴側領域、１１２…湿分分離加熱器。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】