JP6462378B2 - Method for attaching noble metals to structural members of nuclear power plants - Google Patents
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Description
本発明は、原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に係り、特に、沸騰水型原子力プラントに適用するのに好適な原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に関する。 The present invention relates to a method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant, and more particularly to a method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant suitable for application to a boiling water nuclear power plant.
例えば、沸騰水型原子力発電プラント(以下、BWRプラントという)は、原子炉圧力容器(以下、RPVと称する)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***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RPVに供給される。給水は、RPV内での放射性腐食生成物の発生を抑制するため、給水配管に設けられたろ過脱塩装置で主として金属不純物が除去される。 For example, a boiling water nuclear power plant (hereinafter referred to as a BWR plant) has a nuclear reactor in which a reactor core is built in a reactor pressure vessel (hereinafter referred to as an RPV). The reactor water supplied to the core by the recirculation pump (or internal pump) is heated by the heat generated by the fission of nuclear fuel material in the fuel assembly loaded in the core, and a part thereof becomes steam. This steam is led from the RPV to the turbine and rotates the turbine. The steam exhausted from the turbine is condensed in a condenser to become water. This water is supplied to the RPV as feed water. In the feed water, in order to suppress the generation of radioactive corrosion products in the RPV, metal impurities are mainly removed by a filtration demineralizer provided in the feed water pipe.
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プラントの構造部材の炉水との接触部で発生するため、主要な一次系の構造部材には、腐食の少ないステンレス鋼及びニッケル基合金などの不銹鋼が使用されている。低合金鋼製のRPVは内面に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。炉水は、RPV内に存在する冷却水である。炉水の一部を原子炉浄化系のろ過脱塩装置によって浄化し、炉水中に僅かに存在する金属不純物を積極的に除去している。 Corrosion products that are the source of radioactive corrosion products are generated at the contact parts of BWR plant structural members such as RPV and recirculation piping with the reactor water. Fewer stainless steels and stainless steels such as nickel-base alloys are used. The low alloy steel RPV has a stainless steel overlay on the inner surface to prevent the low alloy steel from coming into direct contact with the reactor water. Reactor water is cooling water present in the RPV. A portion of the reactor water is purified by a filtration and desalination system of the reactor purification system, and metal impurities that are slightly present in the reactor water are positively removed.
しかし、前述の腐食対策を講じても、極僅かな金属不純物が炉水中に残ること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(例えば、金属元素)は、燃料棒内の核燃料物質の核***により放出される中性子の照射によって原子核反応を起こし、コバルト60,コバルト58,クロム51,マンガン54等の放射性核種になる。
However, even if the above-mentioned corrosion countermeasures are taken, it is inevitable that a very small amount of metal impurities remain in the reactor water, so that some metal impurities are converted into metal oxides as the surface of the fuel rod contained in the fuel assembly. Adhere to. Metal impurities (for example, metal elements) adhering to the surface of the fuel rod cause a nuclear reaction by irradiation of neutrons released by fission of the nuclear fuel material in the fuel rod, such as
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。しかしながら、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。炉水に含まれる放射性物質は、原子炉に接続された原子炉浄化系によって取り除かれる。原子炉浄化系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プラントの構造部材(例えば、配管)の炉水と接触する表面に蓄積される。その結果、構造部材の表面から放射線が放射され、BWRプラントの保守点検作業を行う従事者の放射線被曝の原因となる。 These radionuclides remain mostly attached to the fuel rod surface in the form of oxides. However, some radionuclides are eluted as ions in the reactor water depending on the solubility of the incorporated oxide, or re-released into the reactor water as an insoluble solid called a clad. The radioactive material contained in the reactor water is removed by the reactor purification system connected to the reactor. The radioactive material that has not been removed by the reactor purification system is accumulated on the surface of the BWR plant in contact with the reactor water while circulating in the recirculation system together with the reactor water. As a result, radiation is emitted from the surface of the structural member, which causes radiation exposure for workers who perform maintenance and inspection work on the BWR plant.
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、各人の被曝線量を可能な限り低くする必要が生じている。 The exposure dose of the employee is managed so that it does not exceed the prescribed value for each person. In recent years, this regulation value has been lowered, and it has become necessary to reduce the exposure dose of each person as much as possible.
そこで、配管の炉水と接触する表面への放射性核種の付着を低減する方法、及び炉水中の放射性核種の濃度を低減する方法が、提案されている。例えば、特開2006−38483号公報、特開2007−192745号公報及び特開2007−24644号公報には、フェライト皮膜であるマグネタイト皮膜を原子力プラント構造部材の炉水と接触する表面に形成し、その構造部材への放射性核種の付着を抑制する方法が提案されている。構造部材の炉水と接触する表面へのフェライト皮膜の形成によって、原子力プラントの運転後において、その構造部材の表面に放射性核種が付着することが抑制される。この放射性核種付着抑制方法では、鉄(II)イオン、過酸化水素及びヒドラジンを含み、pHが5.5〜9.0の範囲内にあって温度が常温から100℃の範囲内である皮膜形成液を、その構造部材の表面に接触させてその表面にフェライト皮膜を形成する。 Therefore, a method for reducing the adhesion of radionuclides to the surface of the piping that contacts the reactor water and a method for reducing the concentration of radionuclides in the reactor water have been proposed. For example, in JP 2006-38483 A, JP 2007-192745 A and JP 2007-24644 A, a magnetite film that is a ferrite film is formed on the surface of the nuclear plant structural member that comes into contact with the reactor water. A method for suppressing the attachment of the radionuclide to the structural member has been proposed. Formation of the ferrite film on the surface of the structural member that contacts the reactor water prevents the radionuclide from adhering to the surface of the structural member after the operation of the nuclear power plant. In this radionuclide adhesion suppression method, a film is formed that contains iron (II) ions, hydrogen peroxide, and hydrazine, has a pH in the range of 5.5 to 9.0, and a temperature in the range of room temperature to 100 ° C. The liquid is brought into contact with the surface of the structural member to form a ferrite film on the surface.
特開2006−38483号公報は、原子力プラントの運転停止中において原子力プラントの構造部材の表面の化学除染を行い、その表面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜の表面に白金を付着させることを記載している。また、特開2010−127788号公報は、原子力プラントの構造部材の表面に形成されるフェライト皮膜の形成量を水晶振動子電極装置によって計測することを記載している。 Japanese Patent Laid-Open No. 2006-38483 discloses chemical decontamination of a surface of a structural member of a nuclear power plant while the operation of the nuclear power plant is stopped, forms a ferrite film on the surface, and deposits platinum on the surface of the ferrite film. Is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-127788 describes that the amount of ferrite film formed on the surface of a structural member of a nuclear power plant is measured by a crystal resonator electrode device.
特開2000−105295号公報には、酸化除染及び還元除染を含む化学除染が記載されている。原子力プラントの運転によって、高温水に晒された再循環系配管などの構造部材が腐食し、構造部材の表面に形成される腐食酸化皮膜に炉水中の放射性核種が取り込まれている。特開2000−105295号公報に記載された化学除染は、放射性核種が取り込まれたこの酸化皮膜を、化学薬品を用いて溶解し、除去している。 JP 2000-105295 A describes chemical decontamination including oxidative decontamination and reductive decontamination. Due to the operation of the nuclear power plant, structural members such as recirculation piping exposed to high-temperature water corrode, and radionuclides in the reactor water are taken into the corrosive oxide film formed on the surface of the structural member. In chemical decontamination described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-105295, this oxide film in which a radionuclide is incorporated is dissolved and removed using a chemical.
これらの記述は構造部材表面への放射性核種の付着抑制に関するものであるが、原子力プラントの構造部材における応力腐食割れの進展を抑制するために、炉水に水素及び白金を注入する技術が存在する。この白金注入技術は、Proceeding of water chemistry 2004, p1054-1059に記載されている。この白金注入技術では、原子力プラントの運転開始後、給水配管に白金を溶解した水溶液を注入することで炉水に白金を導入し、白金を含む炉水と接触する構造部材(例えば、再循環系配管、炉心隔壁等)の表面に白金が付着される。これにより、構造部材表面の腐食電位が低く抑えられ、応力腐食割れの進展が抑制される。 These descriptions relate to the suppression of radionuclide adhesion to the surface of structural members, but there is a technology that injects hydrogen and platinum into reactor water to suppress the development of stress corrosion cracking in structural members of nuclear power plants. . This platinum injection technique is described in Proceeding of water chemistry 2004, p1054-1059. In this platinum injection technique, after starting operation of a nuclear power plant, a structural member (for example, a recirculation system) that introduces platinum into reactor water by injecting an aqueous solution in which platinum is dissolved into a water supply pipe and contacts the reactor water containing platinum. Platinum is deposited on the surface of piping, core partition walls, etc.). Thereby, the corrosion potential on the surface of the structural member is kept low, and the progress of stress corrosion cracking is suppressed.
一方、材料表面に白金を付着させる技術としては白金を鍍金する技術があり、例えば、「無電解めっき 電気鍍金研究会編、日刊工業新聞社、p201」には、ヒドラジンを還元剤とする無電解白金めっき浴が記載されている。「無電解めっき、電気鍍金研究会編 日刊工業新聞社、p201」は、ジニトロジアミン白金(2g−Pt/dm3)、アンモニア(20cm3/dm3)、ヒドラジン一水和物(2cm3/dm3)、安定剤(10cm3/dm3)、pH11及び温度60℃と言う条件を記載しており、これにより、外観の優れた皮膜が得られることを報告している。
On the other hand, as a technique for depositing platinum on the material surface, there is a technique for plating platinum. For example, “Electroless plating electroplating study group, Nikkan Kogyo Shimbun, p201” includes electroless with hydrazine as a reducing agent. A platinum plating bath is described. “Electroless plating, electroplating study group edited by Nikkan Kogyo Shimbun, p201” is dinitrodiamine platinum (2 g-Pt / dm 3 ), ammonia (20 cm 3 / dm 3 ), hydrazine monohydrate (2 cm 3 / dm 3 ), stabilizer (10 cm 3 / dm 3 ),
特開平10−186085号公報は、原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を記載している。この貴金属付着方法では、原子炉の化学除染後の洗浄液に貴金属化合物溶液を流通させ、除染用薬液または除染された放射能を除去しながら、構造部材に貴金属を付着させている。この結果、除染の一工程中に貴金属付着を行うことができ、時間の短縮を図ることができる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-186085 describes a method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant. In this noble metal adhesion method, a noble metal compound solution is circulated in the cleaning liquid after chemical decontamination of the nuclear reactor, and the noble metal is adhered to the structural member while removing the decontamination chemical liquid or the decontaminated radioactivity. As a result, precious metal adhesion can be performed during one step of decontamination, and the time can be shortened.
上記の白金注入技術により炉水に注入された白金は、原子力プラントの運転中に構造部材の表面に形成された酸化皮膜上に付着する。この付着された白金と炉水に注入された水素の働きによって構造部材表面の腐食電位が低く抑えられるため、高電位でクロム酸として溶出していた構造部材の腐食によって形成される酸化物の一種であるクロム酸化物の溶解が抑制され、クロム酸化物は構造部材の表面に残留するようになる。このクロム酸化物はコバルトイオンを取り込み易いため、放射性核種であるCo−60及びCo−58の取り込みが進む可能性がある。 The platinum injected into the reactor water by the platinum injection technique adheres onto the oxide film formed on the surface of the structural member during operation of the nuclear power plant. Since the adhesion potential of platinum and the hydrogen injected into the reactor water keeps the corrosion potential of the structural member surface low, a kind of oxide formed by the corrosion of the structural member that eluted as chromic acid at a high potential. The dissolution of the chromium oxide is suppressed, and the chromium oxide remains on the surface of the structural member. Since this chromium oxide easily takes in cobalt ions, there is a possibility that Co-60 and Co-58, which are radionuclides, are taken up.
特開2006−38483号公報では、前述したように、原子力プラントの運転停止中において、原子力プラントの構造部材の表面を化学除染した後、その表面にフェライト皮膜を形成し、このフェライト皮膜表面に白金を付着させている。これにより、原子力プラントの運転再開の当初から白金の付着した構造部材表面の腐食電位を低い状態に保つと同時に、フェライト皮膜によってコバルトを取り込み易い酸化皮膜の形成も抑制させることができる。しかしながら、この方法では白金付着処理の前にフェライト皮膜を形成する必要があるため、白金付着処理の施工終了までの施工時間が長くなるという問題が生じる。特に、白金錯体を含む溶液をフェライト皮膜の表面に接触させて、フェライト皮膜表面に白金を付着させる場合には、白金がフェライト皮膜の表面に付着しにくく、フェライト皮膜の表面に付着した白金が所定厚みになるまでに要する時間が長くなる。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2006-38483, as described above, the surface of a nuclear plant structural member is chemically decontaminated while the operation of the nuclear power plant is stopped, and then a ferrite film is formed on the surface. Platinum is attached. As a result, the corrosion potential of the surface of the structural member to which platinum is adhered can be kept low from the beginning of the restart of the operation of the nuclear power plant, and at the same time, the formation of an oxide film that easily incorporates cobalt by the ferrite film can be suppressed. However, in this method, since it is necessary to form a ferrite film before the platinum adhesion treatment, there arises a problem that the construction time until the completion of the platinum adhesion treatment is increased. In particular, when a platinum complex solution is brought into contact with the surface of the ferrite film and platinum is adhered to the surface of the ferrite film, platinum is difficult to adhere to the surface of the ferrite film, and the platinum adhered to the surface of the ferrite film is predetermined. It takes longer time to reach the thickness.
特開平10−186085号公報に記載された原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法では、化学除染後の洗浄液に貴金属化合物溶液を流通させ、除染用薬液または除染された放射能を除去しながら、構造部材に貴金属を付着させている。このため、除染用薬液等を除去しながら、構造部材に貴金属を付着させるので、構造部材の化学除染及び構造部材への貴金属付着に要する時間を短縮することができる。 In the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-186085, a noble metal compound solution is circulated in a cleaning liquid after chemical decontamination to remove a decontamination chemical or decontaminated radioactivity. However, noble metal is adhered to the structural member. For this reason, since the noble metal is adhered to the structural member while removing the chemical solution for decontamination, the time required for the chemical decontamination of the structural member and the noble metal adhesion to the structural member can be shortened.
発明者らは、原子力プラントの運転停止中で原子力プラントの構造部材の表面に貴金属(例えば、白金)を付着させる場合において、構造部材の表面の化学除染及びその表面への貴金属の付着の施工に要する時間をさらに短縮できる貴金属付着方法を検討した。 In the case where the noble metal (for example, platinum) is adhered to the surface of the structural member of the nuclear power plant while the operation of the nuclear power plant is stopped, the inventors have applied the chemical decontamination of the surface of the structural member and the adhesion of the noble metal to the surface. We studied a noble metal adhesion method that can further reduce the time required for the process.
本発明の目的は、原子力プラントの構造部材の表面の化学除染及びその表面への貴金属の付着に要する時間をさらに短縮することができる原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant that can further reduce the time required for chemical decontamination of the surface of the structural member of the nuclear power plant and the adhesion of the noble metal to the surface. is there.
上記した課題を解決する本発明の特徴は、還元除染剤の水溶液を用いて、原子力プラントの構造部材の炉水に接触する表面の還元除染を実施するステップ、及び還元除染後に実施される還元除染剤の分解工程内で、還元除染剤の一部を分解した後でその水溶液に還元除染剤が残っている第1期間、及びその分解工程が終了した後に実施されるその水溶液の浄化を行う第2期間の少なくとも一つの期間において、錯イオン形成剤、貴金属イオン及び還元剤をその水溶液に注入することにより生成された、錯イオン形成剤、貴金属イオン及び還元剤を含むその水溶液を、構造部材の還元除染が実施されたその表面に接触させ、その表面にその貴金属イオンから生成される貴金属を付着させるステップを有し、
還元除染を実施するステップ及び貴金属を付着させるステップが、原子力プラントの運転停止後で原子力プラントの起動前に行われることにある。
The feature of the present invention that solves the above-described problems is implemented by a step of performing reductive decontamination of the surface of the nuclear plant structural member that contacts the reactor water using an aqueous solution of a reductive decontamination agent, and after reductive decontamination. that in the decomposition step of reducing decontamination agent, the first period is left reducing decontaminating agent to the aqueous solution after decomposition of the part of the reducing decontamination agent, and its decomposition process is performed after the completion in at least one period of the second period for purifying aqueous solutions, complex ion-forming agent, were generated by injecting a noble metal ion及 beauty reducing agent in the aqueous solution, complex ion-forming agent, a precious metal ions and a reducing agent The aqueous solution containing the step of contacting the surface of the structural member on which the decontamination of the structural member has been performed, and attaching the noble metal generated from the noble metal ion to the surface;
The step of carrying out the reductive decontamination and the step of depositing the precious metal is to be performed after the nuclear plant is shut down and before the nuclear plant is started.
還元除染後に実施される還元除染剤の分解工程内で、還元除染剤の一部を分解した後でその水溶液に還元除染剤が残っている第1期間、及び還元除染剤分解工程が終了した後に実施されるその水溶液の浄化を行う第2期間の少なくとも一つの期間において、錯イオン形成剤、貴金属イオン及び還元剤をその水溶液に注入することにより生成された、錯イオン形成剤、貴金属イオン及び還元剤を含むその水溶液を、構造部材の還元除染が実施されたその表面に接触させ、その表面に貴金属を付着させるステップを有するので、原子力プラントの構造部材の表面の化学除染及びその表面への貴金属の付着に要する時間をさらに短縮することができる。還元剤の使用は、構造部材の表面への貴金属の付着効率を増大させるため、その施工時間のさらなる短縮に貢献する。 In the decontamination step of the reductive decontamination performed after reductive decontamination, the first period in which the decontaminating agent remains in the aqueous solution after decomposing a part of the reductive decontaminant, and the decontamination in at least one period of the second period in which process for purifying an aqueous solution thereof is performed after the completion, which is generated by implanting complex ion forming agent, a noble metal ion及 beauty reducing agent in the aqueous solution, complex ions The aqueous solution containing the forming agent, the noble metal ion and the reducing agent is brought into contact with the surface of the structural member on which the decontamination of the structural member has been performed, and the surface is attached to the surface of the structural member. The time required for chemical decontamination and adhesion of the noble metal to the surface can be further shortened. The use of the reducing agent increases the efficiency of attaching the noble metal to the surface of the structural member, which contributes to further shortening the construction time.
特に、第1期間及び第2期間の少なくとも一つの期間において、錯イオン形成剤をその水溶液に注入するため、化学除染により配管系の内面に存在する酸化被膜の溶解によって生じたFe(III)イオンが注入された錯イオン形成剤と反応し、Fe(III)イオンと錯イオン形成剤との錯イオンが生成される。この結果、配管系の内面に貴金属を付着させるために、貴金属イオン及び還元剤が錯イオン形成剤を含む還元除染剤の水溶液に注入されたとき、この水溶液のpHが注入された還元剤の作用により上昇したとしても、還元除染剤の水溶液内のFe(III)イオンが水酸化鉄及びマグネタイトになって析出することを著しく抑制することができる。この結果、還元除染剤の水溶液に含まれている貴金属イオンが配管系の内面に吸着されて還元剤の作用によって貴金属として配管系の内面に付着する量が著しく増大する。 In particular, in at least one of the first period and the second period, the complex ion forming agent is injected into the aqueous solution, so that Fe (III) generated by dissolution of the oxide film existing on the inner surface of the piping system by chemical decontamination. It reacts with the complex ion forming agent into which ions are implanted, and complex ions of Fe (III) ions and the complex ion forming agent are generated. As a result, in order to deposit the noble metal on the inner surface of the pipeline, when the noble metal ion及 beauty reducing agent is injected into an aqueous solution of a reducing decontaminating agent containing complex ion-forming agent, reducing the pH of the aqueous solution is injected Even if it is raised by the action of the agent, it is possible to remarkably suppress the precipitation of Fe (III) ions in the aqueous solution of the reductive decontamination agent as iron hydroxide and magnetite. As a result, the amount of the noble metal ions contained in the aqueous solution of the reductive decontamination agent is adsorbed on the inner surface of the piping system and adheres to the inner surface of the piping system as a noble metal due to the action of the reducing agent.
好ましくは、錯イオン形成剤は、貴金属イオンを含む薬剤を注入する前にその水溶液に注入することが望ましい。 Preferably, the complex ion forming agent is injected into the aqueous solution before injecting the drug containing noble metal ions.
好ましくは、錯イオン形成剤、及び貴金属イオンを含む薬剤を還元除染剤の水溶液に注入する前に錯イオン形成剤、及び貴金属イオンを含む薬剤を混合して生成される、錯イオン形成剤及び貴金属イオンを含む錯イオンを、錯イオン形成剤、貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤と共に含んでいる、還元除染剤の水溶液を、構造部材の還元除染が実施されたその表面に接触させることが望ましい。 Preferably, the complex ion forming agent and the complex ion forming agent produced by mixing the complex ion forming agent and the agent containing the noble metal ion before injecting the agent containing the noble metal ion into the aqueous solution of the reductive decontamination agent and Bringing an aqueous solution of a reductive decontaminant containing a complex ion containing a precious metal ion together with a complex ion forming agent, a chemical containing a precious metal ion and a reducing agent into contact with the surface of the structural member subjected to the reductive decontamination. Is desirable.
本発明によれは、原子力プラントの構造部材の表面の化学除染及びその表面への貴金属の付着に要する時間をさらに短縮することができる。 According to the present invention, the time required for the chemical decontamination of the surface of the structural member of the nuclear power plant and the adhesion of the noble metal to the surface can be further shortened.
発明者らは、原子力プラントの構造部材の表面における、Co−60を取り込み易い酸化被膜の形成について詳細に検討した。この結果、発明者らは、原子力プラントの運転中において原子力プラントの構造部材の炉水に接触する表面に酸化皮膜が形成された後、原子炉圧力容器内の炉水への白金注入によりその酸化皮膜の表面に白金が付着すると、この付着した白金によりその酸化皮膜の組成が変化してCo−60を取り込み易い酸化皮膜に変化することを突き止めた。また、構造部材の、酸化皮膜が形成されていない金属の表面に、酸化皮膜形成前に白金を付着させると、炉水の模擬水を接触させてその金属の表面に酸化皮膜を形成させても、この酸化皮膜へのCo−60を取り込みが抑制され、結果的に、原子力プラントの構造部材の炉水に接触する表面におけるCo−60の付着量を抑制できることが分かった。つまり、原子力プラントの構造部材の母材表面に酸化皮膜が形成されていない状態でその構造部材の表面を強還元環境に曝すことで、構造部材の母材から溶出したFeイオンの構造部材表面の酸化によるFe酸化物の析出を抑え、酸化物中に取り込まれるCo−60の構造部材表面への付着を抑制するだけでなく、構造部材の応力腐食割れの進展を抑制することができる。 Inventors examined in detail about formation of the oxide film which is easy to take in Co-60 in the surface of the structural member of a nuclear power plant. As a result, the inventors formed an oxide film on the surface of the nuclear plant structural member that contacts the reactor water during operation of the nuclear plant, and then oxidized the platinum film by injecting platinum into the reactor water in the reactor pressure vessel. When platinum adhered to the surface of the film, it was determined that the deposited platinum changes the composition of the oxide film and changes the oxide film to easily incorporate Co-60. In addition, if platinum is attached to the surface of the structural member before the oxide film is formed on the surface of the metal on which the oxide film is not formed, the simulated water on the metal surface may be formed by contacting the simulated water of the reactor water. Thus, it was found that the incorporation of Co-60 into the oxide film was suppressed, and as a result, the amount of Co-60 adhering to the surface of the nuclear plant structural member in contact with the reactor water could be suppressed. In other words, by exposing the surface of the structural member to a strong reducing environment in a state where an oxide film is not formed on the surface of the structural member of the nuclear plant, the surface of the structural member of Fe ions eluted from the structural member base material In addition to suppressing the precipitation of Fe oxide due to oxidation and suppressing the adhesion of Co-60 incorporated into the oxide onto the surface of the structural member, the progress of stress corrosion cracking of the structural member can be suppressed.
沸騰水型原子力プラントでは、ステンレス鋼製の構造部材(例えば、再循環系配管等)が使用されており、このステンレス鋼製の構造部材を模擬したステンレス鋼製の試験片を用いて以下の検討を行った。 In boiling water nuclear power plants, stainless steel structural members (for example, recirculation piping) are used, and the following examinations are made using stainless steel specimens simulating this stainless steel structural member. Went.
発明者らは、ステンレス試験片を研磨しただけの未処理試験片、及びこの未処理試験片を白金溶液に浸漬して白金を付着させて試験片(白金付着試験片)を、沸騰水型原子力プラントの原子炉圧力容器内の炉水を模擬した、Co−60を含む280℃の高温水に浸漬し、それぞれの試験片に取り込まれたCo−60の量を測定した。この測定結果を図4に示す。その高温水は、約200ppbの溶存酸素、約50ppbの溶存水素、及び過酸化水素を含んでいる。図4に示された結果は、その高温水に浸漬した白金付着試験片の表面に形成された酸化皮膜へのCo−60の取り込みが、未処理試験片に比べて抑制されていることを示している。発明者らは、以上に述べた知見に基づいて、酸化皮膜が形成されて
いない状態で原子力プラントの構造部材の表面に白金を付着させ、その後、原子力プラントの運転を開始して定格出力条件での高温の炉水を構造部材に接触するようにすれば、構造部材の表面に形成される酸化皮膜への高温の炉水中のCo−60の取り込みが抑制されると共に、炉水に注入される水素及び構造部材の表面に付着した白金の作用によって、構造部材の腐食電位が低下し、構造部材における応力腐食割れの発生及び進展を抑制することができる、と考えた。
The inventors have made an untreated test piece obtained by simply polishing a stainless steel test piece and a test piece (platinum adhering test piece) by boiling the untreated test piece in a platinum solution and adhering platinum to the boiling water nuclear power. The reactor water in the plant reactor pressure vessel was simulated and immersed in high-temperature water at 280 ° C. containing Co-60, and the amount of Co-60 taken into each test piece was measured. The measurement results are shown in FIG. The hot water contains about 200 ppb dissolved oxygen, about 50 ppb dissolved hydrogen, and hydrogen peroxide. The results shown in FIG. 4 indicate that the uptake of Co-60 into the oxide film formed on the surface of the platinum adhesion test piece immersed in the high-temperature water is suppressed as compared with the untreated test piece. ing. Based on the knowledge described above, the inventors made platinum adhere to the surface of the structural member of the nuclear power plant in the state where the oxide film was not formed, and then started operation of the nuclear power plant under the rated output condition. If the high-temperature reactor water is brought into contact with the structural member, the incorporation of Co-60 in the high-temperature reactor water into the oxide film formed on the surface of the structural member is suppressed and injected into the reactor water. It was considered that the corrosion potential of the structural member is lowered by the action of hydrogen and platinum attached to the surface of the structural member, and the occurrence and development of stress corrosion cracking in the structural member can be suppressed.
原子力プラントの構造部材の炉水と接触する表面に白金を付着させる従来の貴金属注入技術では、原子力プラントの起動から所定期間(例えば、3ヶ月程度)経過した後、白金が原子力プラントの運転中において炉水に注入される。貴金属が注入されるまでの間に構造部材の表面で酸化皮膜が成長し、白金の注入によってこの酸化皮膜に白金が付着することで前述のような酸化皮膜の組成変化が生じ、その際にCo−60が酸化皮膜に取り込まれてしまうのである。 In the conventional noble metal injection technology for attaching platinum to the surface of the nuclear plant structural member that comes into contact with the reactor water, after a predetermined period (for example, about 3 months) has elapsed since the start of the nuclear power plant, platinum is in operation of the nuclear power plant. Injected into the reactor water. The oxide film grows on the surface of the structural member before the noble metal is injected, and platinum adheres to the oxide film by the injection of platinum, thereby causing the composition change of the oxide film as described above. -60 is taken into the oxide film.
そこで、発明者らは、原子力プラントが起動してから白金を注入するまでの間に形成されるCo−60を取り込み易い酸化皮膜を構造部材の炉水と接触する表面に形成させない方法について種々検討した。この結果、構造部材に形成された酸化皮膜を除去するために原子力プラントが停止している間に実施される化学除染の期間内で、構造部材の、酸化皮膜が除去された表面に白金を付着させることにより、原子力プラントの運転後に構造部材の表面に形成される酸化皮膜へのCo−60の取り込みが、白金を付着しない場合に比べて抑制されることが分かった。 Therefore, the inventors have made various studies on methods for preventing the formation of an oxide film that easily takes in Co-60 formed between the start of the nuclear power plant and the injection of platinum on the surface of the structural member that contacts the reactor water. did. As a result, within the period of chemical decontamination performed while the nuclear power plant is shut down to remove the oxide film formed on the structural member, platinum is removed from the surface of the structural member from which the oxide film has been removed. By making it adhere, it turned out that the uptake | capture of Co-60 to the oxide film formed on the surface of a structural member after the operation of a nuclear power plant is suppressed compared with the case where platinum does not adhere.
発明者らは、原子力プラントの起動前の原子力プラントの停止中で化学除染を実施している間に白金を原子力プラントの構造部材の表面に付着できる技術について検討を行った。この検討の一環として、発明者らが原子炉圧力容器内の炉水に白金を注入して原子力プラントの構造部材の表面に白金粒子を付着させる従来の貴金属注入を検討したところ、炉水に含まれる白金イオンが原子力プラントの構造部材の表面で還元されてその構造部材の表面に白金として付着されることが分かった。さらに、100℃以下の低温においても白金イオンを還元できる方法についても、発明者らは検討した。この検討の結果、還元除染液に含まれる還元除染剤(例えば、シュウ酸)の一部を分解した後、白金イオンを含む薬剤及び還元剤を添加した還元除染液を原子力プラントの構造部材の表面に接触させることにより、その表面への白金粒子の付着(または白金皮膜の形成)が実現できることが分かった。また、還元剤を用いて効率的に白金イオンを還元することにより、原子力プラントの運転中に行われる従来の貴金属注入よりも、白金が原子力プラントの構造部材の表面に効率良く付着することを突き止めた。また、還元剤の使用は、特開2006−38483号公報及び特開平10−186085号公報のそれぞれに記載された貴金属の付着処理よりも、白金が原子力プラントの構造部材の表面に効率良く付着すると共に、白金の付着に要する時間を短縮することができる。 The inventors have studied a technique capable of attaching platinum to the surface of a structural member of a nuclear power plant while chemical decontamination is being performed while the nuclear power plant is stopped before the nuclear power plant is started. As part of this study, the inventors examined conventional noble metal injection to inject platinum into the reactor water in the reactor pressure vessel and attach platinum particles to the surface of the structural members of the nuclear power plant. It was found that the platinum ions produced were reduced on the surface of the structural member of the nuclear power plant and deposited as platinum on the surface of the structural member. Furthermore, the inventors examined a method capable of reducing platinum ions even at a low temperature of 100 ° C. or lower. As a result of this study, after decomposing a part of the reductive decontamination agent (for example, oxalic acid) contained in the reductive decontamination solution, the reductive decontamination solution to which the chemical containing platinum ions and the reducing agent are added is used as the structure of the nuclear power plant. It was found that adhesion of platinum particles to the surface (or formation of a platinum film) can be realized by contacting the surface of the member. In addition, by reducing platinum ions efficiently using a reducing agent, it has been found that platinum adheres more efficiently to the surface of structural members of nuclear power plants than conventional noble metal injection performed during the operation of nuclear power plants. It was. Further, the use of the reducing agent is such that platinum adheres more efficiently to the surface of the structural member of the nuclear power plant than the precious metal adhesion treatment described in JP-A-2006-38483 and JP-A-10-186085. At the same time, the time required for adhesion of platinum can be shortened.
発明者らは、以上の検討により得られた知見を考慮し、化学除染の一工程である還元除染剤の分解工程の間で、除染された構造部材の表面に効率良く白金を付着させる方法について検討した。その表面に白金を付着させるために還元除染剤の一部を分解処理した還元除染液に白金イオンを供給し、この白金イオンを還元して金属として構造部材の表面に析出させるため、還元剤をその還元除染液に供給する。白金イオン及び還元剤を含む還元除染液を構造部材の表面に接触させることにより、その表面において式(1)または式(2)の反応を生じさせ、その表面に白金粒子を付着させる、またはその表面に白金皮膜を形成させることができる。 The inventors consider the knowledge obtained through the above examination and efficiently attach platinum to the surface of the decontaminated structural member during the decontamination process of the reducing decontamination agent, which is a process of chemical decontamination. We examined how to make it. In order to deposit platinum on the surface, platinum ions are supplied to a reductive decontamination solution obtained by decomposing part of the reductive decontaminating agent, and the platinum ions are reduced and deposited as metal on the surface of the structural member. The agent is supplied to the reductive decontamination solution. Contacting the surface of the structural member with a reductive decontamination solution containing platinum ions and a reducing agent causes the reaction of formula (1) or formula (2) to occur on the surface and attaches platinum particles to the surface, or A platinum film can be formed on the surface.
Pt2++2e- → Pt ……(1)
Pt4++4e- → Pt ……(2)
還元剤としては、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン及び尿素のいずれかを用いる。水と一緒に供給できる還元剤であれば使用可能であるが、白金は、元々、還元され易いため、還元作用があまり強くないヒドラジンが好適である。ヒドラジンを用いた場合の白金イオンの還元反応は、例えば、式(3)のようにあらわされる。
Pt 2+ + 2e − → Pt (1)
Pt 4+ + 4e − → Pt (2)
As the reducing agent, any one of hydrazine, hydroxylamine and urea is used. Any reducing agent can be used as long as it can be supplied together with water. However, since platinum is originally easily reduced, hydrazine, which does not have a strong reducing action, is preferable. The reduction reaction of platinum ions in the case of using hydrazine is represented by, for example, formula (3).
Pt2++2OH-+N2H4 = Pt+2NH2OH ……(3)
還元除染工程で使用される還元除染液は、例えば、シュウ酸濃度が2000ppmでヒドラジン濃度が600ppmであるpH2.5の水溶液である。還元除染工程では、還元除染液であるこの水溶液のシュウ酸(還元除染剤)の作用により、構造部材の表面の酸化皮膜を溶解してその表面から酸化皮膜を除去している。酸化皮膜の溶解中は、還元除染液のシュウ酸濃度が高くて還元除染液のpHも2.5以下と低いため、構造部材の表面も極僅かながら溶解しているので、構造部材の表面への白金付着にふさわしい条件になっていない。
Pt 2+ + 2OH − + N 2 H 4 = Pt + 2NH 2 OH (3)
The reductive decontamination solution used in the reductive decontamination step is, for example, an aqueous solution having a pH of 2.5 with an oxalic acid concentration of 2000 ppm and a hydrazine concentration of 600 ppm. In the reduction decontamination step, the oxide film on the surface of the structural member is dissolved and removed from the surface by the action of oxalic acid (reduction decontamination agent) of this aqueous solution that is a reduction decontamination solution. During the dissolution of the oxide film, since the oxalic acid concentration of the reductive decontamination solution is high and the pH of the reductive decontamination solution is as low as 2.5 or less, the surface of the structural member is also dissolved slightly. The conditions are not suitable for platinum adhesion to the surface.
化学除染の工程における白金イオンの注入時期は、浄化工程が終了した後であれば、還元除染剤の分解工程でのシュウ酸及びヒドラジンの分解及び浄化工程でのシュウ酸の除去が実施されてシュウ酸濃度が著しく低下した水溶液中の不純物の影響を考慮する必要が無いために好都合であるが、浄化工程の終了を待たねばならず、化学除染の全工程に要する時間短縮の観点からは好ましくはない。このため、発明者らは、還元除染剤の分解工程及び浄化工程を含む、還元除染工程終了後の時期において、貴金属、例えば、白金イオンを注入する時点について検討した。 If the injection time of platinum ions in the chemical decontamination process is after the purification process is completed, the decomposition of oxalic acid and hydrazine in the decomposition process of the reducing decontaminant and the removal of oxalic acid in the purification process are carried out. This is convenient because it is not necessary to consider the effects of impurities in the aqueous solution in which the oxalic acid concentration is significantly reduced, but it is necessary to wait for the end of the purification process, from the viewpoint of shortening the time required for the entire chemical decontamination process Is not preferred. For this reason, the inventors examined the time of injecting a noble metal, for example, platinum ions at the time after the completion of the reduction decontamination process, including the decomposition process and the purification process of the reduction decontamination reagent.
化学除染では、還元除染剤として主にシュウ酸を用いて酸化皮膜を溶解し、溶解した酸化皮膜の金属元素成分はカチオン交換樹脂で除去される。還元除染終了後、還元除染液に含まれるシュウ酸は、過酸化水素及び触媒を用いて水と二酸化炭素に分解されて除去され
る。還元除染液に含まれるpH調整剤であるヒドラジンは、過酸化水素及び触媒の作用によって水と窒素に分解される。
In chemical decontamination, the oxide film is dissolved mainly using oxalic acid as a reducing decontamination agent, and the metal element component of the dissolved oxide film is removed with a cation exchange resin. After completion of reductive decontamination, oxalic acid contained in the reductive decontamination solution is decomposed and removed into water and carbon dioxide using hydrogen peroxide and a catalyst. Hydrazine, a pH adjuster contained in the reductive decontamination solution, is decomposed into water and nitrogen by the action of hydrogen peroxide and a catalyst.
発明者らは、シュウ酸の分解によってpHが上昇し、構造部材が溶解しなくなるpH4以上の還元除染液に白金イオンを注入すれば良いと考えた。シュウ酸濃度が2000ppmでヒドラジン濃度が600ppmであるpH2.5の水溶液を還元除染に用いた場合には、pHが4に上昇したとき、pH4のその水溶液に含まれるシュウ酸濃度は50ppmであり、ヒドラジンは完全に分解されてその水溶液には含まれていない。これは、シュウ酸に比べてヒドラジンは非常に分解し易いからである。このため白金イオンを注入する時期は還元剤の分解が開始されpHが上昇して構造材が溶解しなくなるpH4以上になってから以降が良いと考えられる。
The inventors thought that it would be sufficient to inject platinum ions into a reductive decontamination solution at
発明者らは、白金注入を実施した場合におけるステンレス鋼製の試験片の表面への白金付着量(従来法)、及び白金イオンを含む第1薬剤及び還元剤を含む第2薬剤を純水に添加して生成した処理水溶液をステンレス鋼製の試験片の表面に接触させた場合におけるその試験片の表面への白金付着量を調べた。後者の第1薬剤及び第2薬剤を含む処理水溶液を用いた場合における白金付着量は、従来法における白金付着量の約9倍になった。また、処理水溶液の白金濃度を低下させたときには、白金粒子がステンレス鋼製の試験片の表面に付着することを確認した。 The inventors of the present invention have applied pure water to the amount of platinum adhering to the surface of a stainless steel test piece (conventional method) when platinum injection is performed, and the second drug containing the first drug and the reducing agent containing platinum ions. The amount of platinum adhered to the surface of the test piece when the treated aqueous solution produced by addition was brought into contact with the surface of the test piece made of stainless steel was examined. The platinum adhesion amount in the case of using the latter treatment aqueous solution containing the first and second chemicals was about 9 times the platinum adhesion amount in the conventional method. Further, when the platinum concentration of the treatment aqueous solution was lowered, it was confirmed that the platinum particles adhered to the surface of the stainless steel test piece.
さらに、発明者らは、化学除染中、すなわち、化学除染の、還元除染工程終了後における還元除染剤の分解工程において、原子力プラントの構造部材を模擬したステンレス鋼製の試験片の表面に白金粒子を付着できるかを確認する実験を行った。この実験においては、還元除染工程終了後における還元除染剤の分解工程での還元除染剤の分解途中の還元除染液を模擬した水溶液(模擬還元除染液)が用いられた。この模擬還元除染液は、還元除染剤であるシュウ酸の濃度が50ppmであってヒドラジンが含まれていないpH4のシュウ酸水溶液である。
Furthermore, the inventors of the present invention have made a test piece made of stainless steel simulating a structural member of a nuclear power plant during chemical decontamination, that is, in the decontamination process of the reductive decontamination agent after the completion of the reductive decontamination process. An experiment was conducted to confirm whether platinum particles can adhere to the surface. In this experiment, an aqueous solution (simulated reductive decontamination solution) simulating a reductive decontamination solution during the decontamination of the reductive decontamination agent in the decontamination step of the reductive decontamination agent after completion of the reductive decontamination step was used. This simulated reductive decontamination solution is a
シュウ酸濃度が50ppmの、模擬還元除染液であるシュウ酸水溶液に、白金イオンを含む第1薬剤及び還元剤(例えば、ヒドラジンを含む第2薬剤)を純水に添加して生成した水溶液を混合し、この混合液にステンレス鋼製の試験片を浸漬させた。白金イオンを含む第1薬剤及びヒドラジンを純水に添加して生成した水溶液の白金濃度は100ppbであり、ステンレス鋼製の試験片を浸漬させた混合液の温度は90℃である。具体的には、シュウ酸を含む混合液は、シュウ酸50ppmを含む水溶液に白金を100ppbとなるように添加し、その後、ヒドラジンを300ppmとなるようにさらに添加して生成された。このシュウ酸を含む混合液のpHは4である。この混合液に上記のステンレス鋼製の試験片を浸漬してから20分経過した後、試験片を混合液から取り出した。そして、試験片表面における白金の付着状態を観察し、試験片表面における白金付着量を求めた。また、1リットルの純水に白金濃度が100ppbとなるようにPt溶液を添加し、その後、ヒドラジンを300ppmとなるようにさらに添加して生成された水溶液に、20分間、ステンレス鋼製の試験片を浸漬した。上記と同様に、ステンレス鋼製の試験片をその水溶液から取り出して試験片表面の白金付着量を求めた。 An aqueous solution produced by adding a first agent containing platinum ions and a reducing agent (for example, a second agent containing hydrazine) to pure water to an oxalic acid aqueous solution which is a simulated reduction decontamination solution having an oxalic acid concentration of 50 ppm. After mixing, a test piece made of stainless steel was immersed in this mixed solution. The platinum concentration of the aqueous solution produced by adding the first drug containing platinum ions and hydrazine to pure water is 100 ppb, and the temperature of the mixed solution in which the test piece made of stainless steel is immersed is 90 ° C. Specifically, the mixed solution containing oxalic acid was produced by adding platinum to an aqueous solution containing 50 ppm of oxalic acid to 100 ppb, and then further adding hydrazine to 300 ppm. The pH of the mixed solution containing oxalic acid is 4. After 20 minutes had passed since the stainless steel test piece was immersed in this mixed solution, the test piece was taken out of the mixed solution. And the adhesion state of platinum on the test piece surface was observed, and the platinum adhesion amount on the test piece surface was determined. Also, a test piece made of stainless steel for 20 minutes in an aqueous solution produced by adding a Pt solution to 1 liter of pure water so that the platinum concentration becomes 100 ppb and then further adding hydrazine to 300 ppm. Soaked. In the same manner as described above, a stainless steel test piece was taken out of the aqueous solution, and the platinum adhesion amount on the surface of the test piece was determined.
この結果、白金イオンを含む第1薬剤及びヒドラジンを純水に添加して生成した上記水溶液をステンレス鋼製の試験片の表面に接触させた場合と同様に、混合液から取り出した試験片の表面には、白金粒子が均一に分散して緻密に付着していた。上記したように模擬還元除染液と処理液の混合液(シュウ酸、白金イオン及び還元剤であるヒドラジンを含む水溶液)に浸漬した試験片の表面における白金の付着量は、白金イオンを含む第1薬剤及びヒドラジンを純水に添加して生成した水溶液に浸漬したステンレス鋼製の試験片表面における白金付着量とほぼ同じになった。 As a result, the surface of the test piece taken out of the mixed solution was brought into contact with the surface of the test piece made of stainless steel by adding the first aqueous solution containing platinum ions and hydrazine to pure water. In the sample, platinum particles were uniformly dispersed and adhered densely. As described above, the adhesion amount of platinum on the surface of the test piece immersed in the mixed solution of the simulated reduction decontamination solution and the treatment solution (an aqueous solution containing oxalic acid, platinum ions and hydrazine as a reducing agent) The amount of platinum deposited on the surface of a test piece made of stainless steel immersed in an aqueous solution produced by adding 1 drug and hydrazine to pure water was almost the same.
貴金属注入により原子力プラントの構造部材の表面に付着させる貴金属としては、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、オスミウム及びイリジウムのいずれかを用いてもよい。また、還元剤としては、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン及び尿素のいずれかを用いてもよい。 Any of platinum, palladium, rhodium, ruthenium, osmium and iridium may be used as the noble metal to be attached to the surface of the structural member of the nuclear power plant by the noble metal injection. As the reducing agent, any of hydrazine, hydroxylamine, and urea may be used.
還元除染液に含まれる還元除染剤であるシュウ酸が一部分解されたとき(例えば、還元除染液のpHが4に上昇したとき)、分解されていないシュウ酸以外に、シュウ酸よりも濃度が少ないが、陽イオン交換樹脂で除去しきれなかった鉄イオン及びクロムイオンがその還元除染液内にシュウ酸錯体の形で存在する場合がある。これらのシュウ酸錯体は、還元剤の添加による還元除染液のpHの上昇により分解し、鉄イオン及びクロムイオンが不純物として還元除染液中に存在するようになる。 When oxalic acid, which is a reductive decontaminant contained in reductive decontamination liquid, is partially decomposed (for example, when the pH of reductive decontamination liquid rises to 4), in addition to oxalic acid not decomposed, However, there are cases where iron ions and chromium ions, which are not completely removed by the cation exchange resin, are present in the reduced decontamination solution in the form of an oxalic acid complex. These oxalic acid complexes are decomposed by increasing the pH of the reductive decontamination solution by adding a reducing agent, and iron ions and chromium ions are present as impurities in the reductive decontamination solution.
そこで、発明者らは、ステンレス鋼製の試験片への白金の付着に及ぼす還元除染液に含まれる不純物の影響を調べるため、浄化工程終了後の還元除染液を想定した純水と、浄化工程前の還元除染液を想定した濃度のシュウ酸、及びその1/10の濃度の鉄イオン及びクロムイオン(不純物)を含む水溶液をそれぞれ90℃に加熱し、加熱したその水溶液にステンレス鋼試験片を浸漬した後、その水溶液中の白金イオン濃度が1ppmになるように、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウムをその水溶液に添加した。また、ヒドラジンの濃度が100ppmになるように、ヒドラジンをその水溶液にさらに添加した。ステンレス鋼製試験片を、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム及びヒドラジンを含むその水溶液に4時間浸漬させて、そのステンレス鋼製試験片に白金を付着させた。 Then, in order to investigate the influence of impurities contained in the reductive decontamination liquid on the adhesion of platinum to the stainless steel test piece, the inventors assumed pure water assuming a decontamination liquid after the purification process, An aqueous solution containing oxalic acid at a concentration assuming a reductive decontamination solution before the purification step and iron ions and chromium ions (impurities) at 1/10 of the concentration is heated to 90 ° C., and the heated aqueous solution is made of stainless steel. After immersing the test piece, sodium hexahydroxoplatinate was added to the aqueous solution so that the platinum ion concentration in the aqueous solution was 1 ppm. Further, hydrazine was further added to the aqueous solution so that the concentration of hydrazine was 100 ppm. A stainless steel test piece was immersed in an aqueous solution containing sodium hexahydroxoplatinate and hydrazine for 4 hours to attach platinum to the stainless steel test piece.
浸漬時間である4時間が経過したとき、その試験片を水溶液から取り出す。取り出した試験片を王水で溶解して白金濃度を測定し、ステンレス鋼製試験片への白金付着量を求めた。この結果、浄化工程後の還元除染液を模擬した純水では試験片への白金の付着を確認することができた。しかしながら、不純物(鉄イオン及びクロムイオン)を添加した、浄化工程の前の還元除染液を模擬したその水溶液では、ステンレス鋼製試験片への白金の付着がほとんど見られなかった。 When the immersion time of 4 hours has elapsed, the test piece is removed from the aqueous solution. The taken-out test piece was melt | dissolved with aqua regia, the platinum density | concentration was measured, and the platinum adhesion amount to the stainless steel test piece was calculated | required. As a result, it was possible to confirm the adhesion of platinum to the test piece with pure water simulating the reductive decontamination solution after the purification process. However, in the aqueous solution in which impurities (iron ions and chromium ions) were added and the reductive decontamination solution before the purification step was simulated, platinum was hardly attached to the stainless steel test piece.
この違いは、不純物を添加したケースでは、鉄イオンが水酸化鉄及びマグネタイトとして水溶液中に析出したことに起因しており、この比表面積が大きい鉄の析出物に白金が付着してしまい、ステンレス鋼製試験片への付着が少なくなったと、発明者らは考えた。そこで、発明者らは、鉄イオンの析出を抑制する方法として、鉄イオンと錯イオンを形成する錯イオン形成剤をその水溶液に添加することにより、その水溶液中での鉄イオンの析出を抑える方法を検討した。ここでは、錯イオン形成剤として、アンモニアを用いた。鉄イオンとアンモニアは、式(4)から式(6)に示されたそれぞれの反応によって、鉄−アンモニア錯イオンを生成する。 This difference is due to the fact that in the case where impurities are added, iron ions are precipitated in the aqueous solution as iron hydroxide and magnetite, and platinum adheres to this iron precipitate having a large specific surface area, and stainless steel is added. The inventors thought that there was less adhesion to the steel specimen. Therefore, the inventors have, as a method of suppressing the precipitation of iron ions, a method of suppressing the precipitation of iron ions in the aqueous solution by adding a complex ion forming agent that forms complex ions with iron ions to the aqueous solution. It was investigated. Here, ammonia was used as the complex ion forming agent. Iron ions and ammonia generate iron-ammonia complex ions by the reactions shown in Formulas (4) to (6).
Fe3++NH3 → [Fe(NH3)]3+ ……(4)
Fe3++2NH3 → [Fe(NH3)2]3+ ……(5)
Fe3++3NH3 → [Fe(NH3)3]3+ ……(6)
このように、鉄−アンモニア錯イオンが還元除染液である水溶液中に生成されると、還元剤であるヒドラジンが添加されてその水溶液のpHが8程度以上のアルカリ性になったとしても、その水溶液内で鉄イオンの析出が抑制される。しかし、生成されるシュウ酸錯体の量そのものが少ないときには、鉄イオンの析出を抑える錯イオン形成剤を還元除染液に添加しなくても、ステンレス鋼製の構造部材の炉水と接触する表面に、必要量の白金を付着させることができる。このような場合でも、錯イオン形成剤を還元除染液に添加することにより、還元除染液に含まれる白金イオンを、還元剤の助けをかりて、効率良く原子力プラントの構造部材の表面に付着させることができる。このため、構造部材の表面の化学除染及びその表面への貴金属の付着に要する時間をさらに短縮することができる。
Fe 3+ + NH 3 → [Fe (NH 3 )] 3+ (4)
Fe 3+ + 2NH 3 → [Fe (NH 3 ) 2 ] 3+ (5)
Fe 3+ + 3NH 3 → [Fe (NH 3 ) 3 ] 3+ (6)
Thus, when iron-ammonia complex ions are produced in an aqueous solution that is a reductive decontamination solution, even if the hydrazine that is a reducing agent is added and the pH of the aqueous solution becomes about 8 or more alkaline, Precipitation of iron ions is suppressed in the aqueous solution. However, when the amount of the oxalic acid complex itself is small, the surface of the stainless steel structural member that comes into contact with the reactor water without adding a complex ion forming agent that suppresses the precipitation of iron ions to the reducing decontamination solution In addition, a necessary amount of platinum can be deposited. Even in such a case, by adding a complex ion forming agent to the reduction decontamination solution, platinum ions contained in the reduction decontamination solution can be efficiently applied to the surface of the structural member of the nuclear power plant with the help of the reduction agent. Can be attached. For this reason, the time required for chemical decontamination of the surface of the structural member and adhesion of the noble metal to the surface can be further shortened.
白金の付着に及ぼす還元除染液に含まれる不純物の影響を調べる試験に用いた、シュウ酸、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム、ヒドラジン及び不純物(鉄イオン及びクロムイオン)を含む上記の水溶液(模擬還元除染水溶液)に、錯イオン形成剤であるアンモニアを添加して、上記の不純物の影響を調べる試験と同様な試験を行った。アンモニアを添加することにより、鉄析出物の形成が抑制され、その水溶液は透明な状態を維持した。 The above-mentioned aqueous solution (simulated reduction removal) containing oxalic acid, sodium hexahydroxoplatinate, hydrazine and impurities (iron ion and chromium ion) used in the test to investigate the influence of impurities contained in the reductive decontamination solution on the adhesion of platinum Dye aqueous solution) was added ammonia as a complex ion forming agent, and a test similar to the test for examining the influence of the impurities was performed. By adding ammonia, the formation of iron precipitates was suppressed and the aqueous solution maintained a transparent state.
アンモニアを添加した上記の水溶液を用いた白金付着処理が終了した後におけるステンレス鋼製試験片への白金の付着量を、図5に示す。ステンレス鋼製試験片への白金の付着量が、アンモニアの添加によって、不純物を添加していないケースと同程度まで回復することが分かった。 FIG. 5 shows the amount of platinum adhering to the stainless steel test piece after the platinum adhering treatment using the above-mentioned aqueous solution to which ammonia was added was completed. It was found that the amount of platinum adhered to the stainless steel test piece recovered to the same extent as that in the case where no impurity was added by addition of ammonia.
以上の試験結果に基づいて、化学除染の還元除染剤分解工程において還元除染液中にシュウ酸、鉄イオン及びクロムイオンが残留している場合であっても、還元除染液内での鉄イオンの析出を抑制する、アンモニアのような鉄イオンと錯イオンを形成する物質(錯イオン形成剤)を、還元除染液に添加することにより、白金イオンと還元剤(例えばヒドラジン)の働きで白金イオンを白金として構造部材の表面に付着させることができることを、発明者らは新たに見出した。錯イオン形成剤としては、還元剤(例えば、ヒドラジン)の添加により還元除染液のpHが増加した場合においても、錯イオンの形成によってFe(III)の溶解度を上昇させ、水酸化鉄及びマグネタイトの析出を抑制できる物質であれば良く、アンモニア、ヒドロキシルアミン等のモノアミン類、シアン化合物、尿素及びチオシアン化合物のうち少なくとも1つを用いる。 Based on the above test results, even in the case where oxalic acid, iron ions and chromium ions remain in the reductive decontamination solution in the reductive decontamination process of chemical decontamination, By adding a substance that forms complex ions with iron ions, such as ammonia (complex ion forming agent), that suppresses the precipitation of iron ions, the platinum ion and reducing agent (for example, hydrazine) The inventors have newly found that platinum ions can be attached to the surface of the structural member as platinum by the action. As a complex ion forming agent, even when the pH of the reductive decontamination solution is increased by adding a reducing agent (for example, hydrazine), the solubility of Fe (III) is increased by the formation of complex ions, and iron hydroxide and magnetite. Any substance can be used as long as it can suppress precipitation of at least one of ammonia, monoamines such as hydroxylamine, cyanide, urea, and thiocyanate.
発明者らは、還元除染剤の分解工程において還元除染剤の分解を開始した以降に原子力プラントの構造部材の炉水に接触する表面に貴金属粒子、例えば、白金粒子を付着させる条件について検討した。還元除染剤の分解を開始した後において、還元除染剤(例えば、シュウ酸)を含む還元除染液(還元除染剤水溶液)に、錯イオン形成剤、貴金属イオン(例えば、白金イオン)を含む薬剤及び還元剤を添加し、錯イオン形成剤、貴金属イオン、還元剤、及び還元除染剤を含む水溶液を、原子力プラントの構造部材の炉水に接触する表面に接触させ、その表面に貴金属粒子を付着させるためには、その水溶液のpHを4.0以上にする必要がある。その水溶液のpHの上限は9.0である。この結果、原子力プラントの構造部材の表面に貴金属粒子(例えば白金粒子)を付着させるためにその表面に接触させる、錯イオン形成剤、貴金属イオン、還元剤及び還元除染剤を含む水溶液のpHは、4.0〜9.0の範囲にすることが望ましい。その水溶液のpHが4.0未満であるときは、還元除染液に含まれている還元除染剤の作用により、その構造部材の表面が溶解するため、貴金属粒子が構造部材の表面に付着しなくなる。 The inventors have examined the conditions for attaching noble metal particles, for example, platinum particles, to the surface of the nuclear plant structural member that comes into contact with the reactor water after starting the decomposition of the reducing decontamination agent in the decomposition process of the reducing decontamination agent. did. After decomposing the reductive decontaminant, a complex ion forming agent and a noble metal ion (eg, platinum ion) are added to the reductive decontaminant (reductive decontaminant aqueous solution) containing the reductive decontaminant (eg, oxalic acid). And a solution containing a complex ion forming agent, a noble metal ion, a reducing agent, and a reducing decontamination agent is brought into contact with the surface of the nuclear plant structural member that contacts the reactor water. In order to adhere the noble metal particles, the pH of the aqueous solution needs to be 4.0 or more. The upper limit of the pH of the aqueous solution is 9.0. As a result, the pH of the aqueous solution containing the complex ion forming agent, the noble metal ion, the reducing agent, and the reducing decontamination agent brought into contact with the surface of the nuclear plant structural member in order to adhere the noble metal particles (for example, platinum particles) is It is desirable to make it the range of 4.0-9.0. When the pH of the aqueous solution is less than 4.0, the surface of the structural member is dissolved by the action of the reducing decontamination agent contained in the reducing decontamination solution, so that noble metal particles adhere to the surface of the structural member. No longer.
錯イオン形成剤、白金イオンを含む薬剤、還元剤、及び還元除染剤を含む水溶液の温度を、60℃から100℃の範囲内に調節することが望ましい。その水溶液の温度が60℃よりも低くなると貴金属が原子力プラントの構造部材の表面に付着しにくくなり、所定量の貴金属がその表面に付着するまで長時間を要することになる。このため、錯イオン形成剤、白金イオンを含む薬剤、還元剤及び還元除染剤を含む水溶液の温度は60℃以上にすることにより、原子力プラントの構造部材の表面に短時間に貴金属を付着させることができ、原子力プラントの定期検査の他の工程に悪影響を与えることを避けることができる。また、その水溶液の温度が100℃よりも高くなると、その水溶液の沸騰を抑制するために水溶液を加圧しなければならない。このため、仮設設備である貴金属注入装置に耐圧性が要求され、その装置が大型化する。したがって、その水溶液の温度が100℃よりも高くすることは好ましくない。 It is desirable to adjust the temperature of the aqueous solution containing the complex ion forming agent, the agent containing platinum ions, the reducing agent, and the reducing decontamination agent within the range of 60 ° C to 100 ° C. When the temperature of the aqueous solution is lower than 60 ° C., it becomes difficult for the noble metal to adhere to the surface of the structural member of the nuclear power plant, and it takes a long time for a predetermined amount of the noble metal to adhere to the surface. For this reason, the temperature of the aqueous solution containing the complex ion forming agent, the agent containing platinum ions, the reducing agent and the reducing decontamination agent is set to 60 ° C. or more, so that the noble metal is attached to the surface of the structural member of the nuclear power plant in a short time. And can avoid adversely affecting other processes of the periodic inspection of the nuclear power plant. Moreover, when the temperature of the aqueous solution becomes higher than 100 ° C., the aqueous solution must be pressurized in order to suppress boiling of the aqueous solution. For this reason, pressure resistance is requested | required of the noble metal injection | pouring apparatus which is temporary facilities, and the apparatus enlarges. Therefore, it is not preferable that the temperature of the aqueous solution is higher than 100 ° C.
さらに、発明者らは、錯イオン形成剤の注入形態の違いによる原子力プラントの構造部材表面への貴金属の付着量を調べた。具体的には、シュウ酸水溶液に含まれているシュウ酸の一部が分解されてpHが4に上昇したシュウ酸水溶液(シュウ酸濃度10ppm)にステンレス鋼製の試験片を浸漬させ、3つのケースでそれぞれの試験片の表面に付着する白金の量を実験により調べた。
Furthermore, the inventors investigated the amount of precious metal deposited on the surface of the structural member of the nuclear power plant due to the difference in the injection form of the complex ion forming agent. Specifically, a test piece made of stainless steel is immersed in an oxalic acid aqueous solution (
発明者らは、各ケースに対する実験を以下のように行った。第1のケースでは、1リットルの純水にシュウ酸を添加して生成された、シュウ酸濃度が10ppmであるpH4のシュウ酸水溶液を充填したビーカー内に、白金イオン濃度が100ppbになるように白金イオンを含む水溶液を添加し、さらに、還元剤であるヒドラジンの濃度が300ppmになるようにヒドラジン水溶液を添加し、その後、ビーカー内の、白金イオン及びヒドラジンを含むそのシュウ酸水溶液にステンレス鋼製の試験片を浸漬させた。このシュウ酸水溶液は、シュウ酸濃度の1/10の濃度の不純物(鉄イオン及びクロムイオン)を含んでいる。後述の第2及び第3のケースでも、シュウ酸水溶液は第1のケースと同じ濃度の不純物を含んでいる。第1のケースでは、白金イオンを含むそのシュウ酸水溶液は、錯イオン形成剤を含んでいない。第2のケースでは、第1のケースと同量の、シュウ酸濃度が10ppmであるpH4のシュウ酸水溶液をビーカー内に充填し、そのシュウ酸水溶液に、白金イオン濃度が100ppbになるように白金イオンを含む水溶液を添加し、さらに、錯イオン形成剤であるアンモニアの水溶液を、白金イオンを含む水溶液とは別にビーカー内のシュウ酸水溶液に添加した。このシュウ酸水溶液には、第1のケースと同様に、ヒドラジン濃度が300ppmになるようにヒドラジン水溶液を添加した。第2のケースでは、白金イオンを含む水溶液を添加し、さらに、錯イオン形成剤であるアンモニアの水溶液を別々にシュウ酸水溶液に添加している。そして、そのビーカー内の白金イオン、アンモニア及びヒドラジンを含むシュウ酸水溶液にステンレス鋼製の試験片を浸漬させた。さらに、第3のケースでは、第1のケースと同量の、シュウ酸濃度が10ppmであるpH4のシュウ酸水溶液をビーカー内に充填し、そのシュウ酸水溶液に、白金イオン及びアンモニアを含む水溶液を添加し、さらに、ヒドラジン濃度が300ppmになるようにヒドラジン水溶液を添加した。白金イオン、アンモニア及びヒドラジンを含む水溶液は、ビーカー内のシュウ酸水溶液の白金イオン濃度が100ppbになる量の白金イオンを含んでいる。その第3のケースでも、ビーカー内の白金、アンモニア及びヒドラジンを含むシュウ酸水溶液にステンレス鋼製の試験片を浸漬させた。第1、第2及び第3のケースとも、ビーカー内のシュウ酸水溶液に、20分間、試験片を浸漬させた。
The inventors conducted experiments for each case as follows. In the first case, the platinum ion concentration is 100 ppb in a beaker filled with a
上記の実験結果を図6に示す。第1のケースにおける試験片表面への白金の付着量は最も少なかった。錯イオン形成剤を含むシュウ酸水溶液に浸漬させた第2及び第3ケースにおける試験片への白金の付着量は増大した。しかしながら、これらのケースにおける試験片への白金の付着量に差が生じた。すなわち、白金イオン及びアンモニアが混ざっている水溶液を添加したシュウ酸水溶液に試験片を浸漬させた第3ケースにおける試験片への白金の付着量は、白金イオンを含む溶液とアンモニアの水溶液を別々に添加したシュウ酸水溶液に試験片を浸漬させた第2ケースにおける試験片への白金の付着量の2倍以上に著しく増大した。 The experimental results are shown in FIG. The amount of platinum adhering to the surface of the test piece in the first case was the smallest. The amount of platinum deposited on the test pieces in the second and third cases immersed in the oxalic acid aqueous solution containing the complex ion forming agent increased. However, there was a difference in the amount of platinum deposited on the test piece in these cases. That is, the amount of platinum attached to the test piece in the third case where the test piece was immersed in an oxalic acid aqueous solution to which an aqueous solution containing platinum ions and ammonia was added was determined separately for the solution containing platinum ions and the aqueous ammonia solution. The amount of platinum adhered to the test piece in the second case in which the test piece was immersed in the added oxalic acid aqueous solution was remarkably increased to twice or more.
発明者らは、シュウ酸水溶液の白金濃度が同じであるにもかかわらず、第2ケースよりも第3ケースにおいて試験片への白金の付着量が増大する理由について検討した。この検討の結果、発明者らは、以下に述べる理由を見出した。 The inventors examined the reason why the amount of platinum attached to the test piece increased in the third case than in the second case, even though the platinum concentration of the oxalic acid aqueous solution was the same. As a result of this examination, the inventors found the reason described below.
第3のケースでは、ビーカー内のシュウ酸水溶液に白金イオンとアンモニアが混ざった水溶液を添加する。このため、シュウ酸水溶液に添加する前の白金イオンとアンモニアが混ざった水溶液は白金イオン及びアンモニアのそれぞれの濃度が高いので白金イオンとアンモニアが混ざった水溶液内で白金−アンモニア錯イオンが生成され易くなり、白金−アンモニア錯イオンを多量に含むその水溶液をビーカー内のシュウ酸水溶液に添加することができる。多量の白金−アンモニア錯イオンがシュウ酸水溶液に添加されるため、シュウ酸水溶液に含まれる不純物である鉄イオンが水酸化鉄及びマグネタイトとして析出したとしても、水酸化鉄及びマグネタイトに付着する白金が著しく減少する。したがって、シュウ酸水溶液に含まれる還元剤であるヒドラジンの作用により、白金−アンモニア錯イオンに含まれる白金イオンが、ヒドラジンの助けをかりて、第2ケースよりもさらに効率良く白金を試験片の表面に付着させることができる。それ故、第3のケースにおける試験片への白金の付着量が第2のケースにおける白金の付着量よりも著しく増加する。 In the third case, an aqueous solution in which platinum ions and ammonia are mixed is added to the oxalic acid aqueous solution in the beaker. For this reason, since the aqueous solution mixed with platinum ions and ammonia before being added to the oxalic acid aqueous solution has high concentrations of platinum ions and ammonia, platinum-ammonia complex ions are easily generated in the aqueous solution mixed with platinum ions and ammonia. Thus, the aqueous solution containing a large amount of platinum-ammonia complex ions can be added to the oxalic acid aqueous solution in the beaker. Since a large amount of platinum-ammonia complex ions are added to the oxalic acid aqueous solution, even if iron ions, which are impurities contained in the oxalic acid aqueous solution, precipitate as iron hydroxide and magnetite, platinum adhering to iron hydroxide and magnetite is not Remarkably reduced. Therefore, due to the action of hydrazine which is a reducing agent contained in the oxalic acid aqueous solution, platinum ions contained in the platinum-ammonia complex ions help platinum from the surface of the test piece more efficiently than the second case with the help of hydrazine. Can be attached to. Therefore, the adhesion amount of platinum to the test piece in the third case is significantly increased as compared with the adhesion amount of platinum in the second case.
なお、後述の実施例1〜8は第1のケースに該当し、後述の実施例9〜11は第3のケースに該当する。 In addition, Examples 1 to 8 described later correspond to the first case, and Examples 9 to 11 described later correspond to the third case.
以上に述べた検討結果を反映した、本発明の実施例を、以下に説明する。 Examples of the present invention reflecting the above-described examination results will be described below.
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構造部材への貴金属付着方法を、図1、図2及び図3を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、沸騰水型原子力発電プラント(BWRプラント)の再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to
このBWRプラントの概略構成を、図2を用いて説明する。BWRプラントは、原子炉1、タービン3、復水器4、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1は、炉心13を内蔵する原子炉圧力容器(以下、RPVという)12を有し、RPV12内に複数のジェットポンプ14を設置している。炉心13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んでいる。再循環系は、ステンレス鋼製の複数の再循環系配管22、及び再循環系配管22のそれぞれに設置された再循環ポンプ21を有する。給水系は、復水器4とRPV12を連絡する給水配管10に、復水ポンプ5、復水浄化装置(例えば、復水脱塩器)6、低圧給水加熱器8、給水ポンプ7及び高圧給水加熱器9を、復水器4からRPV12に向って、この順に設置して構成されている。水素注入装置28が、復水器4と復水ポンプ5の間で給水配管10に接続されている。原子炉浄化系は、再循環系配管22と給水配管10を連絡する浄化系配管20に、浄化系ポンプ24、再生熱交換器25、非再生熱交換器26及び炉水浄化装置27をこの順に設置している。浄化系配管20は、再循環ポンプ21の上流で再循環系配管22に接続される。原子炉1は、原子炉建屋(図示せず)内に配置された原子炉格納容器11内に設置されている。
A schematic configuration of the BWR plant will be described with reference to FIG. The BWR plant includes a
RPV12内の冷却水(以下、炉水という)は、再循環ポンプ21で昇圧され、再循環系配管22を通ってジェットポンプ14内に噴射される。この噴射により、ジェットポンプ14のノズルの周囲に存在する炉水も、ジェットポンプ14内に吸引されて炉心13に供給される。炉心13に供給された炉水は燃料集合体の各燃料棒内の核燃料物質の核***で発生する熱によって加熱され、加熱された炉水の一部が蒸気になる。この蒸気は、RPV12内に設けられた気水分離器(図示せず)及び蒸気乾燥器(図示せず)にて水分が除去された後に、RPV12から主蒸気配管2を通ってタービン3に導かれ、タービン3を回転させる。タービン3に連結された発電機(図示せず)が回転し、電力が発生する。
Cooling water in the RPV 12 (hereinafter referred to as “reactor water”) is pressurized by the
タービン3から排出された蒸気は、復水器4で凝縮されて水になる。この水は、給水として、給水配管10を通りRPV12内に供給される。給水配管10を流れる給水は、復水ポンプ5で昇圧され、復水浄化装置6で不純物が除去され、給水ポンプ7でさらに昇圧される。給水は、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9で加熱されてRPV12内に導かれる。抽気配管15によりタービン3から抽気された抽気蒸気が、低圧給水加熱器8及び高圧給水加熱器9にそれぞれ供給され、給水を加熱する。
The steam discharged from the
給水として炉心に持ち込まれた水は、核燃料物質の核***に伴って発生する放射線の照射を受けて放射線分解され、過酸化水素及び酸素などの酸化性化学種を生成する。この酸化性化学種によって、炉水と接触する、BWRプラントの構造部材(例えば、再循環系配管22)の腐食電位が上昇する。構造部材の腐食電位の増大は、この構造部材の応力腐食割れの要因となる。このため、応力腐食割れに対する環境緩和対策として、水素が、給水配管10内を流れる給水に水素注入装置28から注入され、RPV12内の炉水に注入される。この注入された水素を炉水中の酸化性化学種(例えば、溶存酸素)と反応させることにより、炉水中の酸化性化学種の濃度を低減させて構造部材の腐食電位を低下させることが行われている。炉水に水素を注入しながら行うBWRプラントの運転を水素注入水質運転(HWC:Hydrogen Water Chemistry)と呼び、その水素注入を行わないBWRプラン
トの運転を通常水質運転(NWC:Normal Water Chemistry)と呼んでいる。
The water brought into the reactor core as the feed water is irradiated with radiation generated as a result of nuclear fission of the nuclear fuel material, and is radiolyzed to generate oxidizing species such as hydrogen peroxide and oxygen. This oxidizing chemical species increases the corrosion potential of the structural member (for example, the recirculation piping 22) of the BWR plant that comes into contact with the reactor water. An increase in the corrosion potential of the structural member causes stress corrosion cracking of the structural member. Therefore, as environmental mitigation to stress corrosion cracking, hydrogen is injected from the
再循環系配管22内を流れる冷却水の一部は、浄化系ポンプ24の駆動によって原子炉浄化系の浄化系配管20内に流入し、再生熱交換器25及び非再生熱交換器26で冷却された後、炉水浄化装置27で浄化される。浄化された冷却水は、再生熱交換器25で加熱されて浄化系配管20及び給水配管10を経てRPV12内に戻される。
A part of the cooling water flowing in the
BWRプラントは、1つの運転サイクルでの運転が終了した後に停止される。この運転停止後に、炉心13に装荷されている燃料集合体の一部が使用済燃料集合体として取り出され、燃焼度0GWd/tの新しい燃料集合体が炉心13に装荷される。この燃料交換が終了した後、BWRプラントが再度起動される。燃料交換のためにBWRプラントが停止されている期間を利用して、BWRプラントの保守点検が行われる。 The BWR plant is stopped after the operation in one operation cycle is completed. After the shutdown, a part of the fuel assembly loaded in the core 13 is taken out as a spent fuel assembly, and a new fuel assembly having a burnup of 0 GWd / t is loaded in the core 13. After this refueling is finished, the BWR plant is started again. Maintenance inspection of the BWR plant is performed using a period in which the BWR plant is stopped for fuel replacement.
BWRプラントの保守点検の期間中において、RPV12に接続された配管系(例えば、再循環系配管22及び浄化系配管20等)の、炉水と接触するする内面への白金の付着処理が行われる。この白金の付着処理には、仮設の設備である貴金属注入装置30が用いられる。貴金属注入装置30の循環配管35の両端部が、BWRプラントの運転が停止された後、貴金属付着対象物である、例えば、再循環系配管22に接続される。再循環系配管22はBWRプラントの構造部材の一つである。貴金属注入装置30は、再循環系配管22の内面への貴金属(例えば、白金)の付着処理が終了した後でBWRプラントの運転開始前に再循環系配管22から取り外される。貴金属注入装置30は、BWRプラントの運転が停止されている期間において、BWRプラントの運転中において構造部材の表面に形成された放射性核種を含む酸化皮膜の溶解除去、還元除染液に含まれる還元除染剤の分解、化学除染後の構造部材の表面への貴金属の付着、及び貴金属付着の際に還元除染液に添加した薬剤(還元剤及び錯イオン形成剤)の除去の各処理に用いられる。
During the maintenance and inspection period of the BWR plant, platinum is attached to the inner surface of the piping system (for example, the recirculation system piping 22 and the purification system piping 20) connected to the RPV 12 that contacts the reactor water. . For this platinum adhesion treatment, a precious
本実施例では、貴金属付着対象物として再循環系配管22を選択したが、給水系、冷却材浄化系、及び補機冷却水系の各配管を貴金属付着対象物にする場合には、該当する貴金属付着対象物の配管系に循環配管35を接続する。
In this embodiment, the
貴金属注入装置30の詳細な構成を、図3を用いて説明する。貴金属注入装置30は、サージタンク31、循環ポンプ33,29、加熱器32、循環配管35、エゼクタ37、白金イオン注入装置39、還元剤注入装置44、錯イオン形成剤注入装置49、酸化剤供給装置54、カチオン交換樹脂塔66、混床樹脂塔69及び分解装置77を備えている。
A detailed configuration of the noble
開閉弁59、循環ポンプ29、弁60,61及び62、サージタンク31、循環ポンプ33、弁34及び開閉弁36が、上流よりこの順に循環配管35に設けられている。弁60をバイパスする配管65が循環配管35に接続され、冷却器63及び弁64が配管65に設置される。両端が循環配管35に接続されて弁61をバイパスする配管68に、カチオン交換樹脂塔66及び弁67が設置される。両端が配管68に接続されてカチオン交換樹脂塔66及び弁67をバイパスする配管71に、混床樹脂塔69及び弁70が設置される。カチオン交換樹脂塔66は陽イオン交換樹脂を充填しており、混床樹脂塔69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。
An on-off
弁72及び分解装置77が設置される配管73が弁62をバイパスして循環配管35に接続される。分解装置77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。サージタンク31が弁62と循環ポンプ33の間で循環配管35に設置される。加熱器32がサージタンク31内に配置される。弁38及びエゼクタ37が設けられる配管74が、弁34と循環ポンプ33の間で循環配管35に接続され、さらに、サージタンク31に接続されている。再循環系配管22の内面の汚染物を酸化溶解するために用いる過マンガン酸カリウム(酸化除染剤)、さらには再循環系配管22の内面の汚染物を還元溶解するために用いるシュウ酸(還元除染剤)をサージタンク31内に供給するためのホッパ(図示せず)がエゼクタ37に設けられている。
A
白金イオン注入装置39が、薬液タンク40、注入ポンプ41及び注入配管43を有する。薬液タンク40は、注入ポンプ41及び弁42を有する注入配管43によって循環配管35に接続される。白金錯体を水に溶解して調製した白金イオンを含む薬剤(第1薬剤)が、薬液タンク40内に充填されている。白金錯体としては、例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物(Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を用いる。
The platinum
還元剤注入装置44が、薬液タンク45、注入ポンプ46及び注入配管48を有する。薬液タンク45は、注入ポンプ46及び弁47を有する注入配管48によって循環配管35に接続される。還元剤であるヒドラジンが薬液タンク45内に充填される。
The reducing
錯イオン形成剤注入装置49が、薬液タンク50、注入ポンプ51及び注入配管53を有する。薬液タンク50は、注入ポンプ51及び弁52を有する注入配管53によって循環配管35に接続される。錯イオン形成剤であるアンモニア水が薬液タンク50内に充填される。
The complex ion forming
酸化剤供給装置54が、薬液タンク55、供給ポンプ56及び供給配管58を有する。薬液タンク55は、供給ポンプ56及び弁57を有する供給配管58によって分解装置77より上流で配管73に接続される。酸化剤である過酸化水素が薬液タンク55内に充填される。酸化剤としては、オゾン、または酸素を溶解した水を用いてもよい。
The
pH計75が、注入配管48と循環配管35の接続点よりも下流で循環配管35に取り付けられる。導電率計101が、注入配管53と循環配管35の接続点と弁34の間で循環配管35に取り付けられる。
A
弁80を設けた配管76の両端部が、pH計75と開閉弁36の間に存在する循環配管35、及び開閉弁59と循環ポンプ29の間に存在する循環配管35にそれぞれ接続される。
Both ends of the
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図1を用いて詳細に説明する。本実施例では、貴金属の一種である白金がステンレス鋼製の再循環系配管の内面に付着される。この白金付着は、化学除染の還元除染の終了後における還元剤の分解工程の途中で行われる。本実施例で行われる化学除染は、ステンレス鋼製の再循環系配管を対象に行われるため、酸化除染液による酸化除染工程及び酸化除染剤分解工程を含んでおり、これらの工程以外に、還元除染液による還元除染工程、還元除染剤分解工程及び浄化工程を含んでいる。貴金属注入装置30を用いて行われる図1に示す手順は、白金の、その構造部材の表面への付着工程だけでなく、その構造部材の表面の化学除染、白金の付着に用いた処理液に含まれる還元剤(例えば、ヒドラジン)の分解、及び錯イオン形成剤の除去の各工程を含んでいる。
The noble metal adhesion method to the structural member of the nuclear power plant of a present Example is demonstrated in detail using FIG. In this embodiment, platinum which is a kind of noble metal is attached to the inner surface of a stainless steel recirculation pipe. This platinum adhesion is performed in the middle of the decomposition process of the reducing agent after the completion of the reduction decontamination of the chemical decontamination. The chemical decontamination performed in this embodiment is performed on stainless steel recirculation piping, and therefore includes an oxidative decontamination step and an oxidative decontamination agent decomposition step using an oxidative decontamination solution. In addition, a reduction decontamination step using a reduction decontamination solution, a reduction decontamination agent decomposition step, and a purification step are included. The procedure shown in FIG. 1 performed using the noble
まず、貴金属注入装置30を貴金属付着対象物の配管系に接続する(ステップS1)。BWRプラントの運転が停止されているときに、例えば、再循環系配管22に接続されている浄化系配管20に設置されている弁23のボンネットを開放して浄化系ポンプ24側を封鎖する。循環配管35の一端が弁23のフランジに接続される。これにより、循環配管35の一端が再循環ポンプ21の上流で再循環系配管22に接続される。他方、再循環ポンプ21の下流側で再循環系配管22に接続されたドレン配管または計装配管などの枝管を切り離し、その切り離された枝管に、循環配管35の他端を接続する。循環配管35の両端が再循環系配管22に接続され、再循環系配管22及び循環配管35を含む閉ループが形成される。再循環系配管22の両端部におけるRPV12内での各開口部は、後述する酸化除染液、還元除染液、及び白金イオン、ヒドラジン及びシュウ酸を含む水溶液がRPV12内に流入しないように、プラグ(図示せず)でそれぞれ封鎖される。
First, the noble
貴金属付着対象物に対して化学除染における酸化除染及び還元除染を実施する(ステップS2)。運転を経験したBWRプラントでは、RPV12内の炉水と接触する、配管系の内面に、放射性核種を含む酸化皮膜が形成されている。このため、白金をその配管系の内面に付着させる前に、放射性核種を除去することが好ましい。皮膜形成対象物の配管系への白金の付着は、その配管系内面の放射性核種の付着抑制及び応力腐食割れ抑制を目的とするものであるが、事前にその酸化皮膜を除去することは、形成される白金付着物が放射性核種を取り込んだ酸化皮膜を覆うことを防ぎ、配管系の線量を低減させることになる。本実施例では、配管系の内面に形成された、放射性核種を取り込んだ酸化皮膜の除去が、化学除染により行われる。 Oxidative decontamination and reductive decontamination in chemical decontamination are performed on the precious metal adhesion target (step S2). In the BWR plant that has undergone operation, an oxide film containing a radionuclide is formed on the inner surface of the piping system that contacts the reactor water in the RPV 12. For this reason, it is preferable to remove the radionuclide before depositing platinum on the inner surface of the piping system. The adhesion of platinum to the piping system of the film formation target is intended to suppress the adhesion of radionuclides on the inner surface of the piping system and to suppress stress corrosion cracking. The platinum deposit is prevented from covering the oxide film that has taken in the radionuclide, and the dose of the piping system is reduced. In this embodiment, the oxide film formed on the inner surface of the piping system and incorporating the radionuclide is removed by chemical decontamination.
ステップS2以降で適用する化学除染は、公知の方法(特開2000−105295号公報参照)である。化学除染等に用いられる水が、サージタンク31に充填されている。弁36,34,62,61,60及び59をそれぞれ開き、他の弁を閉じた状態で、循環ポンプ29及び33を駆動する。サージタンク31内で加熱器32により加熱された水が、循環配管35及び再循環系配管22によって形成される閉ループ内を循環する。循環する水の温度は、加熱器32により90℃に調節される。必要量の過マンガン酸カリウムは、エゼクタ37を通して水が流れる配管74内に供給され、サージタンク31に導かれ、過マンガン酸カリウム水溶液(酸化除染液)を生成する。この酸化除染液は、サージタンク31から循環配管35を経て再循環系配管22内に供給され、再循環系配管22の内面に形成されている酸化皮膜などの汚染物(放射性核種を含む)を溶解する(酸化除染工程)。
The chemical decontamination applied after step S2 is a known method (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-105295). The
酸化除染が終了した後、エゼクタ37から配管74内に供給されるシュウ酸をサージタンク31内に注入する。このシュウ酸によって酸化除染液に含まれている過マンガン酸カリウムが分解される(酸化除染剤分解工程)。その後、シュウ酸の供給によりサージタンク31内で生成され、ヒドラジンによりpHが調節されたシュウ酸水溶液(還元除染液)は、循環配管35から再循環系配管22内に供給され、再循環系配管22の内面に付着している腐食生成物(放射性核種を含む)の還元溶解を行う(還元除染工程)。薬液タンク45内のヒドラジンは、還元剤注入装置44において弁47を開き、注入ポンプ46を駆動することにより、注入配管48を通して循環配管35内に注入される。pH計75で測定されたシュウ酸水溶液のpH値に基づいて注入ポンプ46(または弁47の開度)を制御してヒドラジン注入量を調節することにより、再循環系配管22に供給されるシュウ酸水溶液のpHが2.5に調節される。本実施例では、再循環系配管22の内面に白金を付着させるときに用いられる還元剤であるヒドラジンが、還元除染工程でシュウ酸水溶液のpH調整剤として利用される。再循環系配管22に供給されるシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が2000ppmであり、シュウ酸水溶液のpHは2.5である。再循環系配管22の内面に付着している、放射性核種を含む腐食生成物が、そのシュウ酸水溶液に含まれたシュウ酸によって溶解され除去される。
After the oxidative decontamination is completed, oxalic acid supplied from the
放射性核種及び腐食生成物が溶解しているシュウ酸水溶液が、再循環系配管22から循環配管35に排出される。弁67を開いて弁61の開度を調節することにより、循環配管35に排出されたシュウ酸水溶液の一部が、配管68を通して、カチオン交換樹脂塔66に導かれる。シュウ酸水溶液に含まれた放射性核種の金属陽イオン等の金属陽イオンは、カチオン交換樹脂塔66内の陽イオン交換樹脂に吸着されて除去される。カチオン交換樹脂塔66から排出されたシュウ酸水溶液及び弁61を通過したシュウ酸水溶液は、循環配管35から再循環系配管22内に再び供給される。このように、シュウ酸水溶液は、循環配管35及び再循環系配管22を含む閉ループ内を循環しながら、再循環系配管22の内面の還元除染を行う。
An aqueous oxalic acid solution in which radionuclides and corrosion products are dissolved is discharged from the
還元除染剤分解工程が実施される(ステップS3)。この還元除染剤分解工程は、還元除染剤及びpH調整剤の分解工程(ステップS3a)及び還元除染剤及び還元剤の分解工程(ステップS3c)を含んでいる。 A reducing decontaminating agent decomposition step is performed (step S3). This reducing decontaminating agent decomposition step includes a reducing decontaminating agent and pH adjusting agent decomposing step (step S3a) and a reducing decontaminating agent and reducing agent decomposing step (step S3c).
ステップS2における還元除染が終了した後、ステップS3aが以下のように実施される。ステップS3aでは、還元除染液に含まれる還元除染剤(シュウ酸)の一部が分解される(ステップS3b)。注入ポンプ46の駆動を停止して弁47を全閉にし、薬液タンク45から循環配管35へのpH調整剤であるヒドラジンの注入を停止する。さらに、弁72を開いて弁62の開度を調整して循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液の一部を分解装置77に供給する。このシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、供給ポンプ56の駆動により薬液タンク55から供給配管58を通して分解装置77に導かれた過酸化水素、及び分解装置77内の活性炭触媒の作用によって分解される。シュウ酸及びヒドラジンの分解装置77内での分解は、シュウ酸水溶液を再循環系配管22及び循環配管35により形成される閉ループ内を循環させながら行われる。過酸化水素によるシュウ酸及びヒドラジンの活性炭触媒上での分解反応は、式(7)及び式(8)で表される。
After the reduction decontamination in step S2 is completed, step S3a is performed as follows. In step S3a, a part of the reducing decontaminating agent (oxalic acid) contained in the reducing decontamination liquid is decomposed (step S3b). The driving of the
(COOH)2+H2O2 → 2CO2+2H2O ……(7)
N2H4+2H2O2 → N2+4H2O ……(8)
シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸の分解により、シュウ酸水溶液のpHは徐々に大きくなる。pH計75で測定したシュウ酸水溶液のpHが、例えば、約4.5になったとき、供給ポンプ56を停止し、弁62を全開にし、弁57,72を全閉にする。これにより、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸の分解が停止され、ステップS3bの工程が終了する。ヒドラジンは分解され易いので、ステップS3bの工程におけるシュウ酸の分解によりpHが4になったシュウ酸水溶液は、ヒドラジンを含んでいない。さらに、弁67を閉じてシュウ酸水溶液のカチオン交換樹脂塔66への供給を停止する。なお、pH4.5のシュウ酸水溶液は、シュウ酸濃度が約20ppmであり、ヒドラジンが存在していない。
(COOH) 2 + H 2 O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O (7)
N 2 H 4 + 2H 2 O 2 → N 2 + 4H 2 O (8)
Due to the decomposition of oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution, the pH of the oxalic acid aqueous solution gradually increases. For example, when the pH of the oxalic acid aqueous solution measured by the
シュウ酸の一部の分解が終了したとき、例えば、シュウ酸濃度が約20ppmになったとき、シュウ酸水溶液は、シュウ酸、及びシュウ酸によって溶解された酸化被膜成分であるFe(III)イオン及びCr(III)イオンを含んでいる。シュウ酸濃度が約20ppmであるシュウ酸水溶液は、Fe(III)イオン及びCr(III)イオンを2ppm含んでいる。BWRプラントの構造部材の表面に白金を付着させるために、シュウ酸濃度が約20ppmであるシュウ酸水溶液に白金イオン及び還元剤であるヒドラジンを注入すると、ヒドラジンの注入によるシュウ酸水溶液のpHの上昇の度合いによっては、Fe(III)イオンが水酸化鉄やマグネタイトを形成してその水溶液中に析出する可能性がある。水酸化鉄やマグネタイトが析出した場合には、析出した水酸化鉄やマグネタイトに注入した白金イオンが白金として付着してしまうために、還元除染された構造物表面への白金の付着量が減少することが、前述したように、発明者らの検討により分かった。還元除染された構造物表面への白金付着量の減少を抑制するために、発明者らは、Fe(III)イオンと錯イオンを形成する錯イオン形成剤、例えば、アンモニアを、後述するように、シュウ酸濃度が約20ppmであるシュウ酸水溶液に添加することにした。 When the partial decomposition of oxalic acid is completed, for example, when the oxalic acid concentration is about 20 ppm, the aqueous oxalic acid solution is oxalic acid and Fe (III) ions which are oxide film components dissolved by oxalic acid. And Cr (III) ions. The oxalic acid aqueous solution having an oxalic acid concentration of about 20 ppm contains 2 ppm of Fe (III) ions and Cr (III) ions. When platinum ions and hydrazine as a reducing agent are injected into an oxalic acid aqueous solution having an oxalic acid concentration of about 20 ppm in order to deposit platinum on the surface of the structural member of the BWR plant, the pH of the oxalic acid aqueous solution increases due to the injection of hydrazine. Depending on the degree, Fe (III) ions may form iron hydroxide or magnetite and precipitate in the aqueous solution. When iron hydroxide or magnetite is deposited, platinum ions injected into the precipitated iron hydroxide or magnetite adhere as platinum, reducing the amount of platinum deposited on the surface of the structure subjected to reductive decontamination. As described above, it has been found out by the inventors. In order to suppress the decrease in the amount of platinum attached to the surface of the structure subjected to reductive decontamination, the inventors have described a complex ion forming agent that forms complex ions with Fe (III) ions, such as ammonia, as described later. In addition, it was decided to add to an oxalic acid aqueous solution having an oxalic acid concentration of about 20 ppm.
錯イオン形成剤を注入する(ステップS4)。シュウ酸の一部分解により、還元除染液のpHが約4.5になったとき、錯イオン形成剤注入装置49から循環配管35内に錯イオン形成剤であるアンモニアを含むアンモニア水が注入される。弁52を開いて注入ポンプ51を駆動すると、薬液タンク50内のアンモニア水が、注入配管53を通して循環配管35内に注入される。アンモニア水の注入前に、注入されたアンモニア水がイオン交換樹脂で除去されるのを防ぐために、弁61を開にして弁67及び弁70を閉にする。シュウ酸濃度が約20ppmのシュウ酸水溶液では、このシュウ酸水溶液のアンモニアの濃度が約20ppmになるように、アンモニア水が注入される。シュウ酸水溶液のアンモニア濃度は、このシュウ酸水溶液のFe(III)イオンの濃度よりも高くする必要がある。しかし、アンモニア濃度があまり高いと、廃液処理に要する時間が長くなるので、例えば、シュウ酸溶液のFe(III)イオンの濃度が2ppmであるときには、シュウ酸水溶液のアンモニア濃度が20ppmになるように、アンモニアが注入される。
A complex ion forming agent is injected (step S4). When the pH of the reductive decontamination solution reaches about 4.5 due to partial decomposition of oxalic acid, ammonia water containing ammonia as a complex ion forming agent is injected into the
ステップS4におけるアンモニアの注入は、例えば、以下のように行う。予め、注入開始直後の循環配管35の注入点でのアンモニア濃度が設定濃度になるように、アンモニア水の循環配管35への注入速度を計算し、さらに、循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液内のアンモニアを設定濃度にするのに必要な、薬液タンク50に充填するアンモニア水の量を計算し、計算されたアンモニア水の量を薬液タンク50に充填する。計算されたアンモニア水の注入速度に合わせて注入ポンプ51の回転速度を制御し、薬液タンク50内のアンモニア水がなくなったときに、注入ポンプ51を停止し、薬液タンク50から循環配管35へのアンモニア水の注入を停止する。
The injection of ammonia in step S4 is performed as follows, for example. The injection rate of ammonia water into the
この結果、Fe(III)イオン及びアンモニアが、循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液内に共存することになる。式(4)、式(5)及び式(6)のそれぞれの反応により、その水溶液内でFe(III)イオンのアンモニア錯イオンが形成され、Fe(III)イオンの溶解度が増加する。このため、シュウ酸水溶液へのヒドラジンの注入により、その水溶液のpH上昇による水酸化鉄及びマグネタイトの析出が抑制される。
As a result, Fe (III) ions and ammonia coexist in the oxalic acid aqueous solution flowing in the
貴金属イオンを含む薬剤、及び還元剤を注入する(ステップS5)。弁42を開いて注入ポンプ41を駆動する。薬液タンク40内の貴金属である白金イオンを含む薬剤の水溶液、すなわち、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物(Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を含む水溶液(白金イオンを含む水溶液)が注入配管43を通って循環配管35内を流れているアンモニアを含むシュウ酸水溶液に注入される。Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液内では、白金はイオン状態になっている。白金イオンを含む薬剤の注入によって生成された、白金イオン及びシュウ酸を含む水溶液が、循環配管35から再循環系配管22内に供給され、再循環系配管22から循環配管35に戻され、循環配管35及び再循環系配管22で形成される閉ループ内を循環する。
A medicine containing noble metal ions and a reducing agent are injected (step S5). The
Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液は、注入されたアンモニアを含んだシュウ酸水溶液が、再循環系配管22内に流入して循環配管35内に排出され、アンモニア水の注入点である注入配管43と循環配管35の接続点に到達した以降であれば、アンモニア水の注入終了前でも循環配管35に注入しても良い。白金イオンの注入は、アンモニアの注入と同様に行われる。予め、注入開始直後の循環配管35の注入点での白金イオン濃度が設定濃度、例えば、1ppmとなるように、Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液の循環配管35への注入速度を計算し、さらに、循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液内の白金イオンを設定濃度にするのに必要な、薬液タンク40に充填するNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液の量を計算し、計算されたNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液の量を薬液タンク40に充填する。計算されたNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液の注入速度に合わせて注入ポンプ41の回転速度を制御し、薬液タンク40内のNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液を循環配管35に注入する。
As for the aqueous solution containing Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 O, the oxalic acid aqueous solution containing the injected ammonia flows into the
還元剤であるヒドラジンを循環配管35に注入する。還元剤であるヒドラジンは、白金イオン及びアンモニアを含むシュウ酸水溶液がヒドラジンの注入点である注入配管48と循環配管35の接続点に到達した以降に循環配管35に注入してもよいが、より好ましくは、薬液タンク40内に充填された前述の所定量の、Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液を全て循環配管35内に注入し終わった直後に注入しても良い。これは、前者の注入の場合には、ヒドラジンによる白金イオンの還元反応が、最初、主にシュウ酸水溶液内で生じるのに対して、後者の注入の場合には、既に、白金イオンが、再循環系配管22の、還元除染が終了した内面に吸着しており、この吸着された白金イオンに対してその還元反応が生じるので、再循環系配管22のその内面への白金付着量が増加すると考えられるからである。
Hydrazine as a reducing agent is injected into the
還元剤であるヒドラジンの、還元剤注入装置44からの注入は、以下のように行われる。弁47を開いて注入ポンプ46を駆動する。薬液タンク45内の還元剤であるヒドラジンが注入配管48を通って循環配管35内を流れている白金イオン及びアンモニアを含んでいるシュウ酸水溶液に注入される。このようなヒドラジンの注入は、アンモニア水の注入と同様に行われる。予め、注入開始直後の循環配管35の注入点でのヒドラジン濃度が設定濃度、例えば、100ppmとなるように、薬液タンク45内のヒドラジン水溶液の循環配管35への注入速度を計算し、さらに、循環配管35内を流れる白金イオン及びアンモニアを含むシュウ酸水溶液内のヒドラジンを設定濃度にするのに必要な、薬液タンク45に充填するヒドラジン水溶液の量を計算し、計算されたヒドラジン水溶液の量を薬液タンク45に充填する。計算されたヒドラジン水溶液の注入速度に合わせて注入ポンプ46の回転速度を制御し、薬液タンク45内のヒドラジン水溶液を循環配管35に注入する。
Injection of hydrazine, which is a reducing agent, from the reducing
還元剤であるヒドラジンの注入により再循環系配管22の内面に吸着された白金イオンが白金に還元される。ヒドラジンによる白金イオンの還元反応は、式(9)のように表される。
By injecting hydrazine as a reducing agent, platinum ions adsorbed on the inner surface of the
Pt4++4OH-+2N2H4 → Pt+4NH2OH ……(9)
シュウ酸水溶液に注入した白金イオンを有効に使用するため、注入するヒドラジンの量は、式(9)の当量よりも多くする必要がある。一方で、過剰なヒドラジンの注入は、後の還元剤の分解処理で負担となるので、ヒドラジンの循環するシュウ酸水溶液への注入量は多くても式(9)の当量の5000倍以下にすることが好ましい。
Pt 4+ + 4OH − + 2N 2 H 4 → Pt + 4NH 2 OH (9)
In order to effectively use platinum ions injected into the oxalic acid aqueous solution, the amount of hydrazine to be injected needs to be larger than the equivalent of the formula (9). On the other hand, since the injection of excess hydrazine is a burden in the subsequent decomposition of the reducing agent, the injection amount of hydrazine into the circulating oxalic acid aqueous solution is at most 5000 times the equivalent of the formula (9). It is preferable.
白金イオン、アンモニア、ヒドラジン(還元剤)及び20ppmのシュウ酸を含む90℃のシュウ酸水溶液が、循環配管35から再循環系配管22に供給される。アンモニアの作用によってシュウ酸水溶液中の鉄イオンが水酸化鉄及びマグネタイトとして析出しなく、再循環系配管22の内面に吸着された白金イオンが、式(9)の還元反応で白金となって再循環系配管22の内面に付着する。
A 90 ° C. oxalic acid aqueous solution containing platinum ions, ammonia, hydrazine (reducing agent) and 20 ppm of oxalic acid is supplied from the
貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入を停止する(ステップS6)。白金イオン注入装置39から循環配管35へのNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液の注入により、薬液タンク40内のNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液がなくなったとき、注入ポンプ41を停止して弁42を閉じ、薬液タンク40から循環配管35へのNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液の注入を停止する。錯イオン形成剤注入装置49から循環配管35への還元剤であるヒドラジンの注入により、薬液タンク45内のヒドラジン水溶液がなくなったとき、注入ポンプ46を停止して弁47を閉じ、薬液タンク45から循環配管35へのヒドラジン水溶液の注入を停止する。
The injection of the medicine containing the noble metal ion and the reducing agent is stopped (step S6). By injection of an aqueous solution containing Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 O from
還元剤であるヒドラジンの水溶液の注入停止後においても、所定時間の間、例えば4時間程度、白金イオン、アンモニア、ヒドラジン(還元剤)及び20ppmのシュウ酸を含む90℃のシュウ酸水溶液を、循環配管35および再循環系配管22で形成された閉ループで循環させる。この循環によって、シュウ酸水溶液に含まれる白金イオンが、前述したように、式(9)に示される反応により白金として析出し、この白金が再循環系配管22の内面に付着する。
Even after the injection of the aqueous solution of hydrazine as a reducing agent is stopped, a 90 ° C. aqueous oxalic acid solution containing platinum ions, ammonia, hydrazine (reducing agent) and 20 ppm oxalic acid is circulated for a predetermined time, for example, about 4 hours. Circulation is performed in a closed loop formed by the piping 35 and the
還元除染剤及び還元剤の分解を実施する(ステップS3c)。還元剤の注入が停止されて前述の所定時間(例えば、4時間)が経過した後、還元除染剤分解工程が再開される。ステップS3aと同様に、弁72を開いて弁62の開度を調整して循環配管35内を流れる白金イオン、ヒドラジン(還元剤)及びシュウ酸を含む水溶液の一部を、分解装置77に供給する。前述のシュウ酸及びヒドラジン(pH調整剤)の分解と同様に、その水溶液に含まれるヒドラジン(還元剤)及びシュウ酸が、過酸化水素、及び分解装置77内に充填された、ルテニウムを担持した活性炭触媒の作用によって分解される(還元除染剤分解工程)。分解装置77に供給される水溶液に含まれる白金イオンは、水溶液に含まれるヒドラジンの作用により白金になり、水溶液中に白金ナノ粒子となって析出する。この白金が、分解装置77内でルテニウムと同様に触媒として作用する。分解装置77内で、供給される水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、配管58により分解装置77に供給された過酸化水素、及びその水溶液内で生成された上記の白金の作用によっても分解される。分解装置77から排出された水溶液が循環配管35内を流れる水溶液に混合され、循環配管35及び再循環系配管22を含む閉ループを循環する。弁61及び弁67のそれぞれの開度が調整され、その水溶液の一部がカチオン交換樹脂塔66に通水されてカチオン成分が浄化される。閉ループを循環する水溶液の導電率が導電率計101で測定される。測定された水溶液の導電率が設定導電率に低下したとき、シュウ酸水溶液(pHは5.6)のシュウ酸濃度が10ppmに低下し、シュウ酸及びヒドラジンの分解が終了する。このとき、ヒドラジンは全て分解されている。弁62が全開にされ、供給ポンプ56が停止され、弁57,72が閉じられて全閉状態になる。
The reduction decontamination agent and the reduction agent are decomposed (step S3c). After the injection of the reducing agent is stopped and the aforementioned predetermined time (for example, 4 hours) has elapsed, the reducing decontaminating agent decomposition step is restarted. As in step S3a, the
還元除染剤及び還元剤が分解された水溶液の浄化を実施する(ステップS7)。ステップS3cの工程が終了した後、弁64を開いて弁60を閉じ、弁70を開いて弁61、67を閉じる。加熱器32による、シュウ酸及びヒドラジンが分解された水溶液の加熱が停止され、この水溶液が冷却器63で冷却されて水溶液の温度が例えば60℃に調節される。60℃になった、白金付着処理に使用した水溶液が、混床樹脂塔69に供給される。その水溶液に残留している金属イオン成分、除染剤成分、錯形成剤、還元剤及び水溶液中に析出した白金粒子が混床樹脂塔69内のイオン交換樹脂に捕集されて水溶液から除去される。この水溶液に含まれるアンモニアは、混床樹脂塔69内の陰イオン交換樹脂により除去される。水溶液にこの時までに含まれる他の不純物、すなわち、放射性核種を含む金属陽イオン、及び陰イオンが混床樹脂塔69で除去される(浄化工程)。
Purification of the reducing decontamination agent and the aqueous solution in which the reducing agent is decomposed is performed (step S7). After the step S3c is completed, the
廃液を処理する(ステップS8)。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35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35及び再循環系配管22内に存在する水溶液は、放射性廃液である。その水溶液は高圧ホースに設けられたポンプを駆動して循環配管35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。循環配管35及び再循環系配管22内の全ての水溶液が、廃液処理装置に排出される。
The waste liquid is processed (step S8). After the purification process is completed, the
その後、開閉弁36,59を閉じて弁80を開いて、循環配管35及び配管76内に水を充填し、循環ポンプ29,33を駆動する。その水が、循環配管35及び配管76で形成される閉ループ内を循環し、循環配管35等の内面を洗浄する。洗浄終了後、循環配管35及び配管76内に水は、廃液となり、循環配管35外に排出される。これにより、本実施例における再循環系配管22の化学除染の全工程が終了する。
Thereafter, the on-off
酸化除染工程、酸化除染剤分解工程、還元除染工程、還元除染剤分解工程及び浄化工程が複数回、例えば、2〜3回繰り返される場合には、ステップS4〜S6の各ステップは最後の還元除染剤分解工程で行われる。 When the oxidative decontamination step, the oxidative decontamination agent decomposition step, the reductive decontamination step, the reductive decontamination agent decomposition step and the purification step are repeated a plurality of times, for example, 2 to 3 times, each step of steps S4 to S6 is performed. It is performed in the final reduction decontamination agent decomposition step.
化学除染の全工程が終了した後、循環配管35と廃液処理装置を接続している高圧ホースを取り外し、循環配管35の両端部が再循環系配管22から取り外される。再循環系配管22及び浄化系配管20が循環配管35の接続前の状態に復旧され、その後で、BWRプラントの運転が開始される。
After all the chemical decontamination processes are completed, the high-pressure hose connecting the
本実施例では、還元除染液に含まれているシュウ酸の一部を分解し(ステップS3)、シュウ酸(約20ppm)が残っている状態でシュウ酸水溶液に白金イオン及びヒドラジン(還元剤)を添加するため、再循環系配管22の内面への白金の付着が終了した後、シュウ酸及びヒドラジンが、分解装置77で分解される。その水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンは、分解装置77内において、分解装置77内の触媒(例えば、活性炭触媒)及び過酸化水素の作用によって分解されるだけでなく、その過酸化水素、及びその水溶液中の白金イオンがヒドラジンによって還元されて生成された白金の作用によっても分解される。このため、本実施例では、その水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジンの分解が早く終了し、ステップS3a及びS3cにおけるシュウ酸(還元除染剤)の分解に要する時間を、特開2000−105295号公報の還元除染剤分解工程における還元除染剤の分解に要する時間よりも短縮することができる。このような本実施例は、再循環系配管22の内面への化学除染及びその内面への白金粒子の付着の両者を行うのに要する時間を短縮できる。
In this embodiment, a part of oxalic acid contained in the reductive decontamination solution is decomposed (step S3), and platinum ions and hydrazine (reducing agent) are added to the oxalic acid aqueous solution in a state where oxalic acid (about 20 ppm) remains. ), The oxalic acid and hydrazine are decomposed by the
また、BWRプラントの運転が停止されている期間において、本実施例で用いられた貴金属注入装置30を用いて再循環系配管22の内面への化学除染を実施し、この化学除染の工程の最後の浄化工程が終了した後に、貴金属注入装置30を用いて白金イオン及びヒドラジン(還元剤)を含む水溶液を再循環系配管22の内面に接触させて再循環系配管22の内面に白金粒子を付着させることが考えられる。本実施例は、シュウ酸の分解途中でシュウ酸が20ppm残っている状態で、白金を再循環系配管22の内面に付着できるので、原子力プラントの構造部材の表面の化学除染及びその表面への貴金属の付着に要する時間は、シュウ酸の分解が終了した後に再循環系配管22の内面に白金を付着させる場合に比べて短縮することができる。
In addition, during the period when the operation of the BWR plant is stopped, chemical decontamination is performed on the inner surface of the
本実施例における上記した還元除染剤の分解に要する時間は、上記のケースにおける還元除染剤の分解に要する時間よりも短縮できる。さらに、本実施例では、再循環系配管22の内面への白金粒子の付着に用いたヒドラジン(還元剤)の分解は、ヒドラジンの分解速度が速いため、ステップS3cにおける還元除染剤(シュウ酸)の分解時間内で行うことができる。このため、本実施例は、還元除染剤の分解に要する時間以外に、上記のケースのような、白金粒子の付着に用いたヒドラジンを分解させるための時間を必要としない。
The time required for decomposing the reductive decontaminating agent in this embodiment can be shorter than the time required for decomposing the reductive decontaminating agent in the above case. Furthermore, in this embodiment, the decomposition of hydrazine (reducing agent) used for the adhesion of platinum particles to the inner surface of the
さらに本実施例では、錯イオン形成剤であるアンモニアをシュウ酸水溶液に注入している。このため、化学除染により再循環系配管22の内面の酸化被膜の溶解によって生じたFe(III)イオンが注入されたアンモニアと反応し、Fe(III)イオンのアンモニア錯イオンが生成される。Fe(III)イオンのアンモニア錯イオンの溶解度がFe(III)イオンの溶解度よりも増大する。この結果、再循環系配管22の内面に白金を付着させるために、Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を含む水溶液及びヒドラジン(還元剤)がアンモニアを含むシュウ酸水溶液に注入されたとき、このシュウ酸水溶液のpHがそのヒドラジンの作用により上昇したとしても、シュウ酸水溶液内のFe(III)イオンが水酸化鉄及びマグネタイトになって析出することを著しく抑制することができる。したがって、シュウ酸水溶液に含まれている白金イオンが再循環系配管22の内面に吸着されてヒドラジンの作用によって白金として再循環系配管22の内面に付着する量が著しく増大する。再循環系配管22の内面に所定量の白金が付着するのに要する時間が短縮される。
Further, in this embodiment, ammonia, which is a complex ion forming agent, is injected into the oxalic acid aqueous solution. For this reason, Fe (III) ions generated by dissolution of the oxide film on the inner surface of the
本実施例では、錯イオン形成剤(例えば、アンモニア)を含む水溶液がシュウ酸水溶液に注入された後で、Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を含む水溶液、すなわち、白金イオンを含む水溶液がそのシュウ酸水溶液に注入されるので、シュウ酸水溶液に含まれている白金イオンが、白金として、有効に再循環系配管22の内面に付着する。
In this example, an aqueous solution containing Na 2 [Pt (OH) 6 ] · nH 2 O) is injected after an aqueous solution containing a complex ion forming agent (for example, ammonia) is injected into the oxalic acid aqueous solution, that is, platinum ions. Is injected into the oxalic acid aqueous solution, platinum ions contained in the oxalic acid aqueous solution effectively adhere to the inner surface of the
本実施例によれば、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が20ppm(pHが約4.5)であり、再循環系配管22がそのシュウ酸水溶液によって溶解されないため、再循環系配管22の内面に接触される水溶液がシュウ酸を含んでいる状態で再循環系配管22の内面に白金粒子を効率良く付着させることができる。特に、この水溶液が還元剤であるヒドラジンを含んでいるので、白金イオンがヒドラジンにより再循環系配管22の内面付近で効率的に白金に還元される。このため、再循環系配管22の内面に接触するその水溶液が90℃の低温であっても、白金粒子が再循環系配管22の内面に効率良く付着し、付着した白金粒子がその内面において緻密になっている。
According to this embodiment, the oxalic acid aqueous solution has an oxalic acid concentration of 20 ppm (pH is about 4.5), and the
BWRプラントの運転が停止されている期間で、再循環系配管22の内面に白金粒子を付着させるので、再循環系配管22の内面に白金粒子が付着した状態でBWRプラントを起動することができる。このため、BWRプラントの起動後、特に、BWRプラントの起動から3ヶ月の間に、放射性核種であるCo−60を取り込み易い酸化皮膜が再循環系配管22の内面に形成されることが、再循環系配管22の内面に付着した白金粒子によって抑制される。これは、再循環系配管22の表面線量率を低下させることに貢献する。
Since the platinum particles are adhered to the inner surface of the
BWRプラントの起動時からRPV12内の炉水に水素を注入したとき、再循環系配管22の内面に付着した白金の触媒作用により、再循環系配管22内を流れる炉水に溶存している酸素とその水素の反応が促進されることで腐食電位を下げることができる。このため、BWRプラントの起動時における、ステンレス鋼製の再循環系配管22における応力腐食割れの発生を抑制することができる。
When hydrogen is injected into the reactor water in the RPV 12 from the start of the BWR plant, oxygen dissolved in the reactor water flowing in the
本実施例では、pH調整剤として使用できる還元剤であるヒドラジンを用いているので、後述の実施例5のように、還元剤注入装置44及びpH調整剤注入装置96を別々に設ける必要がなく、貴金属注入装置30がコンパクト化される。
In this embodiment, because of the use of hydrazine as a reducing agent which can be used as a pH adjusting agent, as in Example 5 below,
本実施例では、Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を含む水溶液及びヒドラジン(還元剤)を含むシュウ酸水溶液を用いて再循環系配管22の内面に白金を付着させる前におけるシュウ酸及びヒドラジン(pH調整剤)を分解装置77で分解し、その内面への白金の付着後における、シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジン(還元剤)の分解も、分解装置77を用いて行われる。このため、還元剤の分解に別の分解装置を用いる必要がなく、貴金属注入装置30の構成を単純化することができる。
In this example, before attaching platinum to the inner surface of the
本実施例では、60℃〜100℃の範囲内の90℃に加熱するので、再循環系配管22の内面への白金粒子の付着を短時間に行うことができ、貴金属注入装置30を耐圧構造にする必要がなく小型化できる。
In the present embodiment, since heating is performed to 90 ° C. within a range of 60 ° C. to 100 ° C., platinum particles can be attached to the inner surface of the
ステップS3aにおいてシュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸及びヒドラジン(pH調整剤)を分解装置77内で分解し、シュウ酸の一部を分解して(ステップS3b)、シュウ酸水溶液のpHが4になったとき、シュウ酸の分解を停止して、再循環系配管22の内面への白金の付着を行ってもよい。シュウ酸水溶液のpHが4のとき、その水溶液のシュウ酸濃度は50ppmであり、約5ppmのFe(III)イオン及びCr(III)イオンがその水溶液に含まれている。ステップS4で、シュウ酸水溶液のアンモニア濃度が約50ppmになるように、アンモニア水がそのシュウ酸水溶液に注入される。このため、ステップS5で注入される還元剤によるシュウ酸水溶液のpHの増大によって水酸化鉄及びマグネタイトの析出がアンモニアの作用により抑制される。したがって、ステップS5でシュウ酸水溶液に注入した白金イオンが再循環系配管22の内面に白金として付着する量を、前述したように、増大させることができる。
In step S3a, oxalic acid and hydrazine (pH adjusting agent) contained in the oxalic acid aqueous solution are decomposed in the
本発明の他の好適な実施例である実施例2の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図7及び図8を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に用いられる貴金属注入装置30Aを図8を用いて説明する。貴金属注入装置30Aは貴金属注入装置30に鉄(III)イオン濃度測定装置81、弁82及び配管83を追加した構成を有する。鉄(III)イオン濃度測定装置81及び弁82が配管83に設置されている。配管83の両端部は、循環ポンプ33と弁34の間で循環配管35に接続される。鉄(III)イオン濃度測定装置81としては、例えば、イオンクロマトグラフィーが用いられる。貴金属注入装置30Aの他の構成は貴金属注入装置30と同じである。
A noble
貴金属注入装置30Aを用いた本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図7を用いて詳細に説明する。本実施例の貴金属付着方法は、ステップS1〜S8の各工程を実施する実施例1の貴金属付着方法にステップS9の工程を追加した方法である。ステップS9の工程は、ステップS1及びS2の各工程が実施され、ステップS3の還元除染剤の分解工程においてステップS3bで実施された「シュウ酸の一部の分解」が終了してシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が例えば約20ppmになった時点と、錯イオン形成剤注入工程(ステップS4)との間に実施される。
A method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant of the present embodiment using the noble
シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度が測定され、測定されたFe(III)イオン濃度がFe(III)イオン設定濃度以下であるかが判定される(ステップS9)。シュウ酸水溶液に含まれるシュウ酸の一部が分解装置77で分解され、シュウ酸濃度が低下する。シュウ酸濃度が20ppmになったとき、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度が2ppmになる。Fe(III)イオン濃度2ppmは、本実施例における、錯イオン形成剤の注入を開始するときのFe(III)イオン設定濃度である。また、シュウ酸濃度が50ppmになったとき(シュウ酸水溶液のpHが4になったとき)に錯イオン形成剤を注入する場合には、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度がFe(III)イオン設定濃度である5ppmになったときに錯イオン形成剤の注入が開始される。シュウ酸濃度が10ppmになったときに錯イオン形成剤を注入する場合には、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度がFe(III)イオン設定濃度である1ppmになったときに錯イオン形成剤の注入が開始される。
The Fe (III) ion concentration of the oxalic acid aqueous solution is measured, and it is determined whether the measured Fe (III) ion concentration is less than or equal to the Fe (III) ion set concentration (step S9). A part of the oxalic acid contained in the oxalic acid aqueous solution is decomposed by the
弁82が開いており、循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液の一部が配管83内を流れる。配管83内を流れるシュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度が、鉄(III)イオン濃度測定装置81で測定される。再循環系配管22の内面への白金付着の阻害要因となるのは、シュウ酸水溶液のFe(III)イオンである。このため、本実施例では、シュウ酸水溶液のFe(III)イオンを鉄(III)イオン濃度測定装置81によって連続的に測定するため、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度が錯イオン形成剤注入開始時のFe(III)イオン設定濃度まで低下したことを直ぐに確認することができる。
The
測定されたFe(III)イオン濃度がFe(III)イオン設定濃度(例えば、2ppm)まで低下しないとき(ステップS9の判定が「NO」であるとき)には、シュウ酸の分解が継続して行われる。Fe(III)イオン濃度の測定値がFe(III)イオン設定濃度(例えば、2ppm)に低下してステップS9の判定が「YES」になったとき、ステップS4の工程における錯イオン形成剤であるアンモニアの注入が行われる。アンモニアが循環配管35に注入された後は、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度を測定する必要がなくなるので、弁82が閉じられる。
When the measured Fe (III) ion concentration does not decrease to the Fe (III) ion set concentration (for example, 2 ppm) (when the determination in step S9 is “NO”), the decomposition of oxalic acid continues. Done. When the measured value of the Fe (III) ion concentration is reduced to the Fe (III) ion set concentration (for example, 2 ppm) and the determination in Step S9 is “YES”, it is a complex ion forming agent in the process of Step S4. Ammonia injection is performed. After ammonia is injected into the
その後、実施例1と同様に、ステップS5、S6,S3c,S7及びS8の各工程が実施される。ステップS8の工程が終了した後、貴金属注入装置30Aの循環配管35が再循環系配管22から取り外される。その後、再循環系配管22の内面に白金粒子を付着しているBWRプラントが起動される。
Thereafter, similarly to the first embodiment, steps S5, S6, S3c, S7, and S8 are performed. After the step S8 is completed, the
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。本実施例は、鉄(III)イオン濃度測定装置81によってシュウ酸水溶液の鉄(III)イオン濃度を測定するので、錯イオン形成剤であるアンモニアの注入時期を適切に把握することができる。
In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In this embodiment, since the iron (III) ion concentration of the oxalic acid aqueous solution is measured by the iron (III) ion
実施例4ないし6及び8のそれぞれの実施例において、ステップS3bの還元除染剤の一部を分解しているときにステップS9の工程を実施し、ステップS9の判定が「YES」になったとき、ステップS4の錯イオン形成剤注入工程を実施してもよい。また、実施例7において、浄化工程(ステップS7)でステップS9の工程を実施し、ステップS9の判定が「YES」になったとき、ステップS4の錯イオン形成剤注入工程を実施してもよい。 In each of Examples 4 to 6 and 8, when part of the reductive decontamination reagent in Step S3b was being decomposed, the process in Step S9 was performed, and the determination in Step S9 was “YES”. In some cases, the complex ion forming agent injection step of step S4 may be performed. Moreover, in Example 7, the process of step S9 may be performed in the purification process (step S7), and when the determination of step S9 becomes “YES”, the complex ion forming agent injection process of step S4 may be performed. .
本発明の他の好適な実施例である実施例3の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図9及び図10を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に用いられる貴金属注入装置30Bを図10を用いて説明する。貴金属注入装置30Bは、実施例2で用いる貴金属注入装置30Aに錯イオン形成剤注入濃度決定装置84を追加した構成を有する。錯イオン形成剤注入濃度決定装置84は鉄(III)イオン濃度測定装置81に接続される。貴金属注入装置30Bの他の構成は貴金属注入装置30Aと同じである。
A noble
貴金属注入装置30Bを用いた本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図9を用いて詳細に説明する。本実施例の貴金属付着方法は、ステップS1〜S8の各工程を実施する実施例1の貴金属付着方法にステップS10及びS11の各工程を追加した方法である。ステップS10及びS11の各工程は、ステップS1及びS2の各工程が実施され、ステップS3の還元除染剤の分解工程においてステップS3bで実施された「シュウ酸の一部の分解」が終了してシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が例えば50ppmになった時点と、錯イオン形成剤注入工程(ステップS4)との間に実施される。
A method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant of the present embodiment using the noble
シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度が測定される(ステップS10)。このステップS10では、実施例2のステップS9と同様に、弁82を開いて循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液の一部が配管83に供給され、鉄(III)イオン濃度測定装置81がこのシュウ酸水溶液の鉄(III)イオン濃度を測定する。
The Fe (III) ion concentration of the oxalic acid aqueous solution is measured (step S10). In step S10, as in step S9 of the second embodiment, a part of the oxalic acid aqueous solution flowing through the
錯イオン形成剤の注入濃度が決定される(ステップS11)。鉄(III)イオン濃度測定装置81で測定されたシュウ酸水溶液の鉄(III)イオン濃度が、錯イオン形成剤注入濃度決定装置84に入力される。錯イオン形成剤注入濃度決定装置84は、測定された鉄(III)イオン濃度を用いて錯イオン形成剤の注入濃度を決定し、さらに、この錯イオン形成剤の注入濃度に基づいて錯イオン形成剤の注入量を決定する。
The injection concentration of the complex ion forming agent is determined (step S11). The iron (III) ion concentration of the oxalic acid aqueous solution measured by the iron (III) ion
本実施例では、再循環系配管22の内面に白金を付着させる処理のタイミングを実施例1よりも早くするため、ステップS3bにおけるシュウ酸の一部の分解を、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が例えば50ppm(シュウ酸水溶液のpHが4)になった時点で終了する。このため、ステップS5において、シュウ酸濃度が実施例1よりも高い条件、例えば50ppm程度残留している時点で循環配管35への白金イオンを含む水溶液の注入が行われる。残留しているシュウ酸の濃度が高いため、シュウ酸水溶液に残留しているFe(III)イオン濃度も高くなる。シュウ酸濃度が50ppm程度であると、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度は5ppm程度になる可能性がある。したがって、還元剤であるヒドラジンのシュウ酸水溶液への注入によるpH上昇に伴うFe(III)イオンの析出を抑制するために、シュウ酸水溶液に注入する錯イオン形成剤であるアンモニアの濃度は、実施例1におけるその濃度よりも高くする必要がある。
In this embodiment, in order to make the timing of the process of attaching platinum to the inner surface of the
このため、前述したように、鉄(III)イオン濃度測定装置81で測定された鉄(III)イオン濃度を用いて、錯イオン形成剤注入濃度決定装置84がアンモニアの注入濃度を決定する。例えば、測定された、シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度が5ppmであるとき、錯イオン形成剤注入濃度決定装置84は、例えば、そのFe(III)イオン濃度の10倍以上のアンモニア濃度となるように、注入するアンモニアの濃度を50ppmに決定する。さらに、錯イオン形成剤注入濃度決定装置84は、決定されたアンモニアの注入濃度を用いて錯イオン形成剤注入装置49の薬液タンク50から注入するアンモニアの注入量を決定する。決定された、濃度50ppmのアンモニアの注入量が薬液タンク50内に充填される。
Therefore, as described above, the complex ion forming agent injection
その後、ステップS4の工程における錯イオン形成剤であるアンモニアの注入が行われる。そして、実施例1と同様に、ステップS5、S6,S3c,S7及びS8の各工程が実施される。ステップS8の工程が終了した後、貴金属注入装置30Bの循環配管35が再循環系配管22から取り外される。その後、再循環系配管22の内面に白金粒子を付着しているBWRプラントが起動される。
Thereafter, ammonia, which is a complex ion forming agent in the step S4, is injected. And each process of step S5, S6, S3c, S7, and S8 is implemented similarly to Example 1. FIG. After the process of step S8 is complete | finished, the circulation piping 35 of the noble metal injection | pouring
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。なお、使用したアンモニア濃度が実施例1よりも高いため、廃液処理に使用するイオン交換樹脂をそれに合わせて実施例1よりも増やす必要がある。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. In addition, since the used ammonia concentration is higher than Example 1, it is necessary to increase the ion exchange resin used for a waste liquid process from Example 1 according to it.
シュウ酸水溶液のFe(III)イオン濃度の替りに、導電率計101で測定した、シュウ酸水溶液の導電率を用いて、錯イオン形成剤の注入濃度を決定し、さらに、この錯イオン形成剤の注入濃度に基づいて錯イオン形成剤の注入量を決定してもよい。
Instead of the Fe (III) ion concentration in the oxalic acid aqueous solution, the conductivity of the oxalic acid aqueous solution measured by the
本発明の他の好適な実施例である実施例4の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図11〜図14を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の貴金属付着方法で用いられる貴金属注入装置30Cを図12、図13及び図14を用いて説明する。貴金属注入装置30Cは、実施例1で用いる貴金属注入装置30に貴金属付着量測定装置85、弁78及び配管97を追加した構成を有する。貴金属付着量測定装置85及び弁78が配管97に設置されている。配管97の両端部は、循環ポンプ33と弁34の間で循環配管35に接続される。貴金属注入装置30Cの他の構成は貴金属注入装置30と同じである。
A noble metal injection apparatus 30C used in the noble metal adhesion method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. The noble metal injection device 30C has a configuration in which a noble metal adhesion
貴金属付着量測定装置85は、水晶振動子電極装置86及び貴金属厚み算出装置92を有する。水晶振動子電極装置86は、弁78の下流で配管97に設けられる。水晶振動子電極装置86の配管97への取り付け構造を、図13を用いて詳細に説明する。弁体を取り外した弁ボンネット94が弁78の下流で配管97に取り付けられる。具体的には、弁ボンネット94のフランジ94A,94Bが配管97に接続される。水晶振動子電極装置86は弁ボンネット94内に配置される。水晶振動子電極装置86の長く伸びた電極ホルダ88が、弁ボンネット94に取り付けられたフランジ95にフィードスルー91を用いて取り付けられている。弁ボンネット94内で電極ホルダ88の先端部に金属部材89が設けられる。
The noble metal adhesion
水晶振動子電極装置86の詳細な構造を、図14を用いて説明する。水晶振動子電極装置86は、水晶87、金属部材89、シール部材90及び電極ホルダ88を有する。水晶87が、電極ホルダ88の先端部に形成された窪み内に設置されている。金属部材89が、電極ホルダ88のその窪みの開放端側で水晶87の表面に取り付けられる。金属部材89は、原子力プラントの構造部材と同じ材質の金属部材(例えば、ステンレス鋼部材または炭素鋼部材)である。本実施例では、貴金属付着対象物がステンレス鋼製の再循環系配管22であるので、金属部材89はステンレス鋼製である。シール部材90が、電極ホルダ88の窪み内に設置された水晶87の表面のうち金属部材89及び電極ホルダ88に接触する表面以外の表面を全面に亘って覆っている。電極ホルダ88内を貫通する2本の配線93が水晶87に接続される。各配線93は貴金属厚み算出装置(貴金属付着量算出装置)92に接続される。貴金属厚み算出装置92は表示装置(図示せず)に接続される。
The detailed structure of the crystal
貴金属注入装置30Cを用いた本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図11を用いて説明する。本実施例の貴金属付着方法は、ステップS1〜S8の各工程を実施する実施例1の貴金属付着方法にステップS12及びS13の各工程を追加した方法である。 A method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to the present embodiment using the noble metal injection device 30C will be described with reference to FIG. The noble metal deposition method of the present embodiment is a method in which the steps S12 and S13 are added to the noble metal deposition method of the first embodiment in which the steps S1 to S8 are performed.
本実施例では、実施例1と同様に、ステップS1で、貴金属注入装置30Cの循環配管35の両端部が再循環系配管22に接続され、その後、ステップS2(酸化除染及び還元除染)が実施される。さらに、ステップS3の還元除染剤の分解工程においてステップS3bで実施された「シュウ酸の一部の分解」が終了してシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が例えば約20ppmになった後で、ステップS4〜S6の各工程を実施する。ステップS6が終了した後に、ステップS12の工程が実施される。
In the present embodiment, as in the first embodiment, both ends of the
貴金属付着量を測定する(ステップS12)。ステップS6での、還元剤であるヒドラジン水溶液の注入停止後においても、前述したように、「所定時間(例えば4時間)の間、白金イオン、アンモニア、ヒドラジン(還元剤)及び20ppmのシュウ酸を含む90℃のシュウ酸水溶液が、循環配管35および再循環系配管22で形成された閉ループ内を循環され、再循環系配管22の内面への白金の付着が行われる。
A precious metal adhesion amount is measured (step S12). Even after stopping the injection of the reducing agent hydrazine aqueous solution in step S6, as described above, “for a predetermined time (for example, 4 hours), platinum ions, ammonia, hydrazine (reducing agent) and 20 ppm of oxalic acid are added. The 90 ° C. aqueous solution containing oxalic acid is circulated in the closed loop formed by the
再循環系配管22から循環配管35に排出されたそのシュウ酸水溶液の一部が、配管97に流入し、弁ボンネット94内に達する。このシュウ酸水溶液に含まれた白金イオンがヒドラジンの作用によって還元されて白金となり再循環系配管22の内面に付着するのと同様に、白金イオンがヒドラジンで還元されることにより生成された白金が、弁ボンネット94内に配置された水晶振動子電極装置86の金属部材89の、その水溶液と接触する表面に付着する。金属部材89はステンレス鋼製であるため、金属部材89のその表面への白金粒子の付着度合いは、再循環系配管22の内面における白金粒子の付着度合いと実質的に同じである。金属部材89の表面に付着した皮膜状の白金粒子の厚みを測定することによって、再循環系配管22の内面に付着された皮膜状の白金粒子の厚みを知ることができる。
Part of the oxalic acid aqueous solution discharged from the
水晶振動子電極装置86の金属部材89の表面に皮膜状の白金粒子の厚みの測定を、詳細に説明する。白金イオン、アンモニア、ヒドラジン及びシュウ酸を含む水溶液を再循環系配管22に供給している間、一本の配線93を通して貴金属厚み算出装置92から水晶87に電圧を印加する。この電圧の印加によって水晶87が振動され、金属部材89も水晶87と一緒に振動する。水晶87及び金属部材89の振動数が、水晶87に接続されたもう一本の配線93を通して貴金属厚み算出装置92伝えられる。金属部材89の、シュウ酸水溶液と接触する表面に白金粒子が付着すると金属部材89が重くなるので、金属部材89を含む水晶87の振動数は、金属部材89の表面に白金粒子が付着していないときの金属部材89を含む水晶87の振動数よりも減少する。これらの振動数の差が、金属部材89の表面に白金粒子が付着して増加した金属部材89の重量を表している。貴金属厚み算出装置92は、入力した振動数に基づいて、その振動数の差、すなわち、白金粒子の付着による金属部材89の重量の増加分を算出する。この重量の増加分が金属部材89の表面に付着した白金粒子の重量である。
The measurement of the thickness of the film-like platinum particles on the surface of the
貴金属厚み算出装置92は、特開2010−127788号公報に記載された皮膜厚み算出装置におけるマグネタイト皮膜の厚みの算出と同様に、白金の密度を用いて金属部材89の表面に付着した皮膜状の白金粒子の厚みを求める。金属部材89の表面に付着した白金粒子の厚みは、再循環系配管22に白金イオン、アンモニア、ヒドラジン(還元剤)及びシュウ酸を含む水溶液を供給している間、貴金属厚み算出装置92によって継続して求められる。金属部材89の表面に付着した白金粒子の、求められた厚みは、表示装置(図示せず)に表示される。本実施例で用いられる水晶振動子電極装置86は、特開2010−127788号公報の図8に示された「水晶振動子電極装置16」のように、温度が90℃と低いシュウ酸水溶液中でも、金属部材89の表面に付着した白金粒子の厚みを精度良く測定することができる。
The precious metal
貴金属付着量が貴金属設定付着量以上であるかを判定する(ステップS13)。オペレータは、表示装置に表示された金属部材89の表面に付着した白金粒子の付着量が、貴金属設定付着量(例えば、1μg/cm2)以上になっているかを判定する。この判定は、貴金属厚み算出装置92で求められた、金属部材89の表面に付着した皮膜状の白金粒子の付着量を入力する演算装置(図示せず)で行ってもよい。この演算装置は、入力した、金属部材89の表面に付着した皮膜状の白金粒子の付着量と、貴金属設定付着量(例えば、1μg/cm2)を比較し、金属部材89の表面における白金粒子の付着量が、その貴金属設定付着量以上になっているかを判定する。この判定結果は、演算装置から表示装置(図示せず)に出力されてこの表示装置に表示される。
It is determined whether the noble metal adhesion amount is equal to or greater than the noble metal set adhesion amount (step S13). The operator determines whether the amount of platinum particles adhering to the surface of the
金属部材89の表面における白金粒子の付着量が貴金属設定付着量未満であるとき(ステップS13の判定が「NO」であるとき)、金属部材89への白金の付着処理、すなわち、再循環系配管22の内面への白金の付着処理が継続して行われる。金属部材89の表面における白金粒子の付着量が貴金属設定付着量以上であるとき(ステップS13の判定が「YES」であるとき)、ステップS3cの分解工程が実施される。
When the adhesion amount of platinum particles on the surface of the
ステップS3cの分解工程が終了した後、ステップS7及びS8の各工程が実施される。ステップS8の工程が終了した後、貴金属注入装置30Cの循環配管35が再循環系配管22から取り外される。その後、再循環系配管22の内面に白金粒子を付着しているBWRプラントが起動される。
After the disassembly process of step S3c is completed, the processes of steps S7 and S8 are performed. After the step S8 is completed, the
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。また、本実施例は、貴金属付着量測定装置85を用いているので、再循環系配管22の内面への白金の付着量を精度良く測定することができ、所定量の白金が再循環系配管22の内面に付着したことを確認することができる。
In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Further, since the present embodiment uses the noble metal adhesion
本発明の他の好適な実施例である実施例5の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図15を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の貴金属付着方法で用いられる貴金属注入装置30Dを図15を用いて説明する。貴金属注入装置30Dは、実施例1で用いる貴金属注入装置30にpH調整剤注入装置96を追加した構成を有する。貴金属注入装置30Dの他の構成は貴金属注入装置30と同じである。
A noble
pH調整剤注入装置96は、薬液タンク97、注入ポンプ98及び注入配管100を有する。薬液タンク98は、注入ポンプ97及び弁99を有する注入配管100によって循環配管35に接続される。薬液タンク97には、pH調整剤であるヒドラジンが充填されている。
The pH
貴金属注入装置30Dの還元剤注入装置44の薬液タンク45には、還元剤である尿素が充填されている。尿素はpHを調節することができないため、本実施例で用いる貴金属注入装置30DはpH調整剤注入装置96を備えている。
The
貴金属注入装置30Dを用いた本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、図1に示す手順、すなわち、ステップS1〜S8の各工程を実施する。ステップS4〜S6の各工程は、ステップS3bの「還元除染剤(例えば、シュウ酸)の一部を分解する工程」が終了してシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が20ppmになった時点と、ステップS3cの「還元除染剤及び還元剤の分解工程」との間で実施される。本実施例の貴金属付着方法は、ステップS2で実施される還元除染工程及びステップS5で実施される還元剤の注入工程が、実施例1と異なっている。本実施例の残りのステップの各工程は、実施例1と同じである。
The noble metal adhesion method to the structural member of the nuclear power plant of the present embodiment using the noble
本実施例におけるステップS2の還元除染工程では、エゼクタ37から配管74内に供給されるシュウ酸を用いてサージタンク31内で生成されて循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液(還元除染液)に、注入ポンプ98を駆動して弁99を開くことにより、薬液タンク97内のpH調整剤であるヒドラジンが注入配管100を通して循環配管35に注入される。このヒドラジンの注入により、pHが2.5で温度が90℃の還元除染液が生成される。このシュウ酸水溶液が循環配管35から再循環系配管22に供給され、再循環系配管22の内面の還元除染が行われる。
In the reductive decontamination process of step S2 in this embodiment, an oxalic acid aqueous solution (reductive decontamination solution) that is generated in the
その後、ステップS3の還元除染剤の分解工程において、ステップS3bの「シュウ酸の一部の分解」が行われる。ステップS3cでの分解が終了してシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が20ppmになったとき、前述のステップS4〜S6の各工程が実行される。ステップS4では、錯イオン形成剤であるアンモニアが循環配管35に注入される。さらに、ステップS5の還元剤の注入工程では、薬液タンク45内の還元剤である尿素が循環配管35内に注入される。白金イオン、尿素、アンモニア及びシュウ酸を含んで90℃のシュウ酸水溶液が循環配管35から再循環系配管22に供給される。白金イオン、尿素及びシュウ酸を含んで90℃のシュウ酸水溶液が再循環系配管22の内面に接触し、白金イオンがその内面で尿素により還元されて再循環系配管22の内面に白金粒子として付着される。
Thereafter, in the decomposition process of the reductive decontamination agent in step S3, “partial decomposition of oxalic acid” in step S3b is performed. When the decomposition in step S3c ends and the oxalic acid concentration of the oxalic acid aqueous solution reaches 20 ppm, the above-described steps S4 to S6 are executed. In step S <b> 4, ammonia that is a complex ion forming agent is injected into the
本実施例では、ステップS6,S3c,S7及びS8の各工程が実行される。ステップS8の工程が終了した後、貴金属注入装置30Dの循環配管35が再循環系配管22から取り外される。その後、白金粒子を再循環系配管22の内面に付着しているBWRプラントが起動される。
In this embodiment, steps S6, S3c, S7 and S8 are executed. After the step S8 is completed, the
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。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.
本発明の他の好適な実施例である実施例6の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図16を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの浄化系配管20に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。 A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to embodiment 6, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. The noble metal adhesion method to the structural member of the nuclear power plant of this embodiment is applied to the purification system piping 20 of the BWR plant. In this embodiment, platinum, which is a noble metal, is injected while the operation is stopped before the BWR plant is started.
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法には、実施例1で用いられる貴金属注入装置30が用いられる。貴金属注入装置30の替りに貴金属注入装置30A〜30Dのいずれかを用いても良い。本実施例では、実施例1と同様に、図1に示すステップS1〜S8の各工程を有する手順が実行される。
The noble
本実施例のステップS1では、貴金属注入装置30の循環配管35の一端を、実施例1と同様に、弁23のフランジに接続する。貴金属注入装置30の循環配管35の他端を、非再生熱交換器26と炉水浄化装置27の間で浄化系配管20に設けられた弁95の開放されたボンネットのフランジに接続する。このようにして、貴金属注入装置30が浄化系配管20に接続され、浄化系配管20及び循環配管35を有する閉ループが形成される。
In step S1 of the present embodiment, one end of the
貴金属注入装置30の循環配管35の両端部を浄化系配管20に接続した後、ステップS2、ステップS3a(含むステップS3b)、S4〜S6,S3c、S7及びS8の各工程が実施例1と同様に実行される。このため、弁23と弁95の間の浄化系配管20の内面の化学除染が実行され、弁23と弁95の間の浄化系配管20の内面への白金粒子の付着が行われる。
After connecting both ends of the
ステップS8の工程が終了した後、貴金属注入装置30の循環配管35が浄化系配管20から取り外される。その後、浄化系配管20の内面に白金粒子を付着しているBWRプラントが起動される。
After the step S8 is completed, the
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。 In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained.
本実施例に後述の実施例7または8を適用してもよい。 The following Example 7 or 8 may be applied to this example.
本発明の他の好適な実施例である実施例7の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を図3及び図17を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
前述の実施例1ないし6では、白金イオンを含む薬剤、還元剤及び錯イオン形成剤の循環配管35への注入を還元除染剤分解工程(ステップS3)で行っている。これに対し、本実施例では、図17に示された手順が実行され、白金イオンを含む薬剤、還元剤及び錯イオン形成剤の循環配管35への注入が、化学除染の一工程である浄化工程で行われる。本実施例の貴金属付着方法では、実施例1で用いられた貴金属注入装置30が用いられる。貴金属注入装置30の替りに、貴金属注入装置30Bないし30Dのいずれか1つを用いてもよい。
In the above-described Examples 1 to 6, injection of the agent containing platinum ions, the reducing agent, and the complex ion forming agent into the
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法では、BWRプラントの運転が停止された後、実施例1と同様に、ステップS1〜S3の各工程が実施される。ステップS1において、貴金属注入装置30の循環配管35の両端部が再循環系配管22にそれぞれ接続される。さらに、ステップS2の酸化除染及び還元除染及びステップS3の還元除染剤分解工程が実施される。ステップS3では、シュウ酸及びヒドラジンを含むシュウ酸水溶液を過酸化水素が供給される分解装置77に供給し、シュウ酸を分解する。ステップS3の工程が終了した後、ステップS7の浄化工程が実施される。本実施例の貴金属付着方法では、ステップS7の浄化工程と並行して、ステップS4〜S6の各工程が順番に実施される。
In the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to the present embodiment, after the operation of the BWR plant is stopped, steps S1 to S3 are performed as in the first embodiment. In step S <b> 1, both ends of the
ステップS3の還元除染剤及びpH調整剤の分解が終了したとき、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度は10ppmまで低下しており、シュウ酸水溶液のpHが5.6になっている。実施例1と同様に、シュウ酸水溶液の浄化工程(ステップS7)が実施される。加熱器32によるシュウ酸水溶液の加熱が停止され、弁64が開いて弁60が閉じられる。シュウ酸水溶液が冷却器63で60℃に冷却される。弁67,70が開いて弁61が閉じられているので、60℃のシュウ酸水溶液が混床樹脂塔69に供給されて浄化される。
When the decomposition of the reducing decontamination agent and the pH adjuster in step S3 is completed, the oxalic acid concentration of the oxalic acid aqueous solution is reduced to 10 ppm, and the pH of the oxalic acid aqueous solution is 5.6. In the same manner as in Example 1, the oxalic acid aqueous solution purification step (step S7) is performed. Heating of the oxalic acid aqueous solution by the
ステップS3の還元除染剤及びpH調整剤の分解が終了してシュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が10ppmまで低下したとき、このシュウ酸水溶液にFe(III)イオンとCr(III)イオンが1ppm程度残留している場合がある。後述の還元剤の注入によりシュウ酸水溶液のpHが上昇して溶解しているFe(III)イオンが水酸化鉄やマグネタイトを形成して析出する可能性がある。このため、本実施例でも、水酸化鉄及びマグネタイトの析出を抑制するために、後述するように、錯イオン形成剤であるアンモニアをシュウ酸水溶液に注入する。 When the decomposition of the reducing decontamination agent and the pH adjuster in step S3 is completed and the oxalic acid concentration of the oxalic acid aqueous solution is reduced to 10 ppm, about 1 ppm of Fe (III) ions and Cr (III) ions are added to the oxalic acid aqueous solution. It may remain. There is a possibility that Fe (III) ions that are dissolved by raising the pH of the oxalic acid aqueous solution due to the injection of the reducing agent described later may form iron hydroxide or magnetite and precipitate. For this reason, also in this example, in order to suppress precipitation of iron hydroxide and magnetite, ammonia, which is a complex ion forming agent, is injected into the oxalic acid aqueous solution as described later.
混床樹脂塔69から排出されて循環配管35内を流れる60℃のシュウ酸水溶液に、錯イオン形成剤であるアンモニアが錯イオン形成剤注入装置49から注入される(ステップS4)。さらに、そのシュウ酸水溶液に、白金イオン注入装置39からNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液、及び還元剤注入装置44から還元剤であるヒドラジンが、それぞれ注入される(ステップS5)。ヒドラジンの注入により、このシュウ酸溶液のpHが7から8程度になる。白金イオン、ヒドラジン、アンモニア及び10ppmのシュウ酸を含む60℃でpHが7のシュウ酸水溶液が、循環配管35から再循環系配管22内に供給される。このシュウ酸水溶液が再循環系配管22の内面に接触することにより、この内面に白金粒子が付着する。
Ammonia, which is a complex ion forming agent, is injected into the 60 ° C. oxalic acid aqueous solution discharged from the mixed
再循環系配管22から循環配管35に排出されたシュウ酸水溶液が、冷却器63で60℃に冷却されて混床樹脂塔69に供給され、そのシュウ酸水溶液に含まれる白金イオン、ヒドラジン、アンモニア、シュウ酸及び他の不純物が、混床樹脂塔69内の陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂で除去される。白金イオン、ヒドラジン、アンモニア、シュウ酸及び他の不純物のそれぞれの濃度が低下する。濃度が低下した白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを補給するために、錯イオン形成剤注入装置49からアンモニアが、白金イオン注入装置39からNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液が、及び還元剤注入装置44からヒドラジンが、それぞれ所定量、カチオン交換樹脂塔66及び混床樹脂塔69から循環配管35に排出された60℃のシュウ酸水溶液に注入される。白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む60℃のシュウ酸水溶液は、循環配管35から再循環系配管22に再び供給される。
The oxalic acid aqueous solution discharged from the
浄化工程と並行して行われる、白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む60℃のシュウ酸水溶液の再循環系配管22への供給が継続して行われることにより、再循環系配管22の内面に付着された白金粒子の量が増加する。再循環系配管22の内面に所定量の白金粒子が付着したとき、アンモニア水、Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液及びヒドラジン水溶液の循環配管35への注入が停止される(ステップS6A)。再循環系配管22の内面に所定量の白金粒子が付着したことは、白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む60℃のシュウ酸水溶液の、再循環系配管22への供給開始から所定時間が経過したことに基づいて、判定する。その後、導電率計101で測定した水溶液の導電率が5μS/cm以下になったとき、ステップS7の浄化工程が終了する。
Adhering to the inner surface of the
浄化工程が終了した後、ステップS10の廃液処理が実行される。浄化工程が終了したとき、化学除染の全工程が終了し、その後、貴金属注入装置30が再循環系配管22から取り外され、BWRプラントが起動される。
After the purification process is completed, the waste liquid treatment in step S10 is performed. When the purification process is completed, the entire process of chemical decontamination is completed, and then the noble
本実施例は、再循環系配管22の化学除染及び再循環系配管22の内面への白金粒子の付着に要する施工時間を短縮することができる。本実施例では、シュウ酸の分解が終了した後の浄化工程において、10ppmのシュウ酸を含むシュウ酸水溶液に白金イオンを含む薬剤及びヒドラジンを注入し、白金イオン、アンモニア、ヒドラジン及びシュウ酸を含む水溶液を用いて再循環系配管22内面への白金の付着を行うので、その水溶液のシュウ酸濃度が10ppmと非常に小さい。このため、再循環系配管22の内面への白金の付着量が増大し、再循環系配管22の内面への白金の付着に要する時間が短縮される。
This embodiment can shorten the construction time required for chemical decontamination of the
さらに、本実施例は実施例1で生じる各効果を得ることがきる。 Furthermore, this embodiment can obtain each effect produced in the first embodiment.
本実施例では、シュウ酸濃度が10ppmのシュウ酸水溶液に白金イオンを含む薬剤、アンモニア及びヒドラジンを注入しているが、これらの薬剤の注入を行わないでそのシュウ酸水溶液を混床樹脂塔69を通しながら上記の閉ループを循環させ、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が、例えば、5ppmに低下したときに、弁61を開、弁70を閉として樹脂塔をバイパスし、続いてアンモニア、白金イオンを含む薬剤及びヒドラジンをその水溶液に注入してもよい。この場合には、アンモニア、白金イオン、ヒドラジン及び5ppmのシュウ酸を含む水溶液が、再循環系配管22に供給される。白金皮膜が再循環系配管22の内面に形成される。白金皮膜形成後に、アンモニア、白金イオンを含む薬剤及びヒドラジンの注入が停止され、弁70を開、弁61を閉として処理液を混床樹脂塔69へ通水して浄化工程が継続して行われる。このように、シュウ酸濃度をさらに低下させてシュウ酸水溶液に、アンモニア、白金イオンを含む薬剤及びヒドラジンを注入することにより、白金の付着量がさらに増大し、再循環系配管22の内面への白金の付着に要する時間がさらに短縮される。
In this embodiment, a chemical containing platinum ions, ammonia and hydrazine are injected into an oxalic acid aqueous solution having an oxalic acid concentration of 10 ppm. However, the oxalic acid aqueous solution is injected into the mixed
本発明の他の好適な実施例である実施例8の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を図3及び図18を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、実施例1で用いられた貴金属注入装置30を用いることにより行われる。また、本実施例では、ステップS4〜S6の各工程が、ステップS3の還元除染剤の分解工程及びステップS7の浄化工程と並行して実施される。
The noble metal adhesion method to the structural member of the nuclear power plant of the present embodiment is performed by using the noble
本実施例の貴金属付着方法では、実施例1と同様に、ステップS1及びS2の各工程が実施され、ステップS3の還元除染剤の分解工程においてステップS3bのシュウ酸の一部の分解が、過酸化水素が供給される分解装置77内で行われる。ステップS3bによりシュウ酸水溶液のシュウ酸が分解されてシュウ酸濃度が20ppmになったとき、錯イオン形成剤、すなわち、アンモニア水の注入が行われる(ステップS4)。その後、白金イオン注入装置39からNa2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液、及び還元剤注入装置44から還元剤であるヒドラジンが、アンモニアを含む90℃のシュウ酸溶液にそれぞれ注入される(ステップS5)。ヒドラジンの注入により、このシュウ酸溶液のpHが7から8程度になる。白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む90℃でpH7のシュウ酸水溶液が、循環配管35から再循環系配管22内に供給される。このシュウ酸水溶液が再循環系配管22の内面に接触することにより、この内面に白金粒子が付着する。
In the noble metal deposition method of this example, each step of S1 and S2 is performed as in Example 1, and in the decomposition process of the reductive decontamination agent in step S3, partial decomposition of oxalic acid in step S3b is performed. This is performed in a
白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む90℃のシュウ酸水溶液が再循環系配管22に供給されている間、再循環系配管22から循環配管35に排出されたそのシュウ酸水溶液が、酸化剤供給装置54から過酸化水素が供給される分解装置77に供給され、シュウ酸の分解が継続して行われている。このとき、弁72が開いて弁62が一部閉じている。白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む90℃のシュウ酸水溶液が再循環系配管22に供給されている間に、シュウ酸濃度が10ppmになったとき、還元除染剤の分解工程(ステップS3)が終了し、浄化工程(ステップS7)が開始される。
While the 90 ° C. oxalic acid aqueous solution containing platinum ions, hydrazine and ammonia is being supplied to the
本実施例における浄化工程は、実施例7と同様に行われる。再循環系配管22から循環配管35に排出されたシュウ酸水溶液が、冷却器63で60℃に冷却されてカチオン交換樹脂塔66及び混床樹脂塔69のそれぞれに供給され、そのシュウ酸水溶液に含まれる白金イオン、ヒドラジン、アンモニア、シュウ酸及び他の不純物が、混床樹脂塔69内の陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂で除去される。混床樹脂塔69から循環配管35に排出されたシュウ酸水溶液に、実施例7と同様に、錯イオン形成剤注入装置49、白金イオン注入装置39及び還元剤注入装置44からアンモニア水、Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液及びヒドラジンが、それぞれ所定量、注入される。これらの薬剤が注入された60℃のシュウ酸水溶液が、再び、再循環系配管22に供給される。このため、白金イオン、ヒドラジン及びアンモニアを含む60℃のシュウ酸水溶液の供給による再循環系配管22の内面への白金の付着処理とシュウ酸水溶液に対する浄化工程が、並行して行われる。
The purification process in the present example is performed in the same manner as in Example 7. The aqueous oxalic acid solution discharged from the
再循環系配管22の内面に所定量の白金粒子が付着したとき、実施例7と同様に、アンモニア水、Na2[Pt(OH)6]・nH2Oを含む水溶液及びヒドラジン水溶液の循環配管35への注入が停止される(ステップS6A)。また、その後、導電率計101で測定した水溶液の導電率が5μS/cm以下になったとき、ステップS7の浄化工程が終了する。
When a predetermined amount of platinum particles adheres to the inner surface of the
浄化工程が終了した後、ステップS8の廃液処理が実行される。廃液処理工程が終了したとき、化学除染の全工程が終了し、その後、貴金属注入装置30が再循環系配管22から取り外され、BWRプラントが起動される。
After the purification process is completed, the waste liquid treatment in step S8 is performed. When the waste liquid treatment process is completed, the entire chemical decontamination process is completed, and then the noble
本実施例は実施例7で生じる各効果を得ることができる。 In the present embodiment, each effect produced in the seventh embodiment can be obtained.
本発明の他の好適な実施例である実施例9の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を図19及び図20を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。 A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to embodiment 9, which is another preferred embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. The method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to this embodiment is applied to a recirculation system piping of a BWR plant. In this embodiment, platinum, which is a noble metal, is injected while the operation is stopped before the BWR plant is started.
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に用いられる貴金属注入装置30Eを図20を用いて説明する。貴金属注入装置30Eは、実施例1で用いる貴金属注入装置30において錯イオン形成剤注入装置49の注入配管53を白金イオン注入装置39の注入配管43に接続した構成を有する。具体的には、注入配管53は、注入配管43に設けられた弁42と、注入配管43と循環配管35との接続点との間で、注入配管43に接続される。貴金属注入装置30Eの他の構成は貴金属注入装置30と同じである。
A noble metal injection apparatus 30E used in the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to this embodiment will be described with reference to FIG. The noble metal implantation apparatus 30E has a configuration in which the
貴金属注入装置30Eを用いた本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図19を用いて詳細に説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、実施例1における原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法においてステップS4(錯イオン形成剤の注入)をステップS14(錯イオン形成剤及び貴金属イオンを含む薬剤を混合して注入)に、ステップS5(貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入)をステップS5A(還元剤の注入)に、及びステップS6(貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入停止)をステップS6A(錯イオン形成剤、貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入停止)にそれぞれ変更している。 A method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to this embodiment using the noble metal injection device 30E will be described in detail with reference to FIG. The method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to the present embodiment is the same as the method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to the first embodiment. Step S5 (injection of a noble metal ion-containing drug and a reducing agent) into step S5A (injection of a reducing agent) and Step S6 (injection of a noble metal ion and a reducing agent) Is stopped at step S6A (stop injection of complex ion forming agent, drug containing noble metal ions and reducing agent).
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法では、実施例1と同様に、ステップS1(貴金属注入装置30Eの循環配管35の両端部の、貴金属注入対象の配管系である再循環系配管22への接続)及びステップS2(酸化除染及び還元除染の実施)がそれぞれ実施される。ステップS3(還元剤の分解)の工程においてステップS3aを実施してステップS3b(シュウ酸の一部の分解)が終了し、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が例えば約20ppm(シュウ酸水溶液のpHは4.5)になったとき、ステップS14を実施し、その後、ステップS5A及びS6の各工程を実施する。これらの工程を具体的に説明する。
In the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to the present embodiment, as in the first embodiment, step S1 (recirculation system that is a pipe system to be injected with noble metal at both ends of the
錯イオン形成剤及び貴金属イオンを含む薬剤を混合して注入する(ステップS14)。白金イオン注入装置39の弁42を開いて注入ポンプ41を駆動し、さらに、錯イオン形成剤注入装置49の弁52を開いて注入ポンプ51を駆動する。白金イオン注入装置39の薬液タンク40内の白金イオンを含む水溶液、例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物(Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を含む水溶液が、注入配管53を通して錯イオン形成剤注入装置49の薬液タンク50内のアンモニア水が流れている注入配管43に供給される。注入配管43内において、アンモニア水が白金イオンを含む水溶液に混合されて白金イオン及びアンモニアを含む混合水溶液が生成される。
A complex ion forming agent and a drug containing noble metal ions are mixed and injected (step S14). The
実施例1と同様に、必要な量の白金イオンを含む水溶液が薬液タンク40内に充填され、必要な量のアンモニア水が薬液タンク50内に充填される。白金イオンを含む水溶液の供給速度が、実施例1と同様になるように注入ポンプ41の回転速度が制御される。また、アンモニア水の供給速度も、実施例1と同様になるように注入ポンプ51の回転速度が制御される。
As in the first embodiment, the
白金イオンを含む水溶液とアンモニア水が注入配管43内で混合されるため、注入配管43と注入配管53の接続点と、注入配管43と循環配管35との接続点との間の注入配管43内において、白金イオンとアンモニアが反応して多量の白金−アンモニア錯イオンが生成される。多量の白金−アンモニア錯イオンを含み、白金イオン及びアンモニアを含む混合水溶液が注入配管43から循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液に注入される。多量の白金−アンモニア錯イオンの生成により、シュウ酸水溶液に注入されるその混合水溶液中の白金イオン濃度は薬液タンク40内の白金イオンを含む水溶液中の白金イオン濃度よりも著しく低下する。シュウ酸水溶液に注入される混合水溶液中のアンモニア濃度は薬液タンク50内のアンモニア水中のアンモニア濃度よりも著しく低下する。
Since the aqueous solution containing platinum ions and ammonia water are mixed in the
還元剤を注入する(ステップS5A)。還元剤注入装置44の薬液タンク45には、白金イオンを含む水溶液及びアンモニア水と同様に、必要な量のヒドラジン水溶液が充填されている。還元剤注入装置44の弁47を開いて注入ポンプ46を駆動する。還元剤注入装置44の薬液タンク45内のヒドラジン水溶液が注入配管48を通って循環配管35に注入される。ヒドラジン水溶液の注入速度が設定注入速度になるように注入ポンプ46の回転速度が制御される。還元剤であるヒドラジンを含むヒドラジン水溶液は、白金−アンモニア錯イオン、白金イオン及びアンモニアを含む水溶液がヒドラジン水溶液の注入点である、注入配管43と循環配管35の接続点の位置に到達した以降に注入される。好ましくは、実施例1で述べたように、薬液タンク40内の白金イオンを含む全て水溶液、及び薬液タンク50内の全てのアンモニア水の注入が終了した直後に、ヒドラジン水溶液を循環配管35内のシュウ酸水溶液に注入してもよい。
A reducing agent is injected (step S5A). The
白金−アンモニア錯イオン、白金イオン、アンモニア及びヒドラジンを含む90℃のシュウ酸水溶液が循環配管35から再循環系配管22内に供給される。再循環系配管22内では、シュウ酸水溶液に含まれる白金−アンモニア錯イオンに含まれる白金イオンが再循環系配管22の内面に吸着され、吸着された白金イオンがシュウ酸水溶液に含まれるヒドラジンの作用により白金に還元される。このようにして、白金が再循環系配管22の内面に付着される。なお、前述したように、白金−アンモニア錯イオンを含み、白金イオン及びアンモニアを含む混合水溶液が循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液に注入されるため、白金−アンモニア錯イオン以外にシュウ酸水溶液は白金イオン及びアンモニアを含んでいる。この白金イオンは、シュウ酸水溶液内でシュウ酸水溶液に含まれるアンモニアと反応して白金−アンモニア錯イオンを生成し、アンモニアの一部は、シュウ酸水溶液に含まれる不純物である鉄イオンと反応して鉄−アンモニア錯イオンを生成する。シュウ酸水溶液内で生成された白金−アンモニア錯イオンに含まれる白金イオンも、注入配管43内で生成された白金−アンモニア錯イオンに含まれる白金イオンと同様に、再循環系配管22の内面に吸着され、シュウ酸水溶液に含まれるヒドラジンの作用により白金に還元される。シュウ酸水溶液内で鉄−アンモニア錯イオンが生成されるため、シュウ酸水溶液内で鉄イオンが水酸化鉄及びマグネタイトとなって析出することが抑制され、水酸化鉄及びマグネタイトに付着する白金イオンの量が低減される。
A 90 ° C. oxalic acid aqueous solution containing platinum-ammonia complex ions, platinum ions, ammonia and hydrazine is supplied from the
再循環系配管22から循環配管35に排出されたそのシュウ酸水溶液は、循環配管35を通って再び再循環系配管22内に供給される。このようにシュウ酸水溶液は循環配管35及び再循環系配管22で形成される閉ループ内を循環する。シュウ酸水溶液が循環している間、薬液タンク40内の白金イオンを含む水溶液、薬液タンク50内のアンモニア水、及び薬液タンク50内のヒドラジン水溶液がなくなるまで、白金−アンモニア錯イオンを含み、白金イオン及びアンモニアを含む混合水溶液、及びヒドラジン水溶液が循環するシュウ酸水溶液に注入される。
The oxalic acid aqueous solution discharged from the
錯イオン形成剤、貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入を停止する(ステップS6A)。薬液タンク40内の白金イオンを含む水溶液、薬液タンク50内のアンモニア水、及び薬液タンク50内のヒドラジン水溶液がなくなったとき、注入ポンプ41,51及び46を停止して弁42,52及び47を全閉状態にし、白金−アンモニア錯イオンを含み、白金イオン及びアンモニアを含む水溶液、及びヒドラジン水溶液の循環配管35への注入を停止する。
The injection of the complex ion forming agent, the chemical containing the noble metal ion and the reducing agent is stopped (step S6A). When the aqueous solution containing platinum ions in the
その後、実施例1と同様に、ステップS3のステップS3cを実施し、さらに、ステップS7及びS8の各工程を実施する。以上により再循環系配管22の化学除染工程の全工程が終了する。そして、貴金属注入装置30Eが再循環系配管22から取り外され、再循環系配管22及び浄化系配管20が循環配管35を接続する前の状態に復旧される。その後で、BWRプラントの運転が開始される。
Thereafter, similarly to the first embodiment, step S3c of step S3 is performed, and further, steps S7 and S8 are performed. Thus, the entire process of the chemical decontamination process for the
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。さらに、本実施例は、白金イオンを含む水溶液及びアンモニア水を循環配管35に注入する前に混合して白金−アンモニア錯イオンを生成し、白金−アンモニア錯イオンを含む混合水溶液を循環配管35内のシュウ酸水溶液に注入しているので、貴金属付着対象である再循環系配管22の内面への白金の付着効率を実施例1よりも著しく増大させることができる。したがって、再循環系配管22の表面線量率を著しく低減することができ、BWRプラントの保守点検時における従事者の被ばく線量は著しく低減される。もし、本実施例において再循環系配管22の内面への白金付着量を実施例1におけるその内面への白金付着量にする場合には、化学除染に要する作業時間を著しく短縮することができる。
In the present embodiment, each effect produced in the first embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, an aqueous solution containing platinum ions and aqueous ammonia are mixed before being injected into the
本発明の他の好適な実施例である実施例10の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を図19及び図21を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に用いられる貴金属注入装置30Fを図21を用いて説明する。貴金属注入装置30Fは、実施例9で用いる貴金属注入装置30Eにおいて混合槽99を追加し、白金イオン注入装置39の注入配管43及び錯イオン形成剤注入装置49の注入配管53を混合槽99に接続し、混合槽99を注入配管100により循環配管35に接続した構成を有する。貴金属注入装置30Fの他の構成は貴金属注入装置30Eと同じである。
A noble
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法では、実施例9で実施された図19に示す手順が実施され、再循環系配管22の内面に貴金属である白金が付着される。図19に示されたステップS1,S2,S3(ステップS3a,S3b及びS3cを含む),S14,S5A,S6A,S7及びS8の各工程が実施例9と同様に実施される。本実施例のステップS14では、薬液タンク40内の白金イオンを含む水溶液が注入配管43を通して、及び薬液タンク50内のアンモニア水が注入配管53を通して、混合槽99内にそれぞれ供給される。白金イオンを含む水溶液及びアンモニア水が混合槽99内で混合される。撹拌機を混合槽99に取り付け、攪拌機を回転させて混合槽99内で白金イオンを含む水溶液及びアンモニア水を混合してもよい。混合槽99内で白金イオンを含む水溶液及びアンモニア水を混合するため、白金−アンモニア錯イオンの生成量が実施例9よりも増加する。混合槽99内で生成された白金−アンモニア錯イオン、白金イオン及びアンモニアを含む混合水溶液が注入配管100を通して循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液に注入される。本実施例では、循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液に注入される白金−アンモニア錯イオンの量は、実施例9で循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液に注入されるその量よりも増加する。
In the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant of the present embodiment, the procedure shown in FIG. 19 performed in the ninth embodiment is performed, and platinum which is a noble metal is attached to the inner surface of the
本実施例は実施例9で生じる各効果を得ることができる。本実施例では、混合槽99内で白金イオンを含む水溶液とアンモニア水が混合されるため、白金−アンモニア錯イオンの生成量が増加し、再循環系配管22の内面に付着する白金の量が実施例9よりも増加する。
In the present embodiment, each effect produced in the ninth embodiment can be obtained. In this embodiment, since the aqueous solution containing platinum ions and aqueous ammonia are mixed in the
本発明の他の好適な実施例である実施例11の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を図22及び図23を用いて説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、BWRプラントの再循環系配管に適用される。本実施例では、貴金属である白金の注入は、BWRプラントの起動前の運転停止中に行われる。
A method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant according to
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法に用いられる貴金属注入装置30Gを図21を用いて説明する。貴金属注入装置30Fは、実施例10で用いる貴金属注入装置30Fにおいて白金イオン注入装置39及び錯イオン形成剤注入装置49を混合水溶液注入装置39Aに替えた構成を有する。貴金属注入装置30Fの他の構成は貴金属注入装置30Eと同じである。
A noble metal injection apparatus 30G used in the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to this embodiment will be described with reference to FIG. The noble
混合水溶液注入装置39Aは、薬液タンク40A、注入ポンプ41及び注入配管43を有する。薬液タンク40Aは、注入ポンプ41及び弁42を有する注入配管43によって循環配管35に接続される。薬液タンク40Aには、白金イオンを含む水溶液、例えば、ヘキサヒドロキソ白金酸ナトリウム水和物(Na2[Pt(OH)6]・nH2O)を含む水溶液とアンモニア水が予め混合されて生成された混合水溶液が充填されている。この混合水溶液は、白金−アンモニア錯イオン及びそれぞれ少量の白金イオン及びアンモニアを含んでいる。薬液タンク40Aには、実施例9で述べた必要な量の白金イオンを含む水溶液と必要な量のアンモニア水が混合されて生成された必要量の混合水溶液が充填されている。
The mixed
貴金属注入装置30Gを用いた本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法を、図22を用いて詳細に説明する。本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、実施例9における原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法においてステップS6A(錯イオン形成剤、貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入停止)をステップS15(錯イオン形成剤及び貴金属イオンの注入停止)に、及びステップS6A(錯イオン形成剤、貴金属イオンを含む薬剤及び還元剤の注入停止)をステップS6B(還元剤の注入停止)にそれぞれ変更している。 A method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to this embodiment using the noble metal injection device 30G will be described in detail with reference to FIG. The method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to the present embodiment is the same as the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to a ninth embodiment, and stops injection of a complex ion forming agent, a chemical containing a noble metal ion and a reducing agent. ) To step S15 (stop injection of complex ion forming agent and noble metal ion), and step S6A (stop injection of complex ion forming agent, agent containing noble metal ion and reducing agent) to step S6B (stop injection of reducing agent) Each has changed.
本実施例の原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法では、実施例9と同様に、ステップS1及びステップS2の各工程がそれぞれ実施される。ステップS3においてステップS3aを実施してステップS3bが終了し、シュウ酸水溶液のシュウ酸濃度が例えば約20ppmになったとき、ステップS14(錯イオン形成剤及び貴金属イオンを含む薬剤を混合して注入)が実施される。本実施例のステップS14では、混合水溶液注入装置39Aの薬液タンク40Aに充填された白金イオン及びアンモニアを含む混合水溶液が、注入配管43を通して循環配管35内を流れるシュウ酸溶液に注入される。混合水溶液のシュウ酸水溶液への注入により、循環配管35を通して再循環系配管22に供給される90℃のシュウ酸水溶液は、白金−アンモニア錯イオン及びそれぞれ少量の白金イオン及びアンモニアを含んでいる。
In the method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant according to the present embodiment, each step of Step S1 and Step S2 is performed in the same manner as in Embodiment 9. In step S3, step S3a is performed and step S3b is completed. When the oxalic acid concentration of the oxalic acid aqueous solution reaches, for example, about 20 ppm, step S14 (mixed and injected with a complex ion-forming agent and a noble metal ion-containing agent) Is implemented. In step S14 of the present embodiment, the mixed aqueous solution containing platinum ions and ammonia filled in the
再循環系配管22内で、注入された混合水溶液に含まれた白金−アンモニア錯イオン及びシュウ酸水溶液内で注入された白金イオンとアンモニアの反応により生成された白金−アンモニア錯イオンに含まれる白金イオンが、再循環系配管22の内面に吸着される。シュウ酸水溶液内では、実施例9と同様に、注入されたアンモニアの一部とシュウ酸水溶液に含まれている鉄イオンが反応して鉄−アンモニア錯イオンが生成される。
Platinum contained in the platinum-ammonia complex ion generated by the reaction of platinum-ammonia complex ions contained in the injected mixed aqueous solution and platinum ions injected in the oxalic acid aqueous solution with ammonia in the
実施例9と同様に、再循環系配管22から循環配管35に排出されたシュウ酸水溶液は、前述の閉ループ内を循環する。シュウ酸水溶液が循環している間、薬液タンク40A内の白金−アンモニア錯イオンを含む混合水溶液が循環するシュウ酸水溶液に注入される。
As in the ninth embodiment, the oxalic acid aqueous solution discharged from the
錯イオン形成剤及び貴金属イオンの注入を停止する(ステップS15)。薬液タンク40A内の混合水溶液の注入が終了し薬液タンク40Aが空になったとき、注入ポンプ41が停止されて弁42が全閉される。このため、薬液タンク40Aからの混合水溶液、すなわち、白金−アンモニア錯イオン、白金イオン及びアンモニアの循環配管35内のシュウ酸水溶液への注入が停止される。
The injection of the complex ion forming agent and the noble metal ions is stopped (step S15). When
その後、ステップS5Aが実施され、還元剤注入装置44の薬液タンク45から循環配管35へのヒドラジン水溶液の注入が実施される。このヒドラジン水溶液は循環配管35内のシュウ酸水溶液に注入され、ヒドラジンはシュウ酸水溶液と共に再循環系配管22内に供給される。シュウ酸水溶液に含まれたヒドラジンの作用によって、再循環系配管22の内面に吸着されている白金イオンが還元されて白金になる。このようにして、再循環系配管22の内面に白金が付着される。
Thereafter, step S5A is performed, and the injection of the hydrazine aqueous solution from the
還元剤の注入を停止する(ステップS6B)。薬液タンク50内のヒドラジン水溶液がなくなったとき、注入ポンプ46を停止して弁47を全閉状態にし、循環配管35を流れるシュウ酸溶液へのヒドラジンの注入を停止する。
The injection of the reducing agent is stopped (step S6B). When the hydrazine aqueous solution in the
本実施例において、ステップS14,S15,S5A及びS6Bの各工程を実施例9で実施されるステップS14,S5A及びS6Aの各工程に替えてもよい。 In this embodiment, the steps S14, S15, S5A, and S6B may be replaced with the steps S14, S5A, and S6A performed in the ninth embodiment.
その後、実施例9と同様に、ステップS3のステップS3cを実施し、さらに、ステップS7及びS8の各工程を実施する。以上により再循環系配管22の化学除染工程の全工程が終了する。そして、貴金属注入装置30Gが再循環系配管22から取り外され、再循環系配管22及び浄化系配管20が循環配管35を接続する前の状態に復旧される。その後で、BWRプラントの運転が開始される。
Thereafter, similarly to Example 9, step S3c of step S3 is performed, and further, steps S7 and S8 are performed. Thus, the entire process of the chemical decontamination process for the
本実施例は、実施例9で生じる各効果を得ることができる。さらに、本実施例は、白金イオンを含む水溶液及びアンモニア水を予め混合して混合水溶液を作成し、この混合水溶液を混合水溶液注入装置39Aの薬液タンク40Aに充填するので、混合水溶液を作成するために白金イオンを含む水溶液とアンモニア水の混合を開始してから、薬液タンク40Aから循環配管35に注入するまでの期間が、実施例10において混合槽99内で白金イオンを含む水溶液とアンモニア水を混合している期間よりも長くなるので、本実施例における白金−アンモニア錯イオンの生成量が実施例10におけるその生成量よりも増加する。本実施例では白金−アンモニア錯イオンを実施例10よりも多く循環配管35内を流れるシュウ酸水溶液に注入することができる。このため、貴金属付着対象である再循環系配管22の内面への白金の付着効率を実施例10よりも増大させることができる。したがって、再循環系配管22の表面線量率を著しく低減することができ、BWRプラントの保守点検時における従事者の被ばく線量は著しく低減される。
In the present embodiment, each effect produced in the ninth embodiment can be obtained. Further, in this embodiment, an aqueous solution containing platinum ions and aqueous ammonia are mixed in advance to create a mixed aqueous solution, and this mixed aqueous solution is filled in the
実施例6、実施例7及び8において、貴金属注入装置30の替りに、貴金属注入装置30A,30B,30C及び30Dのいずれか1つを用いてもよい。さらに、実施例6、実施例7及び8において、貴金属注入装置30の替りに、貴金属注入装置30E,30F及び30Gのいずれか1つを用いてもよい。
In the sixth embodiment, the seventh embodiment, and the eighth embodiment, any one of the noble
実施例2で用いられる貴金属注入装置30A、実施例4で用いられる貴金属注入装置30C及び実施例5で用いられる貴金属注入装置30Dのそれぞれにおいて、錯イオン形成剤注入装置49の注入配管53を、実施例9で用いられる貴金属注入装置30Eのように、白金イオン注入装置39の注入配管43に接続してもよい。この場合には、実施例2で実施される図6に示される手順、実施例4で実施される図10に示される手順及び実施例5で実施される図1に示される手順のそれぞれにおいて、ステップS4、S5及びS6の各工程を、実施例9で実施される図19に示される手順に含まれるステップS14,S5A及びS6Aの各工程に変更する。
In each of the noble
実施例2で用いられる貴金属注入装置30A、実施例4で用いられる貴金属注入装置30C及び実施例5で用いられる貴金属注入装置30Dのそれぞれにおいて、錯イオン形成剤注入装置49の注入配管53及び白金イオン注入装置39の注入配管43を、実施例10で用いられる貴金属注入装置30Fのように、混合槽99に接続し、混合槽99に接続される注入配管100を循環配管35に接続してもよい。この場合には、実施例2で実施される図6に示される手順、実施例4で実施される図10に示される手順及び実施例5で実施される図1に示される手順のそれぞれにおいて、ステップS4、S5及びS6の各工程を、実施例9で実施される図19に示される手順に含まれるステップS14,S5A及びS6Aの各工程に変更する。
In each of the noble
さらに、実施例2で用いられる貴金属注入装置30A、実施例4で用いられる貴金属注入装置30C及び実施例5で用いられる貴金属注入装置30Dのそれぞれにおいて、錯イオン形成剤注入装置49の注入配管53及び白金イオン注入装置39の注入配管43を、実施例11で用いられる貴金属注入装置30Gのように、循環配管35に接続される混合水溶液注入装置39Aに替えもよい。この場合には、実施例2で実施される図6に示される手順、実施例4で実施される図10に示される手順及び実施例5で実施される図1に示される手順のそれぞれにおいて、ステップS4、S5及びS6の各工程を、実施例11で実施される図22に示される手順に含まれるステップS14,S15,S5A及びS6Bの各工程に変更する。
Further, in each of the noble
実施例1ないし11で行われる化学除染は、還元除染工程でシュウ酸及びヒドラジン(pH調整剤)を含む還元除染液を用いて行われる。このような化学除染に対して、シュウ酸(還元除染剤)を含みヒドラジン(pH調整剤)を含まない還元除染液を用いて還元除染を行う化学除染が知られている。実施例1ないし8のそれぞれにおいて、ステップ2で行われる還元除染を、還元除染剤を含みpH調整剤を含まない還元除染液を用いて行ってもよい。この還元除染液のpHは、pH調整剤を含まない分、還元除染剤及びpH調整剤を含む還元除染液のpHよりも小さくなる。
The chemical decontamination performed in Examples 1 to 11 is performed using a reductive decontamination solution containing oxalic acid and hydrazine (pH adjuster) in the reductive decontamination step. For such chemical decontamination, chemical decontamination is known in which reductive decontamination is performed using a reductive decontamination solution that contains oxalic acid (reduction decontamination agent) but does not contain hydrazine (pH adjuster). In each of Examples 1 to 8, the reductive decontamination performed in
実施例1〜11のいずれかの原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法は、加圧水型原子力発電プラントの原子炉圧力容器に接続される配管に対して適用することができる。 The method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant in any of Examples 1 to 11 can be applied to piping connected to a reactor pressure vessel of a pressurized water nuclear power plant.
12…原子炉圧力容器、20…浄化系配管、22…再循環系配管、29,33…循環ポンプ、30,30A,30B,30C,30D,30E,30F,30G…貴金属注入装置、31…サージタンク、32…加熱器、35…循環配管、37…エゼクタ、39…白金イオン注入装置、39A…混合水溶液注入装置、40,40A,45,50,55,97…薬液タンク、41,46,51,98…注入ポンプ、44…還元剤注入装置、54…酸化剤供給装置、63…冷却器、66…カチオン交換樹脂塔、69…混床樹脂塔、75…pH計、77…分解装置、81…鉄(III)イオン濃度測定装置、85…貴金属付着量測定装置、86…水晶振動子電極装置、87…水晶、89…金属部材、90…シール部材、96…pH調整剤注入装置、99…混合槽。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Reactor pressure vessel, 20 ... Purification system piping, 22 ... Recirculation system piping, 29, 33 ... Circulation pump, 30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F, 30G ... Noble metal injection apparatus, 31 ... Surge Tank, 32 ... Heater, 35 ... Circulation piping, 37 ... Ejector, 39 ... Platinum ion implanter, 39A ... Mixed aqueous solution injector, 40, 40A, 45, 50, 55, 97 ... Chemical tank, 41, 46, 51 , 98 ... Injection pump, 44 ... Reducing agent injection device, 54 ... Oxidizing agent supply device, 63 ... Cooler, 66 ... Cation exchange resin tower, 69 ... Mixed bed resin tower, 75 ... pH meter, 77 ... Decomposition device, 81 ... iron (III) ion concentration measuring device, 85 ... precious metal adhesion measuring device, 86 ... crystal
Claims (23)
前記還元除染を実施するステップ及び前記貴金属を付着させるステップが、前記原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前に行われることを特徴とする原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法。 In the step of carrying out reductive decontamination of the surface of the nuclear plant structural member in contact with the reactor water using an aqueous solution of the reductive decontaminant, and in the decomposition process of the reductive decontaminant carried out after the reductive decontamination A first period in which the reductive decontaminant remains in the aqueous solution after decomposing a part of the reductive decontaminant, and a second period in which the aqueous solution is purified after the decomposing step is completed. The aqueous solution containing the complex ion forming agent, the noble metal ion and the reducing agent produced by injecting the complex ion forming agent, the noble metal ion and the reducing agent into the aqueous solution in at least one period of the above, Bringing the structural member into contact with the surface on which the decontamination has been performed, and attaching a noble metal generated from the noble metal ions to the surface;
The method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant, wherein the step of carrying out the reduction decontamination and the step of depositing the noble metal are performed after the nuclear power plant is stopped and before the nuclear power plant is started.
前記還元除染を実施するステップ及び前記貴金属を付着させるステップが、前記原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前に行われることを特徴とする原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法。 An aqueous solution of a reducing decontamination agent is supplied to a first pipe, which is a structural member of a nuclear power plant, communicated with the nuclear pressure vessel through the second pipe, and the inner surface of the first pipe is reduced using this aqueous solution. And a part of the reductive decontaminant in the decomposition process of the reductive decontaminant contained in the aqueous solution discharged from the first pipe, which is performed after the reductive decontamination A first period in which the reductive decontaminant remains in the aqueous solution after decomposition, and a second period in which the aqueous solution discharged from the first pipe is purified after the decomposition step is completed. The aqueous solution containing the complex ion forming agent, the noble metal ion and the reducing agent produced by injecting the complex ion forming agent, the noble metal ion and the reducing agent into the aqueous solution in at least one period of time. 2 is supplied to the first pipe into contact with the inner surface of the first pipe through the pipe, comprising the step of depositing a noble metal generated from the noble metal ions to the inner surface,
The method for depositing a noble metal on a structural member of a nuclear power plant, wherein the step of carrying out the reduction decontamination and the step of depositing the noble metal are performed after the nuclear power plant is stopped and before the nuclear power plant is started.
前記水溶液のpHを増加させるステップ、前記貴金属を付着させるステップ及び前記還元除染剤及び前記還元剤を分解するステップが、前記還元除染後に実施される前記還元除染剤の分解工程の開始から前記分解工程の終了までの期間内で行われ、
前記還元除染を実施するステップ及び前記分解工程が、前記原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前に行われることを特徴とする原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法。 An aqueous solution of a reducing decontamination agent is supplied to a first pipe, which is a structural member of a nuclear power plant, communicated with the nuclear pressure vessel through the second pipe, and the inner surface of the first pipe is reduced using this aqueous solution. A step of decomposing a part of the reductive decontaminating agent contained in the aqueous solution discharged from the first pipe, which is performed after completion of the reductive decontamination to increase the pH of the aqueous solution. A complex ion forming agent, the noble metal ion, the reducing agent produced by injecting the complex ion forming agent, the noble metal ion and the reducing agent into the aqueous solution containing the reducing decontamination agent at an increased pH. The aqueous solution containing the reducing decontaminating agent is supplied to the first pipe through the second pipe and is brought into contact with the inner surface of the first pipe, and the noble metal generated from the noble metal ions is attached to the inner surface. Step, and after the step of depositing the noble metal is finished, comprising the step of decomposing the reducing decontamination agent and the reducing agent contained in the aqueous solution discharged from the first pipe,
The step of increasing the pH of the aqueous solution, the step of attaching the noble metal, and the step of decomposing the reductive decontamination agent and the reductant are started from the start of the decontamination process of the reductive decontamination performed after the reductive decontamination. Performed within the period until the end of the decomposition step,
The method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant, wherein the step of reducing decontamination and the decomposing process are performed after the nuclear power plant is stopped and before the nuclear power plant is started.
還元剤を前記水溶液に注入することにより生成された、前記還元剤を含む前記水溶液を、前記貴金属イオンが吸着されている前記表面に接触させて前記表面に吸着されている貴金属イオンを前記還元剤により還元し、前記表面に吸着されている前記貴金属イオンを貴金属に変換する第2ステップを有し、
前記第1及び第2ステップが、前記原子力プラントの運転停止後で前記原子力プラントの起動前に行われることを特徴とする原子力プラントの構造部材への貴金属付着方法。 In the step of carrying out reductive decontamination of the surface of the nuclear plant structural member in contact with the reactor water using an aqueous solution of the reductive decontaminant, and in the decomposition process of the reductive decontaminant carried out after the reductive decontamination A first period in which the reductive decontaminant remains in the aqueous solution after decomposing a part of the reductive decontaminant, and a second period in which the aqueous solution is purified after the decomposing step is completed. The complex ion forming agent and the aqueous solution containing the noble metal ion generated by injecting the complex ion forming agent and the noble metal ion into the aqueous solution in at least one period of the reduction of the structural member. Contacting with the decontaminated surface and adsorbing the noble metal ions on the surface;
The aqueous solution containing the reducing agent produced by injecting the reducing agent into the aqueous solution is brought into contact with the surface on which the noble metal ions are adsorbed, so that the noble metal ions adsorbed on the surface are converted into the reducing agent. And a second step of converting the noble metal ions adsorbed on the surface into noble metals,
The method for attaching a noble metal to a structural member of a nuclear power plant, wherein the first and second steps are performed after the nuclear power plant is stopped and before the nuclear power plant is started.
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